CN107710547B - 充电装置 - Google Patents

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Abstract

为了提供高效冷却电池组的充电装置,充电装置(1)包括:壳体(2),具有底部、与底部对置的上部以及连结底部和上部的侧面部;多个翼片(5、6),设置在壳体内;充电电路部(4),设置在壳体内,并构成为对电池组(3)充电,并且具有随着电池组(3)的充电而发热的发热元件。多个翼片沿所述侧面部配置。

Description

充电装置
技术领域
本发明涉及对由镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池等二次电池构成的电池组进行充电的充电装置。
背景技术
以往,作为电动工具等的电源使用电池组,电池组通过专用的充电装置进行充电。用于电动工具等的电池组使用电池容量大且放电电压高的电池组,并且近年来电池组的高容量化在推进。为了在短时间内对电池容量大且放电电压高的电池组进行充电,使用输出大的充电装置正在成为主流。
但是,输出大的充电装置能够缩短充电时间,另一方面存在充电装置内部的电气元件的温度上升的问题。另外,如果充电装置的输出大,则电池组自身的发热也变大。另外,在对刚在高输出的电动工具中使用过的电池组进行充电的情况下,电池组自身的温度高,因此也存在无法进行充电的问题。
因此,提出了使用冷却翼片强制冷却充电装置内部和电池组的充电装置(例如专利文献1)。在该充电装置中,通过将由冷却翼片产生的风送入到电池组内部和充电装置内部,由此对电池组和充电装置内的发热零件进行空冷,抑制发热。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2015-019535号公报
发明内容
发明所要解决的问题
本发明鉴于上述情况,提供能够有效地冷却充电装置内部的充电装置。
用于解决问题的手段
本发明的充电装置具有:壳体,其具有底部、与所述底部对置的上部以及连结所述底部和所述上部的侧面部;多个翼片,其被设置在所述壳体内;以及充电电路部,其被设置在所述壳体内并构成为对电池组充电,并且具有随着所述电池组的充电而发热的发热元件,所述多个翼片沿所述侧面部配置。
根据该构成,能够通过多个翼片提高发热元件的冷却效率。另外,能够在壳体内扩大设置用于充电电路部的空间。
优选的是,所述壳体具有近似长方体形状,所述多个翼片具有第一翼片和第二翼片,所述第一翼片和所述第二翼片被配置在所述侧面部的一个角部附近。
根据该构成,能够获得大的由第一翼片和第二翼片产生的冷却风在壳体内的通过区域,并且能够在壳体内大大地设置用于充电电路部的空间。
优选的是,所述第一翼片沿第一侧面部配置,所述第二翼片沿第二侧面部配置,所述第二侧面部经由所述一个角部与所述第一侧面部连结。
根据该构成,能够获得大的由第一翼片和第二翼片产生的冷却风在壳体内的通过区域,并且能够在壳体内大大地设置用于充电电路部的空间。
优选的是,所述第一翼片和所述第二翼片沿同一所述侧面部配置。
根据该构成,能够获得大的冷却风通过的风道的与行进方向交叉的截面区域,能够高效地冷却充电电路部。因此,能够抑制充电装置的温度上升。
优选的是,所述第一翼片沿第一侧面部配置,所述第二翼片沿与所述第一侧面部对置的第三侧面部配置。
优选的是,所述壳体具有将空气摄入所述壳体内的进气口、以及将所述空气排到所述壳体外的排气口,所述第一翼片和所述第二翼片分别被配置在所述排气口的附近,所述发热元件被配置在所述进气口的附近。
根据该构成,摄入到壳体内的空气最初通过发热元件的附近冷却发热元件,之后通过第一翼片和第二翼片从排气口排到壳体外。即,发热元件由刚摄入到壳体内之后的排热而由温度上升之前的空气冷却。由于发热元件的冷却高效地进行,因此能够抑制充电装置的温度上升。
优选的是,所述进气口和所述排气口设置在所述侧面部。
另外,本发明的充电装置具有:壳体;第一翼片,其在所述壳体内产生第一冷却风;第二翼片,其在所述壳体内产生第二冷却风;以及充电电路部,其被构成为对被安装于所述壳体的电池组充电,并具有随着所述电池组的充电而发热的发热元件,所述壳体具有将空气摄入所述壳体内的进气口以及将所述第一冷却风和所述第二冷却风排到所述壳体外的排气口,所述第一翼片和所述第二翼片分别被配置在所述排气口的附近,所述发热元件被配置在所述进气口的附近,并通过所述第一冷却风和所述第二冷却风中的至少一方冷却。
根据该构成,通过第一翼片和第二翼片的驱动而从进气口摄入到壳体内的空气最初通过发热元件的附近冷却发热元件,之后通过第一翼片和第二翼片从排气口排到壳体外。即,发热元件由刚摄入到壳体内后的排热而由温度上升之前的空气冷却。由于发热元件的冷却被高效进行,因此能够抑制充电装置的温度上升。
优选的是,所述壳体具有底部、与所述底部对置的上部以及被设置为连结所述底部和所述上部的侧面部,所述排气口被设置在所述侧面部,所述第一翼片和所述第二翼片接近。
根据该构成,每单位时间能够将大量的空气经由进气口摄入到壳体内,并且,能够高效地排出由于排热而温度上升的第一冷却风和第二冷却风。因此,能够抑制充电装置的温度上升。
优选的是,所述壳体具有近似长方体形状,所述第一翼片和所述第二翼片被配置在所述侧面部的一个角部附近。
根据该构成,能够获得大的第一冷却风和第二冷却风在壳体内的通过区域,并且能够在壳体内大大地设置用于充电电路部的空间。
优选的是,所述充电电路部还具有被安装于所述发热元件的散热部件,所述散热部件划定所述第一冷却风和所述第二冷却风通过的风道的一部分。
根据该构成,不仅发热元件,散热部件也由第一冷却风和第二冷却风冷却,因此发热元件的冷却更高效地进行。因此,能够抑制充电装置的温度上升。
优选的是,所述第一翼片具有第一旋转轴,所述第二翼片具有第二旋转轴,所述第一翼片和所述第二翼片被配置为彼此接近并且所述第一旋转轴的延长线和所述第二旋转轴的延长线交叉。
根据该构成,能够获得大的第一冷却风和第二冷却风在壳体内通过的区域,因此能够高效地冷却充电电路部,抑制充电装置的温度上升。
所述壳体具有用于冷却充电中的电池组的风能够通过的开口,所述第一翼片和所述第二翼片被配置在所述开口的附近。
根据该构成,能够将通过电池组的空气经由开口摄入到壳体内,能够高效地进行充电中的电池组的冷却,抑制电池组的温度上升。
本发明的充电装置具有:壳体;第一翼片,其被设置在所述壳体内;第二翼片,其被设置在所述壳体内;以及充电电路部,其被构成为对被安装于所述壳体内的电池组充电,所述壳体具有能够出入空气的通气口、以及排出所述空气的排气口,所述通气口具有:第一通气口,在其附近配置所述第一翼片;以及第二通气口,在其附近配置所述第二翼片,通过所述第一翼片的旋转速度大于所述第二翼片的旋转速度,进行第一通气动作,该第一通气动作将从所述第一通气口吸入的空气的一部分经由所述第二通气口排到所述壳体外,在所述充电电路部的充电动作中,所述第一翼片和所述第二翼片被构成为从所述第一通气口和所述第二通气口将空气摄入到所述壳体内。
根据该构成,通过第一通气动作,经由第一通气口吸入的空气的一部分经由第二通气口排到壳体外。由此,通过第二通气口的空气流与充电动作中相反,因此能够消除充电动作中产生的第二通气口的尘埃等引起的堵塞。
本发明的充电装置能够选择性地对电池电压和额定容量不同的多个电池组充电,其特征在于,所述充电装置具有:壳体,其安装有所述电池组;翼片,其被设置在所述壳体内;以及充电电路部,其被设置在所述壳体内,并被构成为对所述电池组充电,并且具有随着所述电池组的充电而发热的发热元件,所述充电装置能够以10A以上的充电电流对所述电池组充电,所述翼片的风量或者由所述翼片在所述壳体内产生的风量为13m^3/hr以上。
根据该构成,即使以大电流(10A以上)对电池组充电,也能够有效地冷却发热元件。
本发明的充电装置具有:壳体,在所述壳体形成有摄入空气的进气口和排出冷却风的排气口,并且具有底部和与所述底部对置的上部,能够安装电池组;翼片,其在所述壳体内产生冷却风;充电电路部,其被设置在所述壳体内并被构成为对所述电池组充电,并且具有随着所述电池组的充电而发热的发热元件;以及风道划定部件,其在所述壳体内划定所述冷却风通过的冷却风道,所述风道划定部件包括在所述上部与所述发热元件之间延伸的板状部。
根据该构成,通过风道划定部件能够更高效地进行发热元件的冷却,能够抑制充电装置的温度上升。
优选的是,所述发热元件包含多个发热元件,所述风道划定部件包括:第一划定部,其沿与所述上部交叉的第一方向延伸;以及第二划定部,其从所述第一划定部沿与所述第一方向交叉的第二方向延伸,并在所述第一方向上位于所述上部与所述多个发热元件中的至少一个发热元件之间,所述充电装置被构成为通过所述翼片的驱动将所述冷却风引导至所述发热元件,能够冷却所述发热元件。
根据该构成,通过翼片的驱动而从进气口摄入的空气作为冷却风通过第二划定部来抑制从由风道划定部件划定的冷却风道脱离,并且沿冷却风道在冷却风道内通过。由此,配置在冷却风道内的发热元件被冷却风冷却。因此,抑制充电装置全体的发热,从温度上升方面保护发热元件。
优选的是,所述风道划定部件包括散热部件,所述散热部件被设置为用于所述多个发热元件中的至少一个发热元件的散热。优选的是,所述散热部件的与所述冷却风的行进方向交叉的截面具有近似L字形状。
根据该构成,不仅发热元件,散热部件也被冷却,因此更高效地进行发热元件的冷却。另外,由于截面为近似L字形状,所以冷却风不会脱离冷却风道,因此发热元件的冷却高效地进行,能够抑制充电装置的温度上升。
优选的是,所述充电电路部具有安装所述多个发热元件的电路基板,所述第一划定部从所述电路基板和所述上部中的一方朝向另一方立起设置,所述冷却风道由所述电路基板和所述风道划定部件划定。
根据该构成,通过翼片的驱动而从进气口摄入的空气作为冷却风而通过由风道划定部件划定的冷却风道。因此,置于冷却风道的发热元件被高效地冷却,能够防止充电装置的温度上升。
优选的是,将所述多个发热元件中的至少一个发热元件配置在所述进气口的附近。根据该构成,发热元件被刚从进气口摄入后的空气冷却,因此被高效地冷却。
优选的是,所述多个发热元件是二极管、FET、变压器和线圈中的至少一方。
优选的是,所述板状部件在与所述发热元件对应的位置具有根据所述发热元件的外形形成的开口、以及从所述开口的边缘部附近向所述上部的相反侧延伸并与所述发热元件一起划定所述冷却风道的一部分的引导片部,所述冷却风道被设置为从所述进气口通过所述发热元件与所述引导片部之间和所述开口而至所述排气口。
根据该构成,通过翼片的驱动而从进气口摄入的空气作为冷却风通过由风道划定部件的引导片部和发热元件划定的风道,并通过开口流到排气口。因此,发热元件被冷却风冷却,抑制充电装置全体的发热,从温度上升方面保护发热元件。
优选的是,所述发热元件被配置在所述进气口的附近。根据该构成,发热元件被刚从进气口摄入后的空气冷却,因此可高效地进行冷却。
优选的是,所述发热元件是二极管、FET、变压器和线圈中的至少一方。
本发明的充电装置具有:壳体,在所述壳体形成有摄入空气的进气口和排出冷却风的排气口,并且具有底部和与所述底部对置的上部,能够安装电池组;翼片,其在所述壳体内产生冷却风;以及充电电路部,其被设置在所述壳体内并被构成为对所述电池组充电,并且具有随着所述电池组的充电而发热的多个发热元件;所述发热元件包含变压器,将所述变压器配置在所述进气口的附近。根据该构成,能够高效地冷却作为发热元件之一的变压器。
优选的是,具有风道划定部件,该风道划定部件在所述壳体内划定所述冷却风通过的冷却风道,所述风道划定部件包括:第一划定部,其沿与所述上部交叉的第一方向延伸;以及第二划定部,其从所述第一划定部沿与所述第一方向交叉的第二方向延伸,并在所述第一方向上位于所述上部与所述多个发热元件中的至少一个发热元件之间,所述变压器被配置在由所述风道划定部件划定的所述冷却风道内。根据该构成,能够高效地冷却作为发热元件之一的变压器。
优选的是,所述风道划定部件是被安装于发热元件的散热部件,所述充电装置构成为通过所述翼片的驱动使所述冷却风沿所述散热部件流动。根据该构成,除了变压器以外,也能够高效地冷却安装有散热部件的发热元件。根据该构成,能够高效地冷却发热元件。
本发明的充电装置具有:壳体,在所述壳体形成有摄入空气的进气口和排出冷却风的排气口,并且能够安装电池组;翼片,其在所述壳体内产生冷却风;充电电路部,其被设置在所述壳体内,并且构成为对所述电池组充电,并且具有随着所述电池组的充电而发热的多个发热元件;以及风道划定部件,其在所述壳体内划定所述冷却风通过的冷却风道,在由所述风道划定部件划定的所述冷却风道内配置所述多个发热元件。根据该构成,能够高效地冷却发热元件。
本发明的充电装置具有:壳体,在所述壳体形成有摄入空气的进气口和排出冷却风的排气口,并且能够安装电池组;翼片,其在所述壳体内产生冷却风;充电电路部,其被设置在所述壳体内,并且构成为对所述电池组充电,并具有随着所述电池组的充电而发热的多个发热元件;以及风道划定部件,其在所述壳体内划定所述冷却风通过的冷却风道,所述风道划定部件被构成为包围所述多个发热元件。根据该构成,能够高效地冷却发热元件。
发明的效果
根据本发明的充电装置,当以大电流在短时间对电池组充电时,能够高效地冷却充电电路部的发热元件,防止该发热元件的发热,抑制充电电路的温度上升。另外,根据本发明的充电装置,从进气口摄入的空气作为冷却风抑制从由风道划定部件划定的冷却风道脱离,并且沿冷却风道流动。因此,当对电池组以大电流进行快速充电时,可起到能够高效地冷却发热元件,抑制充电装置的温度上升的优良效果。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式涉及的充电装置的外观图。
图2是图1所示的充电装置的俯视图。
图3是图1所示的充电装置的侧视图。
图4是表示图1所示的充电装置的壳体内的充电电路部的俯视图。
图5是对电池组进行充电的图1所示的充电装置的侧视图。
图6是表示图1所示的充电装置内部的散热部件、充电电路部、第一翼片和第二翼片的立体图。
图7是对电池组进行充电的图1所示的充电装置的主视图。
图8是说明散热部件和冷却风的关系的图,(a)是说明没有第二散热部时的冷却风的流动的图,(b)是说明有第二散热部时的冷却风的流动的图。
图9是包含表示图1所示的充电装置的电气构成的框图的电路图,且是表示在电池安装部安装有电池组的状态的图。
图10是表示图9所示的电池组包括的第一截断元件具有的第一截断特性曲线的图。
图11是表示图9所示的电池组包括的第二截断元件具有的第二截断特性曲线的图。
图12是表示图9所示的充电装置的充电控制部进行的充电处理的流程图。
图13是表示图9所示的充电装置的充电控制部进行的充电处理的流程图。
图14是用于决定在图9所示的充电装置的充电控制部对电池组进行充电的情况下使用的目标电流值的表。
图15(a)和(b)是表示进行图9所示的充电装置的充电控制部的充电控制的情况下的电池温度、充电电压、充电电流的时间变化的时序图。(c)是表示进行以往的充电装置的充电控制的情况下的电池温度、充电电压、充电电流的时间变化的时序图。
图16是示出表示第一实施方式的变形例的充电装置的内部的俯视图。
图17是图16所示的变形例中的散热板的立体图。
图18是表示图16所示的散热板与划定的风道的关系的立体图。
图19是说明在对电池组充电时的图16所示的充电装置内的冷却风的流动的图。
图20是说明在对电池组充电时的图16所示的充电装置内的冷却风的流动的图。
图21是表示本发明的第二实施方式涉及的充电装置的壳体内的充电电路部的俯视图。
图22是图21所示的充电装置的侧视图。
图23是表示第二实施方式的变形例的俯视图。
图24是表示第二实施方式的变形例的俯视图。
图25是表示第二实施方式的变形例的侧视图。
图26是表示第二实施方式的变形例的侧视图。
图27是表示第二实施方式的变形例的俯视图。
图28是表示第二实施方式的变形例的俯视图。
图29是本发明的第三实施方式涉及的充电装置的俯视图。
图30是表示本发明的第三实施方式涉及的充电装置的第一充电动作的流程图。
图31是说明在图29所示的充电装置中仅驱动第一翼片时产生的第一冷却风的图。
图32是说明在图29所示的充电装置中仅驱动第二翼片时产生的第二冷却风的图。
图33是表示在图29所示的充电装置对电池组充电时在壳体内产生的第一冷却风和第二冷却风的俯视图。
图34是表示本发明的第三实施方式涉及的充电装置的第二充电动作的流程图。
图35是说明在图29所示的充电装置中第一翼片的转速大于第二翼片的转速时在壳体内流动的冷却风的图。
图36是说明在图29所示的充电装置中第二翼片的转速大于第一翼片的转速时在壳体内产生的冷却风的图。
图37是表示本发明的第四实施方式涉及的充电装置的内部的侧视截面图。
图38是图37所示的充电装置的俯视图。
图39是本发明的第五实施方式涉及的充电装置的俯视图。
具体实施方式
参照附图来说明本发明的实施方式涉及的充电装置。另外,在以下的说明中,将在充电装置安装电池组的面朝向的方向规定为上方向,将其相反方向规定为下方向。另外,关于左右方向和前后方向,只要没有特别的记载,设定为附图所示的方向。
本发明的第一实施方式涉及的充电装置1被构成为能够对包含电池组3和33的多种电池组、即电池种类(电池组的电压、公称容量)彼此不同的多个电池组进行充电。在以下的说明中,主要说明在充电装置1上安装有电池组3的情况,酌情与电池组3的说明一起说明电池组33。
参照图1至图5,充电装置1在壳体2的内部具备:用于对电池组3进行充电的充电电路部4、以及用于冷却充电电路部4和电池组3的作为多个翼片的第一翼片5和第二翼片6。
壳体2为近似长方体形状,在作为上部的上表面21在前方侧设置有电池安装部7,电池组3被安装于电池安装部7以进行充电。在电池安装部7设置有用于对电池组3充电的多个端子70,并且设置有用于冷却电池组3的风通过的开口71。并且,壳体2具有包围上表面21的四个侧面22、23、24、25、以及位于上表面21的相反侧的作为底部的底面27,彼此相邻的侧面22、23由角部26连结。另外,侧面22、24彼此对置,侧面23、25彼此对置。在壳体2中,将从底面27朝向上表面21的方向作为充电装置1的上方向、即与上表面交叉的第一方向。
如图4所示,第一翼片5在壳体2内被配置为靠近角部26和开口71并且靠近侧面22。第一翼片5具有第一旋转轴5a。另外,在第一翼片5面对的侧面22的部分形成有由多个通气窗构成的第一排气口22a。第一翼片5一旦被驱动则在第一旋转轴5a的方向产生第一冷却风。第一冷却风朝向第一排气口22a并经由第一排气口22a从壳体2排出。
如图4所示,第二翼片6在壳体2内被配置为靠近角部26和开口71并且靠近侧面23。第二翼片6具有第二旋转轴6a。另外,第二翼片6被配置为第二旋转轴6a的延长方向与第一翼片5的第一旋转轴5a的延长方向交叉。在第二翼片6面对的侧面23的部分形成有由多个通气窗构成的第二排气口23a。第二翼片6一旦被驱动则在第二旋转轴6a的方向产生第二冷却风。第二冷却风朝向第二排气口23a并经由第二排气口23a从壳体2排出。因此,能够通过多个翼片(第一翼片5和第二翼片6)提高充电装置1内的发热元件的冷却效率。并且,通过将翼片5和6沿壳体2的侧面(具体地为侧面22和23)配置,能够确保作为电路基板的基板40在壳体2内的设置空间,能够有效利用基板40。尤其是设置于连结壳体2的侧面的角部附近是有效的。
在壳体2的与侧面22相反侧的侧面24在预定范围形成有多个通气窗作为进气口24a。因此,一旦第一翼片5和第二翼片6被驱动,则空气从进气口24a被摄入壳体2内,被摄入的空气作为第一冷却风和第二冷却风在壳体2的内部沿冷却风道通过,并经由第一和第二排气口22a、23a排到壳体2的外部。另外,后面叙述冷却风道的细节。
充电电路部4在壳体2内配置于进气口24a的附近的基板40主要安装二极管41、变压器42、FET43、温度检测元件44、以及充电控制部45而构成。充电电路部4通过充电控制部45的控制例如使用从商用交流电源P供应的电力并经由端子70对电池组3充电。为了进行大电流且快速充电、所谓的2C充电,当每单位时间大量的电流流过充电电路部4时,二极管41、变压器42、FET43有发热的倾向。为了从发热方面保护这些零件而促进散热,在二极管41和FET43分别安装有散热部件46、47。
另外,将二极管41、变压器42、以及FET43配置在进气口24a附近,使其直接暴露在从进气口24a导入壳体2内的空气中。尤其是,将变压器42配置在冷却风道的最上游侧、即进气口24a的附近。
散热部件46由导热率高的金属形成,如图5所示,包括:从基板40朝向上表面21即沿第一方向延伸并固定有二极管41的板状的第一散热部46A;以及从第一散热部46A的顶端与上表面21近似平行地朝向散热部件47延伸的板状的第二散热部46B。第二散热部46B延伸的方向是与第一方向交叉的方向、即第二方向。因此,散热部件46的截面形状侧面看形成为近似L字形状。
散热部件47同样地也由导热率高的金属形成,如图5所示包括:从基板40朝向上表面21而沿第一方向延伸并固定有FET43的板状的第一散热部47A;以及从第一散热部47A的顶端与上表面21近似平行地朝向散热部件46而沿第二方向延伸的板状第二散热部47B。因此,散热部件47的截面形状侧面看形成为近似L字形状。
如图6所示,散热部件46、47当被安装于基板40时,第一散热部46A和第一散热部47A的各个的一端部彼此离开而配置在进气口24a的附近。另外,第二散热部46B、47B以将变压器42夹在中间的方式距变压器42离开标准规定的预定距离而配置。并且,如图5所示,第二散热部46B和第二散热部47B作为板状部在第一方向上位于二极管41和FET43与上表面21之间。另外,散热部件46的第一和第二散热部46A、46B和散热部件47的第一和第二散热部47A、47B被形成为与变压器42设定适当的绝缘距离的尺寸。
另外,散热部件46、47当被安装于基板40时,与基板40一起划定从进气口24a摄入到壳体2内的空气的风道,并被配置为在该风道内包含二极管41、变压器42、以及FET43。
温度检测元件44例如由热敏电阻构成,检测壳体2内部的温度。
充电控制部45监视电池组3的温度,同时控制充电电路部4对电池组3的充电,并且控制第一和第二翼片5、6的旋转。
在充电装置1中,如图7所示,当电池组3被安装于电池安装部7时,驱动第一翼片5和第二翼片6。通过翼片的驱动,在壳体2内产生第一冷却风和第二冷却风,形成从进气口24a到第一排气口22a和第二排气口23a的冷却风道。
冷却风道在进气口24a附近通过散热部件46、47的第一散热部46A、47A和第二散热部46B、47B与基板40如图6所示划定为上表面的一部分开口的通道状。因此,第一冷却风和第二冷却风从第一散热部46A、47A的各个的靠近进气口24a的一端部侧朝向靠近排气口22a、23a的另一端部侧在冷却风道内行进。
冷却风一般来说有从进气口24a朝向排气口22a、23a以最短距离经过的倾向。因此,在未设置第二散热部46B的情况下,如图8(b)所示,很多冷却风不从散热部件46的一端部朝向另一端部流动而越过散热部件46直接到达排气口22a、23a。因此,第一冷却风或第二冷却风不经过配置在散热部件46、47间的二极管41、变压器42、以及FET43的旁边,不能充分冷却二极管41、变压器42、以及FET43。
与此相对,在本发明实施方式中,通过从第一散热部46A、47A的各个的顶端部向第二方向延伸的第二散热部46B、47B,如图8(a)所示,能够阻止冷却风越过第一散热部46A而流向排气口22a、23a。因此,冷却风从第一散热部46A、47A的各个的一端部朝向另一端部侧流动,因此能够经过配置于散热部件46、47之间的二极管41、变压器42、以及FET43的旁边,能够充分冷却二极管41、变压器42、以及FET43。
另外,通过图4、5、6所示的散热部件46、47划定的冷却风道内的二极管41、变压器42、及FET43的配置是一个例子,如果是第一冷却风和第二冷却风经过元件的旁边,则能够采取适当的配置。另外,冷却风可以构成为将靠近第一翼片5和第二翼片6设置的排气口22a、23a作为进气口,将进气口24a作为排气口,通过这些翼片5、6将空气摄入到壳体2内。但是,在该情况下,由于构成为将冷却风吹到发热元件,因此冷却效果与通过第一翼片5和第二翼片6向壳体2外排出风的构成相比变低,但是冷却风在进气口24a(用作排气口)附近汇聚,因此能够以高的风量冷却配置在进气口24a附近的发热元件(变压器42等)。另外,通过第一翼片5和第二翼片6与空气一起吸入粉尘,有可能堵塞在排气口(22a、23a)。因此,构成为通过第一翼片5和第二翼片6向壳体2外排出风,由此能够提高发热元件的冷却效率,并且能够抑制排气口(22a、23a)的堵塞。
另外,为了冷却电池组3,通过图7所示的通道90在开口71与第一排气口22a和第二排气口23a之间也形成风道。通过通道90分开电池组3的冷却风道和充电装置1的冷却风道。即,从电池组3的进气口摄入到电池组3内并经由开口71摄入到充电装置1的空气经过通道90的上侧从第一排气口22a和第二排气口23a排出。另一方面,从进气口24a摄入到充电装置1的空气不会通过通道90流向电池组3侧而经过通道90的下侧从第一排气口22a和第二排气口23a排出。另外,在图5中省略通道90。
这里,参照图9来说明第一实施方式涉及的充电装置1和与充电装置1连接的电池组3和33的电气构成。在电池组3和电池组33中,电池种类彼此不同,截断元件、电池组的容许充电电流值和内部电阻(公称容量)等不同,但是基本的构成、与充电装置的连接关系以及与充电装置1的通信方法等相同。因此,以电池组3为例进行说明,对于电池组33仅说明不同之处。图9是包含示出充电装置1、电池组3以及33的电气构成的框图的电路图,并示出了电池组3或33被安装于电池安装部7的状态。
首先说明电池组3的电气构成。电池组3可装卸地构成在冲钻机、便携用圆盘锯等的电动工具中,是用作该电动工具的驱动用电源的高容量(公称容量5Ah以上)的电池组。如图9所示,电池组3具备电池组3A、连接端子部3B、保护IC3C、电池侧电源电路3D、电池温度检测电路3E、第一截断元件3F、以及电池侧控制部3G。另外,电池容量可以是额定容量。
电池组3A是将电池单元3a串联连接了4个单元的构成。在本实施方式中,例如,电池单元3a是锂离子电池,公称电压为3.6V,最大充电电压为4.2V,作为电池组3A的最大充电电压为16.8V(4.2V/单元×4个单元)。另外,电池组3A的公称容量为6Ah,容许充电电流值为12A(或2C)左右,作为电动工具用的驱动电源是高容量。另外,所谓容许充电电流值是不担心电池组3A的劣化、故障而能够充电的充电电流的最大值,12A(2C)只不过是一个例子,可以是12A以上。例如,如果是高性能的电池单元,则可以是12A(2C)以上的容许充电电流值。
连接端子部3B具有正极连接端子3b和负极连接端子3c。正极连接端子3b经由第一截断元件3F与电位最高的电池单元3a的正极端子连接。负极连接端子3c与电位最低的电池单元3a的负极端子连接。在电池组3被安装于充电装置1的电池安装部7的情况下,正极连接端子3b和负极连接端子3c的各个与充电装置1的多个端子70中的预定端子连接,从而电池组3A与充电装置1连接起来。
保护IC3C分别监视4个电池单元3a每个的电压,即使是其中的一个单元成为不是通常状态的状态、例如过充电状态或过放电状态的情况下,也将异常信号输出到电池侧控制部3G。电池侧电源电路3D是改变电池组3A的电压并将该电力供应给电池侧控制部3G的电路。
电池温度检测电路3E是检测电池组3A的温度(电池温度)的电路,具备与电池组3A邻接设置的未图示的热敏电阻等感温元件。电池温度检测电路3E使用热敏电阻等感温元件检测电池温度,并将该检测温度变换为电压信号后输出到电池侧控制部3G。
第一截断元件3F是为了保护电池组3A(电池单元3a)而设置在正极连接端子3b与电池组3A之间的、例如温控器、熔断器等。第一截断元件3F具有规定充电电流的截断条件的截断特性,当满足该截断特性时,容许充电电流流过电池组3A(电池单元3a),当不满足该截断特性时截断充电电流。更具体地说,第一截断元件3F具有图10所示的第一截断特性曲线A(充电电流-周围温度曲线)。
图10是表示第一截断元件3F具有的第一截断特性曲线A的图。第一截断特性曲线A是表示第一截断元件3F变为打开状态而截断充电电流的状态和第一截断元件3F为关闭状态而容许充电电流的状态的边界的曲线,在图10的曲线图上相比第一截断特性曲线A靠上的区域是第一截断元件3F变为打开状态而截断充电电流的区域,即是不满足截断特性的区域。另外,图10所示的周围温度Ta~Te和T1~T6满足T1<Ta<T2<Tb<T3<Tc<T4<Td<T5<Te<T6,充电电流I1~I5满足I5<I4<I3<I2<I1。
第一截断元件3F的第一截断特性曲线A被设定为随着充电电流越大,被容许的周围温度的最高值(容许最高温度)越低,换言之,随着周围温度越高,被容许的充电电流的最大值(容许最大电流值)越小。
例如,当充电电流为I4时,容许最高温度为Td,容许流过充电电流直至周围温度到达Td为止,如果周围温度为Td以上则充电电流被截断。换言之,当充电电流为I4时,容许最高温度为Td,在周围温度到达Td之前是满足截断特性的状态,如果周围温度为Td以上则成为不满足截断特性的状态。
另一方面,当充电电流为大于I4的I3时,容许最高温度为低于充电电流I4时的Td的Tc,当周围温度为Tc以上时,充电电流被截断。另外,如果以其他观点看,则当周围温度为Tc时,容许最大电流值为I3,如果充电电流为I3以上,则充电电流被截断。另一方面,如果周围温度为高于Tc的Td,则容许最大电流值为小于I3的I4。
另外,T6是即使在不流过充电电流的情况下第一截断元件3F也变为打开状态的周围温度。在本实施方式中,第一截断元件3F与电池组3A接触设置,周围温度与电池温度近似相同。因此,第一截断元件3F起到限制或截断充电电流的作用,也起到在电池温度高于预定值的情况下不能开始充电的作用。
电池侧控制部3G是具有ROM、RAM、运算功能等的微型计算机,并具备信息通信端口3H。信息通信端口3H在电池组3被连接到充电装置1的情况下与充电装置1的多个端子70中的预定端子连接。电池侧控制部3G与充电装置1之间的通信经由信息通信端口3H进行。
电池侧控制部3G在充电时从信息通信端口3H向充电装置1发送电池种类。电池种类是基于电池组3具有的特性的分类,充电装置1通过从电池侧控制部3G接收电池种类,能够确定充电控制所需的电池组3的特性。作为能够从电池种类确定的电池组3的特性,例如是构成电池组3A的电池单元3a的单元数、连接构成(串联数、并联数)、电池单元3a的最大充电电压、电池组3A的公称容量、电池组3的第一截断元件3F具有的截断特性(第一截断特性曲线A)、用于适当地对电池组3A全体充电的目标充电电压(在本实施方式中与最大充电电压相同)、容许充电电流值、作为结束充电的判断基准的终止电流值等。在本实施方式中,电池组3的电池种类例如是C。另外,电池侧控制部3G在从保护IC3C输入了异常信号的情况下经由信息通信端口3H向充电装置1输出充电停止信号。
接着,对电池种类与电池组3不同的电池组33进行说明。电池组33具备特性与电池组3A不同的电池组33A。电池组33A具有与电池组3A相同的公称容量(6Ah),但是容许充电电流值不同,例如为12A(2C)以上。容许充电电流值根据电池单元的厂商或性能等而不同,因此不限于该电流值。电池组33具备具有与电池组3A不同的容许充电电流值的电池组33A,因此具备截断特性与第一截断元件3F不同的第二截断元件33F。更具体地说,第二截断元件33F具有图11所示的第二截断特性曲线B。另外,在本实施方式中,电池组33的电池种类例如是D,充电装置1在安装了电池组33的情况下,通过从电池组33的电池侧控制部3G接收了作为电池种类的D,能够确定电池组33的第二截断元件33F的截断特性、即第二截断特性曲线B、目标充电电压等。
图11是表示第二截断元件33F具有的第二截断特性曲线B的图。另外,图11所示的周围温度T1~T5和充电电流I1~I5是与图10所示的周围温度T1~T5和充电电流I1~I5相同的值,周围温度T5、T6和Tf~j满足T5<Tf<Tg<Th<Ti<Tj<T6。
如图11所示,第二截断元件33F的第二截断特性曲线B与图10的第一截断特性曲线A同样地,随着充电电流越大,容许最高温度越低。在第二截断元件33F(第二截断特性曲线B)中,与充电电流I1~I5对应的容许最高温度分别是Tf~Tj,即使是作为Tf~Tj中的最低的容许最高温度的Tf,也高于T5和与第一截断元件3F(第一截断特性曲线A)中的充电电流I1~I5的各个对应的容许最高温度Ta~Te。
在本实施方式中,如上所述,电池温度与周围温度近似相同,一般来说,随着充电电流越大并且随着充电电流流过的时间越长,电池温度存在越高的倾向。鉴于上述,具备容许最高温度高于电池组3的第一截断元件3F的第二截断元件33F的电池组33与电池组3相比能够流过更长时间、更大的充电电流。例如,如果在以充电电流I1对电池组3和电池组33充电的情况下进行比较,在电池组3中电池温度(周围温度)只容许到Ta(<Tf),但是在电池组33中容许到Tf(>Ta)。因此,在达到周围温度Ta的情况下,在电池组3中充电电流(I1)被截断,但是在电池组33中不被截断,之后也能够流过充电电流。这样,在电池组33中,能够比电池组3更长时间地流过充电电流I1。
接着,对充电装置1的电气构成进行说明。如图9所示,充电装置1包括电力供应电路48、辅助电源电路53、开关电源电路54、充电控制部45、电压设定控制电路55、电流设定电路56、电流控制电路57、第一控制信号传递部61、第二控制信号传递部62、翼片部58、温度检测元件44、电压检测电路59、以及显示电路60,在安装了电池组3的状态下通过恒定电流恒定电压控制对电池组3的电池组3A(电池单元3a)充电。
恒定电流恒定电压控制是如下的充电控制:一旦开始充电,则设定目标电流值,以使充电电流成为目标电流值的方式控制充电电流并充电(恒定电流控制),在电池组3A全体的电压达到预定的目标充电电压之后,将充电电压保持为该目标充电电压来继续充电(恒定电压控制),在恒定电压控制下充电电流变为预定的终止电流值以下的情况下结束充电。
电力供应电路48是向电池组3供应电力的电路,包括第一整流平滑电路50、开关电路51、充电正极线48A、充电负极线48B、以及第二整流平滑电路52。
第一整流平滑电路50包括全波整流电路50A和平滑用电容器50B,将从商用交流电源P供应的交流电压由全波整流电路50A进行全波整流,并由平滑用电容器50B进行平滑并输出直流电压。商用交流电源P例如是AC100V的外部电源等。
开关电路51与第一整流平滑电路50连接,包括变压器42、FET43、以及PWM控制IC51A。PWM控制IC51A改变FET43的驱动脉冲宽度,FET43根据该驱动脉冲宽度进行开关,将来自第一整流平滑电路50的直流输出设定为脉冲串波形的电压。脉冲串波形的电压被施加给变压器42的一次线圈,并由变压器42降压(或升压)而输出到第二整流平滑电路52。
第二整流平滑电路52包括2个二极管41、平滑用电容器52A、以及放电用电阻52B。对从变压器42的二次线圈得到的输出电压进行整流和平滑并直流电压。该直流电压被构成为从与电池组3的正极连接端子3b和负极连接端子3c的各个连接的预定端子(多个端子70)输出。
充电正极线48A和充电负极线48B是在对电池组3充电的情况下充电电流流过的电路。充电正极线48A在电池组3与电池安装部7连接的状态下将与正极连接端子3b连接的端子70和变压器42的二次线圈的一端连接。充电负极线48B在电池组3与电池安装部7连接的状态下将与负极连接端子3c连接的端子70和变压器42的二次线圈的另一端连接。另外,在充电负极线48B上设置有电流检测电阻48C。
电流检测电阻48C是用于检测流过电池组3的充电电流的分流电阻,在充电负极线48B上设置于第二整流平滑电路52与GND之间。将电流检测电阻48C的电压下降部分由电流控制电路57进行反转放大并输入至充电控制部45来进行充电电流的检测。
辅助电源电路53是用于向充电控制部45、后述的运算放大器55E、57A等各种电路供应稳定化的基准电压Vcc的恒定电压电源电路。辅助电源电路53与第一整流平滑电路50连接,包括线圈53a、53b和53c、开关元件53A、控制元件53B、整流二极管53C、3端子稳定器53D、振荡防止用电容器53E和53F、以及重置IC53G。另外,重置IC53G是对充电控制部45输出重置信号并重置充电控制部45的IC。
开关电源电路54是向PWM控制IC51A供应电力的电路,具有线圈54a、整流二极管54b、以及平滑电容器54c。
充电控制部45是具备ROM、RAM、运算部的微型计算机,包括A/D输入端口部45A、第一输出端口部45B、第二输出端口部45C、数字通信端口部45D、以及重置端口部45E。充电控制部45将输入至A/D输入端口部45A和数字通信端口部45D的各种信号由运算部处理,将基于该处理结果的各种信号从第一输出端口部45B、第二输出端口部45C、数字通信端口部45D输出至电流设定电路56、翼片部58等,控制作为充电对象的电池组的充电。
在ROM中存储有充电控制所需的各种控制程序、可充电的各种电池组的电池种类、与该电池种类对应的特性(上述的截断特性、目标充电电压等)、以及后述的图14所示的表。充电控制部45从与端子70连接的电池组接收电池种类,根据接收到的电池种类确定该连接的电池组的特性。
A/D输入端口部45A与电流控制电路57、温度检测元件44、电压检测电路59连接。从电流控制电路57向A/D输入端口部45A输入表示充电电流的电压信号,从温度检测元件44向A/D输入端口部45A输入表示充电电路部4的温度的电压信号,从电压检测电路59向A/D输入端口部45A输入表示充电电压的电压信号。
第一输出端口部45B具有多个端口,该多个端口的每个与电流设定电路56或翼片部58连接。充电控制部45从第一输出端口部45B将用于设定目标电流值的信号输出到电流设定电路56,将用于控制第一翼片5和第二翼片6的翼片控制信号输出到翼片部58。
第二输出端口部45C具有多个端口,该多个端口的每个与显示电路60或第二控制信号传递部62连接。充电控制部45从第二输出端口部45C将控制显示电路的信号输出到显示电路60,将控制充电开始和停止的信号输出到第二控制信号传递部62。
数字通信端口部45D在电池组3与电池安装部7连接的情况下与电池组3的信息通信端口3H连接,构成为能够双向通信。充电控制部45经由数字通信端口部45D获取充电控制所需的电池组3的信息、即电池温度、电池种类。重置端口部45E与辅助电源电路53连接,接收从重置IC53G输出的重置信号。
电压设定控制电路55是设定目标充电电压并以使充电电压成为目标充电电压的方式控制的电路。电压设定控制电路55包括分压电阻55A~55D、运算放大器55E、以及二极管55F。
分压电阻55A和55B串联连接在充电正极线48A与GND之间,分压电阻55A和55B的连接点与运算放大器55E的反转输入端子连接。充电正极线48A出现的充电电压由分压电阻55A和55B分压,该分压值作为比较用电压值而输出至运算放大器55E的反转输入端子。
分压电阻55C和55D串联连接在基准电压Vcc与GND之间,分压电阻55C和55D的连接点与运算放大器55E的非反转输入端子连接。基准电压Vcc由分压电阻55C和55D分压,该分压值作为用于设定目标充电电压的基准值而输出到运算放大器55E的非反转输入端子。
运算放大器55E是比较上述的比较用电压值和基准值的元件,其输出端子经由二极管55F与第一控制信号传递部61连接。
电流设定电路56是选择性地设定目标电流值的电路,包括分压电阻56A~56F。分压电阻56A和56B串联连接在基准电压Vcc与GND之间,分压电阻56C~56F并联连接在分压电阻56A和56B的连接点56a与充电控制部45的第一输出端口部45B之间。另外,连接点56a与电流控制电路57连接,出现在连接点56a的电压(分压值)作为设定目标电流值时的基准值输出到电流控制电路57。在本实施方式中,从第一输出端口部45B向分压电阻56C~56F输出low信号或不输出low信号,由此能够从I1~I5的5种电流值选择性地设定目标电流值。
详细地,不从第一输出端口部45B的任一端口输出low信号而将基准电压Vcc由分压电阻56A和56B分压时的连接点56a出现的分压值成为将目标电流值设定为I1时的基准值。在本实施方式中,I1例如是12A。
另外,从与第一输出端口部45B的分压电阻56C连接的端口输出low信号并由分压电阻56B和56C的并联电阻和分压电阻56A对基准电压Vcc分压时的连接点56a出现的分压值成为将目标电流值设定为I2时的基准值。在本实施方式中,I2例如是10A。
同样地,从与第一输出端口部45B的分压电阻56D连接的端口输出low信号时的连接点56a出现的分压值成为将目标电流值设定为I3时的基准值,从与第一输出端口部45B的分压电阻56E连接的端口输出low信号时的连接点56a出现的分压值成为将目标电流值设定为I4时的基准值,从与第一输出端口部45B的分压电阻56F连接的端口输出low信号时的连接点56a出现的分压值成为将目标电流值设定为I5时的基准值。在本实施方式中,例如,I3是9A,I4是8A,I5是6A。
另外,作为目标电流值设定的I1~I5可以构成为根据电池组3的电池种类(公称电压、单元数等)设定不同的值。换言之,如果电池组的种类(电池种类)不同,则I1、I2、I3、I4和I5的组合也可以不同。另外,可以从与分压电阻56C~56F连接的第一输出端口部45B的4个端口中的2个以上的端口同时输出low信号,在此情况下作为目标电流值能够设定6种以上。
电流控制电路57包括运算放大器57A和57B、电阻57C~57G、以及二极管57H。运算放大器57A的输出端子与充电控制部45的A/D输入端口部45A连接,反转输入端子与电流检测电阻48C经由电阻57C连接,非反转输入端子与GND连接。运算放大器57B的输出端子经由电阻57G和二极管57H与第一控制信号传递部61连接,反转输入端子经由电阻57E与运算放大器57A的输出端子连接,非反转输入端子与电流设定电路56的连接点56a连接。
电流控制电路57将与输入到运算放大器57A的反转输入端子的充电电流对应的比较用电压由运算放大器57A反转放大后输入到运算放大器57B的反转输入端子,对该比较用电压和与从电流设定电路56输入到运算放大器57B的非反转输入端子的目标电流值对应的基准值进行比较,并从运算放大器57B的输出端子输出与该比较结果相应的电压信号,由此控制充电电流。
第一控制信号传递部61包括光耦合器61A。光耦合器61A与电压设定控制电路55和电流控制电路57连接,根据从电压设定控制电路55的运算放大器55E的输出端子和电流控制电路57的运算放大器57B的输出端子输出的信号向PWM控制IC51A输出返回信号。
翼片部58包括第一翼片5、第二翼片6、恒恒定电压电路58A、第一翼片控制电路5A、以及第二翼片控制电路6A。恒定电压电路58A是变换第二整流平滑电路52的输出电压并供应给第一翼片5和第二翼片6的电路。第一翼片控制电路5A和第二翼片控制电路6A与充电控制部45的第一输出端口部45B连接。根据从第一输出端口部45B输出的翼片控制信号,第一翼片控制电路5A控制第一翼片5的驱动或停止以及风量,第二翼片控制电路6A控制第二翼片6的驱动或停止以及风量。
温度检测元件44与充电控制部45的A/D输入端口部45A连接,检测壳体2内部的温度、即充电电路部4的温度,并将表示该检测出的温度的电压信号输出到A/D输入端口部45A。
电压检测电路59是检测充电电压的电路,包括分压电阻59A和59B。分压电阻59A和59B串联连接在充电装置1的充电正极线48A和GND之间,分压电阻59A和59B的连接点与充电控制部45的A/D输入端口部45A连接。充电正极线48A出现的充电电压由分压电阻59A和59B分压,该分压值作为表示充电电压的电压信号而输入到充电控制部45的A/D输入端口部45A。充电控制部45通过读取该电压信号来检测充电电压。
显示电路60是用于表示充电状态的电路,包括LED60A、电阻60B以及60C。LED60A经由电阻60B和60C与充电控制部45的第二输出端口部45C连接。当充电控制部45从与第二输出端口部45C的电阻60B连接的端口输出high信号时,LED60A点亮为红色,当从与第二输出端口部45C的电阻60C连接的端口输出high信号时,LED60A点亮为绿色,当从与第二输出端口部45C的电阻60B连接的端口和与电阻60C连接的端口的两个端口输出high信号时,LED60A点亮为橙色。在本实施方式中,充电控制部45在电池组3未连接和进行充电待机时等的充电之前的状态下将LED60A点亮为红色,在充电中将LED60A点亮为橙色,在充电结束后将LED60A点亮为绿色。
第二控制信号传递部62包括光耦合器62A和FET62B。光耦合器62A向PWM控制IC51A传递控制起动和停止的信号。FET62B连接在构成光耦合器62A的发光元件与GND之间,FET62B的栅极与第二输出端口部45C连接。当从与充电控制部45的第二输出端口部45C中的FET62B连接的端口输出high信号时,FET62B接通,光耦合器62A接通。由此,PWM控制IC51A起动开始充电。另外,当从第二输出端口部45C中的与FET62B连接的端口输出low信号时,FET62B断开,光耦合器62A断开。由此,PWM控制IC51A停止,充电停止(结束)。
接着,对充电装置1的充电控制部45的充电控制进行说明。本实施方式涉及的充电装置1的充电控制部45针对进行以缩短充电时间为目的的充电控制的尤其是高容量(公称容量5Ah以上)的电池组以2C以上的充电电流充电,即进行所谓的2C充电,由此进行充电时间的缩短控制。
在以往的充电装置中,当为了缩短充电时间而想要以相对于公称容量较大的充电电流(2C以上的充电电流)对高容量的电池组充电时,作为充电对象的电池组的截断元件在短时间动作,充电被中断,结果存在充电时间变长的问题。
鉴于上述问题,在本实施方式中,以相对于电池组的公称容量(5Ah以上)2C以上的充电电流(当公称容量为5Ah时10A以上,当公称容量为6Ah时为12A以上、即10A以上)开始充电,并且考虑电池组具有的截断元件的截断特性(截断特性曲线)在该截断元件不动作的范围(满足截断特性的范围、相比图10和图11的截断特性曲线靠下的区域),以尽量大的充电电流充电,如此地依次改变目标电流值进行充电控制。另外,除了上述控制以外,在以相对于高容量的电池组的公称容量2C以上的充电电流开始充电,即使流过2C以上的充电电流,作为充电对象的电池组的截断元件也不动作的情况下,从充电开始至充电电压到达目标充电电压,以2C以上的充电电流充电,进行充电时间的缩短控制。此外,如果考虑充电时间的缩短和由充电电流引起的电池组的劣化、故障之间的平衡,则更优选充电电流为2C以上3C以下(或10A以上15A以下)。但是,上限不限于3C以下,根据电池单元的厂商和性能而不同,也可以为3C(15A)以上。另外,充电装置1除了能够对5Ah以上的电池组以2C(10A)以上的充电电流充电以外,对于不足5Ah的电池组也能够以2C以上的充电电流充电。因此,以往的电池组也能够缩短充电时间。并且,充电装置1不但能够对串联连接了4单元的电池组充电,也能够对不同的电压(串联5单元以上、3单元以下)的电池组充电。在该情况下,电压设定控制电路55可以构成为能够设定多个目标充电电压,以能够应对具有不同的电压的电池组。
接着,参照图12至图14来说明充电装置1的充电处理的一个例子。图12和图13是表示充电装置1的充电控制部45的充电处理的流程图。图14是用于决定在充电控制部45对电池组3充电时使用的目标电流值的表。
当将充电装置1连接到商用交流电源P时,如图12所示,在S1中充电控制部45开始充电控制,在S2中,为了表示处于充电待机状态,将显示电路60点亮为红色。为了使显示电路60点亮为红色,从与第二输出端口部45C的多个端口中的电阻60B连接的端口输出high信号,将LED60A点亮为红色。
在S2中,在使LED60A点亮为红色之后,在S3中判断电池组是否被安装于电池安装部7(端子70)。是否安装了电池组的判断通过电池组的电池侧控制部3G和充电控制部45经由信息通信端口3H和数字通信端口部45D进行通信来判别。当未安装电池组时(S3:否),返回到S2。即,在反复S2和S3直至安装了电池组为止的同时,维持充电待机状态。
在S3中,当判断为电池安装部7上安装了电池组时(S3:是),在S4中判别电池种类。电池种类的判别通过与电池组的通信来进行。在本实施方式中,当电池组3安装于电池安装部7(端子70)时,充电控制部45作为电池种类接收C,当安装了电池组33时,作为电池种类接收D。此外,在本实施方式中,通过与电池组的通信来判别电池种类,但是也可以构成为当在电池组上设置有用于电池种类判别的判别电阻时,在充电装置上设置能够与该判别电阻连接的判别端子,读取该判别电阻的电阻值,由此判别电池种类。
在S4中,在判别电池种类之后,在S5中,将目标电流值设定为I1,在S6中,以2C以上的充电电流、即I1开始充电。从第二输出端口部45C的多个端口中的与第二控制信号传递部62的FET62B连接的端口输出high信号,将PWM控制IC51A设定为工作状态,由此开始充电。
在S6中,当开始充电时,为了在S7中表示处于充电中而将显示电路60点亮为橙色。为了将显示电路60点亮为橙色,从第二输出端口部45C的多个端口中的与电阻60B连接的端口和与电阻60C连接的端口的两个端口输出high信号,将LED60A点亮为橙色。
另外,在S7中,将显示电路60点亮为橙色,并且在S8中驱动第一和第二翼片5、6。第一和第二翼片5、6的驱动通过从第一输出端口部45B向第一翼片控制电路5A和第二翼片控制电路5B输出翼片控制信号来进行。第一和第二翼片5、6产生第一和第二冷却风,空气经由进气口24a被摄入到壳体2内。由此,形成朝向第一和第二排气口22a、23a的充电装置1的冷却风道。另外,也形成从开口71朝向第一和第二排气口22a、23a的电池组的冷却风道。
在第一和第二翼片5、6的驱动之后,在S9中判断电池种类是否是C。当电池种类是C时(S9:是),判断为在充电装置1上连接了电池组3,在S10中,按照图14所示的表重新设定(改变)与电池温度(周围温度)相应的目标电流值。另外,电池温度的检测与电池种类的判别同样地通过与电池组3的通信来进行。
图14所示的表是为了在第一截断元件3F不动作的范围内(不截断充电电流的范围内、满足截断特性的范围)以尽量大的充电电流充电而考虑第一截断元件3F具有的截断特性即第一截断特性曲线A而确定的、电池温度与目标电流值的对应表。
如图14所示,当电池温度(周围温度)不足T1时,目标电流值重新设定(改变)为I1。如图10所示,T1是比与第一截断特性曲线A中的充电电流I1对应的容许最高温度Ta稍低的值。另外,当电池温度为T1以上不足T2时,目标电流值改变为I2。T2是与第一截断特性曲线A中的充电电流I1对应的容许最高温度Ta和与充电电流I2对应的容许最高温度Tb之间的温度(Ta<T2<Tb),并且是比Tb稍低的值。
此外,如果按照第一截断特性曲线A,在电池温度达到Ta之前,能够将作为充电装置1可设定的目标电流值中的最大的电流值的I1设定为目标电流值,但是如果在充电电流I1流过的状态下电池温度比T1稍上升并达到Ta,则第一截断元件3F变为打开状态,充电电流被截断,充电被中断,因此在电池温度达到比Ta稍低的T1的时间点将目标电流值改变为比I1低的I2。由此,能够可靠地避免第一截断元件3F截断充电电流。
另外,如图14所示,当电池温度为T2以上不足T3时,目标电流值被设定为I3,当电池温度为T3以上不足T4时,目标电流值被设定为I4,当电池温度为T4以上时,目标电流值被设定为I5。根据与确定上述的T1和T2的思想相同的思想,T3被决定为满足Tb<T3<Tc,T4被决定为满足Tc<T4<Td,T5被决定为满足Td<T5<Te。如上所述地确定T1~T5,以比与当前设定的目标电流值(充电电流)对应的容许最高温度稍低的温度依次将目标电流值(充电电流)改变为更小的值,由此能够在第一截断元件3F不动作的范围内以尽量大的充电电流充电,并且能够可靠地避免第一截断元件3F成为打开状态,能够继续充电。由此,能够缩短高容量的电池组的充电时间。
返回到图12,在S10中如上所述重新设定(改变)目标电流值之后,在S11中,判别是否达到满充电。满充电的判别例如作为对锂离子电池的充电方法,在一般的恒定电流恒定电压控制的恒定电压控制下,将充电电流下降到预定的终止电流值以下时判断为充满电即可。但是,充满电的判别方法不限于此。
当判断为充满电时(S11:是),在S13中结束充电。充电停止的处理通过从第二输出端口部45C的多个端口中的与FET62B连接的端口输出low信号并停止PWM控制IC51A来进行。
另一方面,当判断为未充满电时(S11:否),在S12中判别电池温度是否为T5以上。T5假定为在以充电电流I5进行充电的状态下通常不会达到的、对于电池组3A来说不适于充电的高的温度,当电池温度达到T5以上时,为了停止充电,在S13中进行充电停止的处理。
在S12中,当判断为电池温度未处于T5以上时,返回到S10,再次改变为与电池温度相应的目标电流值。即,反复S9、S10、S11、S12直至在S11中判断为充满电或在S12中判断为电池温度是T5以上为止,并且每当电池温度达到比与设定的目标电流值对应的容许最高温度稍低的温度,依次地目标电流值阶段地改变为更低的电流值,并且在恒定电流恒定电压控制下电池组3被充电。另外,在电池温度下降的情况下,也根据下降之后的电池温度改变目标电流值。例如,当电池温度从T3以上不足T4的范围下降到T2以上不足T3的范围时,目标电流值从I4改变为大于I4的I3。
返回到S9,当判断为电池种类不是C、即电池种类为D时(S9:否),判断为电池组33被安装于充电装置1,前进到S11、S12的处理。即,不进行考虑了S10中的截断特性的目标电流值的变更处理。这是因为,在电池组33具备的第二截断元件33F中,如图11所示,如果电池温度为Tf以下的范围,则无论是充电装置1能够设定的目标电流值I1~I5的哪一个,均不截断充电电流,在第二截断元件33F不动作的范围内,从充电开始至充电电压达到目标充电电压,能够以可设定的目标电流值中的最大的电流值I1充电,无需变更目标电流值。
另外,电池组33的第二截断元件33F如果是Tf以下的范围,则不会截断充电电流,但是为了抑制电池组33的劣化、故障,当为比Tf低的T5以上时(S12:是),结束充电。这样,当电池组33被安装于充电装置1时,反复S9、S11、S12并且电池温度不成为T5以上的限度内,从以2C的充电电流即I1开始充电,被充电至充电电压达到目标充电电压为止。
在S13中进行了充电结束的处理之后,如图13所示,在S14中,为了表示处于充电结束状态,将显示电路60点亮为绿色。为了将显示电路60点亮为绿色,从第二输出端口部45C的多个端口中的与电阻60C连接的端口输出high信号,将LED60A点亮为绿色。
在S14中,在将显示电路60点亮为绿色之后,在S15中判别电池温度是否为40度以上。如果电池温度为40度以上(S15:是),则继续第一和第二翼片的驱动,并且反复S15,继续电池组3的冷却,直至电池温度小于40度为止。
当电池温度小于40度时(S15:否),在S16中,判别充电电路部4的温度是否为40度以上。通过读取从温度检测元件44输出至A/D输入端口部45A的表示充电电路部4的温度的电压信号来进行充电电路部4的温度的检测。如果充电电路部4的温度为40度以上(S16:是),则返回到S15,反复S15、S16,并且继续第一和第二翼片的驱动,继续充电电路部4的冷却,直至充电电路部4的温度小于40度为止。一旦充电电路部4的温度小于40度(S16:否)则在S17中停止第一和第二翼片5、6的驱动。
当在S6~13中进行电池组3或33的充电时,在壳体2内形成从进气口24a朝向第一和第二排气口22a、23a的风道。二极管41、变压器42、FET43被配置在进气口24a的附近,因此刚从进气口24a吸入之后的被加热之前的空气作为冷却风被冷却,因此被高效地冷却。
另外,散热部件46、47划定风道以将二极管41、变压器42、FET43包含在风道内,因此能够有效地冷却需要冷却的二极管41、变压器42、FET43。并且,二极管41和FET43被分别安装于散热部件46、47,因此二极管41和FET43被暴露在沿散热部件46、47流动的冷却风中而被高效地冷却。并且,变压器42位于由散热部件46、47划定的风道的最上游侧(进气口24a的附近),因此能够通过被加热之前的空气高效地冷却。
返回到充电处理的说明,在S17中停止第一和第二翼片5、6的驱动之后,在S18中判断电池组是否脱离充电装置1。当判断为未脱离时(S18:否),反复S18,并且维持充电结束状态,直至电池组被从充电装置1脱离。另一方面,当判断为脱离时(S18:是),返回到S2,再次维持充电待机状态,直至电池组被安装于充电装置1为止。这样,根据本实施方式的充电装置1,能够从商用交流电源P直接以大电流(2C以上或10A以上)对高容量(5Ah以上)的电池组3或33充电,能够缩短充电时间。
接着,参照图15(a)和(b)来说明进行了上述的充电处理时的电池组3和33的电池温度、充电电压、充电电流的时间变化。图15(a)和(b)是表示进行充电装置1的充电控制时的电池温度、充电电压、充电电流的时间变化的时序图。
如图15(a)所示,当由本实施方式涉及的充电装置1对电池组3充电时,在时刻t0,通过充电控制部45将目标电流值设定为I1(在本实施方式中为12A),即对于电池组3的公称容量6Ah设定为2C的充电电流(相当于S5),以充电电流I1开始充电(相当于S6)。一旦开始充电,则电池组3通过恒定电流控制在充电电流被维持为I1的状态下被充电(相当于S9、S10、S11和S12的反复)。在时刻t0以后,随着充电,电池温度和充电电压上升,在时刻t1,电池温度达到T1。
在时刻t1,一旦电池温度达到T1,则通过充电控制部45将目标电流值从I1改变(重新设定)为I2,充电电流从I1下降到I2(相当于S10)。在充电电流下降到I2之后,在恒定电流控制下,在充电电流被维持为I2的状态下被继续充电(相当于S9、S10、S11和S12的反复)。充电电压在时刻t1随着充电电流的下降暂且下降,但是在时刻t1以后随着充电继续,再次上升。另外,电池温度在时刻t1以后上升,在时刻t2达到T2。
在时刻t2,一旦电池温度达到T2,则通过充电控制部45将目标电流值从I2改变(重新设定)为I3,充电电流从I2下降到I3(相当于S10)。在充电电流下降到I3之后,在恒定电流控制下在充电电流被维持为I3的状态下继续充电(相当于S9、S10、S11和S12的反复)。充电电压在时刻t2随着充电电流的下降而再次下降,但是在时刻t2以后随着充电继续而进一步上升。另外,电池温度在时刻t2以后进一步上升,在时刻t3达到T3。
当在时刻t3电池温度达到T3时,通过充电控制部45将目标电流值从I3改变(重新设定)为I4,充电电流从I3下降到I4(相当于S10)。在充电电流下降到I4之后,在恒定电流控制下在充电电流维持为I4的状态下继续充电(相当于S9、S10、S11和S12的反复)。充电电压在时刻t3随着充电电流的下降而再次下降,但是在时刻t3之后随着充电继续进一步上升,在时刻t5达到预定的目标充电电压。一旦充电电压达到目标充电电压,则由充电控制部45转移到恒定电压控制,在时刻t5之后,在充电电压维持为目标充电电压的状态下被继续充电(相当于S9、S10、S11和S12的反复)。另一方面,电池温度在时刻t3以后进一步上升,但是在时刻t5未达到T4,该T4是用于目标电流值的变更的下一个温度阈值。
在转移到恒定电压控制的时刻t5以后,在充电电压维持为目标充电电压的状态下被继续充电,但是随着充电电流下降,电池温度也由于充电电流的下降和第一翼片5和第二翼片6的驱动而下降(相当于S9、S10、S11和S12的反复)。之后,在时刻t7,当充电电流变为预定的终止电流值以下时,通过充电控制部45判断为充满电(S10:相当于是),充电结束(相当于S13)。另外,在图15(a)中,与充电电压(电池电压)无关地在电池温度达到预定值的时间点切换充电电流。
如图15(b)所示,在本实施方式涉及的充电装置1中,当对电池组33充电时,在时刻t0,通过充电控制部45将目标电流值设定为I1(在本实施方式中为12A),即对于电池组33的公称容量6Ah设定为2C的充电电流(相当于S5),以充电电流I1开始充电(相当于S6)。当电池组33被充电时,与电池组3被充电的情况不同,不进行与电池温度相应的目标电流值的变更(S9:否,不进行S10的处理),从充电开始至充电电压达到目标充电电压为止(恒定电流控制期间),始终在充电电流维持为I1的状态下被充电(相当于S9、S11和S12的反复)。这是由于,如上所述,电池组3和33均是公称容量6Ah,但是容许充电电流值互不相同,且具有截断特性不同的截断元件。电池温度和充电电压均在时刻t0以后随着充电而上升,在时刻t4达到预定的目标充电电压。
在充电电压达到目标充电电压的时刻t4以后,在充电电压维持为目标充电电压的状态下继续充电,但是随着充电电流下降,电池温度也由于充电电流的下降和第一翼片5及第二翼片6的驱动而下降(相当于S9、S11及S12的反复)。之后,如果在时刻t6,充电电流变为预定的终止电流值以下,则通过充电控制部45判断为充满电(S10:相当于是),充电结束(相当于S13)。
这样,电池组33的充电从充电开始至转移到恒定电压控制以2C的充电电流进行,因此电池组33的充电结束成为比电池组3的充电结束时刻t7早的时刻的时刻t6。另外,在本实施方式中,时刻t0~时刻t6的时间、即充电装置1对电池组33的充电时间约30分钟,时刻t0~时刻t7的时间、即充电装置1对电池组3的充电时间约40分钟。
这里,对由以往的充电装置进行充电控制时的电池组的电池温度、充电电压、充电电流的时间变化进行说明。图15(c)是表示由以往的充电装置进行充电控制时的电池温度、充电电压、充电电流的时间变化的时序图。
如图15(c)所示,在以往的充电装置中,未进行本实施方式中进行的考虑成为充电对象的电池组的截断元件具有的截断特性(截断特性曲线)的充电电流的切换控制(未进行相当于图12的S10的处理)。另外,在以往的充电装置中,当以2C以上对充电电流充电时,截断元件在短时间动作,充电中断或结束,因此充电电流不足2C。即,在以往的充电装置中,充电电流设定为8A,以免截断元件动作。图15(c)示出了使用以往的充电装置对与本实施方式的电池组3和33相同的公称容量的电池组例示性地以8A(不足2C的充电电流)充电的情况。
在以往的充电装置中,一旦在时刻t0开始充电,则达到目标充电电压的时刻是t7,充电结束时刻是t8,充电时间是近似45分钟。当以对于同一容量的电池组的充电时间比较充电装置1和以往的充电装置时,以充电装置1对电池组33充电的情况下为近似30分钟,以充电装置1对电池组3充电的情况下为近似40分钟,以往的充电装置中的充电时间为近似45分钟。这样,充电装置1对电池组3的充电时间和对电池组33的充电时间均比以往的充电装置中的充电时间短。
这样,本发明的第一实施方式中的充电装置1构成为能够从商用交流电源P对包括具有电池单元3a的电池组3A的电池组3直接充电,能够以2C的充电电流(优选的是2C以上3C以下的充电电流)对公称容量为6Ah(5Ah以上)的电池组3充电。换言之,构成为能够以2αA以上的充电电流(优选的是2α以上3α以下的充电电流)对公称容量为α(α为5以上的实数)Ah以上的该电池组充电。因此,能够在近似30分钟左右的短时间内对高容量的电池组充电。
另外,充电装置1当满足截断特性时,允许充电电流流过电池单元3a,当不满足截断特性时能够对包括截断充电电流的第一截断元件3F(第二截断元件33F)的电池组3(电池组33)充电。并且,包括能够与电池组3(电池组33)连接的多个端子70、以及充电控制部45,确定第一截断元件3F(第二截断元件33F)的截断特性、即第一截断特性曲线A(第二截断特性曲线B),以满足截断特性的方式进行充电控制。因此,充电电流未被第一截断元件3F(第二截断元件33F)截断,充电不会中断或结束。由此,能够对高容量的电池组3(电池组33)以2C的充电电流充电,能够在短时间对高容量的电池组3(电池组33)充电。
另外,在本实施方式中,在充电电流小于与电池单元3a的电池温度对应的容许最大电流值的情况下满足电池组3(电池组33)的截断特性,充电装置1具有:充电控制部45,获取电池组3(电池组33)的电池温度;电流设定电路56,能够从多个电流值(I1~I5)中设定一个电流值;电流控制电路57,控制充电电流,使得以设定的该一个电流值对电池组3(电池组33)充电,充电控制部45基于电池温度控制充电电流,使得在小于可设定的I1~I5中的与电池温度对应的容许最大电流值的电流值中以最大的电流值对电池组3(电池组33)充电。
另外,在本实施方式中,当图12所示的S9为否时,即当充电对象为电池组33时,可以不进行与截断特性相应的充电电流的切换控制(S10),但是对电池组33进行该充电电流的切换控制(S10)。
根据上述构成,例如,当小于可设定的多个电流值(I1~I5)中的容许最大电流值的电流值为I2~I5时,能够在I2~I5中以最大的电流值I2对电池组3(电池组33)充电。因此,能够进一步缩短充电时间。
另外,在本实施方式中,电池组3(电池组33)的截断特性中的容许最大电流值随着电池温度变高而进一步变小,充电控制部45随着电池温度变高,而进一步减小该充电电流。即,在充电装置1中,能够根据第一截断元件3F(第二截断元件33F)具有的截断特性,改变充电电流,因此能够可靠地避免第一截断元件3F(第二截断元件33F)对充电电流的截断。由此,能够可靠地缩短充电时间。
另外,在本实施方式中,充电控制部45在以I1充电的情况下,如果电池温度变为T1以上,则控制充电电流,使得以小于I1的I2充电。并且,T1被设定为低于对应的容许最大电流值为I1的电池温度即Ta。由此,能够更可靠地避免第一截断元件3F(第二截断元件33F)对充电电流的截断。
更具体地说,在与Ta对应的容许最大电流值为I1并以I1进行充电的情况下,如果电池温度达到Ta,则通过第一截断元件3F截断充电电流,但是根据上述构成,如果电池温度达到比Ta低的T1,则从I1改变为更小的I2,因此能够更可靠地避免截断元件对充电电流的截断。
另外,在本实施方式中,充电控制部45当以I2充电时,如果电池温度为高于T1的T2以上,则控制充电电流,使得以小于I2的I3充电。并且,T2被设定为低于对应的容许最大电流值为I2的电池温度即Tb、且高于T2。由此,能够更可靠地避免第一截断元件3F对充电电流的截断,并且能够进一步缩短充电时间。
更具体地说,由于T2低于Tb,T2是用于将充电电流从I2改变为更小的I3的温度阈值,因此能够可靠地避免第一截断元件3F的动作。并且,T2不是高于Ta的值、即过低的值。如果T2为过低的值,例如为低于Ta的值,则能够可靠地避免第一截断元件3F的动作,但是,将充电电流从I2变更为更小的I3的时机提前,无法充分缩短充电时间。这一点,通过如本实施方式那样相比Ta提高T2,从而能够延迟向更小的电流值的变更时机,能够进一步缩短充电时间。另外,充电装置1能够择一地对具有不同的电压和不同的公称容量的多个电池组进行充电,因此如果准备一个充电装置1则能够对多个电池组充电,无需准备多个充电装置。并且,能够以2C以上的充电电流对公称容量小于5Ah的电池组进行充电,因此也能够缩短低容量(小于5Ah)的电池组的充电时间。
接着,参照图16至图20来说明第一实施方式的变形例。
在该变形例的充电装置1中,代替散热部件46、47使用散热板80。另外,其他的构成与第一实施方式相同,因此省略其说明。
散热板80划定从进气口24a摄入的空气的作为冷却风的风道,并朝向排气口22a、23a引导。
散热板80如图16所示,当被安装于充电装置1的壳体2内时,如图16至图18所示,具有覆盖二极管41、变压器42、FET43等发热元件的大小和形状,并被配置在壳体2的上表面21与二极管41、变压器42和FET43之间。
散热板80在与二极管41、变压器42、FET43的每个对应的位置处形成有与各元件的外形对应的形状的开口81、82、83、84、85。并且,从各开口81、82、83、84、85的边缘部附近朝向基板40形成有肋81A、82A、83A、84A、85A。例如,通过形成于变压器42的开口82和该肋82A,划定从变压器42的基板侧达到开口82的变压器42用的风道。同样地,通过二极管41、开口81和肋81A划定二极管41用的风道,在以FET43为首的发热元件划定风道。
因此,当散热板80被安装于壳体2内时,开口81、82、83、84、85与设置于各个周缘部的肋81A、82A、83A、84A、85A一起经由若干的间隙包围对应的发热元件的周围。即,发热元件通过各肋81A~85A包围其周围。
因此,一旦翼片5、6被驱动,则如图18至图20所示,形成从进气口24a经由形成于对应的发热元件的周围的风道和开口至排气口22a、23a的冷却风道。第一冷却风和第二冷却风在该冷却风道中通过,冷却作为发热元件的二极管41、变压器42、FET43的每个。在各发热元件的附近,在发热元件的侧面与对应的肋之间划定风道,冷却风沿发热元件的侧面朝向开口流动。然后,通过了开口的冷却风沿散热板80朝向排气口22a、23a流动并排到壳体2外。因此,通过肋构成为冷却风集中于发热元件的周围,因此发热元件被高效地冷却,抑制充电装置1全体的温度上升。
接着,参照图21和图22来说明本发明的第二实施方式。
参照图21,充电装置1在壳体102的内部具备用于对电池组3充电的充电电路部104、用于冷却充电电路部104和电池组3的第一翼片105和第二翼片106。
壳体102为近似长方体形状,在上表面121在前方侧设置有安装电池组3以充电的电池安装部107。在电池安装部107设置有用于对电池组3充电的多个端子170,并且设置有用于冷却电池组3的风通过的开口171。并且,壳体102具有包围上表面121的四个侧面122、123、124、125,彼此邻接的侧面122、123由角部126连结。另外,侧面122、124彼此对置,侧面123、125彼此对置。
第一翼片105在壳体102内接近角部126和开口171,并且被接近配置为与侧面122对置。第一翼片105一旦被驱动,则在旋转轴方向X上产生第一冷却风。在第一翼片105对置的侧面122的部分形成有由多个通气窗构成的第一排气口122a。第一翼片105一旦被驱动,则产生从进气口124a摄入空气并朝向第一排气口122a的第一冷却风。第一冷却风经由第一排气口122a从壳体102排出。
第二翼片106在壳体102内接近角部126和开口171,并且被接近配置为与侧面123对置。第二翼片106一旦被驱动,则在旋转轴方向Y产生第二冷却风。此时,第二翼片106被配置为旋转轴方向Y与第一翼片105的旋转轴方向X交叉。在第二翼片106对置的侧面123的部分形成有由多个通气窗构成的第二排气口123a。第二翼片106一旦被驱动,则产生从进气口124a摄入空气并朝向第二排气口123a的第二冷却风。第二冷却风经由第二排气口123a从壳体102排出。
进气口124a遍及壳体102的侧面124的预定范围并形成为多个通气窗。因此,一旦第一和第二翼片105、106被驱动,则进行经由进气口124a向壳体102的吸气。
充电电路部104在基板140上主要安装有二极管141、变压器142、FET143、温度检测元件144、以及充电控制部45,例如使用从商用交流电源供应的电力经由端子170对电池组3充电。为了快速充电,当充电电路部104每单位时间流过大量的电流时,二极管141、变压器142、FET143存在发热的倾向,成为所谓的发热元件。为了从发热方面保护这些部件而使其散热,例如在二极管141和FET143上分别安装有散热部件146、147。
二极管141、变压器142、以及FET143被配置在进气口124a附近,直接暴露在从进气口124a导入到壳体102内的空气中。
壳体102在上表面121具有开口171,在侧面具有第一排气口122a、第二排气口123a、以及进气口124a。壳体102内的空气流主要在开口171与第一排气口122a和第二排气口123a之间、进气口124a与第一排气口122a和第二排气口123a之间形成。散热部件146、147设定各自的形状和壳体102内的位置,以在进气口124a与第一排气口122a和第二排气口123a之间形成的风道内包含二极管141、变压器142以及FET143中的至少一方、优选全部。另外,相对于散热部件146、147,二极管141和FET143被安装成能够由第一和第二冷却风对壳体102内的二极管141和FET143进行冷却。另外,散热部件146、147分别不具有第二散热部。
温度检测元件144例如由热敏电阻构成,检测壳体102内部的温度。
充电控制部45监视电池组3的温度,同时控制充电电路部104对电池组3的充电,并且控制第一和第二翼片105、106的旋转。
当进行了电池组3的充电时,在壳体102内两个翼片105、106驱动,因此从进气口124a摄入到壳体2内的冷却风经过二极管41、变压器42、FET43的傍边由此冷却这些发热元件,并从排气口122a、123a排出。因此,能够防止二极管41、变压器42、FET43的温度上升,能够高效地冷却充电装置100。
另外,散热部件146、147以包围二极管141、变压器142、FET143的方式划定风道,第一冷却风和第二冷却风主要从散热部件146、147的靠近进气口的一端部侧朝向另一端部侧流动,因此能够有效地冷却需要冷却的二极管141、变压器142、FET143。并且,二极管141和FET143分别被安装于散热部件146、147,因此二极管141和FET143被暴露于沿散热部件146、147流动的冷却风中并被高效地冷却。
并且,第一翼片105和第二翼片106被配置为各个旋转轴方向交叉,并且被设置在壳体102的角部126,因此能够在壳体102内获得大的用于充电电路部104的区域。另外,能够获得大的冷却风的通过区域。
并且,二极管141、变压器142、FET143被配置在进气口124a的附近,因此将刚从进气口124a吸入后的被加热之前的空气作为冷却风被冷却,因此被高效地冷却。另外,也可以使冷却风的流动相反。即,也可以构成为将排气口122a和123a作为进气口吸入空气,将进气口124a作为排气口而排出空气。
接着,以下参照图23至图28来说明第二实施方式的变形例。
图23表示将第一翼片105和第二翼片106靠近长方体形状的壳体102的侧面123并列设置的充电装置100A。进气口124a被形成在与侧面123对置的侧面125。另外,其他的构成要素与第二实施方式的要素相同,因此省略其详细说明。一旦第一翼片105和第二翼片106被驱动,则第一冷却风和第二冷却风从进气口124a朝向排气口122a、123a流动,冷却配置该风道中的二极管141、变压器142、FET143。即,散热部件146、147以从进气口124a朝向排气口122a、123a(图中前后方向)引导冷却风的方式延伸配置,在散热部件146、147之间配置变压器142。通过在壳体102内设置两个翼片105、106,能够增加风量,并且能够增大冷却风的通过区域,提高发热元件141、142、143、以及充电装置100A的冷却效果。
图24表示将第一翼片105和第二翼片106靠近壳体102的侧面122并列设置的充电装置100B。进气口124a被形成在与侧面122对置的侧面124。另外,其他的构成要素与第二实施方式的要素相同,因此省略其详细说明。一旦第一翼片105和第二翼片106被驱动,则第一冷却风和第二冷却风从进气口124a朝向排气口122a、123a流动,冷却配置在该风道中的二极管141、变压器142、FET143。即,散热部件146、147以从进气口124a朝向排气口122a、123a(图中左右方向)引导冷却风的方式延伸配置,在散热部件146、147之间配置变压器142。通过在壳体2内设置两个翼片105、106,能够增加风量,并且能够增大冷却风的通过区域,能够提高发热元件141、142、143、以及充电装置100A的冷却效果。另外,也可以使冷却风的流动相反。即,也可以构成为将排气口122a和123a作为进气口而吸入空气,将进气口124a作为排气口而排出空气。
图25表示将第一翼片105和第二翼片106靠近壳体102的侧面125并在上下方向上并列设置的充电装置100C。在翼片105、106的附近的侧面125分别形成有排气口,在与侧面125对置的侧面123形成有进气口。另外,其他的构成要素与第二实施方式的要素相同,因此省略其详细说明。一旦第一翼片105和第二翼片106被驱动,则第一冷却风和第二冷却风从进气口朝向排气口流动,冷却配置在该风道中的二极管141、变压器142、FET143。通过在壳体2内设置两个翼片105、106,能够增加风量,能够提高发热元件141、142、143、以及充电装置100A的冷却效果。这里,在图25中,将散热部件146、147配置为遮住从进气口124a朝向排气口122a、123a的冷却风道,但是如果如图23那样以引导冷却风的方式配置散热部件146、147,则能够提高冷却效果。此时,如果在散热部件146、147之间靠近进气口124a配置变压器142,则能够提高二极管141、FET143以及变压器142的冷却效果。另外,也可以使冷却风的流动相反。即,也可以构成为将排气口122a和123a作为进气口而吸入空气,将进气口124a作为排气口而排出空气。
图26表示将第一翼片105和第二翼片106靠近在壳体102的上表面121中偏离电池安装部107的位置并列设置的充电装置100D。在翼片105、106的附近的上表面121分别形成有进气口,在侧面123形成有排气口。另外,其他的构成要素与第二实施方式的要素相同,因此省略其详细说明。一旦第一翼片105和第二翼片106被驱动,则第一冷却风和第二冷却风从进气口朝向排气口流动,冷却配置在该风道中的二极管141、变压器142、FET143。通过在壳体2内设置两个翼片105、106,能够增加风量,能够提高发热元件141、142、143、以及充电装置100A的冷却效果。另外,由于沿上表面121配置两个翼片105和106,因此能够确保基板140的配置空间。另外,也可以将两个翼片105和106沿上表面121且侧面122或124配置。另外,如果与图25同样地沿冷却风道配置散热部件146、147,则能够进一步提高冷却效果。另外,也可以使冷却风的流动相反。即,也可以构成为在翼片附近的上表面形成排气口,将侧面123的排气口123a作为进气口而吸入空气。
图27表示将第一翼片105配置在侧面125附近、将第二翼片106配置在侧面123附近的充电装置100E。即,隔着充电电路部104在两侧互相分离配置第一翼片105和第二翼片106。进气口形成在侧面125,排气口形成在侧面123。另外,其他的构成要素与第二实施方式的要素相同,因此省略其详细说明。一旦第一翼片105和第二翼片106被驱动,则第一冷却风和第二冷却风从进气口朝向排气口流动,冷却配置在该风道中的二极管141、变压器142、FET143。通过在壳体102内设置两个翼片105、106,将一个用作进气、将另一个用作排气而驱动,能够增加在壳体2内流动的冷却风的风量,能够提高发热元件141、142、143、以及充电装置100A的冷却效果。
图28表示将第一翼片105配置在侧面124和侧面125的角部附近、将第二翼片106配置在角部126附近的充电装置100F。即,隔着充电电路部104在两侧互相分离配置第一翼片105和第二翼片106。进气口形成在侧面125,排气口形成在侧面123。另外,其他的构成要素与第二实施方式的要素相同,因此省略其详细说明。一旦第一翼片105和第二翼片106被驱动,则第一冷却风和第二冷却风从进气口朝向排气口流动,冷却配置在该风道中的二极管141、变压器142、FET143。通过在壳体102内将两个翼片105、106设置在对角方向的两端,将一个用作进气、将另一个用作排气而驱动,由此获得了长的在壳体2内流动的冷却风的风道的距离,能够提高发热元件141、142、143、以及充电装置100F的冷却效果。另外,如果沿冷却风道(图中的箭头)配置散热部件146、147,则能够进一步提高冷却效果。另外,也可以使冷却风的流动相反。即,也可以构成为从侧面123侧吸入空气,从侧面125侧排出空气。
接着,以下参照图29来说明第三实施方式的充电装置200。关于充电装置200,对于与第一实施方式相同的部件标注相同的参照符号,以下以不同的部分为中心进行说明。
参照图29,充电装置200在壳体202的内部具备用于对电池组3充电的充电电路部204、以及用于对充电电路部204和电池组3冷却的第一翼片205和第二翼片206。
壳体202是近似长方体形状,在上表面221在前方侧设置有安装电池组3以充电的电池安装部207。在电池安装部207设置有用于对电池组3充电的多个端子270,并且设置有用于冷却电池组3的风通过的开口271。并且,壳体202具有包围上表面221的4个侧面222、223、224、225,彼此邻接的侧面222、223由角部226连结。
第一翼片205在壳体202内靠近角部226和开口271,并且与侧面222对置配置。在第一翼片205对置的侧面222的部分形成有由多个通气窗构成的第一通气口222a。第一翼片205一旦被驱动,则从第一通气口222a吸入空气,产生将旋转轴方向X作为送风方向的第一冷却风。
第二翼片206在壳体202内靠近角部226和开口271,并且与侧面223对置配置。在第二翼片206对置的侧面223的部分形成有由多个通气窗构成的第二通气口223a。第二翼片206一旦被驱动,则从第二通气口223a吸入空气,将旋转轴方向Y作为送风方向产生第二冷却风。另外,第二翼片106被配置为旋转轴方向Y与第一翼片5的旋转轴方向X交叉。
第一通气口222a和第二通气口223a在电池组3充电过程中作为向壳体202的内部摄入空气的进气口而发挥功能。
并且,在壳体202的侧面224遍及预定范围形成有多个排气窗作为排气口224a,通过第一和第二翼片205、206的驱动,经由排气口224a进行第一和第二冷却风向壳体202的排气。
充电电路部204在基板240上主要安装有二极管241、变压器242、FET243、温度检测元件244、以及充电控制部45,例如使用从商用交流电源供应的电力经由端子270对电池组3充电。为了快速充电,当每单位时间大量的电流流过充电电路部204时,二极管241、变压器242、FET243有发热的倾向,成为所谓的发热元件。为了从发热方面保护这些部件而使其散热,例如在二极管241和FET243分别安装有散热部件246、247。
二极管241、变压器242、以及FET243被配置在排气口224a附近,直接暴露在从排气口224a向壳体202外排气的第一和第二冷却风中。
壳体202在上表面221具有开口271,在侧面具有第一通气口222a、第二通气口223a、以及排气口224a。壳体202内的空气的流动主要形成在第一和第二翼片205、206与开口271之间、和第一通气口222a和第二通气口223a与排气口224a之间。散热部件246、247尤其是在第一通气口222a和第二通气口223a与排气口224a之间形成风道。并且,散热部件246、247在该风道内设定各自的形状和壳体202内的位置,以包含二极管241、变压器242以及FET243中的至少一方、优选全部。另外,相对于散热部件246、247,二极管241和FET243被安装为能够由第一和第二冷却风对壳体202内的二极管241和FET243进行冷却。
温度检测元件244例如由热敏电阻构成,检测壳体202内部的温度。
充电控制部45监视电池组3的温度,同时控制由充电电路部204对电池组3的充电,并且控制第一和第二翼片205、206的旋转。
接着,参照图30来说明充电装置200的第一动作。
一旦充电装置200例如与商用电源连接,则充电控制部45在S111中判断电池组3是否被安装于电池安装部207。当安装了电池组3时(S111:是),在S112中以5秒钟时间启动并驱动第一翼片205,并且维持第二翼片206的断开状态。此时,如图31所示,通过第一翼片205的驱动和第二翼片206的断开,从第一通气口222a吸入的空气从第一翼片205作为第一冷却风朝向第二通气口223a和排气口224a输送。朝向第二通气口223a的第一冷却风从第二通气口223a排到壳体202外部,将附着于第二通气口223a的尘埃等吹到壳体202外部。
接着,前进到S113,以5秒钟时间断开第一翼片205使其停止,并且启动并驱动第二翼片206。此时,如图32所示,通过第一翼片205的断开和第二翼片206的驱动,从第二通气口223a吸入的空气从第二翼片206作为第二冷却风朝向第一通气口222a和排气口224a输送。朝向第一通气口222a的第二冷却风从第一通气口222a排到壳体202外部,将附着于第一通气口222a的尘埃等吹到壳体202外部。
另外,S112、S113中的时间在本实施方式中分别为5秒钟时间,但是不限于该时间,能够设定为适当长的时间。
接着,前进到S114,开始电池组3的充电,并且在S115中使第一和第二翼片205、206均启动。如图33所示,第一和第二翼片205、206产生第一和第二冷却风,因此空气经由第一通气口222a、223a摄入到壳体202内,形成朝向排气口224a的风道。另外,也形成从第一通气口222a、223a朝向开口271的风道。
在S116中,当电池组3的充电完成时,充电控制部45在S117中确认电池组3的温度是否为40度以上。如果电池组3的温度为40度以上(S117:是)则继续第一和第二翼片205、206的驱动(S118),继续电池组3的冷却。
如果电池组3的温度小于40度(S117:否),则确认充电电路部204的温度是否为40度以上(S119)。如果充电电路部204的温度为40度以上(S119:是),则继续第一和第二翼片205、206的驱动(S120),继续充电电路部204的冷却。如果充电电路部204的温度小于40度(S119:否),则停止第一和第二翼片205、206的驱动(S121)。
另一方面,在S111中,当未安装电池组3时(S111:否),在S122中以5秒钟时间启动并驱动第一翼片205,并且维持第二翼片206的断开状态。此时,如图31所示,通过第一翼片205的驱动和第二翼片206的断开,从第一通气口222a吸入的空气作为第一冷却风从第一翼片205朝向第二通气口223a和排气口224a输送。朝向第二通气口223a的第一冷却风从第二通气口223a排到壳体202外部,将附着于第二通气口223a的尘埃等吹到壳体202外部。
接着,前进到S123,以5秒钟时间断开第一翼片205使其停止,并且启动并驱动第二翼片206。此时,如图32所示,通过第一翼片205的断开和第二翼片206的驱动,从第二通气口223a吸入的空气作为第二冷却风从第二翼片206朝向第一通气口222a和排气口224a输送。朝向第一通气口222a的第二冷却风从第一通气口222a排到壳体202外部,将附着于第一通气口222a的尘埃等吹到壳体202外部。
另外,S122、S123中的时间在本实施方式中分别为5秒钟时间,但是不限于该时间,能够设定为适当长的时间。
接着,前进到S124,停止第一翼片205、206的各个。接着,前进到S125,充电装置200在S125待机到电池组3被安装为止。
在第二实施方式涉及的充电装置200中,在电池组3充电过程中作为进气口使用的壳体202的第一通气口222a和第二通气口223a在S113、112中作为向壳体202的外部排出空气的排气口发挥功能,因此能够通过排气将附着于第一通气口222a和第二通气口223a的尘埃等从第一通气口222a和第二通气口223a去除。
另外,作为发热元件的二极管241、变压器242、FET243设置在排气口224a的附近。第一和第二冷却风为了向壳体外排气而集中在排气口224a,因此二极管241、变压器242、FET243通过比较高的风量冷却,因此能够高效地冷却二极管241、变压器242、FET243。
另外,第一翼片205和第二翼片206以各自的送风方向交叉的方式被配置在壳体202内,因此能够扩大第一和第二冷却风对壳体202内的冷却区域。因此,不但能够冷却充电中的电池组3,也能适当冷却以二极管241、变压器242、FET243等壳体202内的发热元件为中心的各种电子部件,能够从发热方面予以保护。
接着,参照图34来说明充电装置200的第二动作。
当充电装置200例如与商用电源连接时,在S31中判断电池组3是否被安装于电池安装部7。当安装了电池组3时(S31:是),充电控制部45前进到S32,开始电池组3的充电。同时,在S33中,启动第一翼片205,开始以与电池组3的充电中相同的100%的转速驱动。此时,也启动并驱动第二翼片206,但是如果将电池组3的充电中设定为100%,则以其20%的转速驱动5秒钟时间。此时,如图35所示,通过第二翼片206的驱动从第二通气口223a吸入空气,但是由于第一翼片205的转速大于第二翼片206的转速,因此由第一翼片205产生的第一冷却风的一部分经由第二通气口223a排到壳体202外。因此,通过第一冷却风的一部分,附着于第二通气口223a的尘埃等被吹到壳体202外部。
接着,前进到S34,开始以与电池组3的充电相同的100%的转速驱动第二翼片206。此时,第一翼片205当将电池组3的充电中设定为100%时以其20%的转速驱动5秒钟时间。此时,如图36所示,通过第一翼片205的驱动,从第一通气口222a吸入空气,但是由于第二翼片206的转速大于第一翼片205的转速,因此由第二翼片206产生的第二冷却风的一部分经由第一通气口222a排到壳体202外。因此,通过第二冷却风的一部分,附着于第一通气口222a的尘埃等被吹到壳体202外部。
另外,S33、S34中的时间在本实施方式中分别为5秒钟时间,但是不限于该时间,能够设定为适当长的时间。另外,S33、S34中的第二翼片206、第一翼片205的转速为20%,但是不限于此,可选择能够从第二通气口223a或第一通气口222a排出冷却风的适当的比例。
接着,前进到S35,使第一和第二翼片205、206均成为100%的驱动状态,产生第一和第二冷却风。通过第一和第二冷却风,冷却充电中的电池组3,并且冷却壳体内的二极管241、变压器242、FET243等发热元件,从热量方面保护这些发热元件。
在S36中,当电池组3的充电完成时,充电控制部45在S37中确认电池组3的温度是否为40度以上。如果电池组3的温度为40度以上(S37:是),则继续第一和第二翼片205、206的驱动(S38),继续电池组3的冷却。
如果电池组3的温度小于40度(S37:否),则确认充电电路部204的温度是否为40度以上(S39)。如果充电电路部204的温度为40度以上(S39:是),则继续第一和第二翼片205、206的驱动(S40),继续充电电路部204的冷却。如果充电电路部204的温度小于40度(S39:否),则停止第一和第二翼片205、206的驱动(S41)。
另一方面,在S31中,当未安装电池组3时(S31:否),在S42中以5秒钟时间启动并驱动第一翼片205,并且维持第二翼片206的断开状态。此时,通过第一翼片205的驱动和第二翼片206的断开,从第一通气口222a吸入的空气作为第一冷却风从第一翼片205朝向第二通气口223a和排气口224a输送。朝向第二通气口223a的第一冷却风通过第二通气口223a排到壳体202外部,将附着于第二通气口223a的尘埃等吹到壳体202外部。
接着,前进到S43,以5秒钟时间断开第一翼片205使其停止,并且启动并驱动第二翼片206。此时,通过第一翼片205的断开和第二翼片206的驱动,从第二通气口223a吸入的空气作为第二冷却风从第二翼片206朝向第一通气口222a和排气口224a输送。朝向第一通气口222a的第二冷却风从第一通气口222a排到壳体202外部,将附着于第一通气口222a的尘埃等吹到壳体202外部。
接着,前进到S44,使第一翼片205、206的每个停止。接着,前进到S45,充电装置200在S45中待机直至电池组3被安装为止。当在S45中被检测出电池组3的安装时返回到S31。
在第二实施方式涉及的充电装置200的第二动作中,与电池组3的充电开始同时使得第一和第二翼片205、206中的一个翼片的转速大于另一个翼片的转速,从与转速小的翼片对应的通气口排出由转速高的翼片产生的冷却风,由此将与转速小的翼片对应的通气口附着的尘埃等吹到壳体202外部。接着,通过使翼片的转速在第一翼片205和第二翼片206中相反,将另一个通气口附着的尘埃等吹到壳体202外部。因此,能够消除在电池组3的充电中产生的第一和第二通气口的堵塞。
另外,作为发热元件的二极管241、变压器242、FET243设置在排气口224a的附近。第一和第二冷却风为了向壳体外排气而集中在排气口224a,因此二极管241、变压器242、FET243通过比较高的风量冷却,因此能够高效地冷却二极管241、变压器242、FET243。
并且,第一翼片205和第二翼片206以各个的送风方向交叉的方式配置在壳体202内,因此与将两个翼片的送风方向彼此平行地配置相比,能够扩大第一和第二冷却风在壳体202内的冷却区域。因此,不但能够冷却充电中的电池组3,也能适当冷却以二极管241、变压器242、FET243等壳体202内的发热元件为中心的各种电子部件,能够从发热方面予以保护。
另外,在上述实施方式中,第一通气口222a和第二通气口223a采用了由角部226分离的构成。但是,在其他的实施方式中,遍及侧面222、223可以连续形成第一通气口222a和第二通气口223a。同样地,第一通气口222a和第二通气口223a采用了由角部226分离的构成。但是,在其他的实施方式中,可以遍及侧面222、223连续形成第一通气口222a和第二通气口223a。
本发明涉及的充电装置不限于上述的实施方式,能够在权利要求书记载的发明的主旨的范围内进行各种变更。
例如,也可以将冷却风的风道如图37和图38所示的那样构成。在第四实施方式的充电装置1中,对于冷却风的风道,代替第一实施方式的散热板80,使用与散热部件46、47一起与壳体2一体形成的板300。另外,其他的构成与第一实施方式相同,因此省略其说明。
板300与散热部件46和47一起划定从进气口24a摄入的空气的作为冷却风的风道,并朝向排气口22a、23a引导。
如图37所示,板300在充电装置1的壳体2内与壳体2一体或分开地设置在壳体上表面侧的内周面。在与壳体2分开的情况下,通过未图示的螺钉等固定在壳体2的内周面。在充电装置1的组装状态下,板300以覆盖二极管41、变压器42、FET43等发热元件的方式、即以覆盖由散热部件46和47形成的风道的方式位于这些发热元件的上方,具有沿散热部件46和47的长度方向的大小和形状。板300被配置在壳体2的上表面21与二极管41、变压器42及FET43之间。
在第一实施方式中,变压器42的上方开口,但是在本实施方式中,由板300覆盖了变压器42。因此,能够提高变压器42的冷却效率。
因此,当翼片5、6被驱动时,如图38所示,形成从进气口24a经由通过散热部件46、47和板300形成的风道至排气口22a及23a的冷却风道。第一冷却风和第二冷却风在该冷却风道中通过,冷却作为发热元件的二极管41、变压器42、FET43的各个。各发热元件的上方由板300覆盖发热元件,因此冷却风可靠地通过发热元件的周围,发热元件被高效地冷却,抑制充电装置1全体的温度上升。
另外,在上述的实施方式中,构成为通过设置多个(两个)翼片,来冷却电池组和发热元件。但是,当以2C以上或10A以上的充电电流对公称容量5Ah以上的电池组充电时,如果是为了冷却电池组和发热元件而足够多的风量,则翼片可以是多个,也可以只是一个。
在第五本实施方式中,如图39所示,构成为使用单一翼片6。另外,翼片的配置部位可以是图4的翼片5的位置、图27、28的翼片105、106的位置等任一位置。
当以10A以上的充电电流对电池组充电时,通过将单一翼片6在壳体2内的风量设定为13.0m^3/hr(每小时13立方米)以上、优选的是13.5m^3/hr以上,能够在抑制发热元件的发热的情况下充电。此时,风压优选0.0015Pa以上。另外,可以如图4等那样将由多个翼片在壳体2内产生的风量设定为13.0m^3/hr以上。
因此,当以10A以上的充电电流对电池组充电时,如果能够将壳体2内的风量设定为13m^3/hr以上,则可以是单一翼片。
另外,二极管41、变压器42、FET43是本发明中的发热元件的一个例子。散热部件46、47是本发明中的风道划定部件的一个例子。第一散热部46A、47A是本发明中的第一划定部的一个例子。第二散热部46B、47B是本发明中的第二划定部的一个例子。散热板80、800是构成本发明中的风道划定部件的板状部件的一个例子。肋81A、82A、83A、84A、85A是本发明中的风道划定部件的引导片部的一个例子。
符号说明
1,100,200…充电装置、2,102,202…壳体、3,33…电池组、3a…电池单元、3F…第一截断元件、4,104,204…充电电路部、5,105,205…第一翼片、6,106,206…第二翼片、7…电池安装部、22a,122a…第一排气口、23a,123a…第二排气口、222a…第一通气口、223a…第二通气口、33F…第二截断元件、41,141,241…二极管、42,142,242…变压器、43,143,243…FET、45…充电控制部、46,47…散热部件、46A,47A…第一散热部、46B,47B…第二散热部、56…电流设定电路、57…电流控制电路、70…端子。

Claims (14)

1.一种充电装置,其特征在于,具有:
壳体,其具有底部、与所述底部对置的上部以及连结所述底部和所述上部的侧面部;
充电电路部,其被设置在所述壳体内并构成为对电池组充电,并且具有随着所述电池组的充电而发热的多个发热元件,还具有搭载所述多个发热元件的电路基板,
多个翼片,其在所述壳体内沿所述侧面部配置,并产生冷却所述电池组及所述充电电路部的冷却风,以及
风道划定部件,其在所述壳体内划定所述冷却风通过的冷却风道,
所述风道划定部件包括:
第一划定部,其沿与所述上部交叉的作为第一方向的上下方向延伸,并从所述电路基板向所述上部延伸;以及
第二划定部,其从所述第一划定部沿与所述第一方向交叉的第二方向延伸,并在所述第一方向上位于所述上部与所述多个发热元件中的至少一个发热元件之间,在从所述上部侧观察的情况下以所述至少一个发热元件隐藏的方式沿所述第二方向延伸,
所述风道划定部件被构成为与所述冷却风的行进方向交叉的截面为近似L字形状,
并被构成为将所述冷却风引导至所述发热元件,能够冷却所述发热元件。
2.如权利要求1所述的充电装置,其特征在于,
所述壳体具有近似长方体形状,
所述多个翼片具有第一翼片和第二翼片,
所述第一翼片和所述第二翼片被配置在所述侧面部的角部附近,并且被配置为如下所示的(1)~(3)中的任一种,
(1)所述第一翼片沿第一侧面部配置,所述第二翼片沿第二侧面部配置,所述第二侧面部经由一个角部与所述第一侧面部连结;
(2)所述第一翼片和所述第二翼片沿同一所述侧面部配置;
(3)所述第一翼片沿第一侧面部配置,所述第二翼片沿与所述第一侧面部对置的第三侧面部配置。
3.如权利要求2所述的充电装置,其特征在于,
所述壳体具有将空气摄入所述壳体内的进气口、以及将所述空气排到所述壳体外的排气口,
所述第一翼片和所述第二翼片分别被配置在所述排气口的附近,
所述发热元件被配置在所述进气口的附近。
4.如权利要求2所述的充电装置,其特征在于,
所述壳体具有用于冷却充电中的电池组的风能够通过的开口,
所述第一翼片和所述第二翼片被配置在所述开口的附近。
5.如权利要求1至4中任一项所述的充电装置,其特征在于,
所述多个翼片具有第一翼片和第二翼片,
所述壳体具有能够出入空气的通气口、以及排出所述空气的排气口,
所述通气口具有:第一通气口,在其附近配置所述第一翼片;以及第二通气口,在其附近配置所述第二翼片,
通过所述第一翼片的旋转速度大于所述第二翼片的旋转速度,进行第一通气动作,该第一通气动作将从所述第一通气口吸入的空气的一部分经由所述第二通气口排到所述壳体外,
在所述充电电路部的充电动作中,所述第一翼片和所述第二翼片被构成为从所述第一通气口和所述第二通气口将空气摄入到所述壳体内。
6.如权利要求1所述的充电装置,其特征在于,
所述壳体具有摄入空气的进气口和排出冷却风的排气口,
多个所述发热元件包含变压器,
将所述变压器配置在所述进气口的附近。
7.如权利要求6所述的充电装置,其特征在于,
所述变压器被配置在由所述风道划定部件划定的所述冷却风道内。
8.如权利要求1或7所述的充电装置,其特征在于,
所述风道划定部件是被安装于发热元件的散热部件,
所述充电装置被构成为通过所述翼片的驱动使所述冷却风沿所述散热部件流动。
9.一种充电装置,其特征在于,具有:
壳体,在所述壳体形成有摄入空气的进气口和排出冷却风的排气口,并且具有底部和与所述底部对置的上部,能够安装电池组;
翼片,其在所述壳体内产生冷却风;
充电电路部,其被设置在所述壳体内并被构成为对所述电池组充电,并且具有随着所述电池组的充电而发热的多个发热元件,还具有搭载所述多个发热元件的电路基板;以及
风道划定部件,其在所述壳体内划定所述冷却风通过的冷却风道,
所述风道划定部件包括:
第一划定部,其沿与所述上部交叉的作为第一方向的上下方向延伸,并从所述电路基板向所述上部延伸;以及
第二划定部,其从所述第一划定部沿与所述第一方向交叉的第二方向延伸,并在所述第一方向上位于所述上部与多个所述发热元件中的至少一个发热元件之间,
所述风道划定部件被构成为与所述冷却风的行进方向交叉的截面为近似L字形状,
并被构成为通过所述翼片的驱动将所述冷却风引导至所述发热元件,能够冷却所述发热元件。
10.如权利要求9所述的充电装置,其特征在于,
所述风道划定部件包括散热部件,所述散热部件被设置为用于所述多个发热元件中的至少一个发热元件的散热,
所述散热部件具有所述近似L字形状。
11.如权利要求9或10所述的充电装置,其特征在于,
所述冷却风道由所述电路基板和所述风道划定部件划定。
12.如权利要求9所述的充电装置,其特征在于,
所述风道划定部件包括在所述上部与所述多个发热元件中的至少一个发热元件之间延伸的板状部件,
所述板状部件在与所述多个发热元件中的对应的发热元件对应的位置具有根据对应的所述发热元件的外形而形成的开口、以及从所述开口的边缘部附近向所述上部的相反侧延伸并与对应的所述发热元件一起划定所述冷却风道的一部分的引导片部,
所述冷却风道被设置为从所述进气口通过所述发热元件与所述引导片部之间和所述开口而至所述排气口。
13.如权利要求9、10或12所述的充电装置,其特征在于,
所述发热元件是二极管、FET、变压器和线圈中的至少一方,
将所述发热元件配置在所述进气口或所述排气口的附近。
14.如权利要求9所述的充电装置,其特征在于,
所述充电电路部能够以10A以上的充电电流对所述电池组充电,
所述翼片的风量或者由所述翼片在所述壳体内产生的风量为13m^3/hr以上。
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