CN116615311A - 电池组 - Google Patents
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Abstract
本公开的一个方案的电池组具备电池、连接部、连接判断部、接收部和禁止区域控制部。禁止区域控制部对应着(i)被判断的电动作业机的已连接或非连接,或(ii)与连接部连接的电动作业机的规格,来改变禁止区域。其中,由电流范围和电压范围规定禁止区域。在禁止区域禁止从电池放电。
Description
相关申请的交叉引用
本国际申请要求2020年12月18日在日本专利局提交的日本发明专利申请第2020-210606号的优先权,并且日本发明专利申请第2020-021629号的全部内容通过引用而并入本文。
技术领域
本公开涉及一种向电动作业机供给电力的电池组。
背景技术
专利文献1记载的电池组在检测到电池过负载或过放电时,会禁止从电池放电。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第6173925号公报
发明内容
发明要解决的问题
在上述电池组中,禁止放电的条件被固定。因此,无论电池的电力供给目的地如何均以相同的条件停止放电,不过,有可能存在即使根据电力供给目的地而进一步放电,也能够保护电池的情况。因此,希望提高电池组的实用性。
本公开的一个方面提供一种实用性更高的电池组。
解决问题的技术方案
本公开的一个方案的电池组包括电池、连接部、连接判断部、接收部以及禁止区域控制部。连接部构成为与电动作业机连接。连接判断部构成为,判断电动作业机与连接部已连接或非连接。接收部构成为,从与连接部连接的电动作业机接收作业机信息。作业机信息包括电动作业机的规格。禁止区域控制部构成为,对应着(i)通过连接判断部判断的电动作业机的已连接或非连接,或(ii)与连接部连接的电动作业机的规格,来改变禁止区域。其中,由电流范围和电压范围来规定禁止区域。在禁止区域,禁止从电池放电。电流范围是放电电流值的范围。电压范围是放电电压值的范围。
本公开的一个方案的电池组对应着(i)被判断的电动作业机的已连接或非连接,或(ii)已连接的电动作业机的规格,来改变禁止区域。由此,能够将电池组不连接电动作业机而与测试装置连接以进行测试时的禁止区域变更为电池组与电动作业机连接时的禁止区域。此外,能够将保护电池组的必要性较低的电动作业机与电池组连接时的禁止区域变更为保护电池组的必要性较高的电动作业机与电池组连接时的禁止区域。此外,能够将无法立即停止作业的电动作业机与电池组连接时的禁止区域变更为能够立即停止作业的电动作业机与电池组连接时的禁止区域。因此,能够提高电池组的实用性。
电动作业机的规格可以包括电动作业机的负载。
当电池组与负载较小的电动作业机连接时,和电池组与负载较大的电动作业机连接时相比,保护电池组的必要性有所不同。由此,通过对应着电动作业机的负载来改变禁止区域,而能够提高电池组的实用性。
电动作业机的规格可以包括电动作业机是否具备执行一系列动作的致动器。一系列动作可以对应于以下动作,致动器从第1位置移动到第2位置,并从第2位置返回到第1位置。
若在执行一系列动作的致动器执行一系列动作的过程中放电停止,则电动作业机的作业在中途结束,从而导致作业效率降低。因此,通过对应着电动作业机是否具备执行一系列动作的致动器来改变禁止区域,而能够提高电池组的实用性。
第1位置可以对应于致动器的初始位置。第2位置可以对应于致动器从初始位置位移的位移量达到最大的位置。
能够抑制具备从初始位置移动到最大限度位移的位置、并从最大限度位移的位置返回到初始位置的致动器的电动作业机的作业效率降低。
电动作业机的规格可以包括电动作业机是否具备冷却风扇和/或照明器。
在从电池向主马达的放电停止并且作业停止之后,有时欲对电动作业机的内部进行冷却和/或使照明器点亮。在该情况下,希望能够驱动冷却风扇或能够使照明器点亮。因此,通过对应着电动作业机是否具备冷却风扇和/或照明器来改变禁止区域,而能够提高电池组的实用性。
电池可以包含第1电池块和第2电池块。第1电池块可以对应着与连接部连接的电动作业机而与第2电池块串联连接或并联连接。电动作业机的规格可以包括第1电池块和第2电池块的连接是串联连接还是并联连接。
当第1电池块和第2电池块并联连接时,流经第1电池块和第2电池块所包含的多个单格的每一个单格的电流值小于当第1电池块和第2电池块串联连接时的该电流值。因此,并联连接时保护电池组的必要性与串联连接时有所不同。由此,通过对应着连接是串联连接还是并联连接来改变禁止区域,而能够提高电池组的实用性。
禁止区域控制部可以将被连接判断部判断为电动作业机非连接的情形下的禁止区域设定为比被连接判断部判断为电动作业机已连接的情形下的禁止区域窄。
在连接部不与电动作业机连接而与测试装置连接从而执行测试的情况下,禁止区域被设定得比连接部与电动作业机连接时窄。因此,可以避免在测试过程中放电立即停止从而无法继续电池组的测试的情况。
禁止区域控制部可以将负载较小时的禁止区域设定为比负载较大时的禁止区域窄。
当电动作业机的负载较小时,与电动作业机的负载较大时相比,保护电池组的必要性较低。因此,通过将电动作业机的负载较小时的禁止区域设定为比电动作业机的负载较大时的禁止区域窄,而能够更有效地利用电池组。
禁止区域控制部可以将电动作业机具备执行一系列动作的致动器时的禁止区域设定为比电动作业机不具备执行一系列动作的致动器时的禁止区域窄。
当电动作业装置具备执行一系列动作的致动器时,通过将禁止区域设定得较窄,而能够避免致动器在一系列动作的过程中停止,从而能够抑制作业效率降低。
禁止区域控制部可以将电动作业机具备冷却风扇和/或照明器时的禁止区域设定为比电动作业机不具备冷却风扇和/或照明器时的禁止区域窄。
当电动作业机具备冷却风扇和/或照明器时,禁止区域被设定得较窄。由此,在停止向电动作业机的主马达供给较多的电力之后,也能够向冷却风扇和/或照明器供给较少的电力。进一步而言,在电动作业机的作业已停止后,也能够使用冷却风扇和/或照明器。
禁止区域控制部可以将连接是并联连接时的禁止区域设定为比连接是串联连接时的禁止区域窄。
当第1电池块和第2电池块并联连接时,流经电池块的各个单格的电流值小于串联连接时的该电流值。因此,当连接是并联连接时,与连接是串联连接时相比,保护电池组的必要性较低。由此,当连接是并联连接时,通过将禁止区域设定得较窄,而能够更有效地利用电池组。
禁止区域可以包括第1区域和第2区域。第2区域的电流范围的放电电流值小于第1区域的电流范围的放电电流值,并且第2区域的电流范围与第1区域的电流范围相邻。禁止区域控制部可以通过固定第1区域并缩小第2区域的电压范围而将禁止区域设定得较窄。
通过扩大电池组的可使用的电压范围,而既能够适当地保护电池组,又能够有效地利用电池组。
禁止区域可以包括第1区域和第2区域。第2区域的电流范围的放电电流值小于第1区域的电流范围的放电电流值,并且第2区域的电流范围与第1区域的电流范围相邻。禁止区域控制部可以通过固定第1区域并缩小第2区域的电流范围而将禁止区域设定得较窄。
通过扩大电池组的可使用的电流范围,而既能够适当地保护电池组,又能够有效地利用电池组。
本公开的另一个方案的电池组可以是以下项目1-11。
项目1.一种电池组,具备:
电池;
连接部,所述连接部构成为与电动作业机连接;
连接判断部,所述连接判断部构成为,判断所述电动作业机与所述连接部已连接或非连接;
接收部,接收部构成为,从与所述连接部连接的所述电动作业机接收作业机信息,并且所述作业机信息包括所述电动作业机的规格;
电流检测部,所述电流检测部构成为,检测从所述电池流出的放电电流值;
存储部,所述存储部存储有多个相关数据,所述多个相关数据表示所述放电电流值与计数器加减运算值之间的对应,所述多个相关数据对应着(i)所述电动作业机的已连接或非连接,或(ii)与所述连接部连接的所述电动作业机的规格,而彼此不同;
加减运算值计算部,所述加减运算值计算部构成为,基于被选择的相关数据和通过所述电流检测部检测到的所述放电电流值,以规定的周期计算计数器加减运算值,并且,所述被选择的相关数据是对应着(i)通过所述连接判断部判断的所述电动作业机已连接或非连接,或(ii)与所述连接部连接的所述电动作业机的规格,而从所述多个相关数据中选择的数据;
计数器值计算部,所述计数器值计算部构成为,对通过所述加减运算值计算部计算出的所述计数器加减运算值进行累计,从而计算出计数器值;以及
放电控制部,所述放电控制部构成为,响应于通过所述计数器值计算部计算出的所述计数器值已到达阈值而禁止从所述电池放电。
在本公开的另一个方案的电池组中,基于检测到的放电电流值、以及对应着(i)被判断的电动作业机的已连接或非连接或(ii)已连接的电动作业机的规格而被选择的相关数据,来计算计数器加减运算值。上述电池组对计算出的计数器加减运算值进行累计从而计算出计数器值,并响应于计数器值已到达阈值,而判断为处于过电流状态,并禁止从电池放电。因此,能够对应着(i)被判断的电动作业机的已连接或非连接,或(ii)已连接的电动作业机的规格,来改变从放电开始到放电停止的时间。因此,能够提高电池组的实用性。
项目2.根据项目1所述的电池组,
所述电动作业机的规格包括所述电动作业机的负载。
当电池组与负载较小的电动作业机连接时,和电池组与负载较大的电动作业机连接时相比,保护电池组的必要性有所不同。由此,通过对应着电动作业机的负载来改变被选择的相关数据,而能够提高电池组的实用性。
项目3.根据项目1或2所述的电池组,
包括所述电动作业机的所述电动作业机是否具备执行一系列动作的致动器,所述一系列动作对应于以下动作,即,所述致动器从第1位置移动到第2位置,并从所述第2位置返回到所述第1位置。
若在执行一系列动作的致动器执行一系列动作的过程中放电停止,则电动作业机的作业会在中途结束,从而导致作业效率降低。因此,通过对应着电动作业机是否具备执行一系列动作的致动器来改变被选择的相关数据,而能够提高电池组的实用性。
项目4.根据项目3所述的电池组,
所述第1位置对应于所述致动器的初始位置,
所述第2位置对应于所述致动器从所述初始位置位移的位移量达到最大的位置。
能够抑制具备从初始位置移动到最大限度位移的位置、并从最大限度位移的位置返回到初始位置的致动器的电动作业机的作业效率降低。
项目5.根据项目1~4中任一项所述的电池组,
所述电动作业机的规格包括所述电动作业机是否具备冷却风扇和/或照明器。
在从电池向主马达的放电停止并且作业停止之后,有时欲对电动作业机的内部进行冷却和/或欲使照明器点亮。在该情况下,希望能够驱动冷却风扇或能够使照明器点亮。因此,通过对应着电动作业机是否具备冷却风扇和/或照明器来改变被选择的相关数据,而能够提高电池组的实用性。
项目6.根据项目1~5中任一项所述的电池组,
所述电池包含第1电池块和第2电池块,第1电池块构成为,对应着与所述连接部连接的所述电动作业机而能够与第2电池块串联连接或并联连接,
所述电动作业机的规格包括所述第1电池块和所述第2电池块的连接是串联连接还是并联连接。
当第1电池块和第2电池块并联连接时,流经第1电池块和第2电池块所包含的多个单格的每一个单格的电流值小于当第1电池块和第2电池块串联连接时的该电流值。因此,并联连接时保护电池组的必要性与串联连接时有所不同。由此,通过对应着连接是串联连接还是并联连接来改变被选择的相关数据,而能够提高电池组的实用性。
项目7.根据项目1~6中任一项所述的电池组,
所述计数器加减运算值包括为正值的计数器加法值、和为负值的计数器减法值,所述计数器加法值对应于大于或等于规定值的所述放电电流值,所述计数器减法值对应于小于所述规定值的所述放电电流值,
第1相关数据中的所述计数器加法值被设定为大于第2相关数据中的所述计数器加法值,并且所述第1相关数据对应于所述多个相关数据中的与所述电动作业机的非连接相对应的相关数据,所述第2相关数据对应于所述多个相关数据中的与所述电动作业机的已连接相对应的相关数据。
在判断为电动作业机非连接时,与判断为电动作业机已连接时相比,计数器值的增加率变大,从而放电迅速停止。因此,在连接部未与电动作业机连接却仍在放电的情况下,能够使放电迅速停止从而保护电池组。此外,在连接部与除遵循常规的控制的电动作业机以外的电动作业机连接的情况下,并非判断为电动作业机已连接,而判断为电动作业机非连接。因此,即使某个电动作业机与连接部连接,也能够在未进行遵循常规控制的放电的情况下迅速停止放电从而保护电池组。
项目8.根据项目1~7中任一项所述的电池组,
将所述第1相关数据中的所述计数器减法值的大小设定为小于所述第2相关数据中的所述计数器减法值的大小。
在判断为电动作业机非连接时,与判断为电动作业机已连接时相比,计数器值的减少率变小。因此,当电池组异常放电时,能够比电池组正常放电时增强对电池组的保护。
项目9.根据项目7或8所述的电池组,
所述电动作业机的规格包括所述电动作业机的负载,
第3相关数据中的所述计数器加法值被设定为大于第4相关数据中的所述计数器加法值,并且所述第3相关数据对应于所述多个相关数据中的与所述负载较大的情况相对应的相关数据,所述第4相关数据对应于所述多个相关数据中的与所述负载较小的情况相对应的相关数据。
当与电池组连接的电动作业机的负载较大时,与负载较小时相比,计数器值的增加率变大,因此,能够使放电迅速停止从而保护电池组。
项目10.根据项目9所述的电池组,
所述第3相关数据中的所述计数器减法值的大小被设定为小于所述第4相关数据中的所述计数器减法值的大小。
当与电池组连接的电动作业机的负载较大时,与负载较小时相比,计数器值的减少率变小,因此,能够进一步增强对电池组的保护。
项目11.根据项目9或11所述的电池组,
所述第1相关数据中的所述计数器加法值被设定为大于所述第3相关数据中的所述计数器加法值。
当判断为电动作业机非连接时,与被连接的电动作业机的负载较大时相比,计数器值的增加率变大,从而放电迅速停止。因此,当电池组异常放电时,能够比电池组所连接的电动作业机的负载较大时增强对电池组的保护。
附图说明
图1是示出第1实施方式的电动作业机的一个示例的钉枪的外观的图。
图2是示出第1实施方式的电动作业机的另一个示例的冲击起子的外观的图。
图3是示出第1实施方式的电池系统的电气结构的框图。
图4是第1实施方式的放电禁止区域及可使用区域的一个示例。
图5是第1实施方式的放电禁止区域及可使用区域的另一个示例。
图6是示出第1实施方式的电池组的保护处理的流程图。
图7是示出第1实施方式的切断判断处理的子例程。
图8A是示出第2实施方式的切断判断处理的子例程的一部分。
图8B是示出第2实施方式的切断判断处理的子例程的剩余部分。
图9是示出第2实施方式的电动作业机的分类的示例的图。
图10是电动作业机使用第2实施方式的电池的一个示例,该电池包含第1电池块和第2电池块,且第1电池块与第2电池块串联连接。
图11是电动作业机使用第2实施方式的电池的一个示例,该电池包含第1电池块和第2电池块,且第1电池块与第2电池块并联连接。
图12是示出第3实施方式的电池组的保护处理的流程图。
图13是示出第3实施方式的过电流判断处理的子例程。
图14是示出第3实施方式的放电电流值与计数器加减运算值之间的相关性的图的一个示例。
图15是示出第3实施方式的放电电流值与直至到达放电停止及切断判断为止的到达时间之间的相关性的图的一个示例。
图16是示出第4实施方式的过电流判断处理的子例程。
图17是示出第4实施方式的放电电流值与计数器加减运算值之间的相关性的图的一个示例。
图18是示出第4实施方式的放电电流值与直至到达放电停止及切断判断为止的到达时间之间的相关性的图的一个示例。
附图标记的说明
1…电池系统;6…电池组;150…电池MCU;10…电动作业机;
10A…钉枪;10B…冲击起子;12…马达壳体;18、22…触发器;
23…前端工具;100…电池侧连接部;111…第1正极端子;
112…第1负极端子;113…充电端子;114…第1放电端子;
115…第1检测端子;116…第1通信端子;130A…第1电池块;
130B…第2电池块;135…温度检测电路;162…切断元件;
163…电池分流电阻器;171…充电控制电路;172…第1放电控制电路;
173…第1检测电路;174…第1通信电路;180…第1正极线;
190…第1负极线;200A、200B…作业机侧连接部;211…第2正极端子;
212…第2负极端子;214…第2放电端子;215…第2检测端子;
216…第2通信端子;250…作业机MCU;260…驱动器;270…马达;
272…第2放电控制电路;273…第2检测电路;274…第2通信电路;
280…照明器;281…冷却风扇;282…FET;283…作业机分流电阻器;284…开关;290…击锤机构;480…第2正极线;490…第2负极线
具体实施方式
以下参照附图对用于实施本公开的方式进行说明。
(第1实施方式)
<1.结构>
<1-1.电池系统的整体结构>
本实施方式的电池系统1包括电池组6和电动作业机10。电池组6与电动作业机10连接并且向电动作业机10供给电力。电动作业机10从电池组6接受电力并进行驱动。
电池组6具备后述的能够充电的电池130。电池130包含多个电池块,各个电池块包含串联连接的多个电池单格。电池130是锂离子电池。
在电池组6的上表面设置有与电动作业机10连接的电池侧连接部100。在电池侧连接部100设置有后述的多个端子。
电动作业机10包括电动工具、园艺工具等。电动工具包括钉枪、冲击起子等。园艺工具包括割草机、修剪机等。
首先,参照图1对作为电动作业机10一个示例的钉枪10A进行说明。钉枪10A具备主体部4和钉仓9。主体部4具备作业机侧连接部200A、马达壳体12、握持部16、触发器18、齿轮壳体14和射出部15。在其他实施方式中,也可以从钉枪10A中去除主体部4或钉仓9。在其他实施方式中,还可以从主体部4中去除作业机侧连接部200A、马达壳体12、握持部16、触发器18、齿轮壳体14和射出部15中的至少一个。
马达壳体12收纳后述的马达270和驱动器260。握持部16设置在马达壳体12的上方并且由用户进行握持。作业机侧连接部200A设置在马达壳体12和握持部16的于水平方向上的第1端,并构成为与电池侧连接部100连接。在作业机侧连接部200A上设置有后述的多个端子。
触发器18设置在握持部16上。用户拉动触发器18,由此,用于驱动马达270的控制指令被输入到驱动器260,从而使得马达270被驱动器260驱动。
齿轮壳体14设置在马达壳体12和握持部16的于水平方向上的第2端,并收纳未图示的击锤机构290。第2端在水平方向上与第1端相对。
多个销钉8排成一列,并且以被弹簧从排列方向上的第1端(即,电池组6侧)朝着第2端(即,齿轮壳体14侧)施力的状态被收纳在钉仓9中。
击锤机构290通过马达270的旋转来使锤体在齿轮壳体14内从下方(第1位置)移动到上方(第2位置)从而使压缩螺旋弹簧压缩,之后,借助压缩螺旋弹簧的反弹力使锤体朝下方(第1位置)击打,从而使销钉8从射出部15射出。也就是说,马达270和击锤机构290执行从第1位置移动到第2位置并从第2位置返回到第1位置的一系列动作。第1位置对应于马达270和击锤机构290的初始位置,第2位置对应于马达270和击锤机构290从初始位置位移的位移量达到最大的位置。在本实施方式中,马达270和击锤机构290对应于本公开的致动器的一个示例。
接下来,参照图2对作为电动作业机10的一个示例的冲击起子10B进行说明。冲击起子10B具备呈柱形的握持部26、呈圆柱形的头部27、触发器22和作业机侧连接部200B。在其他实施方式中,可以从冲击起子10B中去除握持部26、头部27、触发器22和作业机侧连接部200B中的至少一个。
由使用者握持握持部26。头部27设置在握持部26的上侧,并且头部27收纳着后述的马达270和驱动器260。此外,头部27构成为,前端工具23能够安装在头部27的前端。
作业机侧连接部200B设置在握持部26的下表面,并构成为与电池侧连接部100连接。在作业机侧连接部200B设置有后述的多个端子。即,作业机侧连接部200B形成为与作业机侧连接部200A相同的形状。在下文中,将作业机侧连接部200A和作业机侧连接部200B统称为作业机侧连接部200。
触发器22设置在握持部26上。用户拉动触发器22,由此,用于驱动马达270的控制指令被输入到驱动器260,从而使得马达270被驱动器260驱动。进一步而言,用户拉动触发器22,由此,前端工具23进行旋转。
<1-2.电池系统的电气结构>
<1-2-1.电池组的电气结构>
接下来,参照图3说明电池组6的电气结构。电池组6具备电池30、电池微控制单元(Micro Control Unit,以下简称为MCU)150、模拟前端(Analog Front End,以下简称为AFE)140、调节器161、切断元件162、电池分流电阻器163、温度检测电路135、充电控制电路171、第1放电控制电路172、第1检测电路173和第1通信电路174。在其他实施方式中,可以从电池组6中去除MCU150、AFE140、调节器161、切断元件162、电池分流电阻器163、温度检测电路135、充电控制电路171、第1放电控制电路172、第1检测电路173和第1通信电路174中的至少一个。
电池侧连接部100包括6个端子。具体而言,电池侧连接部100具备第1正极端子111、第1负极端子112、充电端子113、第1放电端子114、第1检测端子115和第1通信端子116。在其他实施方式中,可以从电池侧连接部100中去除第1正极端子111、第1负极端子112、充电端子113、第1放电端子114、第1检测端子115和第1通信端子116中的至少一个。
第1正极端子111经由第1正极线180与电池130的正极连接。第1负极端子112经由第1负极线190与电池130的负极连接。充电端子113与充电控制电路171连接。第1放电端子114与第1放电控制电路172连接。第1检测端子115与第1检测电路173连接。第1通信端子116与第1通信电路174连接。
调节器161与电池130的正极连接,调节器161从电池130接受电力,并生成向电池MCU150、AFE140等的电池组6内的各种电路供给的电源。
电池分流电阻器163设置在第1负极线190上,电池分流电阻器163检测流入电池130的充电电流值和从电池130流出的放电电流值,并将检测到的电流值输出到AFE140。温度检测电路135检测电池130的电池温度并将检测到的电池温度输出到电池MCU150。
AFE140是模拟电路,其构成为与电池MCU150进行串行外设接口(SerialPeripheral Interface,SPI)通信。AFE140遵循来自电池MCU150的指令对电池130所包含的各个电池单格的单格电压值和电池30的电池电压值进行检测。此外,AFE140执行使多个电池单格的剩余容量均等化的单格平衡处理。此外,AFE140将检测到的单格电压值和电池电压值、以及被输入的电流值等转换成数字信号,并将转换后的各个数字信号发送到电池MCU150。
此外,当电池组6与充电器连接时,AFE140基于已被输入的各种值来判断电池130的状态。然后,在应该停止对电池30的充电时(例如,当电池30处于过充电状态时),AFE140向充电控制电路171发送充电停止信号。当从AFE40输入了充电停止信号时,充电控制电路171从充电端子113向充电器输出放电停止信号。
电池MCU150包含微型计算机,该微型计算机具备CPU150a、存储器150b和I/O等。电池MCU150与第1放电控制电路172、第1检测电路173、第1通信电路174连接。
第1检测电路173基于第1检测端子115的电位来检测电动作业机10或充电器相对于电池组6的连接或非连接,并向电池MCU150输出连接信号或非连接信号。
第1通信电路174是执行半双工串行通信的通用异步收发器(UniversalAsynchronous Receiver/Transmitter,UART)。第1通信电路174经由第1通信端子116进行数据的发送和接收。
当从第1检测电路173输入连接信号时,电池MCU150从节能模式转变为活动模式。在电池组6与电动作业机10连接时,电池MCU150执行电池130的放电控制,在电池组6与充电器连接时,电池MCU150执行电池130的充电控制。
具体而言,电池MCU150基于从AFE140接收到的单格电压、电池电压值、放电电流值以及已从温度检测电路135输入的电池温度来执行电池30的放电控制和充电控制。
当电池130处于过电流状态、过热状态和过放电状态中的任意的状态时,电池MCU150向第1放电控制电路172输出禁止从电池30放电的放电禁止信号。此外,当电池130处于可放电状态时,电池MCU150向第1放电控制电路172输出放电许可信号。第1放电控制电路172将已从电池MCU150输入的放电禁止信号或放电许可信号从第1放电端子114输出到电动作业机10。此外,电池MCU150在判断为电池30处于可放电状态时,向第1放电控制电路172输出看门狗脉冲信号(具有恒定周期的脉冲信号)。当未输入看门狗脉冲信号时,第1放电控制电路172从第1放电端子114向电动作业机10输出放电禁止信号。电动作业机10在接收到放电禁止信号时切断从电池130到马达270的放电路径。
此外,在即使向电动作业机10输出放电禁止信号之后仍继续放电,并且电池130的单格电压值和放电电流值已处在禁止区域AA的情况下,电池MCU150关闭切断元件162,从而使第1正极线180的导通切断。例如,在切断元件162是场效应管(Field EffectTransistor,FET)的情况下,电池MCU150关闭FET。此外,在切断元件162是SCP(短路保护器)的情况下,电池MCU150使SCP的保险丝熔断。
如图4和图5所示,由电流范围和电压范围来规定禁止区域AA。电流范围相当于大于I0的放电电流值的范围。电压范围相当于小于V2的单格电压值的范围。
在此,在电动作业机10是负载较小的机型等情况下,即使将禁止区域AA设定得较窄,有时也能够保护电池组6。因此,电池MCU 50不固定禁止区域AA,而是对应着电动作业机10是否连接和/或电动作业机10的规格来改变禁止区域AA。
禁止区域AA包括第1区域A1和第2区域A2。第1区域A1具有大于I1的放电电流值的范围和小于V2的单格电压值的范围,第2区域A2具有大于I0且小于或等于I1的放电电流值的范围和大于或等于V0且小于V1的单格电压值的范围。也就是说,第2区域A2的电流范围的放电电流值小于第1区域A1的电流范围的放电电流值,并且与第1区域A1的电流范围相邻。另外,V2>V1>V0,例如V2=2.5V,V1=1.0V,V0=0V。此外,I1>I0,例如I1=50A,I0=5A。
如图4和5所示,电池MCU150固定第1区域A1并改变第2区域A2的范围。进一步而言,电池MCU150改变可使用区域A3。可使用区域A3是从由大于I0的电流范围和小于V2的电压范围所规定的区域中去除第2区域A2后的区域。
<1-2-2.电动作业机的电气结构>
接下来,参照图3说明电动作业机10的电气结构。电动作业机10具备作业机MCU250、驱动器260、马达270、FET282、作业机分流电阻器283、第2放电控制电路272、第2检测电路273、第2通信电路274和开关284。在其他实施方式中,可以从电动作业机100中去除作业机MCU250、驱动器260、马达270、FET282、作业机分流电阻器283、第2放电控制电路272、第2检测电路273、第2通信电路274和开关284中的至少一个。
作业机侧连接部200具备第2正极端子211、第2负极端子212、第2放电端子214、第2检测端子215和第2通信端子216。在其他实施方式中,可以从作业机侧连接部200中去除第2正极端子211、第2负极端子212、第2放电端子214、第2检测端子215和第2通信端子216中的至少一个。
第2正极端子211构成为与第1正极端子111连接。第2负极端子212构成为与第1负极端子112连接。第2放电端子214构成为与第1放电端子114连接。第2检测端子215构成为与第1检测端子115连接。第2通信端子216构成为与第1通信端子116连接。
马达270是三相无刷马达。驱动器260是用于驱动马达270的三相桥式电路。驱动器260响应来自作业机MCU250的控制指令来驱动马达270。在其他实施方式中,马达270可以是有刷马达。
FET282设置在第2正电极线480上。第2正极线480是连接第2正极端子211和马达270的线。作业机分流电阻器283设置在第2负极线490上。第2负极线490是连接第2负极端子212和马达270的线。作业机分流电阻器283检测流入马达270的电流值,并将检测到的电流值输出到作业机MCU250。
作业机MCU250包含微型计算机,该微型计算机具有CPU250a、存储器250b和I/O等。作业机MCU250与开关284、第2放电控制电路272、第2检测电路273、以及第2通信电路274连接。
若电动作业机10的触发器18、22被拉动,则开关284向作业机MCU250输出开信号,若触发器18、22被松开,则开关284向作业机MCU250输出闭信号。
当经由第2放电端子214输入了放电禁止信号时,第2放电控制电路272向作业机MCU250输出放电禁止信号,并且向驱动器260输出停止信号。停止信号对应于用来使马达270的驱动停止的控制指令。当放电禁止信号被输入时,作业机MCU250向驱动器260输出停止信号并且关闭FET282。此外,当作业机MCU250经由第2通信端子216和第2通信电路274并通过串行通信接收到呈放电禁止状态时,作业机MCU250向驱动器260输出停止信号并且关闭FET282。因此,当从电池组6向电动作业机10输出了放电禁止信号或通过串行通信被传达了呈放电禁止状态时,驱动器260使马达270的驱动停止,并且第2正极线480的导通被切断。
第2检测电路273基于第2检测端子215的电位来检测电池组6相对于电动作业机10的连接或非连接,并向作业机MCU250输出连接信号或非连接信号。
第2通信电路274是执行半双工串行通信的通用异步收发器(UniversalAsynchronous Receiver/Transmitter,UART)。第2通信电路274经由第2通信端子216进行数据的发送和接收。
此外,电动作业机10还可以具备冷却风扇281和/或照明器280。冷却风扇281和照明器280消耗的电力充分小于马达270。设置冷却风扇281是为了冷却因马达270的驱动而产生的热。
<2.处理>
<2-1.电池组的保护处理>
接下来,参照图6的流程图对电池MCU150执行的电池组6的保护处理进行说明。
首先,在S10中,电池MCU150基于来自第1检测电路173的输入信号来判断电动作业机10是否与电池组6连接,或者放电电流值是否大于或等于切断阈值Ith0。Ith0是比禁止区域AA的电流范围小的值,其对应于I0。当放电电流值小于切断阈值Ith0时,可以继续放电。当判断出电动作业机10未与电池组6连接并且放电电流值小于切断阈值Ith0时,电池MCU150反复执行S10的处理直到判断为电动作业机10与电池组6连接或放电电流值大于或等于切断阈值Ith0为止。当电池MCU150判断出电动作业机10已被连接或放电电流值大于或等于切断阈值Ith0时,进入S20的处理。
在S20中,电池MCU150经由第1通信电路174和第1通信端子116,并通过串行通信与电动作业机10进行首次通信。电池MCU150在首次通信中将电池组6的型号等发送到电动作业机10,并且从电动作业机10接收作业机信息。作业机信息是电动作业机10的型号、规格等。
随后,在S30中,电池MCU150经由第1通信电路174和第1通信端子116,并通过串行通信与电动作业机10进行定期通信。电动作业机10定期地向电池组6请求电池信息。电池MCU150在接收到来自电动作业机10的请求时,响应于该请求而应答电池信息。
具体而言,在S40中,电池MCU150判断从第1放电端子114正在输出的输出信号是放电许可信号还是放电禁止信号。当输出信号是放电许可信号时,在S50中,电池MCU150经由第1通信电路174和第1通信端子116,并通过串行通信向电动作业机10应答呈放电许可状态。当输出信号是放电禁止信号时,在S60中,电池MCU150经由第1通信电路174和第1通信端子116,并通过串行通信向电动作业机10应答呈放电禁止状态。
随后,在S70中,电池MCU150获取放电电流值、单格电压值和电池温度。
随后,在S80中,电池MCU150基于在S70中获取到的放电电流值来判断是否执行过电流保护。具体而言,当放电电流值大于或等于电流阈值时,电池MCU150判断为执行过电流保护。当电池MCU150判断为不执行过电流保护时,进入S90的处理,当电池MCU150判断为执行过电流保护时,进入S110的处理。
随后,在S90中,电池MCU150基于在S70中获取到的电池温度来判断是否执行温度保护。具体而言,当电池温度大于或等于温度阈值时,电池MCU150判断为执行温度保护。当电池MCU150判断为不执行温度保护时,进入S100的处理,当电池MCU150判断为执行温度保护时,进入S110的处理。
随后,在S100中,电池MCU150基于在S70中获取到的单格电压值来判断是否执行过放电保护。具体而言,当单格电压值小于或等于电压阈值时,电池MCU150判断为执行过放电保护。在此所述的电压阈值是比禁止区域AA的电压范围大的值。当电池MCU150判断为不执行过放电保护时,进入S120的处理,当电池MCU150判断为执行过放电保护时,进入S110的处理。
在S110中,电池MCU150经由第1放电控制电路172和第1放电端子114向电动作业机10输出放电禁止信号,并进入S120的处理。
在S120中,电池MCU150执行切断判断处理并返回到S30的处理。后文对切断判断处理进行详细的说明。
<2-2.切断判断处理>
接下来,参照图7的子例程,对电池MCU150执行的切断判断处理进行说明。
首先,在S200中,电池MCU150基于来自第1检测电路173的输入信号来判断电动作业机10是否与电池组6连接。在本实施方式中,电池MCU150响应于电动作业机10已连接或非连接来改变第2区域A2的范围。
在电动作业机10未与电池组6连接时,有时会使测试装置与电池组6连接并执行电池组6的测试。在执行电池组6的测试时,若禁止区域AA较宽,则有时在测试过程中放电会立即停止,从而无法继续执行电池组6的测试。因此,电池MCU150将在电池组6未与电动作业机10连接的情形下的禁止区域AA设定为比电池组6与电动作业机10连接的情形下的禁止区域AA窄。具体而言,电池MCU150通过将第2区域A2的电压范围设定得较窄,而缩窄禁止区域AA。
即,在图4和图5中,当电动作业机10未与电池组6连接时,电池MCU150将单格电压值V1的值设定得较小,从而将第2区域A2设定得较窄,并且将可使用区域A3设定得较宽。另一方面,当电动作业机10与电池组6连接时,电池MCU150将单格电压值V1的值设定得较大,从而将第2区域A2设定得较宽,并且将可使用区域A3设定得较窄。也可以将单格电压值V1设定为与V2相等的值,还可以将单格电压值V1设定为与V0相等的值。
在S210中,电池MCU150将切断标志设定为ON(开),并对与设定得较宽的第2区域A2相对应的第2电压阈值Vth2和第2电流阈值Ith2进行设定。即,电池MCU150将单格电压值V1设定为第2电压阈值Vth2,并将放电电流值I0设定为第2电流阈值Ith2。之后,进入S240的处理。
在S220中,电池MCU150判断放电电流值是否小于切断阈值Ith0。当电池MCU150判断为放电电流值小于切断阈值Ith0时,进入S230的处理。在S230中,电池MCU150将切断标志设定为OFF(关),并进入S240的处理。
另一方面,在S220中,当电池MCU150判断为放电电流值大于或等于切断阈值Ith0时,即,判断为电动作业机10未被连接并且放电电流值大于或等于切断阈值Ith0时,电池MCU150不执行切断标志的设定。
随后,在S240和S250中,电池MCU150判断是否满足第1条件。第1条件响应于电池130的单格电压值和放电电流值处在第1区域A1而成立。
首先,在S240中,电池MCU150判断获取到的单格电压值中的最小值是否小于第1电压阈值Vth1。第1电压阈值Vth1是对应于第1区域A1而设定的固定值,并且相当于单格电压值V2。当电池MCU150判断为最小单格电压值大于或等于第1电压阈值Vth1时,进入S270的处理,当电池MCU150判断为最小单格电压值小于第1电压阈值Vth1时,进入S250的处理。
在S250中,电池MCU150判断放电电流值是否大于第1电流阈值Ith1。第1电流阈值Ith1是对应于第1区域A1而设定的固定值,并且相当于放电电流值I1。当电池MCU150判断为放电电流值小于或等于第1电流阈值Ith1时,进入S270的处理,当电池MCU150判断为放电电流值大于第1电流阈值Ith1时,进入S260的处理。
在S260中,由于电池130的单格电压值和放电电流值处在第1区域A1,因此,电池MCU150关闭切断元件162从而使第1正极线180的导通切断。由此,从电池130的放电停止。
随后,在S270中,电池MCU150判断切断标志是否为ON(开)。当切断标志为ON(开)时,电池MCU150进入S280的处理,当切断标志为OFF(关)时,电池MCU150结束该子例程,并返回到S30的处理。
随后,在S280和S290中,电池MCU150响应于不满足第1条件来判断是否满足第2条件。第2条件响应于电池130的单格电压值和放电电流值均处在第2区域A2而成立。
在S280中,电池MCU150判断最小单格电压值是否小于第2电压阈值Vth2。当电池MCU150判断为最小单格电压值小于第2电压阈值Vth2时,进入S280的处理。当电池MCU150判断为最小单格电压值大于或等于第2电压阈值Vth2时,电池MCU150结束该子例程并返回到S30的处理。
在S290中,电池MCU150判断放电电流值是否大于第2电流阈值Ith2。当电池MCU150判断为放电电流值大于第2电流阈值Ith2时,进入S300的处理。当电池MCU150判断为放电电流值小于或等于第2电流阈值Ith2时,电池MCU150结束该子例程并返回到S30的处理。
在S300中,由于电池130的单格电压值和放电电流值处在第2区域A2,因此,电池MCU150关闭切断元件162,从而使第1正极线180的导通切断。之后,电池MCU150结束本子例程,并返回到S30的处理。
<3.效果>
根据以上说明的第1实施方式,可以获得以下效果。
(1-1)在电池组6中,将电动作业机10未与电池组6连接的情形下的禁止区域AA设定为比电动作业机10与电池组6连接的情形下的禁止区域AA窄。由此,在使测试装置与电池组6连接并执行测试时,由于禁止区域AA被设定得较窄,因此能够避免在测试过程中放电立即停止从而无法继续电池组6的测试的情况。
(1-2)通过将第2区域A2的电压范围设定得较窄,而能够扩大电池组6的可使用的电压范围。进一部而言,既能够适当地保护电池组6,又能够有效地利用电池组6。
(第2实施方式)
<1.与第1实施方式的不同点>
第2实施方式的基本构成与第1实施方式相同,因此省略对共同的构成的说明,而以不同点为中心进行说明。另外,与第1实施方式相同的符号表示相同的构成,对此参照上文的说明。
在上述第1实施方式中,在切断判断处理中,对应于电动作业机10已连接或非连接来改变第2区域A2的范围。对此,在第2实施方式中,在切断判断处理中,除了对应于电动作业机10已连接或非连接之外,还对应于电动作业机10的规格来改变第2区域A2的范围,在这一点上与第1实施方式不同。
<2.切断判断处理>
在本实施方式中,电池MCU150不执行图7所示的切断判断处理,而执行图8A和图8B所示的切断判断处理。
首先,在S400中,电池MCU150基于来自第1检测电路173的输入信号判断电动作业机10是否与电池组6连接。在本实施方式中,与在第1实施方式中相同,电池MCU150对应着电动作业机10已连接或非连接来改变第2区域A2的范围。
在S400中,当电池MCU150判断为电动作业机10已被连接时,进入S410的处理,当电池MCU150判断为电动作业机10未被连接时,进入S450的处理。
在S410中,电池MCU150判断电动作业机10是否属于模型组A。如图9所示,电池MCU50对应着电动作业机10的规格将电动作业机10分成包括模型组A和模型组B的两个以上的模型组。
电动作业机10的规格包括电动作业机10是否具备冷却风扇281和/或照明器280。此外,电动作业机10的规格包括电动作业机10的负载。此外,电动作业机10的规格包括:电动作业机10是否为具备执行一系列动作的致动器的特殊作业机。此外,电动作业机10的规格包括:包含在电池130中的多个电池块是串联连接还是并联连接。在其他实施方式中,可以去除上述电动作业机10的规格中的至少一个,也可以添加电动作业机的其他的规格。
并且,在本实施方式中,电池MCU50将电动作业机10属于模型组B的情形下的第2区域A2的范围设定为比电动作业机10属于模型组A的情形下的第2区域A2的范围窄。当分成三个以上的模型组时,电池MCU150按照模型组C、模型组D的顺序依次将禁止区域AA设定为更窄的区域。
具体而言,不具备冷却风扇281和/或照明器280的电动作业机10被分类到模型组A,具备冷却风扇281和/或照明器280的电动作业机被分类到模型组B。当电动作业机10不具备冷却风扇281和/或照明器280时,电池MCU150将第2区域A2的电压范围设定得较宽,从而使禁止区域AA较宽。当电动作业机10具备冷却风扇281和/或照明器280时,有时希望在马达270停止后,使冷却风扇281驱动以冷却电动作业机10的内部或使照明器280点亮。因此,在该情况下,电池MCU150将第2区域A2的电压范围设定得较窄,从而使禁止区域AA较窄。进一步而言,电池MCU150以能够在马达270停止后使用冷却风扇281和/或照明器280的方式执行控制。
此外,将负载较大的电动作业机10分类到模型组A,将负载相对较小的电动作业机10分类到模型组B。当电动作业机10的负载较大时,电池MCU150将第2区域A2的电压范围设定得较宽,从而使禁止区域AA较宽。进一步而言,电池MCU150以能够快速切断放电的方式执行控制。另一方面,当电动作业机10的负载较小时,保护电池组6的必要性较低。因此,在该情况下,电池MCU150将第2区域A2的电压范围设定得较窄,从而使禁止区域AA较窄。进一步而言,电池MCU150以即使单格电压值变低也能够放电的方式执行控制。
此外,当电动作业机10是普通作业机时,电池MCU150将电动作业机10分类到模型组A,当电动作业机10是特殊作业机时,电池MCU150将电动作业机10分类到模型组B。普通作业机是诸如冲击起子10B等,致动器不执行一系列动作的作业机。特殊作业机是诸如钉枪10A等,致动器执行一系列动作的作业机。当电动作业机10是普通作业机时,电池MCU150将第2区域A2的电压范围设定得较宽,从而使禁止区域AA较宽。当电动作业机10是特殊作业机时,若在致动器执行一系列动作的过程中放电停止,则作业会在中途停止,从而导致作业效率降低。因此,在该情况下,电池MCU150将第2区域A2的电压范围设定得较窄,从而使禁止区域AA较窄。进一步而言,电池MCU150以使得在致动器的一系列动作的过程中放电不会停止的方式执行控制。
此外,当电动作业机10的额定电压为Vsa时,电池MCU150将电动作业机10分类到模型组A,当电动作业机10的额定电压为Vsb时,电池MCU150将电动作业机10分类到模型组B。额定电压Vsa是额定电压Vsb的2倍,额定电压Vsa例如为36V,额定电压Vsb例如为18V。
如图10和图11所示,电池130包含第1电池块130A和第2电池块130B。当电池MCU150通过串行通信接收到作为电动作业机10的规格,额定电压为Vsa时,如图10所示,将第1电池块130A与第2电池块130B串联连接。另一方面,当电池MCU150接收到作为电动作业机10的规格,额定电压为Vsb时,如图11所示,将第1电池块130A与第2电池块130B并联连接。无论串联连接还是并联连接,流经电池分流电阻器163的放电电流值均相等。不过,在并联连接的情况下流经各个电池单格的放电电流值是在串联连接的情况下流经各个电池单格的放电电流值的一半。
因此,当电动作业机10的额定电压为Vsa时,电池MCU150将第2区域A2的电流范围设定设定得较宽,从而使禁止区域AA较宽。另一方面,当电动作业机10的额定电压为Vsb时,电池MCU150将第2区域A2的电流范围设定得较窄,从而使禁止区域AA较窄。
在S410中,当电池MCU150判断为电动作业机10属于模型组A时,进入S420的处理。在S420中,电池MCU150将切断标志A设定为ON(开),并对与被设定得较宽的第2区域A2相对应的第2电压阈值Vth2和第2电流阈值Ith2进行设定。
另一方面,在S410中,当电池MCU150判断为电动作业机10不属于模型组A时,进入S430的处理。在S430中,电池MCU150判断电动作业机10是否属于模型组B。当电池MCU150判断为电动作业机10属于模型组B时,进入S440的处理。当电池MCU150判断为电动作业机10不属于模型组B时,与S410和S430相同,电池MCU150按顺序判断电动作业机10是否属于模型组C和模型组D。在此,对电动作业机10属于模型组A或模型组B的情况进行说明,对电动作业机10属于模型组C或模型组C及其以后的模型组的情况省略说明。
在S440中,电池MCU150将切断标志B设定为ON(开),并设定第3电压阈值Vth3和第3电流阈值Ith3。第3电压阈值Vth3和第3电流阈值Ith3与设定得较窄的第2区域A2相对应。
此外,在S450和S460中,电池MCU150执行与S220和S230相同的处理。另外,在S460中,电池MCU150将所有切断标志A,B,……设定为OFF(关)。切断标志的数量与模型组的数量相对应。
在S450中,当电池MCU150判断为放电电流值大于或等于切断阈值Ith0时,不设定切断标志。
随后,在S470和S480中,与S240和S250相同,电池MCU150判断第1条件是否成立。当第1条件成立时,电池MCU150在S490中关闭切断元件162,从而使第1正极线180的导通切断。
随后,在S500中,电池MCU150判断切断标志A是否为ON(开)。当电池MCU150判断为切断标志A为ON(开)时,进入S510的处理。在S510和S520中,与S280和S290相同,电池MCU150判断第2条件是否成立。当第2条件成立时,电池MCU150在S530中关闭切断元件162,从而使第1正电极线180的导通切断。当第2条件不成立时,电池MCU150结束该子例程并返回到S30的处理。
另一方面,当电池MCU150在S500中判断为切断标记A为OFF(关)时,进入S540的处理。在S540中,电池MCU150判断切断标志B是否为ON(开)。当电池MCU150判断为切断标志B为ON(开)时,进入S550的处理。在S550和S560中,电池MCU150使用第3电压阈值Vth3和第3电流阈值Ith3来代替第2电压阈值Vth2和第2电流阈值Ith2,并与S280和S290相同,判断第2条件是否成立。当第2条件成立时,电池MCU150在S570中关闭切断元件162,从而使第1正电极线180的导通切断。当第2条件不成立时,电池MCU150结束该子例程并返回到S30的处理。
当电池MCU150在S540中判断为切断标志B为OFF(关)时,依次判断切断标志C、D,并判断第2条件是否成立。此外,当所有的切断标志均为OFF(关)时,电池MCU150结束该子例程并返回到S30的处理。
<3.效果>
根据以上说明的第2实施方式,除了上述第1实施方式的效果(1-1)~(1-2)之外,还可以获得以下效果。
(1-3)当电动作业机10的负载较小时,与电动作业机10的负载较大时相比,保护电池组6的必要性较低。因此,当电动作业机10的负载较小时,通过将禁止区域AA设定得较窄,而能够更有效地利用电池组6。
(1-4)当电动作业机10具备执行一系列动作的致动器时,通过将禁止区域AA设定得较窄,而能够避免致动器在一系列动作的过程中停止,从而能够抑制作业效率的降低。
(1-5)当电动作业机10具备冷却风扇281和/或照明器280时,将禁止区域AA设定得较窄。由此,在停止向马达270供给较多的电力之后,也能够向冷却风扇281和/或照明器280供给较少的电力。进一步而言,在电动作业机10的作业停止之后,也能够使用冷却风扇281和/或照明器280。
(1-6)当第1电池块130A与第2电池块130B并联连接时,与第1电池块130A与第2电池块130B串联连接时相比,保护电池组6的必要性较低。因此,当第1电池块130A与第2电池块130B并联连接时,通过将禁止区域AA设定得较窄,而能够更有效地利用电池组6。
(1-7)当第1电池块130A与第2电池块130B并联连接时,通过扩大电池组6的可使用的电流范围,而既能够适当地保护电池组6,又能够有效地利用电池组6。
(第3实施方式)
<1.与第3实施方式的不同点>
第3实施方式的基本构成与第1实施方式相同,因此省略对共同的构成的说明,而以不同点为中心进行说明。另外,与第1实施方式相同的符号表示相同的构成,对此参照上文的说明。
在第1实施方式中,在电池组的保护处理中,当放电电流值大于或等于电流阈值时,电池MCU150执行过电流保护并向电动作业机10输出放电禁止信号。对此,在第3实施方式中,电池MCU150基于放电电流值的累计值来判断电池组6的过电流状态,当电池组6处于过电流状态时,电池MCU150输出放电禁止信号,在这一点上与第1实施方式不同。此外,第3实施方式与第1实施方式的不同之处还在于,在即使输出放电禁止信号,放电电流仍继续流动的情况下,电池MCU150还会切断第1正极线180的导通。
<2.处理>
<2-1.电池组的保护处理>
参照图12的流程图,对电池MCU150执行的电池组6的保护处理进行说明。
在S15中,电池MCU150基于来自第1检测电路173的输入信号来判断电动作业机与电池侧连接部100已连接或非连接。即,当从第1检测电路173输入了连接信号时,电池MCU150判断电动作业机已连接,当从第1检测电路173输入了非连接信号时,电池MCU150判断电动作业机非连接。当执行与电池组6对应的常规控制的电动作业机已被连接时,第1检测电路173向电池MCU150输出连接信号。此外,当电池组6未与任何连接时、以及当执行与电池组6不对应的非常规控制的电动作业机已被连接时,第1检测电路173向电池MCU150输出非连接信号。因此,仅在常规的电动作业机已与电池组6连接时,电池MCU150才判断电动作业机已连接。
在S25~S75中,电池MCU150执行与图6所示的流程图中的S20~S70相同的处理。
在S85中,电池MCU150执行过电流判断处理。后文对过电流判断处理进行详细的说明。
在S95~S125中,电池MCU150执行与图6所示的流程图中的S90~S120相同的处理。另外,在S125中的切断判断处理可以执行第1实施方式中的切断判断处理,也可以执行第2实施方式中的切断判断处理。
在S135中,关闭切断元件162,从而使第1正极线180的导通切断。由此,从电池130的放电停止。
<2-2.过电流判断处理>
接下来,参考图13的子例程,对电池MCU150执行的过电流判断处理进行说明。
在S205中,与S15相同,电池MCU150基于来自第1检测电路173的输入信号来判断电动作业机与电池侧连接部100已连接或非连接。当电池MCU150在S205中判断为电动作业机已连接时,进入S215的处理,当电池MCU150判断为电动作业机非连接时,进入S225的处理。
在S215中,电池MCU150基于电池分流电阻器163检测到的放电电流值和模式a的相关数据来计算过电流计数器加减运算值和切断计数器加减运算值。
在S225中,电池MCU150基于电池分流电阻163检测到的放电电流值和模式b的相关数据来计算过电流计数器加减运算值和切断计数器加减运算值。
相关数据包括:放电电流值与过电流计数器加减运算值之间的对应(下文称作过电流相关数据)、以及放电电流值与切断计数器加减运算值之间的对应(下文称作切断相关数据)。存储器150b预先存储模式a和模式b的过电流相关数据、以及模式a和模式b的切断相关数据。在本实施方式中,过电流计数器加减运算值和切断计数器加减运算值分别对应于本公开的计数器加减运算值的一个示例。
电池MCU150以规定的周期重复计算过电流计数器加减运算值,并对计算出的过电流计数器加减运算值进行累计,由此计算过电流计数器值。同样地,电池MCU150以规定的周期重复计算切断计数器加减运算值,并对计算出的切断计数器加减运算值进行累计,由此计算切断计数器值。
如后文所述,电池MCU150基于过电流计数器值来判断电池130是否处于过电流状态,当电池MCU150判断为电池130处于过电流状态时,禁止电池130放电。此外,电池MCU150基于切断计数器值来判断在禁止放电之后是否在继续放电,当电池MCU150判断为在继续放电时切断放电。
图14示出模式a和模式b的过电流相关数据、以及模式a和模式b的切断相关数据的图。模式a相当于当判断为电动作业机已连接时的相关数据。模式b相当于当判断电动作业机非连接时的相关数据。即,模式a相当于进行正常放电时的相关数据,模式b相当于进行异常放电时的相关数据。
过电流计数器加减运算值包括:为正值的过电流计数器加法值和为负值的过电流计数器减法值。切断计数器加减运算值包括:为正值的切断计数器加法值和为负值的切断计数器减法值。过电流计数器加法值和切断计数器加法值对应于大于或等于规定位置的放电电流值。过电流计数器减法值和切断计数器减法值对应于小于规定值的放电电流值。
如上所述,模式b中的过电流计数器加法值被设定为大于模式a中的过电流计数器加法值,以可快速地判断电池组6过电流并对其进行保护。即,对于相同的放电电流值,模式b中的过电流计数器加法值被设定为大于模式a中的过电流计数器加法值。同样地,对于相同的放电电流,模式b中的切断计数器加法值被设定为大于模式a中的切断计数器加法值。
因此,如图15所示,对于相同的放电电流值,与判断为电动作业机已连接的情形相比,在判断为电动作业机非连接的情形下,在更早的时间判断过电流并且停止放电。此外,对于相同的放电电流值,与判断为电动作业机已连接的情形相比,在判断为电动作业机非连接的情形下,在更早的时间判断切断。
此外,模式b中的过电流计数器减法值的大小被设定为小于模式a中的过电流计数器减法值的大小,以使得模式b中的过电流计数器值平缓地减小。即,对于相同的放电电流值,模式b中的过电流计数器减法值的大小被设定为小于模式a中的过电流计数器减法值的大小。同样地,对于相同的放电电流,模式b中的切断计数器减法值的大小被设定为小于模式a中的切断计数器减法值的大小。
在S235中,电池MCU150将在S215或S225中计算出的过电流计数器加减运算值与过电流计数器值相加,从而更新过电流计数器值。此外,电池MCU150将在S215或S225中计算出的切断计数器加减运算值与切断计数器值相加,从而更新切断计数器值。在本实施方案中,过电流计数器值和切断计数器值分别对应于本公开的计数器值的一个示例。
随后,在S245中,电池MCU150判断过电流计数器值是否大于第1阈值X1。当电池MCU150判断为过电流计数器值小于或等于第1阈值X1时,进入S95的处理,当电池MCU150判断为过电流计数器值大于第1阈值X1时,进入S255的处理。
在S255中,电池MCU150判断切断计数器值是否大于第2阈值X2。第1阈值X1和第2阈值X2被设定为时间t1≦时间t2。时间t1相当于从放电开始直至过电流计数器值到达第1阈值X1为止的时间。时间t2相当于从放电开始直至过电流计数器值到达第2阈值X2为止的时间。在图4中,在相同的模式中,过电流计数器加减运算值被设定为大于切断计数器加减运算值,不过本公开不限于该设定。只要时间t1≦时间t2的关系成立即可,在相同的模式中,切断计数器加减运算值也可以被设定为大于过电流计数器加减运算值。
当电池MCU150判断为切断计数器值小于或等于第2阈值X2时,进入S115的处理。即,当电池MCU150判断为电池130处于过电流状态时,进入S115的处理。在S115中,电池MCU150经由第1放电控制电路172和第1放电端子114向电动作业机10输出放电禁止信号,从而禁止放电。
当电池MCU150判断为切断计数器值大于第2阈值X2时,进入S135。当通过在S115中输出放电禁止信号而停止放电时,切断计数器值减小,并且切断计数器值不会大于第2阈值X2。当即使电池MCU150向电动作业机10输出了放电禁止信号却仍在继续放电时,切断计数器值超过第2阈值X2。在该情况下,电池MCU150执行切断判断并且进入S135的处理。在S135中,由于即使输出放电禁止信号放电也未停止,因此,电池MCU150关闭切断元件162,从而使第1正极线180的导通切断。
<3.效果>
根据上述说明的第3实施方式,可以获得以下效果。
(2-1)电池组6基于检测到的放电电流值和对应着判断为电动作业机10已连接或非连接而选择的相关数据,来计算过电流计数器加减运算值和切断计数器加减运算值。此外,电池组6基于计算出的过电流计数器加减运算值和切断计数器加减运算值来计算过电流计数器值和切断计数器值,并且响应于过电流计数器值超过第1阈值X1而禁止从电池130放电。当即使禁止放电却仍继续放电时,电池组6响应于切断计数器值超过第2阈值X2而切断第1正极线180的导通。因此,能够对应于着被判断的电动作业机的连接或非连接来改变从放电开始到放电停止的时间。由此,能够提高电池组6的实用性。
(2-2)当判断为电动作业机非连接时,与判断为电动作业机已连接时相比,过电流计数器值和切断计数器值的增加率变大,从而放电迅速停止。因此,当电池组6尽管没有与电动作业机10连接却在放电时,也能够迅速停止放电从而保护电池组6。此外,在除遵循常规的控制的电动作业机10以外的电动作业机与电池组6连接的情况下,并非判断为电动作业机已连接,而判断为电动作业机非连接。因此,即使某个电动作业机与电池组6连接,也能够在未进行遵循常规控制的放电的情况下,迅速停止放电从而保护电池组6。
(2-3)当判断为电动作业机非连接时,与判断为电动作业机已连接时相比,过电流计数器值和切断计数器值的减少率变小。因此,当电池组6异常放电时,能够比电池组6正常放电时增强对电池组的保护。
(第4实施方式)
<1.与第3实施方式的不同点>
第4实施方式的基本构成与第3实施方式相同,因此省略对共同的构成的说明,而以不同点为中心进行说明。另外,与第3实施方式相同的符号表示相同的构成,对此参照上文的说明。
在上述第3实施方式中,在过电流判断处理中,电池MCU150对应着判断为电动作业机已连接或判断为电动作业机非连接,来选择不同的过电流相关数据和切断相关数据,并计算出过电流加减运算值和切断加减运算值。对此,在第4实施方式中,在过电流判断处理中,除了判断电动作业机的已连接和非连接之外,还对应着电动作业机的规格来选择不同的过电流相关数据和切断相关数据,并计算过电流加减运算值和切断加减运算值,在这一点上与第3实施方式不同。
<2.过电流判断处理>
在本实施方式中,电池MCU150不执行图13所示的过电流判断处理,而执行图16所示的过电流判断处理。
首先,在S305中,电池MCU150执行与S205相同的处理。当电池MCU150判断为电动作业机已连接时,进入S315的处理,当电池MCU150判断为电动作业机非连接时,进入S355的处理。在本实施方式中,也与第3实施方式相同,电池MCU150对应着判断为电动作业机已连接或判断为电动作业机非连接,来选择不同的过电流相关数据和切断相关数据。
在S315中,电池MCU150判断电动作业机10是否属于模型组M1。在本实施方式中,也与第2实施方式相同,如图9所示,电池MCU 50对应着电动作业机10的规格,将电动作业机10分成包括模型组M1和模型组M2的两个以上的模型组。模型组M1对应于模型组B,模型组M2对应于模型组A。
当电池MCU150判断为电动作业机10属于模型组M1时,进入S325的处理,当电池MCU150判断为电动作业机10不属于模型组M2时,进入S335的处理。在S335中,电池MCU150判断电动作业机10是否属于模型组M2。当电池MCU150判断为电动作业机10属于模型组M2时,进入S345的处理。当电池MCU150判断为电动作业机10不属于模型组M2时,与S315和S335相同,电池MCU150依次判断电动作业机10是否属于模型组M3和模型组M4。在此,对电动作业机10属于模型组M1或模型组M2的情况进行说明,并且省略对电动作业机10属于模型组M3及其之后的模型组的情况的说明。
在S325中,电池MCU150基于被电池分流电阻器163检测到的放电电流值和模式aa的相关数据来计算过电流计数器加减运算值和切断计数器加减运算值。
在S345中,电池MCU150基于被电池分流电阻器163检测到的放电电流值和模式bb的相关数据来计算过电流计数器加减运算值和切断计数器加减运算值。
在S355中,电池MCU150基于被电池分流电阻器163检测到的放电电流值和模式z的相关数据来计算过电流计数器加减运算值和切断计数器加减运算值。
图17示出模式aa、模式bb、模式z的过电流相关数据和模式aa、模式bb、模式z的切断相关数据的图。存储器150b预先存储模式aa、模式bb、模式z的过电流相关数据和模式aa、模式bb、模式z的切断相关数据。模式aa对应于电动作业机10属于模型组M1时的相关数据。模式bb对应于电动作业机10属于模型组M2时的相关数据。模式z对应于被判断为电动作业机10非连接时的相关数据。
属于模型组M2的电动作业机10比属于模型组M1的电动作业机10保护电池组6的必要性更高。因此,如图17所示,对于相同的放电电流值,模式bb中的过电流计数器加法值被设定为大于模式aa中的过电流计数器加法值。同样地,对于相同的放电电流,模式bb中的切断计数器加法值被设定为大于模式aa中的切断计数器加法值。此外,对于相同的放电电流值,模式bb中的过电流计数器减法值的大小被设定为小于模式aa中的过电流计数器减法值的大小。同样地,对于相同的放电电流,模式bb中的切断计数器减法值的大小被设定为小于模式aa中的切断计数器减法值的大小。
无论电动作业机10属于模型组M1还是模型组M2,电池组6均进行常规放电。因此,和属于模型组M2的电动作业机10与电池组6连接时相比,当判断为电动作业机10非连接时,保护电池组6的必要性更高。因此,如图17所示,对于相同的放电电流值,模式z中的过电流计数器加法值被设定为大于模式bb中的过电流计数器加法值。同样地,对于相同的放电电流,模式z中的切断计数器加法值被设定为大于模式bb中的切断计数器加法值。此外,对于相同的放电电流值,模式z中的过电流计数器减法值的大小被设定为小于模式bb中的过电流计数器减法值的大小。同样地,对于相同的放电电流,模式z中的切断计数器减法值的大小被设定为小于模式bb中的切断计数器减法值的大小。
如图18所示,对于相同的放电电流值,和属于模型组M1的电动作业机10与电池组6连接时相比,当属于模型组M2的电动作业机10与电池组6连接时,会在更早的时间判断过电流并停止放电,并且在更早的时间判断切断。此外,对于相同的放电电流值,当判断为电动作业机非连接时,与属于模型组M2的电动作业机10与电池组6连接时相比,在更早的时间判断过电流并停止放电,并且在更早的时间判断切断。
随后,在S365~S385中,电池MCU150执行与S235~S255相同的处理。
<3.效果>
根据以上说明的第4实施方式,除了(2-1)~(2-3)的效果之外,还可以获得以下效果。
(2-4)电池MCU150基于被检测到的放电电流值和对应着与电池组6连接的电动作业机10的规格而选择的相关数据,来计算过电流计数器加减运算值和切断计数器加减运算值。因此,除了对应着被判断的电动作业机的连接或非连接之外,还能够对应着与电池组6连接的电动作业机10的规格来改变从放电开始到放电停止的时间。由此,能够提高电池组6的实用性。
(2-5)电动作业机10的规格包括电动作业机10的负载,由此,对应着电动作业机的负载来选择不同的相关数据。因此,能够提高电池组6的实用性。
(2-6)对应着电动作业机10是否具备执行一系列动作的致动器来选择不同的相关数据。由此,能够提高电池组6的实用性。
(2-7)对应着电动作业机10是否具备冷却风扇和/或照明器来选择不同的相关数据。由此,能够提高电池组6的实用性。
(2-8)对应着第1电池块130A和第2电池块130B的连接是串联连接还是并联连接来选择不同的相关数据。由此,能够提高电池组6的实用性。
(2-9)当与电池组6连接的电动作业机10的负载较大时,与负载较小时相比,过电流计数器值和切断计数器值的增加率变大,因此,能够迅速使放电停止,从而能够保护电池组6。
(2-10)当与电池组6连接的电动作业机10的负载较大时,与负载较小时相比,过电流计数器值和切断计数器值的减少率变小,因此,能够加强对电池组6的保护。
(2-11)当判断为电动作业机非连接时,与被连接的电动作业机10的负载较大时相比,过电流计数器值和切断计数器值的增加率变大,因此,放电迅速停止。所以,当电池组6异常放电时,能够比电池组6所连接的电动作业机10的负载较大时增强对电池组6的保护。
(其他实施方式)
以上对本公开的实施方式进行了说明,不过,本公开不限于上述实施方式,可以以各种方式进行实施。
(a)在第1实施方式和第2实施方式中,电池组6禁止本身放电的禁止区域AA是可变的,而电池组6禁止向电动作业机10放电的区域是固定不变的,不过,本公开不限于此。即,可以对应着电动作业机10是否连接和/或电动作业机的规格来改变在S80中执行过电流保护的放电电流值的范围和/或在S100中执行过放电保护的放电电压值的范围。
(b)在第3实施方式和第4实施方式中,电池MCU150基于相关数据计算过电流计数器加减运算值和切断计数器加减运算值两者,不过,也可以仅计算其中一者。即,电池MCU150无需既执行基于过电流计数器值而输出放电禁止信号又执行基于切断计数器值而将切断元件162切换为关闭,而可以仅执行其中一方。
(c)电池MCU150和作业机MCU250可以不是MCU,而可以是单独的各种电子部件的组合,也可以是ASIC(Application Specified Integrated Circuit,专用集成电路),也可以是专用标准产品(Application Specific Standard Product,ASSP),还可以是例如FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程逻辑门阵列)等可编程逻辑设备,或者也可以是上述这些的组合。
(d)可以由多个构成元素实现上述实施方式中的一个构成元素所具有的多个功能,或者可以由多个构成元素实现一个构成元素所具有的一个功能。此外,可以由一个构成元素实现多个构成元素所具有的多个功能,或者可以由一个构成元素实现多个构成元素所实现的一个功能。此外,可以省略上述实施方式的构成的一部分。此外,可以将上述实施方式的构成的至少一部分添加到上述其他实施方式的构成中,或者可以将上述实施方式的构成的至少一部分与上述其他实施方式的构成进行置换。
Claims (13)
1.一种电池组,其特征在于,具备:
电池;
连接部,所述连接部构成为与电动作业机连接;
连接判断部,所述连接判断部构成为,判断所述电动作业机与所述连接部已连接或非连接;
接收部,所述接收部构成为,从与所述连接部连接的所述电动作业机接收作业机信息,所述作业机信息包括所述电动作业机的规格;以及
禁止区域控制部,所述禁止区域控制部构成为,对应着(i)通过所述连接判断部判断的所述电动作业机的已连接或非连接,或(ii)与所述连接部连接的所述电动作业机的规格,来改变禁止区域,其中,由电流范围和电压范围来规定所述禁止区域,并且在所述禁止区域禁止从所述电池放电,所述电流范围是放电电流值的范围,所述电压范围是放电电压值的范围。
2.根据权利要求1所述的电池组,其特征在于,
所述电动作业机的规格包括所述电动作业机的负载。
3.根据权利要求1或2所述的电池组,其特征在于,
所述电动作业机的规格包括所述电动作业机是否具备执行一系列动作的致动器,所述一系列动作对应于以下动作,即,所述致动器从第1位置移动到第2位置,并从所述第2位置返回到所述第1位置。
4.根据权利要求3所述的电池组,其特征在于,
所述第1位置对应于所述致动器的初始位置,
所述第2位置对应于所述致动器从所述初始位置位移的位移量达到最大的位置。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的电池组,其特征在于,
所述电动作业机的规格包括所述电动作业机是否具备冷却风扇和/或照明器。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的电池组,其特征在于,
所述电池包含第1电池块和第2电池块,所述第1电池块构成为,对应着与所述连接部连接的所述电动作业机而与所述第2电池块串联连接或并联连接,
所述电动作业机的规格包括所述第1电池块和所述第2电池块的连接是串联连接还是并联连接。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的电池组,其特征在于,
所述禁止区域控制部构成为,将被所述连接判断部判断为所述电动作业机非连接的情形下的所述禁止区域设定为比被所述连接判断部判断为所述电动作业机已连接的情形下的所述禁止区域窄。
8.根据权利要求2所述的电池组,其特征在于,
所述禁止区域控制部构成为,将所述负载较小时的所述禁止区域设定为比所述负载较大时的所述禁止区域窄。
9.根据权利要求3或4所述的电池组,其特征在于,
所述禁止区域控制部构成为,将所述电动作业机具备执行所述一系列动作的致动器时的所述禁止区域设定为比所述电动作业机不具备执行所述一系列动作的致动器时的所述禁止区域窄。
10.根据权利要求5所述的电池组,其特征在于,
所述禁止区域控制部构成为,将所述电动作业机具备所述冷却风扇和/或所述照明器时的所述禁止区域设定为比所述电动作业机不具备所述冷却风扇和/或所述照明器时的所述禁止区域窄。
11.根据权利要求6所述的电池组,其特征在于,
所述禁止区域控制部构成为,将所述连接是并联连接时的所述禁止区域设定为比所述连接是串联连接时的所述禁止区域窄。
12.根据权利要求7~10中任一项所述的电池组,其特征在于,
所述禁止区域包括第1区域和第2区域,所述第2区域的所述电流范围的所述放电电流值小于所述第1区域的所述电流范围的所述放电电流值,并且所述第2区域的所述电流范围与所述第1区域的所述电流范围相邻,
所述禁止区域控制部通过固定所述第1区域并缩小所述第2区域的所述电压范围,而将所述禁止区域设定得较窄。
13.根据权利要求11所述的电池组,其特征在于,
所述禁止区域包括第1区域和第2区域,所述第2区域的所述电流范围的所述放电电流值小于所述第1区域的所述电流范围的所述放电电流值,并且所述第2区域的所述电流范围与所述第1区域的所述电流范围相邻,
所述禁止区域控制部通过固定所述第1区域并缩小所述第2区域的所述电流范围,而将所述禁止区域设定得较窄。
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