DE102019135477A1

DE102019135477A1 - Ladesystem, batteriepack und ladegerät

Info

Publication number: DE102019135477A1
Application number: DE102019135477.3A
Authority: DE
Inventors: Hisakazu Okabayashi; Yoshihiro Ishikawa
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2018-12-25
Filing date: 2019-12-20
Publication date: 2020-06-25
Also published as: CN111384747A; JP7159035B2; JP2020103003A; US20200203968A1; US11411408B2

Abstract

Ein Ladesystem in einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist einen Batteriepack (10) und ein Ladegerät (40) auf. Der Batteriepack weist eine Batterie (20) und eine Informationsausgabeschaltung (23) auf. Die Informationsausgabeschaltung gibt eine Fehlerzustandsinformation in Erwiderung auf ein Empfangen einer Fehlerzustandsinformationsanforderung aus. Die Fehlerzustandsinformation gibt an, dass der Batteriepack in einem ersten Fehlerzustand ist. Das Ladegerät weist eine Ladeleistungserzeugungsschaltung (54), eine Ladesteuerungsschaltung (60) und eine Empfangsschaltung (74) auf. Die Ladesteuerungsschaltung sendet die Fehlerzustandsinformationsanforderung. Die Empfangsschaltung empfängt die Fehlerzustandsinformation.

Description

HINTERGRUND
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Technik eines Ladens einer Batterie.
Das japanische Patent Nr. 5576264 offenbart ein Ladegerät zum Laden einer Batterie. Das Ladegerät führt eine Selbstdiagnose zum Bestätigen, ob das Ladegerät normal arbeitet, durch, bevor es ein Laden einer Batterie startet.
ZUSAMMENFASSUNG
In einem Fall, dass ein Batteriepack durch ein Ladegerät, in dem eine Fehlfunktion vorliegt, geladen wird, kann der Batteriepack möglicherweise nicht ordnungsgemäß geladen werden. Zudem kann das Ladegerät und/oder der Batteriepack ausfallen. Somit ist eine verbesserte Zuverlässigkeit eines Ladegeräts erforderlich.
In einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist es vorzuziehen, ein Ladegerät mit verbesserter Zuverlässigkeit vorzusehen.
Ein Ladesystem in einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist einen Batteriepack (Akkupack) auf. Der Batteriepack ist dazu ausgebildet, abnehmbar an einer elektrischen Arbeitsmaschine angebracht zu werden. Der Batteriepack ist dazu ausgebildet, der elektrischen Arbeitsmaschine elektrische Leistung (elektrischen Strom) zuzuführen. Das Ladesystem weist ein Ladegerät auf. Das Ladegerät ist derart ausgebildet, dass der Batteriepack abnehmbar an dem Ladegerät angebracht wird. Das Ladegerät ist dazu ausgebildet, dem Batteriepack Ladeleistung (Ladestrom) zuzuführen.
Der Batteriepack weist eine Batterie (einen Akku) auf. Die Batterie ist dazu ausgebildet, mit der Ladeleistung geladen (aufgeladen) zu werden. Der Batteriepack weist eine Informationsausgabeschaltung auf. Die Informationsausgabeschaltung ist dazu ausgebildet, eine Fehlerzustands-(z.B. Ausfall oder Defekt oder Fehler/Störung oder nicht ordnungsgemäßer Zustand oder abnormaler Zustand oder Fehlfunktion)Information in Erwiderung darauf, dass der Batteriepack in einem ersten Fehlerzustand (Störungszustand) ist, auszugeben. Die Informationsausgabeschaltung ist dazu ausgebildet, die Fehlerzustandsinformation in Erwiderung darauf, dass (i) der Batteriepack nicht in dem ersten Fehlerzustand ist und auch (ii) die Informationsausgabeschaltung eine Fehlerzustandsinformationsanforderung empfängt, auszugeben. Die Fehlerzustandsinformation gibt an, dass der Batteriepack in dem ersten Fehlerzustand ist. Die Fehlerzustandsinformationsanforderung fordert den Batteriepack auf, die Fehlerzustandsinformation auszugeben.
Das Ladegerät weist eine Ladeleistungserzeugungsschaltung, die dazu ausgebildet ist, die Ladeleistung zu erzeugen, auf. Das Ladegerät weist eine Ladesteuerungsschaltung, die dazu ausgebildet ist, die Fehlerzustandsinformationsanforderung zu senden, auf. Das Ladegerät weist eine Empfangsschaltung, die dazu ausgebildet ist, die Fehlerzustandsinformation zu empfangen, auf.
Die Informationsausgabeschaltung kann dazu ausgebildet sein, eine Nichtfehlerzustands-(z.B. Adäquanz oder Korrektheit oder Vollständigkeit oder ordnungsgemäßer Zustand oder normaler Zustand oder Perfektion)Information in Erwiderung darauf, dass der Batteriepack nicht in dem ersten Fehlerzustand ist, auszugeben. Die Nichtfehlerzustandsinformation kann angeben, dass der Batteriepack nicht in dem ersten Fehlerzustand ist.
Die Empfangsschaltung kann ferner dazu ausgebildet sein, die Nichtfehlerzustandsinformation zu empfangen.
Die Ladesteuerungsschaltung kann dazu ausgebildet sein, die Fehlerzustandsinformationsanforderung in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Nichtfehlerzustandsinformation empfängt, zu senden. Die Ladesteuerungsschaltung kann die Fehlerzustandsinformationsanforderung zu derselben Zeit, wenn die Empfangsschaltung die Nichtfehlerzustandsinformation empfängt, senden. Die Ladesteuerungsschaltung kann die Fehlerzustandsinformationsanforderung zu jedem Zeitpunkt, nachdem die Empfangsschaltung die Nichtfehlerzustandsinformation empfängt, senden. Die Informationsausgabeschaltung kann die Nichtfehlerzustandsinformation weiter ausgeben, während der Batteriepack nicht in dem ersten Fehlerzustand ist. In diesem Fall kann die Ladesteuerungsschaltung die Fehlerzustandsinformationsanforderung zu jedem Zeitpunkt, während sie kontinuierlich die Nichtfehlerzustandsinformation empfängt, senden.
Das Ladegerät kann ferner eine funktionale Schaltung, die separat von der Ladesteuerungsschaltung vorgesehen ist, aufweisen. Die funktionale Schaltung kann dazu ausgebildet sein, eine erste Funktion in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Nichtfehlerzustandsinformation empfängt, durchzuführen. Die funktionale Schaltung kann dazu ausgebildet sein, eine zweite Funktion in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Fehlerzustandsinformation empfängt, durchzuführen.
Die erste Funktion kann ein Zulassen einer Ausgabe der Ladeleistung an den Batteriepack aufweisen. Die zweite Funktion kann ein Verhindern einer Ausgabe der Ladeleistung an den Batteriepack aufweisen.
Die Ladesteuerungsschaltung kann dazu ausgebildet sein, einen Fehlerzustandsinformationsanforderungsprozess auszuführen. Der Fehlerzustandsinformationsanforderungsprozess kann einen Prozess eines Sendens der Fehlerzustandsinformationsanforderung aufweisen.
Die Ladesteuerungsschaltung kann dazu ausgebildet sein, einen Betriebsinformationsbeschaffungsprozess auszuführen. Der Betriebsinformationsbeschaffungsprozess kann einen Prozess eines Beschaffens von Betriebsinformation in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Fehlerzustandsinformation empfängt, aufweisen. Die Fehlerzustandsinformation, die in dem Betriebsinformationsbeschaffungsprozess beschafft wird, kann von dem Batteriepack in Erwiderung auf den Fehlerzustandsinformationsanforderungsprozess gesendet werden. Die Betriebsinformation kann einen Betriebszustand der funktionalen Schaltung angeben.
Die Ladesteuerungsschaltung kann dazu ausgebildet sein, einen ersten Diagnoseprozess auszuführen. Der erste Diagnoseprozess kann einen Prozess eines Diagnostizierens, ob die funktionale Schaltung ordnungsgemäß arbeitet, basierend auf der Betriebsinformation, die in dem Betriebsinformationsbeschaffungsprozess beschafft wird, aufweisen.
In dem oben beschriebenen Ladesystem führt das Ladegerät eine Diagnose, ob die funktionale Schaltung in Assoziation mit dem Batteriepack ordnungsgemäß arbeitet, durch. Insbesondere veranlasst die Ladesteuerungsschaltung absichtlich den Batteriepack dazu, die Fehlerzustandsinformation auszugeben. In Erwiderung auf ein Empfangen der Fehlerzustandsinformationsanforderung gibt die Informationsausgabeschaltung die Fehlerzustandsinformation aus, selbst falls der Batteriepack nicht in einem ersten Fehlerzustand ist. Die Ladesteuerungsschaltung bestimmt, ob die funktionale Schaltung in Erwiderung auf ein Empfangen der Fehlerzustandsinformation ordnungsgemäß arbeitet. Dies ermöglicht es, ein Ladegerät mit einer verbesserten Zuverlässigkeit vorzusehen.
Die Ladesteuerungsschaltung kann in dem ersten Diagnoseprozess bestimmen, dass die funktionale Schaltung beispielsweise in einem Fall, dass eine Ausgabe der Ladeleistung an den Batteriepack verhindert wird, ordnungsgemäß arbeitet (beispielsweise die zweite Funktion ordnungsgemäß durchgeführt wird).
Die funktionale Schaltung kann dazu ausgebildet sein, die erste Funktion und/oder die zweite Funktion durch Hardwareverarbeitung (d.h. durch ein Hardwaresystem oder ein festverdrahtetes System) anstelle von Softwareverarbeitung (d.h. ein Softwaresystem) durchzuführen. Die funktionale Schaltung kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, ein Steuerungssignal zu empfangen und die Ladeleistung an den Batteriepack basierend auf dem Steuerungssignal auszugeben. Die funktionale Schaltung kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, eine Ausgabe der Ladeleistung basierend auf dem Steuerungssignal zu stoppen. Die funktionale Schaltung kann ferner dazu ausgebildet sein, in Erwiderung auf eine Eingabe der Fehlerzustandsinformation von dem Batteriepack das Steuerungssignal zu deaktivieren, so dass dadurch zwangsweise eine Ausgabe der Ladeleistung an den Batteriepack verhindert wird.
Die Ladesteuerungsschaltung kann ferner dazu ausgebildet sein, einen Fehlerzustandsinformationsbestätigungsprozess auszuführen. Der Fehlerzustandsinformationsbestätigungsprozess kann einen Prozess eines Bestimmens, ob die Empfangsschaltung die Fehlerzustandsinformation, die in Erwiderung auf den Fehlerzustandsinformationsanforderungsprozess gesendet wird, empfangen hat, aufweisen.
Die Ladesteuerungsschaltung kann ferner dazu ausgebildet sein, einen Kommunikationsfehlerprozess in Erwiderung auf eine Bestimmung, dass die Empfangsschaltung die Fehlerzustandsinformation nicht empfangen hat, in dem Fehlerzustandsinformationsbestätigungsprozess auszuführen.
Die Ladesteuerungsschaltung kann ferner dazu ausgebildet sein, einen zweiten Diagnoseprozess in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Nichtfehlerzustandsinformation empfängt, auszuführen. Der zweite Diagnoseprozess kann einen Prozess eines Diagnostizierens, ob eine dritte Funktion in dem Ladegerät ordnungsgemäß durchgeführt wird, aufweisen. Die Ladesteuerungsschaltung kann den zweiten Diagnoseprozess zu jedem Zeitpunkt, nachdem die Empfangsschaltung die Nichtfehlerzustandsinformation empfängt, ausführen.
In dem oben beschriebenen Ladesystem kann das Ladegerät diagnostizieren, ob das Ladegerät in einem Fall, dass die Nichtfehlerzustandsinformation an das Ladegerät eingegeben wird, ordnungsgemäß arbeitet. Auch kann das Ladegerät in einem Fall, dass die Information an das Ladegerät eingegeben wird, diagnostizieren, ob das Ladegerät ordnungsgemäß arbeitet. Somit kann eine verbesserte Zuverlässigkeit des Ladegeräts erreicht werden.
Die Ladesteuerungsschaltung kann ferner dazu ausgebildet sein, einen Entfernungsanforderungsprozess auszuführen. Der Entfernungsanforderungsprozess kann einen Prozess eines Sendens einer Entfernungsanforderung an den Batteriepack in Erwiderung auf eine Ausführung des Betriebsinformationsbeschaffungsprozesses durch die Ladesteuerungsschaltung aufweisen. Die Informationsausgabeschaltung kann dazu ausgebildet sein, die Nichtfehlerzustandsinformation in Erwiderung auf ein Empfangen der Entfernungsanforderung durch den Batteriepack, der nicht in dem ersten Fehlerzustand ist, auszugeben. Die Ladesteuerungsschaltung kann die Entfernungsanforderung zu jedem Zeitpunkt in dem Entfernungsanforderungsprozess, nachdem die Ladesteuerungsschaltung den Betriebsinformationsbeschaffungsprozess ausführt, senden.
In dem oben beschriebenen Ladesystem kann das Ladegerät den Batteriepack durch die Fehlerzustandsinformationsanforderung absichtlich dazu veranlassen, die Fehlerzustandsinformation auszugeben, und kann danach durch die Entfernungsanforderung leicht eine Ausgabe der Fehlerzustandsinformation von dem Batteriepack stoppen.
Das Ladesystem kann ferner einen elektrischen Leistungsweg (Stromweg) aufweisen. Der elektrische Leistungsweg kann dazu ausgebildet sein, dem Batteriepack (insbesondere beispielsweise dem Batteriepack, der an dem Ladegerät angebracht ist) die Ladeleistung zuzuführen. Die funktionale Schaltung kann eine Schalterschaltung und eine erste Zwangsunterbrechungsschaltung aufweisen. Die Schalterschaltung kann dazu ausgebildet sein, den elektrischen Leistungsweg in Erwiderung auf ein Empfangen des ersten Ansteuerungssignals herzustellen (oder zu vervollständigen/schließen). Die Schalterschaltung kann dazu ausgebildet sein, den elektrischen Leistungsweg in Erwiderung auf ein Nichtempfangen des ersten Ansteuerungssignals zu unterbrechen. Die erste Zwangsunterbrechungsschaltung kann dazu ausgebildet sein, das erste Ansteuerungssignal in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Fehlerzustandsinformation empfängt, zu deaktivieren, so dass dadurch der elektrische Leistungsweg durch die Schalterschaltung unterbrochen wird.
In dem oben beschriebenen Ladesystem kann die Ladesteuerungsschaltung geeignet diagnostizieren, ob die Schalterschaltung in Erwiderung auf die Fehlerzustandsinformation von dem Batteriepack zwangsweise den elektrischen Leistungsweg unterbricht.
Die Ladesteuerungsschaltung kann dazu ausgebildet sein, das erste Ansteuerungssignal in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Nichtfehlerzustandsinformation empfängt, auszugeben. Die Ladesteuerungsschaltung kann dazu ausgebildet sein, eine Ausgabe des ersten Ansteuerungssignals in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Fehlerzustandsinformation empfängt, zu stoppen.
Das Ladegerät kann ferner eine separate funktionale Schaltung aufweisen. Die separate funktionale Schaltung kann dazu ausgebildet sein, eine vierte Funktion in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Nichtfehlerzustandsinformation empfängt, durchzuführen. Die separate funktionale Schaltung kann dazu ausgebildet sein, eine fünfte Funktion in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Fehlerzustandsinformation empfängt, durchzuführen. Die fünfte Funktion kann von der vierten Funktion verschieden sein.
Die Ladesteuerungsschaltung kann ferner dazu ausgebildet sein, einen dritten Diagnoseprozess auszuführen. Der dritte Diagnoseprozess kann einen Prozess eines Diagnostizierens, ob die separate funktionale Schaltung ordnungsgemäß arbeitet, indem ein erster Betriebszustand mit einem zweiten Betriebszustand verglichen wird, aufweisen. Der erste Betriebszustand kann einem Betriebszustand der separaten funktionalen Schaltung in dem Ladegerät, das die Nichtfehlerzustandsinformation empfängt, entsprechen. Der zweite Betriebszustand kann einem Betriebszustand der separaten funktionalen Schaltung in dem Ladegerät, das die Fehlerzustandsinformation, die in Erwiderung auf den Fehlerzustandsinformationsanforderungsprozess gesendet wird, empfängt, entsprechen.
In dem oben beschriebenen Ladesystem kann die Ladesteuerungsschaltung sowohl die funktionale Schaltung als auch die separate funktionale Schaltung geeignet und effizient diagnostizieren. Dementsprechend ist es möglich, eine verbesserte Zuverlässigkeit des Ladegeräts mit der funktionalen Schaltung und der separaten funktionalen Schaltung zu erreichen.
Die separate funktionale Schaltung kann eine Vorladeschaltung und eine zweite Zwangsunterbrechungsschaltung aufweisen. Die Vorladeschaltung kann dazu ausgebildet sein, die Ladeleistung zu empfangen. Die Vorladeschaltung kann dazu ausgebildet sein, die Vorladeleistung in Erwiderung auf ein Empfangen des zweiten Ansteuerungssignals auszugeben. Die Vorladeleistung entspricht der Ladeleistung, die innerhalb eines voreingestellten Bereichs begrenzt ist. Die zweite Zwangsunterbrechungsschaltung kann dazu ausgebildet sein, einen Betrieb der Vorladeschaltung in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Nichtfehlerzustandsinformation empfängt, zuzulassen. Die zweite Zwangsunterbrechungsschaltung kann dazu ausgebildet sein, in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Fehlerzustandsinformation empfängt, das zweite Ansteuerungssignal zu deaktivieren, so dass dadurch eine Ausgabe der Vorladeleistung von der Vorladeschaltung gestoppt wird. Die Batterie kann dazu ausgebildet sein, mit der Vorladeleistung, die von dem Ladegerät zugeführt wird, geladen zu werden.
In dem oben beschriebenen Ladesystem kann die Ladesteuerungsschaltung geeignet diagnostizieren, ob die Ausgabe der Vorladeleistung in Erwiderung auf die Fehlerzustandsinformation von dem Batteriepack gestoppt wird.
Die Ladesteuerungsschaltung kann dazu ausgebildet sein, das zweite Ansteuerungssignal in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Nichtfehlerzustandsinformation empfängt, auszugeben. Die Ladesteuerungsschaltung kann dazu ausgebildet sein, eine Ausgabe des zweiten Ansteuerungssignals in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Fehlerzustandsinformation empfängt, zu stoppen.
Der erste Fehlerzustand kann entsprechen: einem Zustand des Batteriepacks, in dem ein Entladen von der Batterie gestoppt werden sollte; und/oder einem Zustand des Batteriepacks, in dem ein Laden der Batterie gestoppt werden sollte.
Der erste Fehlerzustand kann entsprechen: einem Zustand des Batteriepacks, in dem ein Spannungswert der Batterie kleiner als ein Spannungsuntergrenzenwert ist; einem Zustand des Batteriepacks, in dem ein Wert eines Entladestroms von der Batterie einen Stromobergrenzenwert überschreitet; und/oder einem Zustand des Batteriepacks, in dem eine Temperatur des Batteriepacks eine Obergrenzentemperatur überschreitet.
Ein Batteriepack in einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist einen Anschluss auf. Der Anschluss ist dazu ausgebildet, selektiv mit einer/einem von einer elektrischen Arbeitsmaschine und einem Ladegerät verbunden zu werden. Der Batteriepack weist eine Batterie (einen Akku) auf. Die Batterie ist dazu ausgebildet, mit Ladeleistung, die von dem Ladegerät zugeführt wird, geladen zu werden. Der Batteriepack weist eine Informationsausgabeschaltung auf. Die Informationsausgabeschaltung ist dazu ausgebildet, eine Fehlerzustandsinformation in Erwiderung darauf, dass der Batteriepack in einem ersten Fehlerzustand ist, auszugeben. Die Informationsausgabeschaltung ist dazu ausgebildet, die Fehlerzustandsinformation in Erwiderung darauf, dass (i) der Batteriepack nicht in dem ersten Fehlerzustand ist und auch (ii) die Informationsausgabeschaltung eine Fehlerzustandsinformationsanforderung von dem Ladegerät empfängt, auszugeben. Die Fehlerzustandsinformation gibt an, dass der Batteriepack in dem ersten Fehlerzustand ist. Die Fehlerzustandsinformationsanforderung fordert den Batteriepack dazu auf, die Fehlerzustandsinformation auszugeben.
Die Informationsausgabeschaltung kann dazu ausgebildet sein, eine Nichtfehlerzustandsinformation in Erwiderung darauf, dass der Batteriepack nicht in dem ersten Fehlerzustand ist, auszugeben. Die Nichtfehlerzustandsinformation kann angeben, dass der Batteriepack nicht in dem ersten Fehlerzustand ist.
Der oben beschriebene Batteriepack gibt die Fehlerzustandsinformation in Erwiderung auf ein Empfangen der Fehlerzustandsinformationsanforderung von dem Ladegerät aus, selbst falls der Batteriepack nicht in dem ersten Fehlerzustand ist. Dies ermöglicht dem Ladegerät, einen Betrieb des Ladegeräts in Erwiderung auf ein Empfangen der Fehlerzustandsinformation von dem Batteriepack zu bestätigen, so dass dadurch zu einer verbesserten Zuverlässigkeit des Ladegeräts beigetragen wird.
Ein Ladegerät in einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist einen Anschluss auf, der derart ausgebildet ist, dass ein Batteriepack abnehmbar mit dem Anschluss verbunden wird. Der Anschluss ist dazu ausgebildet, dem Batteriepack Ladeleistung zuzuführen. Der Batteriepack ist dazu ausgebildet, abnehmbar mit einer elektrischen Arbeitsmaschine verbunden zu werden. Das Ladegerät weist eine Ladeleistungserzeugungsschaltung, die dazu ausgebildet ist, die Ladeleistung zu erzeugen, auf.
Das Ladegerät weist eine Ladesteuerungsschaltung, die dazu ausgebildet ist, eine Fehlerzustandsinformationsanforderung zu senden, auf. Die Fehlerzustandsinformationsanforderung fordert den Batteriepack dazu auf, eine Fehlerzustandsinformation auszugeben. Der Batteriepack ist dazu ausgebildet, die Fehlerzustandsinformation in Erwiderung darauf, dass der Batteriepack in einem ersten Fehlerzustand ist, auszugeben. Die Fehlerzustandsinformation gibt an, dass der Batteriepack in dem ersten Fehlerzustand ist. Der Batteriepack ist dazu ausgebildet, die Fehlerzustandsinformation in Erwiderung darauf, dass (i) der Batteriepack nicht in dem ersten Fehlerzustand ist und auch (ii) der Batteriepack die Fehlerzustandsinformationsanforderung von dem Ladegerät empfängt, auszugeben.
Das Ladegerät weist eine Empfangsschaltung, die dazu ausgebildet ist, die Fehlerzustandsinformation zu empfangen, auf.
Die Empfangsschaltung kann auch dazu ausgebildet sein, eine Nichtfehlerzustandsinformation zu empfangen. Die Nichtfehlerzustandsinformation kann angeben, dass der Batteriepack nicht in dem ersten Fehlerzustand ist. Der Batteriepack kann dazu ausgebildet sein, die Nichtfehlerzustandsinformation in Erwiderung darauf, dass der Batteriepack nicht in dem ersten Fehlerzustand ist, auszugeben.
Das Ladegerät kann eine funktionale Schaltung, die separat von der Ladesteuerungsschaltung vorgesehen ist, aufweisen. Die funktionale Schaltung kann dazu ausgebildet sein, eine erste Funktion in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Nichtfehlerzustandsinformation empfängt, durchzuführen. Die funktionale Schaltung kann dazu ausgebildet sein, eine zweite Funktion in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Fehlerzustandsinformation empfängt, durchzuführen.
Die Ladesteuerungsschaltung kann dazu ausgebildet sein, einen Fehlerzustandsinformationsanforderungsprozess auszuführen. Der Fehlerzustandsinformationsanforderungsprozess kann einen Prozess eines Sendens der Fehlerzustandsinformationsanforderung in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Nichtfehlerzustandsinformation empfängt, aufweisen. Die Ladesteuerungsschaltung kann dazu ausgebildet sein, einen Betriebsinformationsbeschaffungsprozess auszuführen. Der Betriebsinformationsbeschaffungsprozess kann einen Prozess eines Beschaffens von Betriebsinformation in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Fehlerzustandsinformation empfängt, aufweisen. Die Fehlerzustandsinformation kann von dem Batteriepack in Erwiderung auf den Fehlerzustandsinformationsanforderungsprozess gesendet werden. Die Betriebsinformation kann einen Betriebszustand der funktionalen Schaltung angeben. Die Ladesteuerungsschaltung kann dazu ausgebildet sein, einen ersten Diagnoseprozess auszuführen. Der erste Diagnoseprozess kann einen Prozess eines Diagnostizierens, ob die funktionale Schaltung ordnungsgemäß arbeitet, basierend auf der beschafften Betriebsinformation aufweisen.
Das oben beschriebene Ladegerät kann eine Diagnose, ob die funktionale Schaltung in Assoziation mit dem Batteriepack ordnungsgemäß arbeitet, durchführen. Dementsprechend ist es möglich, ein Ladegerät mit einer verbesserten Zuverlässigkeit vorzusehen.
Figurenliste
Eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird unten beispielhaft in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, von denen:

1 ein erläuterndes Schaubild ist, das eine elektrische Ausgestaltung eines Batteriepacks der Ausführungsform zeigt;
2 ein erläuterndes Schaubild ist, das eine elektrische Ausgestaltung eines Ladegeräts der Ausführungsform zeigt;
3 ein erläuterndes Schaubild ist, das eine elektrische Ausgestaltung eines Arbeitsmaschinenhauptkörpers der Ausführungsform zeigt;
4 ein elektrisches Schaltungsschaubild ist, das eine spezifische Ausgestaltung einer Schaltstarterschaltung in dem Ladegerät zeigt;
5 ein elektrisches Schaltungsschaubild ist, das eine spezifische Ausgestaltung einer Leitungsschaltschaltung und einer Vorladeschaltung in dem Ladegerät zeigt;
6 ein Zeitdiagramm ist, das eine Beispieldurchführung einer Selbstdiagnose in dem Ladegerät zeigt;
7 ein Ablaufdiagramm eines Teils eines Ladegeräthauptprozesses, der durch das Ladegerät ausgeführt wird, ist;
8 ein Ablaufdiagramm eines anderen Teils (der dem Teil in 7 folgt) des Ladegeräthauptprozesses, der durch das Ladegerät ausgeführt wird, ist; und
9 ein Ablaufdiagramm eines Batteriehauptprozesses, der durch den Batteriepack ausgeführt wird, ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
[Ausführungsform]
Übersicht über Ladesystem und elektrische Arbeitsmaschine
Beschreibungen eines Ladesystems und einer elektrischen Arbeitsmaschine der vorliegenden Ausführungsform werden in Bezug auf 1 bis 3 angegeben.
Das Ladesystem der vorliegenden Ausführungsform weist einen Batteriepack (Akkupack) 10, der in 1 gezeigt ist, und ein Ladegerät 40, das in 2 gezeigt ist, auf. Das Ladegerät 40 ist derart ausgebildet, dass der Batteriepack 10 daran angebracht und davon abgenommen wird.
Wie in 1 gezeigt ist, weist der Batteriepack 10 eine Batterie (einen Akku) 20 auf. Die Batterie 20 ist eine wiederaufladbare Batterie. Die Batterie 20 kann irgendeine Art einer aufladbaren Batterie sein. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Batterie 20 beispielsweise eine Lithiumionenbatterie.
Die Batterie 20 der vorliegenden Ausführungsform weist eine erste Zellengruppe 21 und eine zweite Zellengruppe 22, die in Reihe verbunden sind, auf. Jede von der ersten Zellengruppe 21 und der zweiten Zellengruppe 22 weist zwei oder mehr Zellen auf. Die zwei oder mehr Zellen können in irgendeiner Weise miteinander verbunden sein. In der vorliegenden Ausführungsform sind beispielsweise die zwei oder mehr Zellen in jeder der ersten Zellengruppe 21 und der zweiten Zellengruppe 22 in Reihe verbunden.
Nennspannungswerte der ersten Zellengruppe 21 und der zweiten Zellengruppe 22 können irgendwelche Werte sein. In der vorliegenden Ausführungsform sind der Nennspannungswert der ersten Zellengruppe 21 und der Nennspannungswert der zweiten Zellengruppe 22 jeweils beispielsweise 28,8 V, und ein Nennspannungswert der Batterie 20 ist beispielsweise 57,6 V. Die erste Zellengruppe 21 und die zweite Zellengruppe 22 in der vorliegenden Ausführungsform weisen jeweils beispielsweise acht Zellen, die in Reihe verbunden sind, auf. Ein Nennspannungswert jeder Zelle ist beispielsweise 3,6 V.
Ein tatsächlicher Spannungswert der Batterie 20 kann gemäß einem Ladezustand der Batterie 20 variieren. Insbesondere kann der Spannungswert der Batterie 20 ein Wert kleiner als 57,6 V sein und kann auch ein Wert größer als 57,6 V sein (z.B. 64 V). Die Batterie 20 kann irgendeine Anzahl von Zellen aufweisen. Der Nennspannungswert jeder Zelle kann irgendein Wert sein. Der Nennspannungswert der Batterie 20 kann irgendein Wert sein.
Der Batteriepack 10 ist dazu ausgebildet, an verschiedenen elektrischen Geräten, einschließlich eines Arbeitsmaschinenkörpers 200 (siehe 3), der unten zu beschreiben ist, angebracht und davon abgenommen zu werden. Der Batteriepack 10 ist dazu ausgebildet, elektrische Leistung (elektrischen Strom) (die nachfolgend als eine „Batterieleistung“ bezeichnet wird) der Batterie 20 einem elektrischen Gerät bei Anbringung des Batteriepacks 10 an dem elektrischen Gerät zuzuführen.
Die elektrische Arbeitsmaschine der vorliegenden Ausführungsform weist den Batteriepack 10, der in 1 gezeigt ist, und den Arbeitsmaschinenkörper 200, der in 3 gezeigt ist, auf. Der Arbeitsmaschinenkörper 200 ist derart ausgebildet, dass der Batteriepack 10 daran angebracht und davon abgenommen wird.
Bei Anbringung des Batteriepacks 10 an dem Arbeitsmaschinenkörper 200 wird die Batterieleistung dem Arbeitsmaschinenkörper 200 zugeführt. Der Arbeitsmaschinenkörper 200 wird durch die Batterieleistung betrieben.
Der Arbeitsmaschinenkörper 200 kann dazu ausgebildet sein, Vorgänge für irgendeine von verschiedenen Anwendungen, wie beispielsweise Gartenarbeit, Steinbearbeitung, Metallbearbeitung und Holzbearbeitung, durchzuführen. Die elektrische Arbeitsmaschine der vorliegenden Ausführungsform kann beispielsweise ein wiederaufladbarer (akkubetriebener) Gestrüppschneider (Freischneider) zum Schneiden von Gras, Bäumen mit kleinem Durchmesser usw. sein.
Ausgestaltung von Batteriepack
Wie in 1 gezeigt ist, weist der Batteriepack 10 einen positiven Anschluss 11, einen negativen Anschluss 12, einen mittleren Anschluss 13, einen Fehlerstopp-(ES-)Anschluss 14 und einen Kommunikationsanschluss 15 auf.
Der positive Anschluss 11 ist mit einer positiven Elektrode der Batterie 20 (insbesondere einer positiven Elektrode der ersten Zellengruppe 21) verbunden. Der negative Anschluss 12 ist mit einer negativen Elektrode der Batterie 20 (insbesondere einer negativen Elektrode der zweiten Zellengruppe 22) verbunden. Der mittlere Anschluss 13 ist mit einer positiven Elektrode der zweiten Zellengruppe 22 der Batterie 20 (mit anderen Worten, einer negativen Elektrode der ersten Zellengruppe 21) verbunden.
Der Batteriepack 10 weist ferner eine Batteriesteuerungsschaltung 23, eine ES-Ausgabeschaltung 24, eine Kommunikationsschaltung 25, eine Unterbrechungsschaltung 30, eine Leistungszufuhrschaltung 31, eine Spannungserfassungsschaltung 32, eine Stromerfassungsschaltung 33, eine Temperaturerfassungsschaltung 34 auf.
Die ES-Ausgabeschaltung 24 ist mit dem ES-Anschluss 14 verbunden. Die Kommunikationsschaltung 25 ist mit dem Kommunikationsanschluss 15 verbunden. Die ES-Ausgabeschaltung 24 und die Kommunikationsschaltung 25 sind mit der Batteriesteuerungsschaltung 23 verbunden.
Die Spannungserfassungsschaltung 32 gibt eine Batteriespannungsinformation an die Batteriesteuerungsschaltung 23 aus. Die Batteriespannungsinformation gibt einen Wert (der nachfolgend als ein „Batteriespannungswert“ bezeichnet wird) einer Spannung (die nachfolgend als eine „Batteriespannung“ bezeichnet wird) der Batterie 20 an. Die Batteriespannungsinformation kann beispielsweise einen Spannungswert der ersten Zellengruppe 21, einen Spannungswert der zweiten Zellengruppe 22 und/oder den Batteriespannungswert angeben.
Während eines Entladens von der Batterie 20 an das elektrische Gerät gibt die Stromerfassungsschaltung 33 eine Entladestrominformation an die Batteriesteuerungsschaltung 23 aus. Die Entladestrominformation gibt einen Wert eines Entladestroms von der Batterie 20 an. Während eines Ladens der Batterie 20 durch das Ladegerät 40 gibt die Stromerfassungsschaltung 33 eine Ladestrominformation an die Batteriesteuerungsschaltung 23 aus. Die Ladestrominformation gibt einen Wert eines Ladestroms, der der Batterie 20 von dem Ladegerät 40 zugeführt wird, an.
Die Temperaturerfassungsschaltung 34 erfasst eine Temperatur der Batterie 20 und gibt eine Temperaturinformation an die Batteriesteuerungsschaltung 23 aus. Die Temperaturinformation gibt eine Temperatur der Batterie 20, die durch die Temperaturerfassungsschaltung 34 erfasst wird, an.
Die Batteriespannung wird durch die Unterbrechungsschaltung 30 an die Leistungszufuhrschaltung 31 eingegeben. Die Unterbrechungsschaltung 30 ist in einem Stromweg, der die positive Elektrode der Batterie 20 mit der Leistungszufuhrschaltung 31 verbindet, zum Herstellen oder Unterbrechen des Stromwegs angeordnet. Die Unterbrechungsschaltung 30 wird durch die Batteriesteuerungsschaltung 23 ein- oder ausgeschaltet. In Erwiderung auf ein Einschalten der Unterbrechungsschaltung 30 wird der Stromweg hergestellt, und die Batteriespannung wird der Leistungszufuhrschaltung 31 zugeführt. In Erwiderung auf ein Ausschalten der Unterbrechungsschaltung 30 wird der Stromweg unterbrochen, und die Batteriespannung wird nicht der Leistungszufuhrschaltung 31 zugeführt. Die Unterbrechungsschaltung 30 kann irgendeine Ausgestaltung aufweisen. Die Unterbrechungsschaltung 30 kann beispielsweise ein Schaltelement, das den Stromweg herstellt oder unterbricht, aufweisen.
Die Leistungszufuhrschaltung 31 erzeugt eine Steuerungsspannung Vc eines Gleichstroms basierend auf einer Eingangsspannung des Gleichstroms in die Leistungszufuhrschaltung 31. Die Steuerungsspannung Vc ist kleiner als die Eingangsspannung. Die Steuerungsspannung Vc wird verschiedenen Komponenten, einschließlich der Batteriesteuerungsschaltung 23, in den Batteriepack 10 zugeführt.
Die Leistungszufuhrschaltung 31 kann irgendeine Ausgestaltung aufweisen. Die Leistungszufuhrschaltung 31 kann einen Schaltregler (abschaltenden Regler) aufweisen und kann dazu ausgebildet sein, die Eingangsspannung unter Verwendung des Schaltreglers in die Steuerungsspannung Vc umzuwandeln. Alternativ kann die Leistungszufuhrschaltung 31 einen linearen Regler aufweisen und kann dazu ausgebildet sein, die Eingangsspannung unter Verwendung des linearen Reglers in die Steuerungsspannung Vc umzuwandeln. Die Steuerungsspannung Vc kann irgendeinen Spannungswert aufweisen.
Die Batteriesteuerungsschaltung 23 weist beispielsweise einen Mikrocomputer mit einer CPU und einem Speicher auf. Der Speicher kann einen Halbleiterspeicher, wie beispielsweise einen RAM, einen ROM oder einen Flash-Speicher aufweisen. Der Speicher speichert verschiedene Programme und Daten, die durch die CPU zum Erreichen verschiedener Funktionen des Batteriepacks 10 auszulesen und auszuführen sind. Das Programm, das in dem Speicher gespeichert ist, weist ein Programm eines unten beschriebenen Batteriehauptprozesses auf. Diese verschiedenen Funktionen müssen nicht notwendigerweise durch Softwareverarbeitung erreicht werden, sondern einige oder alle der Funktionen können durch Hardware, einschließlich einer Logikschaltung, einer analogen Schaltung usw., erreicht werden.
Die Batteriesteuerungsschaltung 23 ist dazu ausgebildet, zu erfassen, ob das Ladegerät 40 oder ein Arbeitsmaschinenhauptkörper 200 an dem Batteriepack 10 angebracht ist. Bei Erfassung einer Anbringung des Batteriepacks 10 an dem Ladegerät 40 führt die Batteriesteuerungsschaltung 23 einen ersten Ladesteuerungsprozess aus. Der erste Ladesteuerungsprozess weist einen Prozess zum Steuern eines Ladens der Batterie 20 durch das Ladegerät 40 basierend auf verschiedenen Informationen, einschließlich der Batteriespannungsinformation, der Entladestrominformation, der Ladestrominformation und/oder der Temperaturinformation, auf. Bei Erfassung einer Anbringung des Batteriepacks 10 an dem Arbeitsmaschinenhauptkörper 200 steuert die Batteriesteuerungsschaltung 23 ein Entladen von der Batterie 20 zu dem Arbeitsmaschinenhauptkörper 200 basierend auf den zuvor genannten verschiedenen Informationen.
Die Batteriesteuerungsschaltung 23 weist eine Datenkommunikations-(beispielsweise serielle Kommunikations-)Funktion auf. Insbesondere sendet die Batteriesteuerungsschaltung 23 Sendedaten von dem Kommunikationsanschluss 15 durch die Kommunikationsschaltung 25. Auch empfängt die Batteriesteuerungsschaltung 23 Empfangsdaten, die an den Kommunikationsanschluss 15 eingegeben werden, durch die Kommunikationsschaltung 25. Der Batteriepack 10 kann anstelle des Kommunikationsanschlusses 15 einen Sendeanschluss, von dem die Sendedaten gesendet werden, und einen Empfangsanschluss, an dem die Empfangsdaten empfangen werden, aufweisen.
Die Batteriesteuerungsschaltung 23 führt eine Datenkommunikation mit dem Ladegerät 40 in dem ersten Ladesteuerungsprozess durch, so dass dadurch zum Laden der Batterie 20 notwendige Informationen an das Ladegerät 40 gesendet und/oder von dem Ladegerät 40 empfangen werden. Insbesondere berechnet beispielsweise die Batteriesteuerungsschaltung 23 einen Wert eines Ladestroms, der zum Laden der Batterie 20 erforderlich ist, basierend auf der Batteriespannung und sendet einen Ladestrombefehlswert an das Ladegerät 40. Der Ladestrombefehlswert gibt einen Wert des Ladestroms, der durch die Batteriesteuerungsschaltung 23 berechnet wird, an.
Die Batteriesteuerungsschaltung 23 bestimmt, ob die Batterie 20 in einem überentladenen Zustand ist, basierend auf der Batteriespannungsinformation, die von der Spannungserfassungsschaltung 32 eingegeben wird. Die Batteriesteuerungsschaltung 23 kann auf irgendeine Weise bestimmen, ob die Batterie 20 in dem überentladenen Zustand ist. Die Batteriesteuerungsschaltung 23 kann beispielsweise in einem Fall, dass der Batteriespannungswert, der durch die Batteriespannungsinformation angegeben wird, kleiner als ein spezifizierter minimaler Wert (ein Spannungsuntergrenzenwert) ist, bestimmen, dass die Batterie 20 in dem überentladenen Zustand ist.
Während die Batterie 20 nicht in dem überentladenen Zustand ist, schaltet die Batteriesteuerungsschaltung 23 die Unterbrechungsschaltung 30 ein, so dass dadurch die Batterieleistung durch die Unterbrechungsschaltung 30 der Leistungszufuhrschaltung 31 zugeführt wird. In diesem Fall erzeugt die Leistungszufuhrschaltung 31 die Steuerungsspannung Vc basierend auf der Batteriespannung (mit anderen Worten, wandelt die Batteriespannung in die Steuerungsspannung Vc um).
Bei Bestimmung, dass die Batterie 20 in dem überentladenen Zustand ist, stellt die Batteriesteuerungsschaltung 23 die Batteriesteuerungsschaltung 23 in einem Abschaltmodus ein. Insbesondere schaltet die Batteriesteuerungsschaltung 23 die Unterbrechungsschaltung 30 aus, so dass dadurch eine Eingabe der Batteriespannung an die Leistungszufuhrschaltung 31 unterbrochen wird. Infolgedessen stoppt die Leistungszufuhrschaltung 31 eine Ausgabe der Steuerungsspannung Vc. In dem Abschaltmodus wird die Steuerungsspannung Vc nicht an die Batteriesteuerungsschaltung 23 eingegeben, und somit wird ein Betrieb der Batteriesteuerungsschaltung 23 gestoppt.
Die Spannungserfassungsschaltung 32 kann eine Information, die einen Spannungswert jeder der Zellen in der Batterie 20 angibt, an die Batteriesteuerungsschaltung 23 ausgeben. In diesem Fall kann die Batteriesteuerungsschaltung 23 bestimmen, dass die Batterie 20 in dem überentladenen Zustand ist, falls der Spannungswert mindestens einer der Zellen kleiner als ein spezifizierter minimaler Wert ist.
Alternativ kann anstelle der Batteriesteuerungsschaltung 23 die Spannungserfassungsschaltung 32 bestimmen, dass die Batterie 20 in dem überentladenen Zustand ist, falls der Batteriespannungswert kleiner als der minimale Wert ist, oder der Spannungswert mindestens einer der Zellen kleiner als der minimale Wert ist. In diesem Fall kann die Batteriesteuerungsschaltung 23 die Unterbrechungsschaltung 30 in Erwiderung auf die Bestimmung des Überentladezustands durch die Spannungserfassungsschaltung 32 ausschalten.
In dem Abschaltmodus stoppt die Batteriesteuerungsschaltung 23 einen Betrieb und kann somit die Unterbrechungsschaltung 30 nicht selbst einschalten. Eine Anbringung des Batteriepacks 10 an dem Ladegerät 40 im Betrieb hat eine Auflösung (Freigabe) des Abschaltmodus zur Folge. Der Batteriepack 10 der vorliegenden Ausführungsform ist derart ausgebildet, dass eine unten beschriebene erste Leistungszufuhrspannung Vcc von dem Ladegerät 40 bei Anbringung des Batteriepacks 10 an dem Ladegerät 40 im Betrieb eingegeben wird. Die erste Leistungszufuhrspannung Vcc, die von dem Ladegerät 40 eingegeben wird, wird an die Leistungszufuhrschaltung 31 eingegeben.
In Erwiderung auf eine Eingabe der ersten Leistungszufuhrspannung Vcc an die Leistungszufuhrschaltung 31, während die Batteriesteuerungsschaltung 23 in dem Abschaltmodus ist, erzeugt die Leistungszufuhrschaltung 31 die Steuerungsspannung Vc basierend auf der ersten Leistungszufuhrspannung Vcc (mit anderen Worten, wandelt die erste Leistungszufuhrspannung Vcc in die Steuerungsspannung Vc um). Eine Zufuhr der Steuerungsspannung Vc von der Leistungszufuhrschaltung 31 an die Batteriesteuerungsschaltung 23 aktiviert die Batteriesteuerungsschaltung 23. Die Batteriesteuerungsschaltung 23, die aus dem Abschaltmodus aktiviert wird, schaltet die Unterbrechungsschaltung 30 ein, so dass dadurch der Abschaltmodus bei Ankommen des Batteriespannungswerts an dem minimalen Wert oder größer aufgrund eines Ladens der Batterie 20 aufgelöst wird. Infolgedessen wird die Batteriespannung an die Leistungszufuhrschaltung 31 eingegeben, so dass somit der Leistungszufuhrschaltung 31 ermöglicht wird, die Steuerungsspannung Vc basierend auf der Batteriespannung zu erzeugen.
Die Batteriesteuerungsschaltung 23 überwacht auch, ob der Batteriepack 10 in einem spezifischen Fehlerzustand (einem ersten Fehlerzustand) ist, und gibt einen Erlaubnisbefehl oder einen Verbotsbefehl an die ES-Ausgabeschaltung 24 basierend auf einem Ergebnis der Überwachung aus. Der spezifische Fehlerzustand kann beispielsweise ein Zustand sein, in dem ein Entladen von der Batterie 20 und ein Laden der Batterie 20 gestoppt werden sollten.
Die Batteriesteuerungsschaltung 23 kann auf irgendeine Weise bestimmen, ob der Batteriepack 10 in dem spezifischen Fehlerzustand ist. Die Batteriesteuerungsschaltung 23 kann beispielsweise basierend auf zumindest der Batteriespannungsinformation, der Entladestrominformation, der Ladestrominformation oder der Temperaturinformation, die oben beschrieben wurden, bestimmen, ob der Batteriepack 10 in dem spezifischen Fehlerzustand ist.
Der spezifische Fehlerzustand kann irgendein Zustand sein. Die Batteriesteuerungsschaltung 23 kann bestimmen, dass der Batteriepack 10 in dem spezifischen Fehlerzustand ist, falls beispielsweise die Batterie 20 in dem Überentladezustand ist oder falls der Überentladezustand für einen spezifizierten Zeitraum andauert. Die Batteriesteuerungsschaltung 23 kann bestimmen, dass der Batteriepack 10 in dem spezifischen Fehlerzustand ist, falls beispielsweise der Wert des Entladestroms von der Batterie 20 eine spezifizierte Stromobergrenze überschreitet oder falls ein Zustand, in dem der Wert des Entladestroms von der Batterie 20 die Stromobergrenze überschreitet, für einen spezifizierten Zeitraum andauert. Die Batteriesteuerungsschaltung 23 kann bestimmen, dass der Batteriepack 10 in dem spezifischen Fehlerzustand ist, falls beispielsweise eine Temperatur der Batterie 20 eine spezifizierte Obergrenzentemperatur überschreitet oder falls ein Zustand, in dem die Temperatur die Obergrenzentemperatur überschreitet, für einen spezifizierten Zeitraum andauert.
Falls der Batteriepack 10 nicht in dem spezifischen Fehlerzustand ist, gibt die Batteriesteuerungsschaltung 23 dann den Erlaubnisbefehl (z.B. ein Signal mit hohem Pegel in der vorliegenden Ausführungsform) an die ES-Ausgabeschaltung 24 aus. Falls der Batteriepack 10 in dem spezifischen Fehlerzustand ist, gibt dann die Batteriesteuerungsschaltung 23 den Verbotsbefehl (z.B. ein Signal mit niedrigem Pegel in der vorliegenden Ausführungsform) an die ES-Ausgabeschaltung 24 aus.
Die ES-Ausgabeschaltung 24 gibt einen ES-Befehl aus. Der ES-Befehl weist einen ES-Erlaubnisbefehl oder einen ES-Verbotsbefehl auf. Bei Empfangen einer Eingabe des Erlaubnisbefehls von der Batteriesteuerungsschaltung 23 gibt die ES-Ausgabeschaltung 24 den ES-Erlaubnisbefehl durch den ES-Anschluss 14 aus. Bei Empfangen einer Eingabe des Verbotsbefehls von der Batteriesteuerungsschaltung 23 gibt die ES-Ausgabeschaltung 24 den ES-Verbotsbefehl durch den ES-Anschluss 14 aus.
Genauer gesagt stellt bei Empfangen einer Eingabe des Erlaubnisbefehls von der Batteriesteuerungsschaltung 23 die ES-Ausgabeschaltung 24 der vorliegenden Ausführungsform eine Eingangsimpedanz des ES-Anschlusses 14 (d.h. eine Impedanz der ES-Ausgabeschaltung 24 aus der Perspektive des ES-Anschlusses 14) auf eine niedrige Impedanz ein. Bei Empfangen einer Eingabe des Verbotsbefehls von der Batteriesteuerungsschaltung 23 stellt die ES-Ausgabeschaltung 24 der vorliegenden Ausführungsform die Eingangsimpedanz des ES-Anschlusses 14 auf eine hohe Impedanz ein. Mit anderen Worten, ein Ausgeben des ES-Erlaubnisbefehls bedeutet ein Einstellen der Eingangsimpedanz des ES-Anschlusses 14 auf eine niedrige Impedanz, und ein Ausgeben des ES-Verbotsbefehls bedeutet ein Einstellen der Eingangsimpedanz des ES-Anschlusses 14 auf eine hohe Impedanz. Jedoch kann der ES-Erlaubnisbefehl dazu ausgebildet sein, den ES-Anschluss 14 so einzustellen, dass er irgendwelche anderen elektrischen Eigenschaften als die Impedanz aufweist. Der ES-Verbotsbefehl kann dazu ausgebildet sein, den ES-Anschluss 14 so einzustellen, dass er irgendwelche anderen elektrischen Eigenschaften als die Impedanz aufweist.
Ausgestaltung des Ladegeräts
Wie in 2 gezeigt ist, weist das Ladegerät 40 einen positiven Anschluss 41, einen negativen Anschluss 42, einen mittleren Anschluss 43, einen ES-Anschluss 44 und einen Kommunikationsanschluss 45 auf.
Bei Anbringung des Batteriepacks 10 an dem Ladegerät 40 werden die zuvor genannten Anschlüsse des Ladegeräts 40 mit Anschlüssen des Batteriepacks 10 verbunden, wie unten beschrieben wird. Der positive Anschluss 41 wird mit dem positiven Anschluss 11 des Batteriepacks 10 verbunden. Der negative Anschluss 42 wird mit einem negativen Anschluss 12 des Batteriepacks 10 verbunden. Der mittlere Anschluss 43 wird mit dem mittleren Anschluss 13 des Batteriepacks 10 verbunden. Der ES-Anschluss 44 wird mit dem ES-Anschluss 14 des Batteriepacks 10 verbunden. Der Kommunikationsanschluss 45 wird mit dem Kommunikationsanschluss 15 des Batteriepacks 10 verbunden.
Das Ladegerät 40 weist ferner einen Leistungsstecker (Stromstecker) 50, eine Gleichrichterschaltung 51, eine Leistungsfaktorkorrektur-(PFC-)Schaltung 52, eine Glättungsschaltung 53, einen Hauptumwandler 54, eine positive Elektrodenleitung 55, eine negative Elektrodenleitung 56, eine Zellengruppenumschaltschaltung 57, eine Leitungsschaltschaltung 58, eine Vorladeschaltung 59, eine Ladesteuerungsschaltung 60, eine Stromerfassungsschaltung 61, eine Differentialverstärkerschaltung 62, ein Tiefpassfilter 63, eine Ausgabeeinstellschaltung 64 und eine Schaltstarterschaltung 67 auf.
Der Leistungsstecker 50 wird mit einer Wechselstromleistungsquelle, wie beispielsweise einer kommerziellen Leistungsquelle, die eine Spannung von beispielsweise 100 V Wechselstrom (Wechselspannung) zuführt, verbunden und ist dazu ausgebildet, die Wechselstromleistung von der Wechselstromleistungsquelle zu empfangen. Die Gleichrichterschaltung 51 richtet (z.B. richtet als Zweiweggleichrichter) die Wechselstromleistung, die von dem Leistungsstecker 50 eingegeben wird, gleich und gibt die gleichgerichtete Wechselstromleistung aus. Die PFC-Schaltung 52 verbessert einen Leistungsfaktor der Wechselstromleistung, die an die Gleichrichterschaltung 51 eingegeben wird. Die Glättungsschaltung 53 glättet die elektrische Leistung, die von der PFC-Schaltung 52 ausgegeben wird. Die Glättungsschaltung 53 der vorliegenden Ausführungsform weist einen Kondensator zum Glätten der elektrischen Leistung, die an die Glättungsschaltung 53 eingegeben wird, auf. Einer der Zwecke eines Vorsehens der PFC-Schaltung 52 ist es, den Leistungsfaktor der Wechselstromleistung näher an 1 zu bringen, indem die Wellenform des Wechselstromstroms der Wechselstromleistung, die von dem Leistungsstecker 50 eingegeben wird, näher an eine Sinuswelle gebracht wird.
Der Hauptumwandler 54 wandelt eine Gleichstromleistung, die durch die Glättungsschaltung 53 geglättet wird, in eine Ladeleistung, die eine zum Laden der Batterie 20 geeignete Spannung aufweist, um. In der vorliegenden Ausführungsform weist der Hauptumwandler 54 beispielsweise eine isolierte Abwärtsschaltleistungszufuhrschaltung auf.
Genauer gesagt weist der Hauptumwandler 54 einen Transformator 54a, einen Hauptschalter 54b und eine Schaltsteuerungsschaltung 54c auf. Die Gleichstromleistung wird an eine primäre Seite (d.h. eine Primärwicklung) des Transformators 54a eingegeben.
Der Hauptschalter 54b ist in einem Zufuhrweg zum Zuführen der Gleichstromleistung von der Glättungsschaltung 53 an die primäre Seite des Transformators 54a vorgesehen. Der Hauptschalter 54b stellt den Zufuhrweg her oder unterbricht ihn. Der Hauptschalter 54b kann irgendeine Art von Schalter sein. In der vorliegenden Ausführungsform weist der Hauptschalter 54b ein Halbleiterschaltelement (beispielsweise einen Feldeffekttransistor (FET)) auf. Der Zufuhrweg wird durch Ein- oder Ausschalten des Halbleiterschaltelements hergestellt oder unterbrochen.
Die Schaltsteuerungsschaltung 54c steuert den Hauptschalter 54b. Die Schaltsteuerungsschaltung 54c wird in Erwiderung auf eine Eingabe eines Startsignals von der Schaltstarterschaltung 67 aktiviert. Die Schaltsteuerungsschaltung 54c stoppt einen Betrieb in Erwiderung auf eine Eingabe eines Stoppsignals von der Schaltstarterschaltung 67.
Die Schaltsteuerungsschaltung 54c schaltet den Hauptschalter 54b basierend auf einem Schaltsteuerungssignal, das von der Ausgabeeinstellschaltung 64 eingegeben wird, ein oder aus, so dass dadurch eine Ladeleistung an einer sekundären Seite (d.h. einer Sekundärwicklung) des Transformators 54a erzeugt wird. Die sekundäre Seite des Transformators 54a ist mit einem ersten Ende der positiven Elektrodenleitung 55 und einem ersten Ende der negativen Elektrodenleitung 56 verbunden. Die Ladeleistung wird von dem Hauptumwandler 54 dem Batteriepack 10 durch die positive Elektrodenleitung 55 und die negative Elektrodenleitung 56 zugeführt.
Ein zweites Ende der positiven Elektrodenleitung 55 und ein zweites Ende der negativen Elektrodenleitung 56 sind mit der Zellengruppenumschaltschaltung 57 verbunden. Die Zellengruppenumschaltschaltung 57 weist einen positiven Elektrodenschalter 57a und einen negativen Elektrodenschalter 57b, die in Assoziation miteinander betätigt werden, auf. Der positive Elektrodenschalter 57a und der negative Elektrodenschalter 57b sind C-Kontakt-Typ-Schalter. Das zweite Ende der positiven Elektrodenleitung 55 ist mit einem gemeinsamen Anschluss des positiven Elektrodenschalters 57a verbunden, und das zweite Ende der negativen Elektrodenleitung 56 ist mit einem gemeinsamen Anschluss des negativen Elektrodenschalters 57b verbunden.
Ein erster Anschluss des positiven Elektrodenschalters 57a ist mit dem positiven Anschluss 41 verbunden. Ein zweiter Anschluss des positiven Elektrodenschalters 57a ist mit dem mittleren Anschluss 43 verbunden. Ein erster Anschluss des negativen Elektrodenschalters 57b ist mit dem mittleren Anschluss 43 verbunden. Ein zweiter Anschluss des negativen Elektrodenschalters 57b ist mit dem negativen Anschluss 42 verbunden.
Die Zellengruppenumschaltschaltung 57 wird entsprechend einem Umschaltbefehl, der von der Ladesteuerungsschaltung 60 eingegeben wird, in einen ersten Verbindungszustand oder einen zweiten Verbindungszustand umgeschaltet. In dem ersten Verbindungszustand ist der gemeinsame Anschluss des positiven Elektrodenschalters 57a mit dem ersten Anschluss des positiven Elektrodenschalters 57a verbunden, und der gemeinsame Anschluss des negativen Elektrodenschalters 57b ist mit dem ersten Anschluss des negativen Elektrodenschalters 57b verbunden. In dem zweiten Verbindungszustand ist der gemeinsame Anschluss des positiven Elektrodenschalters 57a mit dem zweiten Anschluss des positiven Elektrodenschalters 57a verbunden, und der gemeinsame Anschluss des negativen Elektrodenschalters 57b ist mit dem zweiten Anschluss des negativen Elektrodenschalters 57b verbunden.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Batterie 20 geladen, während die Zellengruppenumschaltschaltung 57 alternierend zwischen dem ersten Verbindungszustand und dem zweiten Verbindungszustand umgeschaltet wird. Insbesondere wird die erste Zellengruppe 21 in dem ersten Verbindungszustand geladen, und die zweite Zellengruppe 22 wird in dem zweiten Verbindungszustand geladen.
Die Leitungsschaltschaltung 58 ist in der positiven Elektrodenleitung 55 zum Herstellen oder Unterbrechen der positiven Elektrodenleitung 55 vorgesehen. Die Leitungsschaltschaltung 58 wird in Erwiderung auf eine Eingabe eines ersten Ansteuerungssignals Sd1 von der Ladesteuerungsschaltung 60 eingeschaltet, so dass dadurch die positive Elektrodenleitung 55 hergestellt wird. Bei keiner Eingabe des ersten Ansteuerungssignals Sd1 von der Ladesteuerungsschaltung 60 ist die Leitungsschaltschaltung 58 im Aus-Zustand und unterbricht die positive Elektrodenleitung 55.
Das erste Ansteuerungssignal Sd1 ist in der vorliegenden Ausführungsform ein Pulssignal mit einer spezifizierten Frequenz. Ein Ausgabeanschluss des ersten Ansteuerungssignals Sd1 in der Ladesteuerungsschaltung 60 wird bei einem niedrigen Pegel gehalten, während das erste Ansteuerungssignals Sd1 nicht ausgegeben wird.
In Erwiderung auf ein Einschalten der Leitungsschaltschaltung 58 wird die positive Elektrodenleitung 55 hergestellt, so dass somit eine Zufuhr von Ladeleistung an den Batteriepack 10 ermöglicht wird. In Erwiderung auf ein Ausschalten der Leitungsschaltschaltung 58 wird die positive Elektrodenleitung 55 unterbrochen, so dass somit eine Zufuhr von Ladeleistung zu dem Batteriepack 10 deaktiviert wird. Die Leitungsschaltschaltung 58 kann irgendeine Ausgestaltung aufweisen. Beispielsweise ist die Leitungsschaltschaltung 58 in der vorliegenden Ausführungsform ausgebildet, wie in 5 gezeigt ist.
Die Ladesteuerungsschaltung 60 weist beispielsweise einen Mikrocomputer mit einer CPU und einem Speicher auf. Der Speicher kann einen Halbleiterspeicher, wie beispielsweise einen RAM, einen ROM oder einen Flash-Speicher aufweisen. Der Speicher speichert verschiedene Programme und Daten, die durch die CPU auszulesen und auszuführen sind, so dass dadurch verschiedene Funktionen des Ladegeräts 40 erreicht werden. Die Programme, die in dem Speicher gespeichert sind, weisen ein Programm für einen unten beschriebenen Ladegeräthauptprozess auf. Diese verschiedenen Funktionen müssen nicht notwendigerweise durch Softwareverarbeitung erreicht werden, sondern können teilweise oder vollständig durch Hardware, einschließlich einer Logikschaltung, einer analogen Schaltung usw., erreicht werden.
Die Ladesteuerungsschaltung 60 führt normales Laden oder Vorladen in einem unten beschriebenen zweiten Ladesteuerungsprozess durch, so dass dadurch die Batterie 20 geladen wird. Während des normalen Ladens wird dem Batteriepack 10 durch die Leitungsschaltschaltung 58 Ladeleistung zugeführt. Während eines Vorladens wird dem Batteriepack 10 durch die Vorladeschaltung 59 Ladeleistung zugeführt.
Die Ladesteuerungsschaltung 60 lädt grundsätzlich die Batterie 20 durch normales Laden. Jedoch führt in einem Fall, dass der Batteriespannungswert vor einem Starten eines Ladens der Batterie 20 kleiner als ein erster minimaler Wert (beispielsweise 25 V) ist, die Ladesteuerungsschaltung 60 ein Vorladen durch. Insbesondere schaltet die Ladesteuerungsschaltung 60 die Leitungsschaltschaltung 58 aus und gibt ein zweites Ansteuerungssignal Sd2 an die Vorladeschaltung 59 aus, so dass dadurch die Vorladeschaltung 59 aktiviert wird. Bei Aktivierung der Vorladeschaltung 59 wird dem Batteriepack 10 durch die Vorladeschaltung 59 Ladeleistung zugeführt.
Bei Erreichen eines zweiten minimalen Werts des Batteriespannungswerts als ein Ergebnis eines Vorladens wechselt die Ladesteuerungsschaltung 60 zu normalem Laden. Insbesondere stoppt die Ladesteuerungsschaltung 60 eine Ausgabe des zweiten Ansteuerungssignals Sd2 und gibt das erste Ansteuerungssignal Sd1 aus. Der zweite minimale Wert kann identisch mit dem ersten minimalen Wert sein, oder kann von dem ersten minimalen Wert verschieden sein.
Die Vorladeschaltung 59 kann irgendeine Ausgestaltung aufweisen. Beispielsweise ist die Vorladeschaltung 59 in der vorliegenden Ausführungsform ausgebildet, wie in 5 gezeigt ist.
Die Stromerfassungsschaltung 61 ist in der negativen Elektrodenleitung 56 vorgesehen. Die Stromerfassungsschaltung 61 gibt ein Stromerfassungssignal Si aus. Das Stromerfassungssignal Si gibt einen Wert eines Ladestroms (Ladestromwert Ich), der von dem Hauptumwandler 54 ausgegeben wird, an. Das Stromerfassungssignal Si ist ein analoges Signal, das einen Spannungswert entsprechend dem Ladestromwert Ich aufweist. Die Stromerfassungsschaltung 61 kann beispielsweise einen Shunt-Widerstand (nicht gezeigt), der in der negativen Elektrodenleitung 56 angeordnet ist, aufweisen und kann dazu ausgebildet sein, das Stromerfassungssignal Si, das einer Spannung über dem Shunt-Widerstand entspricht, auszugeben. Das Stromerfassungssignal Si wird an die Ladesteuerungsschaltung 60 und die Differentialverstärkerschaltung 62 eingegeben.
Die Ladesteuerungsschaltung 60 erhält den Ladestrombefehlswert von dem Batteriepack 10 durch Datenkommunikation mit dem Batteriepack 10 in dem zweiten Ladesteuerungsprozess. Die Ladesteuerungsschaltung 60 erzeugt ein Pulsweitenmodulations-(PWM-)Signal entsprechend dem erhaltenen Ladestrombefehlswert, d.h., ein Pulssignal mit einer relativen Einschaltdauer (Tastverhältnis) entsprechend dem Ladestrombefehlswert, und gibt das PWM-Signal an das Tiefpassfilter 63 aus. Das Tiefpassfilter 63 glättet das PWM-Signal, das von der Ladesteuerungsschaltung 60 eingegeben wird, und gibt das geglättete PWM-Signal an die Differentialverstärkerschaltung 62 aus.
Die Differentialverstärkerschaltung 62 gibt ein Differentialsignal Dif entsprechend einer Differenz zwischen einem Spannungswert des PWM-Signals, das durch das Tiefpassfilter 63 geglättet wird (d.h. einem Wert, der dem Ladestrombefehlswert entspricht), und dem Spannungswert des Stromerfassungssignals Si (d.h. einem Wert, der einem tatsächlichen Ladestrom Ich entspricht) aus. Das Differentialsignal Dif wird an die Ausgabeeinstellschaltung 64 eingegeben. In der vorliegenden Ausführungsform kann die Ladesteuerungsschaltung 60 den Ladestrombefehlswert, der beispielsweise 1000 mA oder einen Wert in der Umgebung von 1000 mA angibt, erhalten.
In der vorliegenden Ausführungsform gibt die Ladesteuerungsschaltung 60 das PWM-Signal entsprechend dem Ladestrombefehlswert während entweder normalen Ladens oder Vorladens aus. Somit gibt, falls der Ladestrombefehlswert beispielsweise 1000 mA angibt, die Ladesteuerungsschaltung 60 das PWM-Signal, das 1000 mA angibt, während entweder normalen Ladens oder Vorladens aus. Jedoch wird ein Wert des Ladestroms, der von der Vorladeschaltung 59 ausgegeben wird, durch eine Begrenzerschaltung 59a (siehe 5) auf ein spezifiziertes Niveau oder weniger (beispielsweise 200 mA oder weniger) begrenzt, wie unten beschrieben wird.
Die Ausgabeeinstellschaltung 64 weist eine CV-Einstellschaltung 81, eine CV-Schaltung 82 und einen ersten Fotokoppler 83 auf. Das Differentialsignal Dif wird an eine sekundäre Seite (d.h. eine Seite einer nicht gezeigten lichtemittierenden Diode) des ersten Fotokopplers 83 eingegeben. Die lichtemittierende Diode emittiert Licht mit einer Lichtmenge, die dem Differentialsignal Dif entspricht. Das Licht, das durch die lichtemittierende Diode emittiert wird, wird an einer primären Seite (d.h. einem nicht gezeigten Fototransistor) des ersten Fotokopplers 83 empfangen. Der erste Fotokoppler 83 gibt das Schaltsteuerungssignal entsprechend der Lichtmenge, die an der primären Seite empfangen wird, an die Schaltsteuerungsschaltung 54c aus.
Dann steuert die Schaltsteuerungsschaltung 54c den Hauptschalter 54b entsprechend dem Differentialsignal Dif an. Infolgedessen erzeugt der Hauptumwandler 54 eine Ladeleistung, die dem Differentialsignal Dif entspricht. Insbesondere steuert die Schaltsteuerungsschaltung 54c den Hauptschalter 54b zum Reduzieren des Differentialsignals Dif auf null.
Die CV-Einstellschaltung 81 empfängt eine Eingabe eines CV-Einstellwerts Dcv von der Ladesteuerungsschaltung 60. Die Ladesteuerungsschaltung 60 gibt den CV-Einstellwert Dcv an die CV-Einstellschaltung 81 in dem zweiten Ladesteuerungsprozess aus. Die Ladesteuerungsschaltung 60 stellt zum Verhindern, dass der Spannungswert (Ladespannungswert Vch) der Ladeleistung, die von dem Hauptumwandler 54 ausgegeben wird, übermäßig wird, einen Obergrenzenwert des Ladespannungswerts Vch in dem zweiten Ladesteuerungsprozess ein. Der CV-Einstellwert Dcv gibt den Obergrenzenwert an. Der CV-Einstellwert Dcv sind digitale Daten.
Die CV-Einstellschaltung 81 führt eine Signalverarbeitung basierend auf dem eingegebenen CV-Einstellwert Dcv durch. Die Signalverarbeitung weist einen Prozess eines Umwandelns des CV-Einstellwerts Dcv in ein CV-Einstellsignal in analoger Form auf. Das CV-Einstellsignal, das von der CV-Einstellschaltung 81 ausgegeben wird, wird an die CV-Schaltung 82 eingegeben.
Das CV-Einstellsignal von der CV-Einstellschaltung 81 und ein Ladespannungssignal werden an die CV-Schaltung 82 eingegeben. Das Ladespannungssignal ist ein analoges Signal, das einen tatsächlichen Ladespannungswert Vch angibt. Die CV-Schaltung 82 vergleicht das CV-Einstellsignal mit dem Ladespannungssignal. Falls das Ladespannungssignal größer als das CV-Einstellsignal ist (d.h., der tatsächliche Ladespannungswert Vch den Obergrenzenwert überschreitet), gibt dann die CV-Schaltung 82 ein Ausgabebegrenzungssignal an den ersten Fotokoppler 83 aus. Das Ausgabebegrenzungssignal ist ein Signal entsprechend einer Differenz zwischen dem Ladespannungssignal und dem CV-Einstellsignal. Das Ladespannungssignal wird auch an die Ladesteuerungsschaltung 60 eingegeben. Die Ladesteuerungsschaltung 60 kann den Ladespannungswert Vch basierend auf dem Ladespannungssignal erhalten.
Bei Empfangen des Ausgabebegrenzungssignals von der CV-Schaltung 82 deaktiviert der erste Fotokoppler 83 das Differentialsignal Dif und gibt an die Schaltsteuerungsschaltung 54c das Schaltsteuerungssignal zum Verhindern, dass der Ladespannungswert Vch den Obergrenzenwert überschreitet, aus. Infolgedessen wird der Ladespannungswert Vch daran gehindert, den Obergrenzenwert zu überschreiten.
Während normalen Ladens stellt die Ladesteuerungsschaltung 60 den Obergrenzenwert des Ladespannungswerts Vch auf beispielsweise 38 V ein und gibt den CV-Einstellwert Dcv, der 38 V angibt, aus. Während eines Vorladens stellt die Ladesteuerungsschaltung 60 den Obergrenzenwert des Ladespannungswerts Vch auf einen Wert kleiner als den Obergrenzenwert während normalen Ladens ein (beispielsweise 25 V) und gibt den CV-Einstellwert Dcv, der den eingestellten Obergrenzenwert angibt, aus.
Der erste Fotokoppler 83 ist ferner dazu ausgebildet, eine Eingabe eines FB-Ermöglichungssignal Sfb von der Ladesteuerungsschaltung 60 zu empfangen. Die Ladesteuerungsschaltung 60 gibt das FB-Ermöglichungssignal Sfb nicht aus, während ein Laden der Batterie 20 unnötig ist. Die Ladesteuerungsschaltung 60 gibt das FB-Ermöglichungssignal Sfb zum Laden der Batterie 20 aus.
Während eines Empfangens einer Eingabe des FB-Ermöglichungssignals Sfb gibt der erste Fotokoppler 83 das Schaltsteuerungssignal, das dem Differentialsignal Dif entspricht, aus. Während eine Eingabe des FB-Ermöglichungssignals Sfb nicht empfangen wird, gibt der erste Fotokoppler 83 das Schaltsteuerungssignal zum Deaktivieren des Differentialsignals Dif und zum Reduzieren des Ladestromwerts Ich auf null Ampere (d.h. zum Stoppen einer Ausgabe der Ladeleistung von dem Hauptumwandler 54) aus.
Bei Empfangen einer Eingabe eines Schaltstartsignals Sac von der Ladesteuerungsschaltung 60 gibt die Schaltstarterschaltung 67 ein Startsignal an die Schaltsteuerungsschaltung 54c aus. Die Schaltsteuerungsschaltung 54c wird bei Empfangen des Startsignals aktiviert. Ohne Empfangen einer Eingabe des Schaltstartsignals Sac gibt die Schaltstarterschaltung 67 kein Startsignal aus. Das Schaltstartsignal Sac ist in der vorliegenden Ausführungsform ein Pulssignal mit einer spezifizierten Frequenz (beispielsweise 500 Hz). Ohne Ausgabe des Pulssignals wird ein Ausgabeanschluss des Schaltstartsignals Sac bei einem niedrigen Pegel gehalten, was bedeutet, dass das Schaltstartsignal Sac nicht ausgegeben wird.
Die Schaltsteuerungsschaltung 54c steuert den Hauptschalter 54b entsprechend dem Schaltsteuerungssignal in Erwiderung auf eine Eingabe des Startsignals. Ohne Empfangen einer Eingabe des Startsignals stoppt die Schaltsteuerungsschaltung 54c einen Betrieb. In diesem Fall wird der Hauptschalter 54b ausgeschaltet, und Ladeleistung wird nicht erzeugt.
Wie in 4 gezeigt ist, weist die Schaltstarterschaltung 67 Widerstände R31, R32, R33, R34; Kondensatoren C31, C32; Schaltelemente T31, T32; und einen zweiten Fotokoppler 84 auf. Das Schaltelement T31 ist in der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise ein NPN-Bipolartransistor. Das Schaltelement T32 ist in der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise ein n-Kanal-Metalloxidhalbleiterfeldeffekttransistor (MOSFET).
Das Schaltstartsignal Sac von der Ladesteuerungsschaltung 60, d.h. das Pulssignal, wird an eine Basis des Schaltelements T31 durch eine Differenzierungsschaltung, die den Kondensator C31 und den Widerstand R31 aufweist, eingegeben. Die erste Leistungszufuhrspannung Vcc wird durch den Widerstand R32 an einen Kollektor des Schaltelements T31 angelegt.
Ein Emitter des Schaltelements T31 ist mit der Masseleitung durch den Widerstand R33 verbunden und ist mit einem Gate des Schaltelements T32 durch den Widerstand R34 verbunden. Der Kondensator C32 ist parallel zu dem Widerstand R33 zwischen dem Emitter des Schaltelements T31 und der Masseleitung verbunden. Eine Source des Schaltelements T32 ist mit der Masseleitung verbunden. Ein Drain des Schaltelements T32 ist mit einer sekundären Seite (d.h. einer nicht gezeigten lichtemittierenden Diode) des zweiten Fotokopplers 84 verbunden.
Ohne Eingabe des Schaltstartsignals Sac an die Schaltstarterschaltung 67 sind die Schaltelemente T31, T32 ausgeschaltet. In diesem Fall gibt der zweite Fotokoppler 84 das Stoppsignal an die Schaltsteuerungsschaltung 54c aus. Während das Schaltstartsignal Sac an die Schaltstarterschaltung 67 eingegeben wird, wird das Schaltelement T31 entsprechend der Frequenz des Schaltstartsignals Sac periodisch ein- und ausgeschaltet.
Die Schaltung, die die Widerstände R32, R33 und den Kondensator C32 aufweist, funktioniert als eine integrale Schaltung. Insbesondere wird in Erwiderung auf ein Einschalten des Schaltelements T31 der Kondensator C32 durch die erste Leistungszufuhrspannung Vcc geladen. Der Kondensator C32 wird entsprechend einer Zeitkonstante τ1 basierend auf dem Widerstandswert des Widerstands R32 und einer elektrostatischen Kapazität des Kondensators C32 geladen. In Erwiderung auf ein Ausschalten des Schaltelements T31 wird eine geladene elektrische Ladung in dem Kondensator C32 entladen. Die geladene elektrische Ladung wird durch den Widerstand R33 entsprechend einer Zeitkonstante τ2a basierend auf dem Widerstandswert des Widerstands R33 und einer elektrostatischen Kapazität des Kondensators C32 entladen. Die Zeitkonstante τ1 ist kleiner als eine Zeitkonstante τ2. Eine Eingangsimpedanz des Gates des Schaltelements T32 ist beachtlich hoch, und somit ist ein elektrischer Strom, der an das Gate eingegeben wird, null oder fast null.
Während das Schaltstartsignal Sac an die Schaltstarterschaltung 67 eingegeben wird, wird der Kondensator C32 geladen, wie oben beschrieben wurde; somit wird ein Gate-Spannungswert des Schaltelements T32 bei einem Wert gehalten, der ein Einschalten des Schaltelements T32 erlaubt. Infolgedessen wird das Schaltelement T32 eingeschaltet, und der zweite Fotokoppler 84 gibt das Startsignal aus.
Während das Schaltstartsignal Sac nicht an die Schaltstarterschaltung 67 eingegeben wird, bleibt das Schaltelement T31 ausgeschaltet. Somit wird die geladene elektrische Ladung in dem Kondensator C32 durch den Widerstand R33 entladen, und das Schaltelement T32 bleibt ebenfalls ausgeschaltet. In diesem Fall gibt der zweite Fotokoppler 84 das Stoppsignal aus. Das Startsignal und das Stoppsignal werden von einer primärseitigen Ausgangsschaltung, die einen nicht gezeigten Fototransistor aufweist, in dem zweiten Fotokoppler 84 ausgegeben.
In der vorliegenden Ausführungsform ist das Schaltstartsignal Sac kein konstantes Gleichstromsignal, sondern ein Pulssignal. Das Schaltstartsignal Sac wird durch die oben beschriebene Differenzierungsschaltung an eine Basis des Schaltelements T31 eingegeben.
Die Differenzierungsschaltung hält das Schaltelement T31 ausgeschaltet, selbst falls ein Eingabefehler aufgetreten ist. Ein Eingabefehler ist ein Ereignis, in dem der Spannungswert eines Eingabeanschlusses der Schaltstarterschaltung 67 bei einem Wert, der ein Einschalten des Schaltelements T31 ohne Eingabe des Schaltstartsignals Sac an die Schaltstarterschaltung 67 erlaubt, fest ist. Der Eingabeanschluss empfängt das Schaltstartsignal Sac. Während das Schaltelement T31 ausgeschaltet bleibt, bleibt das Schaltelement T32 ebenfalls ausgeschaltet. Wie oben beschrieben wurde, ist die Schaltstarterschaltung 67 der vorliegenden Ausführungsform dazu ausgebildet, die Schaltelemente T31 und T32 daran zu hindern, ungeachtet eines Auftretens des zuvor genannten Fehlers eingeschaltet zu bleiben.
Eine Gleichrichterschaltung 65 und eine Glättungsschaltung 66 sind zwischen dem Hauptumwandler 54 und der Leitungsschaltschaltung 58 in der positiven Elektrodenleitung 55 vorgesehen. Da der Hauptumwandler 54 der vorliegenden Ausführungsform ein isolierter Umwandler ist, ist eine Ladeleistung, die von dem Hauptumwandler 54 ausgegeben wird, alternierende Leistung (Wechselstromleistung). Die Gleichrichterschaltung 65 richtet die Ladeleistung, die alternierende Leistung ist, die von dem Hauptumwandler 54 ausgegeben wird, gleich. Die Glättungsschaltung 66 glättet die Ladeleistung, die durch die Gleichrichterschaltung 65 gleichgerichtet wird.
Eine Diode D01 ist zwischen der Leitungsschaltschaltung 58 und der Zellengruppenumschaltschaltung 57 in der positiven Elektrodenleitung 55 vorgesehen. Die Diode D01 verhindert einen umgekehrten Fluss elektrischen Stroms von dem positiven Anschluss 41 oder dem mittleren Anschluss 43 zu der Leitungsschaltschaltung 58 und der Vorladeschaltung 59.
Das Ladegerät 40 weist ferner einen Sub-Umwandler 68 auf. Der Sub-Umwandler 68 wandelt die oben beschriebene Gleichstromleistung in Leistungszufuhrleistung um. Die Leistungszufuhrleistung weist einen Spannungswert, der von einem Ausgangsspannungswert des Hauptumwandlers 54 verschieden ist, auf. Der Sub-Umwandler 68 weist in der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise eine isolierte Abwärtsschaltleistungszufuhrschaltung auf.
Die Leistungszufuhrleistung, die von dem Sub-Umwandler 68 ausgegeben wird, wird an eine Leistungszufuhrschaltung 69 eingegeben. Die Leistungszufuhrschaltung 69 erzeugt die erste Leistungszufuhrspannung Vcc und eine zweite Leistungszufuhrspannung VD aus der eingegebenen Leistungszufuhrleistung. Die erste Leistungszufuhrspannung Vcc weist einen Wert (beispielsweise 5 V), der kleiner als ein Wert (beispielsweise 12 V) der zweiten Leistungszufuhrspannung VD ist, auf. Die erste Leistungszufuhrspannung Vcc wird als eine Leistungsquelle für verschiedene Komponenten einschließlich der Ladesteuerungsschaltung 60 in dem Ladegerät 40 verwendet. Die zweite Leistungszufuhrspannung VD wird als eine Leistungsquelle für beispielsweise ein nicht gezeigtes Gebläse (Ventilator) und einen Summer (Signaltongeber) verwendet.
Das Ladegerät 40 weist ferner eine ES-Eingabeschaltung 74 und eine Kommunikationsschaltung 75 auf. Die ES-Eingabeschaltung 74 ist mit dem ES-Anschluss 44 verbunden. Die Kommunikationsschaltung 75 ist mit dem Kommunikationsanschluss 45 verbunden.
Die ES-Eingabeschaltung 74 empfängt eine Eingabe eines ES-Befehls von dem Batteriepack 10 durch den ES-Anschluss 44. Die ES-Eingabeschaltung 74 gibt ein ES-Signal, das dem ES-Befehl entspricht, aus. Das ES-Signal weist ein ES-Erlaubnissignal oder ein ES-Verbotssignal auf. Genauer gesagt gibt die ES-Eingabeschaltung 74 in Erwiderung auf eine Eingabe des ES-Erlaubnisbefehls an den ES-Anschluss 44 das ES-Erlaubnissignal aus. In Erwiderung auf eine Eingabe des ES-Verbotsbefehls an den ES-Anschluss 44 gibt die ES-Eingabeschaltung 74 das ES-Verbotssignal aus. Das ES-Erlaubnissignal und das ES-Verbotssignal können jeweils irgendein Signal sein. In der vorliegenden Ausführungsform ist das ES-Erlaubnissignal ein Signal mit niedrigem Pegel, und das ES-Verbotssignal ist ein Signal mit hohem Pegel.
Das ES-Signal, das von der ES-Eingabeschaltung 74 ausgegeben wird, wird an die Ladesteuerungsschaltung 60, die Leitungsschaltschaltung 58 und die Vorladeschaltung 59 eingegeben.
Die Kommunikationsschaltung 75 empfängt Daten, die von dem Batteriepack 10 gesendet werden, durch den Kommunikationsanschluss 45 und übermittelt die empfangenen Daten an die Ladesteuerungsschaltung 60. Die Ladesteuerungsschaltung 60 gibt an die Kommunikationsschaltung 75 Daten, die an den Batteriepack 10 zu senden sind, aus. Die Kommunikationsschaltung 75 sendet die Daten, die von der Ladesteuerungsschaltung 60 eingegeben werden, durch den Kommunikationsanschluss 45 an den Batteriepack 10.
Wie in 5 gezeigt ist, weist die Leitungsschaltschaltung 58 Schaltelemente T01, T02, eine Ladungspumpenschaltung 58a und eine Zwangsunterbrechungsschaltung 58b auf.
Die Schaltelemente T01, T02 sind in der positiven Elektrodenleitung 55 zum Herstellen oder Unterbrechen der positiven Elektrodenleitung 55 vorgesehen. Die Schaltelemente T01 und T02 sind in Reihe miteinander verbunden. Insbesondere ist ein Drain des Schaltelements T01 mit der Glättungsschaltung 66 (siehe 2) verbunden und empfängt eine Eingabe von Ladeleistung. Eine Source des Schaltelements T01 ist mit einer Source des Schaltelements T02 verbunden. Ein Drain des Schaltelements T02 ist mit der Zellengruppenumschaltschaltung 57 durch die Diode D01 (siehe 2) verbunden. Jeweilige Gates der Schaltelemente T01 und T02 sind miteinander verbunden.
Dementsprechend wird die positive Elektrodenleitung 55 hergestellt, während die Schaltelemente TOI und T02 eingeschaltet sind, und wird unterbrochen, während das Schaltelement TOI und/oder das Schaltelement T02 ausgeschaltet ist. Die Schaltelemente TOI und T02 sind in der vorliegenden Ausführungsform jeweils beispielsweise ein n-Kanal-MOSFET.
Die Ladungspumpenschaltung 58a weist Widerstände R01, R02, R03, R04, R05 und R06; Kondensatoren C01 und C02; Dioden D11, D12, D13 und D14; und Schaltelemente T03 und T04 auf. Das Schaltelement T03 ist in der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise ein PNP-Bipolartransistor. Das Schaltelement T04 ist in der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise ein NPN-Bipolartransistor.
Der Widerstand R01 und der Kondensator C01 sind zwischen dem Gate und der Source des Schaltelements TOI (d.h. zwischen dem Gate und der Source des Schaltelements T02) verbunden.
Die zweite Leistungszufuhrspannung VD wird an einen Emitter des Schaltelements T03 angelegt. Der Widerstand R03 ist zwischen einer Basis und einem Emitter des Schaltelements T03 verbunden. Ein Kollektor des Schaltelements T03 ist mit einer Anode der Diode D11 verbunden. Eine Katode der Diode D11 ist mit einer Anode der Diode D13 verbunden. Eine Katode der Diode D13 ist mit dem Gate der Schaltelemente TOI und T02 durch den Widerstand R05 verbunden.
Die Katode der Diode D11 ist weiter mit einem ersten Anschluss des Kondensators C02 verbunden. Ein zweiter Anschluss des Kondensators C02 ist mit einer Anode der Diode D14 verbunden. Eine Katode der Diode D14 ist mit einem Kollektor des Schaltelements T04 durch den Widerstand R06 verbunden. Der Widerstand R02 ist zwischen dem Drain des Schaltelements T02 und der Anode der Diode D14 verbunden.
Eine Basis des Schaltelements T03 ist weiter mit einem ersten Anschluss des Widerstands R04 verbunden. Ein zweiter Anschluss des Widerstands R04 ist mit einer Anode der Diode D12 verbunden. Eine Katode der Diode D12 ist mit der Katode der Diode D14 verbunden.
Ein Emitter des Schaltelements T04 ist mit der Masseleitung verbunden. Eine Basis des Schaltelement T04 empfängt eine Eingabe des ersten Ansteuerungssignals Sd1 von der Ladesteuerungsschaltung 60.
Die Zwangsunterbrechungsschaltung 58b weist Widerstände R07, R08 und R09; einen Kondensator C03; eine Diode D15; und ein Schaltelement T05 auf. Das Schaltelement T05 ist in der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise ein n-Kanal-MOSFET.
Eine Anode der Diode D15 ist mit der ES-Eingabeschaltung 74 (siehe 2) verbunden und empfängt eine Eingabe des ES-Signals (des ES-Erlaubnissignals oder des ES-Verbotssignals) von der ES-Eingabeschaltung 74. Eine Katode der Diode D15 ist mit einem Gate des Schaltelements T05 durch den Widerstand R09 verbunden. Eine Source des Schaltelements T05 ist mit der Masseleitung verbunden. Der Widerstand R08 und der Kondensator C03 sind zwischen dem Gate und der Source des Schaltelements T05 verbunden. Ein Drain des Schaltelements T05 ist mit dem Gate der Schaltelemente TOI und T02 durch den Widerstand R07 verbunden.
Bei Eingabe des ES-Erlaubnissignals (d.h. eines Signals mit niedrigem Pegel) an die Zwangsunterbrechungsschaltung 58b wird das Schaltelement T05 ausgeschaltet. In diesem Fall beeinträchtigt die Zwangsunterbrechungsschaltung 58b nicht den Betrieb des Schaltelements T01 oder T02. Insbesondere werden die Schaltelemente T01 und T02 jeweils abhängig davon, ob das erste Ansteuerungssignal Sd1 an die Leitungsschaltschaltung 58 eingegeben wird, eingeschaltet oder ausgeschaltet.
Bei Eingabe des ES-Verbotssignals (d.h. eines Signals mit hohem Pegel) an die Zwangsunterbrechungsschaltung 58b wird das Schaltelement T05 eingeschaltet. In diesem Fall ist ein Potential an dem Gate der Schaltelemente T01 und T02 dasselbe oder nahe an einem Potential der Masseleitung. Somit werden, selbst falls das erste Ansteuerungssignal Sd1 an die Leitungsschaltschaltung 58 eingegeben wird, die Schaltelemente T01 und T02 zwangsweise ausgeschaltet. Mit anderen Worten, das erste Ansteuerungssignal Sd1 wird deaktiviert, während das ES-Verbotssignal in der Leitungsschaltschaltung 58 eingegeben wird.
Bei Eingabe des ersten Ansteuerungssignals Sd1 an die Leitungsschaltschaltung 58, während das ES-Erlaubnissignal an die Zwangsunterbrechungsschaltung 58b eingegeben wird, wird das Schaltelement T04 entsprechend einer Frequenz des ersten Ansteuerungssignals Sd1 periodisch ein- und ausgeschaltet. In Erwiderung auf das periodische Einschalten und Ausschalten des Schaltelements T04 durch das erste Ansteuerungssignal Sd1 arbeitet die Ladungspumpenschaltung 58a. Insbesondere erhöht die Ladungspumpenschaltung 58a Spannungen von Gates der Schaltelemente T01 und T02. Somit werden die Schaltelemente T01 und T02 eingeschaltet (d.h., die Leitungsschaltschaltung 58 wird eingeschaltet).
Die Zwangsunterbrechungsschaltung 58b schaltet die Leitungsschaltschaltung 58 in Erwiderung auf eine Eingabe des ES-Verbotssignals durch Hardwareverarbeitung ohne Durchführen von Softwareverarbeitung zwangsweise aus.
Die Diode D12 verhindert einen Zufluss eines Teils des Ladestroms, der durch die positive Elektrodenleitung 55 fließt, in den Zufuhrweg der zweiten Leistungszufuhrspannung VD. In der vorliegenden Ausführungsform ist während normalen Ladens durch die Ladesteuerungsschaltung 60 der Ladespannungswert Vch innerhalb eines spezifizierten Bereichs, einschließlich beispielsweise 30 V. In der vorliegenden Ausführungsform ist ein Wert der zweiten Leistungszufuhrspannung VD 12 V, was weniger als der Ladespannungswert Vch ist und in hohem Maße von dem Ladespannungswert Vch verschieden ist.
Infolgedessen könnte, falls die Diode D12 nicht vorgesehen ist, ein Teil des Ladestroms, der von dem Drain des Schaltelements T02 ausgegeben wird, durch den Widerstand R02, die Diode D14, den Widerstand R04 und den Widerstand R03 in die Leistungszufuhrschaltung 69 fließen. Somit ist die Diode D12 in der vorliegenden Ausführungsform zum Verhindern eines Zuflusses eines Teils des Ladestroms in die Leistungszufuhrschaltung 69 vorgesehen, wie oben beschrieben wurde.
Wie in 5 gezeigt ist, weist die Vorladeschaltung 59 Widerstände R11, R12, R14, R15 und R16; eine Diode D21, Schaltelemente T11 und T12, eine Begrenzerschaltung 59a und eine Zwangsunterbrechungsschaltung 59b auf. Die Begrenzerschaltung 59a weist einen Widerstand R13 und ein Schaltelement T13 auf. Die Schaltelemente T11, T13 sind in der vorliegenden Ausführungsform jeweils beispielsweise ein PNP-Bipolartransistor. Das Schaltelement T12 ist in der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise ein NPN-Bipolartransistor.
Ein Emitter des Schaltelements T11 ist durch den Widerstand R13 mit der positiven Elektrodenleitung 55 (insbesondere stromaufwärts der Leitungsschaltschaltung 58) verbunden. Somit wird die Ladeleistung, die von dem Hauptumwandler 54 ausgegeben wird, durch die Begrenzerschaltung 59a an den Emitter des Schaltelements T11 eingegeben. In der Begrenzerschaltung 59a ist ein Emitter des Schaltelements T13 mit der positiven Elektrodenleitung 55 verbunden. Eine Basis des Schaltelements T13 ist mit dem Emitter des Schaltelements T11 verbunden. Ein Kollektor des Schaltelements T13 ist mit einer Basis des Schaltelements T11 verbunden. Der Widerstand R11 ist zwischen dem Emitter und der Basis des Schaltelements T11 verbunden.
Ein Kollektor des Schaltelements T11 ist mit einer Anode der Diode D21 verbunden. Eine Katode der Diode D21 ist durch den Widerstand R12 mit der positiven Elektrodenleitung 55 (insbesondere stromabwärts der Leitungsschaltschaltung 58) verbunden.
Die Basis des Schaltelements T11 ist mit einem Kollektor des Schaltelements T12 durch den Widerstand R14 verbunden. Ein Emitter des Schaltelements T12 ist mit der Masseleitung verbunden. Das zweite Ansteuerungssignal Sd2 wird durch den Widerstand R16 an eine Basis des Schaltelements T12 eingegeben. Der Widerstand R15 ist zwischen der Basis und dem Emitter des Schaltelements T12 verbunden.
Die Zwangsunterbrechungsschaltung 59b ist ähnlich der Zwangsunterbrechungsschaltung 58b in der Leitungsschaltschaltung 58 ausgebildet. In der Zwangsunterbrechungsschaltung 59b ist der Drain des Schaltelements T05 mit der Basis des Schaltelements T12 durch den Widerstand R07 verbunden.
In einem Fall, dass das ES-Erlaubnissignal (d.h. ein Signal mit niedrigem Pegel) an die Zwangsunterbrechungsschaltung 59b eingegeben wird, und das Schaltelement T05 ausgeschaltet ist, beeinträchtigt die Zwangsunterbrechungsschaltung 59b nicht den Betrieb des Schaltelements T12. Mit anderen Worten, das Schaltelements T12 wird abhängig davon, ob das zweite Ansteuerungssignal Sd2 an die Vorladeschaltung 59 eingegeben wird, eingeschaltet oder ausgeschaltet.
In Erwiderung auf ein Einschalten des Schaltelements T05 aufgrund einer Eingabe des ES-Verbotssignals (d.h. eines Signals mit hohem Pegel) an die Zwangsunterbrechungsschaltung 59b wird ein Potential der Basis des Schaltelements T12 dasselbe wie oder nahe an dem Potential der Masseleitung. Somit wird das Schaltelement T12, selbst falls das zweite Ansteuerungssignal Sd2 an die Vorladeschaltung 59 eingegeben wird, zwangsweise ausgeschaltet. Mit anderen Worten, während das ES-Verbotssignal an die Vorladeschaltung 59 eingegeben wird, wird das zweite Ansteuerungssignal Sd2 von der Ladesteuerungsschaltung 60 deaktiviert.
Falls das zweite Ansteuerungssignal Sd2 an die Vorladeschaltung 59 eingegeben wird, während das ES-Erlaubnissignal an die Zwangsunterbrechungsschaltung 59b eingegeben wird, wird dann das Schaltelement T12 eingeschaltet. In Erwiderung auf ein Einschalten des Schaltelements T12 wird das Schaltelement T11 eingeschaltet. In Erwiderung auf ein Einschalten des Schaltelements T11 wird der Ladestrom, der von dem Hauptumwandler 54 ausgegeben wird, durch das Schaltelement T11 an den Batteriepack 10 ausgegeben.
Die Zwangsunterbrechungsschaltung 59b schaltet die Vorladeschaltung 59 in Erwiderung auf eine Eingabe des ES-Verbotssignals durch Hardwareverarbeitung ohne Durchführen von Softwareverarbeitung zwangsweise aus. Genauer gesagt wird in der vorliegenden Ausführungsform beispielsweise die Vorladeschaltung 59 ausgeschaltet gehalten, während das ES-Verbotssignal eingegeben wird.
Die Begrenzerschaltung 59a begrenzt den Wert des Ladestroms, der von der Vorladeschaltung 59 auszugeben ist, auf das zuvor genannten spezifizierte Niveau oder weniger (beispielsweise 200 mA oder weniger). D.h., die Begrenzerschaltung 59a ist dazu ausgebildet, das Schaltelement T13 dazu zu veranlassen, eingeschaltet zu werden, falls der Wert des Ladestroms, der an die Begrenzerschaltung 59a eingegeben wird, das zuvor genannte spezifizierte Niveau überschreitet. In Erwiderung auf ein Einschalten des Schaltelements T13 wird das Schaltelement T11 ausgeschaltet, so dass dadurch eine Ausgabe des Ladestroms von der Vorladeschaltung 59 gestoppt wird.
Bei Empfangen einer Eingabe des ES-Verbotssignals, während das erste Ansteuerungssignal Sd1 oder das zweite Ansteuerungssignal Sd2 ausgegeben wird, stoppt die Ladesteuerungsschaltung 60 eine Ausgabe des ersten Ansteuerungssignals Sd1 oder des zweiten Ansteuerungssignals Sd2 durch Softwareverarbeitung. Jedoch gibt es eine bestimmte Zeitverzögerung zwischen der Eingabe des ES-Verbotssignals an die Ladesteuerungsschaltung 60 und einem Stoppen der Ausgabe des ersten Ansteuerungssignals Sd1 oder des zweiten Ansteuerungssignals Sd2 durch die Ladesteuerungsschaltung 60 durch Softwareverarbeitung.
In der vorliegenden Ausführungsform werden jedoch bei Ausgabe des ES-Verbotssignals von der ES-Eingabeschaltung 74 die Leitungsschaltschaltung 58 und die Vorladeschaltung 59 durch Hardwareverarbeitung durch die Zwangsunterbrechungsschaltungen 58b und 59b zwangsweise ausgeschaltet, bevor die Ladesteuerungsschaltung 60 eine Ausgabe des ersten Ansteuerungssignals Sd1 oder des zweiten Ansteuerungssignals Sd2 durch Softwareverarbeitung stoppt.
Bei Aktivierung durch Zufuhr der ersten Leistungszufuhrspannung Vcc an die Ladesteuerungsschaltung 60 führt die Ladesteuerungsschaltung 60 einen Ladegeräthauptprozess (siehe 7 und 8), der unten beschrieben wird, aus. Der Ladegeräthauptprozess weist einen Selbstdiagnoseprozess (oder eine Eigenüberprüfung) (einschließlich S140 in 7 bis S300 in 8) und den oben beschriebenen zweiten Ladesteuerungsprozess (S310 in 8) zum Laden der Batterie 20 auf.
In dem Ladegeräthauptprozess führt die Ladesteuerungsschaltung 60 zunächst den Selbstdiagnoseprozess bei Erfassung einer Anbringung des Batteriepacks 10 an dem Ladegerät 40 aus. Der Selbstdiagnoseprozess ist ein Prozess zum Diagnostizieren, ob das Ladegerät 40 ordnungsgemäß arbeitet. In der vorliegenden Ausführungsform weist der Selbstdiagnoseprozess eine erste Überprüfung bis eine fünfte Überprüfung, die unten beschrieben werden, auf. Bei Erhalten eines Diagnoseergebnisses, dass das Ladegerät 40 ordnungsgemäß arbeitet, in dem Selbstdiagnoseprozess führt die Ladesteuerungsschaltung 60 den zweiten Ladesteuerungsprozess aus. Das Diagnoseergebnis, dass das Ladegerät 40 ordnungsgemäß arbeitet, umfasst beispielsweise ordnungsgemäße Ergebnisse in allen von der ersten Überprüfung bis der fünften Überprüfung.
Die Ladesteuerungsschaltung 60 steuert eine Zufuhr der Ladeleistung an die Batterie 20 in dem zweiten Ladesteuerungsprozess, während eine Datenkommunikation mit dem Batteriepack 10 durchgeführt wird, so dass dadurch die Batterie 20 geladen wird. Insbesondere erhält die Ladesteuerungsschaltung 60 verschiedene Informationen, einschließlich des Ladestrombefehlswerts hinsichtlich eines Ladens der Batterie 20 von dem Batteriepack 10. Die Ladesteuerungsschaltung 60 steuert eine Zufuhr der Ladeleistung an die Batterie 20 basierend auf den erhaltenen verschiedenen Informationen.
Die Ladesteuerungsschaltung 60 startet ein Laden der Batterie 20 in einem Fall, dass ein Laden der Batterie 20 erforderlich ist und das ES-Erlaubnissignal eingegeben wird. Insbesondere gibt die Ladesteuerungsschaltung 60 das Schaltstartsignal Sac aus, so dass dadurch die Schaltsteuerungsschaltung 54c des Hauptumwandlers 54 aktiviert wird.
Nachfolgend bestimmt die Ladesteuerungsschaltung 60, welches von normalem Laden oder Vorladen durchgeführt werden sollte, basierend auf dem gegenwärtigen Batteriespannungswert. Beim Bestimmen zum Durchführen normalen Ladens gibt die Ladesteuerungsschaltung 60 das erste Ansteuerungssignal Sd1 an die Leitungsschaltschaltung 58 aus, so dass dadurch die Leitungsschaltschaltung 58 eingeschaltet wird. Beim Bestimmen zum Durchführen eines Vorladens gibt die Ladesteuerungsschaltung 60 das zweite Ansteuerungssignal Sd2 an die Vorladeschaltung 59 aus, so dass dadurch die Vorladeschaltung 59 aktiviert wird.
Die Ladesteuerungsschaltung 60 stellt auch den CV-Einstellwert Dcv abhängig davon, ob normales Laden durchgeführt wird oder Vorladen durchgeführt wird, ein und gibt den CV-Einstellwert Dcv an die CV-Einstellschaltung 81 aus. Die Ladesteuerungsschaltung 60 gibt ferner ein PWM-Signal, das dem Ladestrombefehlswert, der von der Batteriepack 10 erhalten wird, entspricht, sowie Ausgaben des FB-Ermöglichungssignals Sfb aus.
Infolgedessen wird in dem Hauptumwandler 54 Ladeleistung erzeugt. Durch Ausgabe der Ladeleistung an den Batteriepack 10 wird die Batterie 20 geladen. Die Ladeleistung, die von dem Hauptumwandler 54 ausgegeben wird, wird während normalen Ladens an den Batteriepack 10 durch die Leitungsschaltschaltung 58 ausgegeben, während sie während eines Vorladens an den Batteriepack 10 durch die Vorladeschaltung 59 ausgegeben wird.
Die Ladesteuerungsschaltung 60 lädt die Batterie 20, während die Zellengruppenumschaltschaltung 57 alternierend zwischen einem ersten Verbindungszustand und einem zweiten Verbindungszustand umgeschaltet wird. D.h., die Ladesteuerungsschaltung 60 führt ein Laden der ersten Zellengruppe 21 und ein Laden der zweiten Zellengruppe 22 parallel durch. Ein Umschalten zwischen dem ersten Verbindungszustand und dem zweiten Verbindungszustand kann zu irgendeinem Zeitpunkt durchgeführt werden und kann beispielsweise bei spezifizierten Zeitintervallen (beispielsweise einmal pro Minute) sein.
Falls das ES-Verbotssignal eingegeben wird, lädt dann die Ladesteuerungsschaltung 60 die Batterie 20 nicht. Insbesondere gibt, falls das ES-Verbotssignal eingegeben wird, die Ladesteuerungsschaltung 60 das erste Ansteuerungssignal Sd1, das zweite Ansteuerungssignal Sd2, das Schaltstartsignal Sac, das FB-Ermöglichungssignal oder das PWM-Signal nicht aus. In diesem Fall stoppt der Hauptumwandler 54, und Ladeleistung wird nicht erzeugt.
Ausgestaltung von Arbeitsmaschinenhauptkörper
Wie in 3 gezeigt ist, weist der Arbeitsmaschinenhauptkörper 200 einen positiven Anschluss 201, einen negativen Anschluss 202, einen ES-Anschluss 204 und einen Kommunikationsanschluss 205 auf.
Bei Anbringung des Batteriepacks 10 an den Arbeitsmaschinenhauptkörper 200 werden diese Anschlüsse des Arbeitsmaschinenhauptkörpers 200 mit den Anschlüssen des Batteriepacks 10 verbunden, wie unten beschrieben wird. Der positive Anschluss 201 wird mit dem positiven Anschluss 11 des Batteriepacks 10 verbunden. Der negative Anschluss 202 wird mit dem negativen Anschluss 12 des Batteriepacks 10 verbunden. Der ES-Anschluss 204 wird mit dem ES-Anschluss 14 des Batteriepacks 10 verbunden. Der Kommunikationsanschluss 205 wird mit dem Kommunikationsanschluss 15 des Batteriepacks 10 verbunden.
Der Arbeitsmaschinenhauptkörper 200 weist ferner eine Motoransteuerungsschaltung 211, einen Motor 212, einen Antriebsmechanismus 213, ein Ausgangswerkzeug 214, einen Antriebsschalter 215, eine Schalteransteuerungsschaltung 216, einen Manipulator 217, eine Manipulationserfassungsschaltung 218, eine Antriebssteuerungsschaltung 220, eine ES-Eingabeschaltung 224, eine Kommunikationsschaltung 225 und eine Leistungszufuhrschaltung 230 auf.
Die Batterieleistung wird der Motoransteuerungsschaltung 211 von dem positiven Anschluss 201 und dem negativen Anschluss 202 zugeführt. Die Motoransteuerungsschaltung 211 führt dem Motor 212 basierend auf einem Antriebsbefehl, der von der Antriebssteuerungsschaltung 220 eingegeben wird, elektrische Leistung (elektrischen Strom) zu. Der Motor 212 wird durch die elektrische Leistung, die von der Antriebssteuerungsschaltung 220 zugeführt wird, gedreht. Der Antriebsmechanismus 213 überträgt die Rotation des Motors 212 an das Ausgangswerkzeug 214. Das Ausgangswerkzeug 214 wird durch eine Rotationskraft des Motors 212 durch den Antriebsmechanismus 213 angetrieben. Das Ausgangswerkzeug 214 ist dazu ausgebildet, eine Funktion der elektrischen Arbeitsmaschine zu erreichen, indem es auf ein Arbeitsziel außerhalb des Arbeitsmaschinenhauptkörpers 200 wirkt. Das Ausgangswerkzeug 214 kann beispielsweise eine Drehklinge zum Schneiden von Gras, Bäumen mit kleinem Durchmesser usw. sein. Alternativ kann das Ausgangswerkzeug 214 beispielsweise ein Bohrbit zum Ausbilden eines Lochs in einem Werkstück sein. Weiter alternativ kann das Ausgangswerkzeug 214 beispielsweise ein Blatt zum Blasen oder Ansaugen von Luft sein.
Der Antriebschalter 215 ist in dem Stromweg zwischen dem positiven Anschluss 201 und der Motoransteuerungsschaltung 211 zum Herstellen oder Unterbrechen des Stromwegs angeordnet. Der Antriebsschalter 215 wird durch die Antriebssteuerungsschaltung 220 durch die Schalteransteuerungsschaltung 216 gesteuert.
Der Manipulator 217 wird durch einen Benutzer der elektrischen Arbeitsmaschine manipuliert. Die Manipulationserfassungsschaltung 218 erfasst die Benutzermanipulation des Manipulators 217. Bei Erfassung der Benutzermanipulation gibt die Manipulationserfassungsschaltung 218 ein Manipulationserfassungssignal an die Antriebssteuerungsschaltung 220 aus. Bei Empfangen einer Eingabe des Manipulationserfassungssignals schaltet die Antriebssteuerungsschaltung 220 den Antriebsschalter 215 ein und steuert die Motoransteuerungsschaltung 211 an, so dass dadurch der Motor 212 gedreht wird.
Die Leistungszufuhrschaltung 230 wandelt eine Batteriespannung Vb in eine Steuerungsleistungszufuhrspannung Vdm, die eine Gleichspannung ist, um. Die Steuerungsleistungszufuhrspannung Vdm weist einen Spannungswert kleiner als die Batteriespannung Vb auf. Komponenten, einschließlich der Antriebssteuerungsschaltung 220, in dem Arbeitsmaschinenhauptkörper 200 werden mit der Steuerungsleistungszufuhrspannung Vdm betrieben.
Die ES-Eingabeschaltung 224 ist mit dem ES-Anschluss 204 verbunden. Die Kommunikationsschaltung 225 ist mit dem Kommunikationsanschluss 205 verbunden.
In der vorliegenden Ausführungsform weist die ES-Eingabeschaltung 224 dieselbe Ausgestaltung wie die ES-Eingabeschaltung 74 in dem Ladegerät 40 auf. Insbesondere gibt die ES-Eingabeschaltung 224 das ES-Erlaubnissignal oder das ES-Verbotssignal, die oben beschrieben wurden, aus. Das ES-Verbotssignal wird an die Antriebssteuerungsschaltung 220 und an die Schalteransteuerungsschaltung 216 eingegeben.
Falls das ES-Erlaubnissignal an die Antriebssteuerungsschaltung 220 eingegeben wird, steuert dann die Antriebssteuerungsschaltung 220 den Motor 212 entsprechend der Manipulation des Manipulators 217 an. Falls das ES-Verbotssignal an die Antriebssteuerungsschaltung 220 eingegeben wird, stoppt dann die Antriebssteuerungsschaltung 220 einen Betrieb der Motoransteuerungsschaltung 211 und schaltet den Antriebschalter 215 aus, selbst falls der Manipulator 217 manipuliert wird. Falls das ES-Erlaubnissignal an die Schalteransteuerungsschaltung 216 eingegeben wird, ermöglicht die Schalteransteuerungsschaltung 216 eine Steuerung des Antriebsschalters 215 durch die Antriebssteuerungsschaltung 220. Falls jedoch das ES-Verbotssignal an die Schalteransteuerungsschaltung 216 eingegeben wird, deaktiviert die Schalteransteuerungsschaltung 216 die Steuerung des Antriebsschalters 215 durch die Antriebssteuerungsschaltung 220 und schaltet den Antriebsschalter 215 zwangsweise aus.
Die Kommunikationsschaltung 225 empfängt Daten, die von dem Batteriepack 10 gesendet werden, durch den Kommunikationsanschluss 205 und übermittelt die empfangenen Daten an die Antriebssteuerungsschaltung 220. Die Kommunikationsschaltung 225 sendet die Daten, die von der Antriebssteuerungsschaltung 220 ausgegeben werden, an den Batteriepack 10 durch den Kommunikationsanschluss 205.
Selbstdiagnoseprozess
Als Nächstes wird eine spezifische Beschreibung des Selbstdiagnoseprozesses, der durch die Ladesteuerungsschaltung 60 ausgeführt wird, in Bezug auf 6 angegeben. In der vorliegenden Ausführungsform führt die Ladesteuerungsschaltung 60 in dem Selbstdiagnoseprozess eine Datenkommunikation mit dem Batteriepack 10 durch und ändert absichtlich einen Zustand des Batteriepacks 10 durch die Datenkommunikation. Die Ladesteuerungsschaltung 60 führt zumindest eine Überprüfung sowohl vor als auch nach der Änderung in dem Zustand des Batteriepacks 10 durch. Genauer gesagt führt die Ladesteuerungsschaltung 60 in der vorliegenden Ausführungsform die erste bis fünfte Überprüfung sequenziell durch. Während sequenziellen Durchführens der ersten bis fünften Überprüfung ändert die Ladesteuerungsschaltung 60 den Zustand des Batteriepacks 10. Der Selbstdiagnoseprozess wird gestartet, während der ES-Erlaubnisbefehl von dem Batteriepack 10 eingegeben wird, d.h., während das ES-Erlaubnissignal von der ES-Eingabeschaltung 74 ausgegeben wird.
Wie in 6 gezeigt ist, führt bei Anbringung des Batteriepacks 10 an dem Ladegerät 40 die Ladesteuerungsschaltung 60 eine Datenkommunikation (einen anfänglichen Kommunikationsprozess, der unten beschrieben wird) mit dem Batteriepack 10 durch, bevor der Selbstdiagnoseprozess gestartet wird. Durch Durchführen des anfänglichen Kommunikationsprozesses veranlasst die Ladesteuerungsschaltung 60 den Batteriepack 10, die Anbringung des Batteriepacks 10 an dem Ladegerät 40 zu erkennen.
Vor der Anbringung des Batteriepacks 10 an dem Ladegerät 40 gibt der Batteriepack 10 den ES-Verbotsbefehl von dem ES-Anschluss 14 aus. Bei Erkennen der Anbringung des Batteriepacks 10 an dem Ladegerät 40 durch die Datenkommunikation mit dem Ladegerät 40 gibt der Batteriepack 10 den ES-Erlaubnisbefehl von dem ES-Anschluss 14 aus, wie in 6 gezeigt ist.
Wie in 6 gezeigt ist, ist, während der ES-Verbotsbefehl von dem Batteriepack 10 ausgegeben wird, das ES-Signal, das an die Ladesteuerungsschaltung 60 einzugeben ist, das ES-Verbotssignal. Bei Ausgabe des ES-Erlaubnisbefehls von dem Batteriepack 10 wird das ES-Signal, das an die Ladesteuerungsschaltung 60 einzugeben ist, zu dem ES-Erlaubnissignal geändert. Die Ladesteuerungsschaltung 60 startet den Selbstdiagnoseprozess bei Eingabe des ES-Erlaubnissignals an die Ladesteuerungsschaltung 60 nach Durchführen des anfänglichen Kommunikationsprozesses. Nach Starten des Selbstdiagnoseprozesses führt die Ladesteuerungsschaltung 60 zunächst die erste Überprüfung durch.
Ein Hauptzweck der ersten Überprüfung ist es, zu bestätigen, ob die Schaltsteuerungsschaltung 54c in dem Hauptumwandler 54 ordnungsgemäß arbeitet.
Die Ladesteuerungsschaltung 60 stellt das Ladegerät 40 auf einen Anfangszustand ein und führt die erste Überprüfung durch. Wie in 6 gezeigt ist, sind in dem Anfangszustand das Schaltstartsignal Sac, das FB-Ermöglichungssignal Sfb, das erste Ansteuerungssignal Sd1 und das zweite Ansteuerungssignal Sd2 ausgeschaltet, und auch ein Einstellwert des PWM-Signals ist auf 0 mA eingestellt. In der vorliegenden Ausführungsform bedeutet ein Einschaltzustand eines Signals ein Ausgeben des Signals, und ein Ausschaltzustand eines Signals bedeutet, dass das Signal nicht ausgegeben wird.
Falls kein Fehlerzustand der Schaltsteuerungsschaltung 54c während der ersten Überprüfung vorliegt, arbeitet dann die Schaltsteuerungsschaltung 54c nicht, und der Hauptschalter 54b bleibt ausgeschaltet. In diesem Fall sind der Ladestromwert Ich und der Ladespannungswert Vch jeweils ein Wert von null oder nahe an null.
Falls ein Fehlerzustand der Schaltsteuerungsschaltung 54c vorliegt und die Schaltsteuerungsschaltung 54c beispielsweise durchgeht (wegläuft), kann eine Ladeleistung von dem Hauptumwandler 54 ausgegeben werden. In diesem Fall kann ein Ladespannungswert Vth beispielsweise auf denselben Wert wie jenen während des normalen Ladens (beispielsweise ungefähr 37 V) oder größer zunehmen, so dass dadurch ein Ladestromwert Ith zunimmt.
Somit erhält die Ladesteuerungsschaltung 60 den Ladespannungswert Vch und den Ladestromwert Ich und führt die erste Überprüfung basierend auf diesen Werten durch. Die Ladesteuerungsschaltung 60 erhält den Ladestromwert Ich basierend auf dem Stromerfassungssignal Si, das an die Ladesteuerungsschaltung 60 eingegeben wird, und erhält den Ladespannungswert Vch basierend auf dem Ladespannungssignal, das an die Ladesteuerungsschaltung 60 eingegeben wird.
Die Ladesteuerungsschaltung 60 bestimmt, dass die Schaltsteuerungsschaltung 54c ordnungsgemäß arbeitet, falls der Ladespannungswert Vch kleiner als ein erster Spannungsschwellenwert Vth1 ist, und auch der Ladestromwert Ich kleiner als ein erster Stromschwellenwert Ith1 ist. In diesem Fall bestimmt die Ladesteuerungsschaltung 60 ein Ergebnis der ersten Überprüfung als normal. Die Ladesteuerungsschaltung 60 bestimmt, dass die Schaltsteuerungsschaltung 54c nicht ordnungsgemäß arbeitet, falls der Ladespannungswert Vch gleich oder größer als der erste Spannungsschwellenwert Vth1 ist, oder der Ladestromwert Ich gleich oder größer als der erste Stromschwellenwert Ith1 ist. Ist in diesem Fall bestimmt die Ladesteuerungsschaltung 60 ein Ergebnis der ersten Überprüfung als nicht ordnungsgemäß.
Der erste Spannungsschwellenwert Vth1 und der erste Stromschwellenwert Ith1 können irgendein Wert sein. In der vorliegenden Ausführungsform ist beispielsweise der erste Spannungsschwellenwert Vth1 30 V und der erste Stromschwellenwert Ith1 ist 0,5 A.
Falls das Ergebnis der ersten Überprüfung „normal“ ist, führt die Ladesteuerungsschaltung 60 dann die zweite Überprüfung durch. Ein Hauptzweck der zweiten Überprüfung ist es, zu bestätigen, ob das Schaltstartsignal Sac ordnungsgemäß funktioniert. Eine ordnungsgemäße Funktion des Schaltstartsignals Sac bedeutet, dass keine Ladeleistung von dem Hauptumwandler 54 ausgegeben wird, während das Schaltstartsignal Sac ausgeschaltet ist (mit anderen Worten, ein Stoppsignal von der Schaltstarterschaltung 67 ausgegeben wird).
Die Ladesteuerungsschaltung 60 nimmt verschiedene Einstellungsänderungen zum Durchführen der zweiten Überprüfung vor und führt dann die zweite Überprüfung durch. Wie in 6 gezeigt ist, umfassen die verschiedenen Einstellungsänderungen zum Durchführen der zweiten Überprüfung ein Ausschalten des Schaltstartsignals Sac, des ersten Ansteuerungssignals Sd1 und des zweiten Ansteuerungssignals Sd2; ein Einschalten des FB-Ermöglichungssignals Sfb; und ein Einstellen eines Einstellwerts des PWM-Signals auf einen spezifizierten Wert (beispielsweise 1000 mA), der während des normalen Ladens eingestellt werden kann.
Bei verschiedenen Einstellungsänderungen zum Durchführen der zweiten Überprüfung wird das Schaltsteuerungssignal zum Erzeugen eines Ladestroms von 1000 mA von der Ausgabeeinstellschaltung 64 an die Schaltsteuerungsschaltung 54c eingegeben. Jedoch ist das Schaltstartsignal Sac ausgeschaltet, gibt die Schaltstarterschaltung 67, falls sie in einem Nichtfehlerzustand ist, das Stoppsignal aus. Bei Eingabe des Stoppsignals von der Schaltstarterschaltung 67 wird die Schaltsteuerungsschaltung 54c, falls sie in einem Nichtfehlerzustand ist, nicht aktiviert. Mit anderen Worten, falls das Schaltstartsignal Sac ordnungsgemäß funktioniert, wird dann die Schaltsteuerungsschaltung 54c nicht aktiviert. Somit sind der Ladestromwert Ich und der Ladespannungswert Vch jeweils ein Wert von null oder nahe an null.
Falls das Schaltstartsignal Sac nicht ordnungsgemäß funktioniert und die Schaltsteuerungsschaltung 54c basierend auf dem Schaltsteuerungssignal ungeachtet eines Ausschaltens des Schaltstartsignals Sac arbeitet, kann dann Ladeleistung erzeugt werden. In diesem Fall kann der Ladespannungswert Vth derselbe Wert wie jener während des normalen Ladens sein (beispielsweise ungefähr 37 V), und der Ladestromwert Ith kann ein Wert (beispielsweise ungefähr 1 A), der einem Einstellwert des PWM-Signals entspricht, sein.
Dementsprechend erhält die Ladesteuerungsschaltung 60 den Ladestromwert Ich und den Ladespannungswert Vch in der zweiten Überprüfung ähnlich der ersten Überprüfung. Die Ladesteuerungsschaltung 60 bestimmt, dass das Schaltstartsignal Sac ordnungsgemäß funktioniert, falls der Ladespannungswert Vch kleiner als der erste Spannungsschwellenwert Vth1 ist, und auch der Ladestromwert Ich kleiner als der erste Stromschwellenwert Ith1 ist. In diesem Fall bestimmt die Ladesteuerungsschaltung 60 ein Ergebnis der zweiten Überprüfung als normal. Die Ladesteuerungsschaltung 60 bestimmt, dass das Schaltstartsignal Sac nicht ordnungsgemäß funktioniert, falls der Ladespannungswert Vch gleich oder größer als der erste Spannungsschwellenwert Vth1 ist, oder der Ladestromwert Ich gleich oder größer als der erste Stromschwellenwert Ith1 ist. In diesem Fall bestimmt die Ladesteuerungsschaltung 60 ein Ergebnis der zweiten Überprüfung als nicht ordnungsgemäß.
Falls das Ergebnis der zweiten Überprüfung normal ist, führt dann die Ladesteuerungsschaltung 60 die dritte Überprüfung durch. Ein Hauptzweck der dritten Überprüfung ist es, zu bestätigen, ob das FB-Ermöglichungssignal Sfb ordnungsgemäß funktioniert. Eine ordnungsgemäße Funktion des FB-Ermöglichungssignals Sfb bedeutet, dass Ladestrom nicht von dem Hauptumwandler 54 ausgegeben wird, während das FB-Ermöglichungssignal Sfb ausgeschaltet ist (mit anderen Worten, das Schaltsteuerungssignal nicht von dem ersten Fotokoppler 83 ausgegeben wird).
Die Ladesteuerungsschaltung 60 nimmt verschiedene Einstellungsänderungen zum Durchführen der dritten Überprüfung vor und führt dann die dritte Überprüfung durch. Wie in 6 gezeigt ist, umfassen verschiedene Einstellungsänderungen zum Durchführen der dritten Überprüfung ein Ausschalten des FB-Ermöglichungssignals Sfb und ein Einschalten des Schaltstartsignals Sac nach einem Ausschalten des FB-Ermöglichungssignals Sfb.
Bei den verschiedenen Einstellungsänderungen zum Durchführen der dritten Überprüfung deaktiviert, falls das FB-Ermöglichungssignals Sfb ordnungsgemäß funktioniert, die Ausgabeeinstellschaltung 64 das Differentialsignal Dif und gibt das Schaltsteuerungssignal zum Stoppen einer Ausgabe des Ladestroms aus.
Falls das FB-Ermöglichungssignal Sfb nicht ordnungsgemäß funktioniert, kann das Schaltsteuerungssignal entsprechend dem Differentialsignal Dif von dem ersten Fotokoppler 83 ausgegeben werden, und die Schaltsteuerungsschaltung 54c kann entsprechend dem Schaltsteuerungssignal arbeiten. Gründe, dass das FB-Ermöglichungssignal Sfb nicht ordnungsgemäß funktioniert, können beispielsweise einen Fehlerzustand in einem Übertragungsweg des FB-Ermöglichungssignals Sfb von der Ladesteuerungsschaltung 60 zu dem ersten Fotokoppler 83 und einen Fehlerzustand des ersten Fotokopplers 83 umfassen. Falls die Schaltsteuerungsschaltung 54c basierend auf dem Schaltsteuerungssignal entsprechend dem Differentialsignal Dif arbeitet, kann dann der Ladespannungswert Vth derselbe wie jener während normalen Ladens (beispielsweise ungefähr 37 V) sein, und der Ladestromwert Ith kann ein Wert (beispielsweise ungefähr 1 A), der einem Einstellwert des PWM-Signals entspricht, sein.
Dementsprechend erhält die Ladesteuerungsschaltung 60 den Ladestromwert Ich und den Ladespannungswert Vch in der dritten Überprüfung ähnlich der ersten Überprüfung. Die Ladesteuerungsschaltung 60 bestimmt, dass das FB-Ermöglichungssignal Sfb ordnungsgemäß funktioniert, falls der Ladespannungswert Vch kleiner als der erste Spannungsschwellenwert Vth1 ist, und auch der Ladestromwert Ich kleiner als der erste Stromschwellenwert Ith1 ist. In diesem Fall bestimmt die Ladesteuerungsschaltung 60 ein Ergebnis der dritten Überprüfung als normal. Die Ladesteuerungsschaltung 60 bestimmt, dass das FB-Ermöglichungssignal Sfb nicht ordnungsgemäß funktioniert, falls der Ladespannungswert Vch gleich oder größer als der erste Spannungsschwellenwert Vth1 ist, oder der Ladestromwert Ich gleich oder größer als der erste Stromschwellenwert Ith1 ist. In diesem Fall bestimmt die Ladesteuerungsschaltung 60 das Ergebnis der dritten Überprüfung als nicht ordnungsgemäß.
Falls das Ergebnis der dritten Überprüfung normal ist, führt dann die Ladesteuerungsschaltung 60 die vierte Überprüfung durch. Ein Hauptzweck der vierten Überprüfung ist es, zu bestätigen, ob die Leitungsschaltschaltung 58 durch Hardwareverarbeitung (d.h. durch die Zwangsunterbrechungsschaltung 58b) in Erwiderung auf eine Eingabe des ES-Verbotsbefehls von dem Batteriepack 10 zwangsweise ausgeschaltet wird, selbst falls die Ladesteuerungsschaltung 60 das erste Ansteuerungssignal Sd1 ausgibt.
Die Ladesteuerungsschaltung 60 bestimmt verschiedene Einstellungsänderungen zum Durchführen der vierten Überprüfung und führt dann die vierte Überprüfung durch. Wie in 6 gezeigt ist, umfassen die verschiedenen Einstellungsänderungen zum Durchführen der vierten Überprüfung ein absichtliches Veranlassen des Batteriepacks 10, den ES-Verbotsbefehl auszugeben. Insbesondere sendet die Ladesteuerungsschaltung 60 eine ES-Verbotsanforderung an den Batteriepack 10 durch Datenkommunikation. Die ES-Verbotsanforderung fordert den Batteriepack 10 dazu auf, den ES-Verbotsbefehl auszugeben. Mit anderen Worten, die ES-Verbotsanforderung fordert die Batteriesteuerungsschaltung 23 dazu auf, einen Verbotsbefehl auszugeben. Bei Empfang der ES-Verbotsanforderung von dem Ladegerät 40 gibt die Batteriesteuerungsschaltung 23 den Verbotsbefehl an die ES-Ausgabeschaltung 24 aus, selbst falls der Batteriepack 10 nicht in einem spezifischen Fehlerzustand ist. Somit wird bei Senden der ES-Verbotsanforderung an den Batteriepack 10 der ES-Verbotsbefehl von dem ES-Anschluss 14 des Batteriepacks 10 ausgegeben. Infolgedessen wird der ES-Verbotsbefehl an den ES-Anschluss 44 des Ladegeräts 40 eingegeben, und das ES-Verbotssignal wird von der ES-Eingabeschaltung 74 ausgegeben. Wie in 6 gezeigt ist, umfassen die verschiedenen Einstellungsänderungen zum Durchführen der vierten Überprüfung ferner ein sequenzielles Einschalten des ersten Ansteuerungssignals Sd1 und des FB-Ermöglichungssignals Sfb.
Bei den verschiedenen Einstellungsänderungen zum Durchführen der vierten Überprüfung wird, falls das ES-Verbotssignal ordnungsgemäß funktioniert (d.h., die Zwangsunterbrechungsschaltung 58b entsprechend dem ES-Verbotssignal ordnungsgemäß arbeitet), die Leitungsschaltschaltung 58 zwangsweise ausgeschaltet, selbst falls das erste Ansteuerungssignal Sd1 ausgegeben wird. In diesem Fall wird die Ladeleistung, die in dem Hauptumwandler 54 erzeugt wird, nicht von der Leitungsschaltschaltung 58 ausgegeben. D.h., obwohl der Ladespannungswert Vch derselbe wie der Wert während normalen Ladens (beispielsweise ungefähr 37 V) ist, ist der Ladestromwert Ith ein Wert von null oder nahe an null.
Falls das ES-Verbotssignal nicht ordnungsgemäß funktioniert, kann die Leitungsschaltschaltung 58 durch die Hardwareverarbeitung entsprechend dem ES-Verbotssignal möglicherweise nicht ausgeschaltet werden. Gründe, dass das ES-Verbotssignal nicht ordnungsgemäß funktioniert, können beispielsweise ein Fehlerzustand der Zwangsunterbrechungsschaltung 58b und keine Eingabe des ES-Verbotssignals an die Zwangsunterbrechungsschaltung 58b sein. Falls die Leitungsschaltschaltung 58 nicht durch die Hardwareverarbeitung ausgeschaltet wird, kann dann der Ladestromwert Ith ein Wert (beispielsweise ungefähr 1 A), der einem Einstellwert des PWM-Signals entspricht, sein.
Dementsprechend erhält die Ladesteuerungsschaltung 60 den Ladestromwert Ich und den Ladespannungswert Vch in der vierten Überprüfung. Die Ladesteuerungsschaltung 60 bestimmt, dass die Leitungsschaltschaltung 58 durch den ES-Verbotsbefehl ordnungsgemäß ausgeschaltet wird, falls der Ladespannungswert Vch gleich oder größer als ein zweiter Spannungsschwellenwert Vth2 ist, und auch der Ladestromwert Ich kleiner als der erste Stromschwellenwert Ith1 ist. In diesem Fall bestimmt die Ladesteuerungsschaltung 60 ein Ergebnis der vierten Überprüfung als normal. Die Ladesteuerungsschaltung 60 bestimmt, dass die Leitungsschaltschaltung 58 durch den ES-Verbotsbefehl nicht ordnungsgemäß ausgeschaltet wird, falls der Ladespannungswert Vch kleiner als der zweite Spannungsschwellenwert Vth2 ist, oder der Ladestromwert Ich gleich oder größer als der erste Stromschwellenwert Ith1 ist. In diesem Fall bestimmt die Ladesteuerungsschaltung 60 das Ergebnis der vierten Überprüfung als nicht ordnungsgemäß.
Falls das Ergebnis der vierten Überprüfung normal ist, führt die Ladesteuerungsschaltung 60 dann die fünfte Überprüfung durch. Ein Hauptzweck der fünften Überprüfung ist es, zu bestätigen, ob die Vorladeschaltung 59 durch Hardwareverarbeitung (d.h. durch die Zwangsunterbrechungsschaltung 59b) in Erwiderung auf eine Eingabe des ES-Verbotsbefehls von dem Batteriepack 10 zwangsweise ausgeschaltet wird, selbst falls die Ladesteuerungsschaltung 60 das zweite Ansteuerungssignal Sd2 ausgibt.
Die Ladesteuerungsschaltung 60 führt einen Überprüfungsvorbereitungsprozess zum Durchführen der fünften Überprüfung durch, und führt dann die fünfte Überprüfung durch. Der Überprüfungsvorbereitungsprozess weist einen ersten Vorbereitungsprozess, einen zweiten Vorbereitungsprozess und einen dritten Vorbereitungsprozess auf. Wie in 6 gezeigt ist, weist der erste Vorbereitungsprozess ein Ausschalten des ersten Ansteuerungssignals Sd1 und ein Einschalten des zweiten Ansteuerungssignals Sd2 auf. Der zweite Vorbereitungsprozess wird nach Ausführung des ersten Vorbereitungsprozesses ausgeführt. Der zweite Vorbereitungsprozess weist ein Erhalten des Ladestromwerts Ich und ein Speichern des erhaltenen Ladestromwerts Ich als einen Ladestromhaltewert Ich0 auf. Falls das ES-Verbotssignal ordnungsgemäß funktioniert, ist dann der Ladestromhaltewert Ich0, der in dem zweiten Vorbereitungsprozess gespeichert wird, ein Wert von null oder nahe an null.
Der dritte Vorbereitungsprozess wird nach Ausführung des zweiten Vorbereitungsprozesses ausgeführt. Wie in 6 gezeigt ist, weist der dritte Vorbereitungsprozess ein Senden einer ES-Erlaubnisanforderung an den Batteriepack 10 durch Datenkommunikation auf. Bei Empfang der ES-Erlaubnisanforderung von dem Ladegerät 40 bestimmt die Batteriesteuerungsschaltung 23, die den Verbotsbefehl ausgibt, ob der spezifische Fehlerzustand in dem Batteriepack 10 vorliegt. Falls der spezifische Fehlerzustand nicht vorliegt, gibt die Batteriesteuerungsschaltung 23 dann den Erlaubnisbefehl an die ES-Ausgabeschaltung 24 aus. Somit wird bei Senden der ES-Erlaubnisanforderung an den Batteriepack 10 der ES-Erlaubnisbefehl von dem ES-Anschluss 14 des Batteriepacks 10 ausgegeben. Infolgedessen wird der ES-Erlaubnisbefehl an den ES-Anschluss 44 des Ladegeräts 40 eingegeben, wird das ES-Erlaubnissignal von der ES-Eingabeschaltung 74 ausgegeben.
Nach Ausführen des Überprüfungsvorbereitungsprozesses und Bestätigen einer Ausgabe des ES-Erlaubnissignals führt die Ladesteuerungsschaltung 60 die fünfte Überprüfung durch. Insbesondere erhält die Ladesteuerungsschaltung 60 zunächst den gegenwärtigen Ladestromwert Ich. Dann bestimmt die Ladesteuerungsschaltung 60, ob eine Differenz (die nachfolgend als eine „Stromabweichung“ bezeichnet wird) zwischen dem erhaltenen Ladestromwert Ich und dem Ladestromhaltewert Ich0, der in dem zweiten Vorbereitungsprozess gespeichert wird, größer als ein zweiter Stromschwellenwert Ith2 ist. Falls die Stromabweichung größer als der zweite Stromschwellenwert Ith2 ist, bestimmt dann die Ladesteuerungsschaltung 60, dass die Vorladeschaltung 59 entsprechend dem ES-Verbotsbefehl zwangsweise ausgeschaltet wird. In diesem Fall bestimmt die Ladesteuerungsschaltung 60 ein Ergebnis der fünften Überprüfung als normal. Falls die Stromabweichung gleich oder kleiner als ein zweiter Stromschwellenwert Ith2 ist, bestimmt dann die Ladesteuerungsschaltung 60, dass die Vorladeschaltung 59 nicht zwangsweise ausgeschaltet wird, selbst falls der ES-Verbotsbefehl empfangen wird. In diesem Fall bestimmt die Ladesteuerungsschaltung 60 das Ergebnis der fünften Überprüfung als nicht ordnungsgemäß.
Falls das Ergebnis der fünften Überprüfung normal ist, beendet dann die Ladesteuerungsschaltung 60 den Selbstdiagnoseprozess, und die Ladesteuerungsschaltung 60 kehrt zu einem Anfangszustand zurück. Insbesondere schaltet, wie in 6 gezeigt ist, die Ladesteuerungsschaltung 60 das Schaltstartsignal Sac, das FB-Ermöglichungssignal Sfb, das erste Ansteuerungssignal Sd1 und das zweite Ansteuerungssignal Sd2 aus und stellt auch den Einstellwert des PWM-Signals auf 0 mA ein. Nach Beenden des Selbstdiagnoseprozesses startet die Ladesteuerungsschaltung 60 den Ladegerätladesteuerungsprozess, so dass dadurch ein Laden der Batterie 20 gestartet wird.
Ladegeräthauptprozess
Eine Beschreibung des Ladegeräthauptprozesses, der durch die Ladesteuerungsschaltung 60 ausgeführt wird, wird in Bezug auf 7 und 8 angegeben. Bei Aktivierung der Ladesteuerungsschaltung 60 startet die Ladesteuerungsschaltung 60 den Ladegeräthauptprozess.
Nach Starten des Ladegeräthauptprozesses führt die Ladesteuerungsschaltung 60 in S110 einen anfänglichen Prozess aus. Der anfängliche Prozess weist einen Prozess eines Einstellens des Ladegeräts 40 in dem Anfangszustand, der oben beschrieben wurde, auf. Insbesondere schaltet die Ladesteuerungsschaltung 60 das Schaltstartsignal Sac, das FB-Ermöglichungssignal Sfb, das erste Ansteuerungssignal Sd1 und das zweite Ansteuerungssignal Sd2 aus und stellt auch den Einstellwert des PWM-Signals auf 0 mA ein (d.h., stellt die relative Einschaltdauer des PWM-Signals auf beispielsweise null ein).
In S120 bestimmt die Ladesteuerungsschaltung 60, ob der Batteriepack 10 an dem Ladegerät 40 angebracht ist. Während der Batteriepack 10 nicht an dem Ladegerät 40 angebracht ist, führt die Ladesteuerungsschaltung 60 wiederholt die Bestimmung in S120 durch. Bei Anbringung des Batteriepacks 10 an dem Ladegerät 40 schreitet der vorliegende Prozess zu S130 voran.
In S130 führt die Ladesteuerungsschaltung 60 einen anfänglichen Kommunikationsprozess aus. Insbesondere führt die Ladesteuerungsschaltung 60 eine Datenkommunikation mit der Batteriesteuerungsschaltung 23 durch, so dass dadurch die Batteriesteuerungsschaltung 23 dazu veranlasst wird, zu erkennen, dass der Batteriepack 10 an dem Ladegerät 40 angebracht ist. Falls der Batteriepack 10 nicht an irgendeiner Vorrichtung angebracht ist, gibt die Batteriesteuerungsschaltung 23 dann den Verbotsbefehl an die ES-Ausgabeschaltung 24 aus. Bei Erkennung, dass der Batteriepack 10 an dem Ladegerät 40 angebracht ist, bestimmt die Batteriesteuerungsschaltung 23, ob der Batteriepack 10 in dem spezifischen Fehlerzustand ist. Falls der Batteriepack 10 nicht in dem spezifischen Fehlerzustand ist, gibt die Batteriesteuerungsschaltung 23 dann den Erlaubnisbefehl an die ES-Ausgabeschaltung 24 aus. Infolgedessen wird der ES-Erlaubnisbefehl von dem ES-Anschluss 14 ausgegeben.
In S130 wartet nach Durchführen der oben beschriebenen Datenkommunikation die Ladesteuerungsschaltung 60 auf ein Empfangen des ES-Erlaubnisbefehls von dem Batteriepack 10. Bei Bestätigung, dass der ES-Erlaubnisbefehl von dem Batteriepack 10 empfangen wird, basierend auf einer Eingabe des ES-Erlaubnissignals an die Ladesteuerungsschaltung 60, schreitet die Ladesteuerungsschaltung 60 zu S140 voran.
In S140 führt die Ladesteuerungsschaltung 60 die erste Überprüfung durch. Insbesondere erhält die Ladesteuerungsschaltung 60 den Ladespannungswert Vch und den Ladestromwert Ich und bestimmt, ob der Ladespannungswert Vch kleiner als der erste Spannungsschwellenwert Vth1 (beispielsweise 30 V) ist, und auch der Ladestromwert Ich kleiner als der erste Stromschwellenwert Ith1 (beispielsweise 0,5 A) ist. Falls der Ladespannungswert Vch gleich oder größer als der erste Spannungsschwellenwert Vth1 ist, oder der Ladestromwert Ich gleich oder größer als der erste Stromschwellenwert Ith1 ist, schreitet der vorliegende Prozess dann zu S320 voran. In S320 bestimmt die Ladesteuerungsschaltung 60 das Ergebnis der ersten Überprüfung als nicht ordnungsgemäß und führt einen ersten Fehlerprozess aus. Nach Ausführen des ersten Fehlerprozesses in S320 beendet die Ladesteuerungsschaltung 60 den Ladegeräthauptprozess.
Falls in S140 bestimmt wird, dass der Ladespannungswert Vch kleiner als der erste Spannungsschwellenwert Vth1 ist, und auch der Ladestromwert Ich kleiner als der erste Stromschwellenwert Ith1 ist, bestimmt die Ladesteuerungsschaltung 60 dann das Ergebnis der ersten Überprüfung als normal und schreitet zu S150 voran.
In S150 nimmt die Ladesteuerungsschaltung 60 verschiedene Einstellungsänderungen zum Durchführen der zweiten Überprüfung vor, wie oben beschrieben wurde. Insbesondere schaltet die Ladesteuerungsschaltung 60 das FB-Ermöglichungssignal Sfb ein und ändert auch den Einstellwert des PWM-Signals auf den zuvor genannten spezifischen Wert (beispielsweise 1000 mA).
In S160 führt die Ladesteuerungsschaltung 60 die zweite Überprüfung durch. Insbesondere erhält die Ladesteuerungsschaltung 60 den Ladespannungswert Vch und den Ladestromwert Ich und bestimmt, ob der Ladespannungswert Vch kleiner als der erste Spannungsschwellenwert Vth1 ist, und auch der Ladestromwert Ich kleiner als der erste Stromschwellenwert Ith1 ist. Falls der Ladespannungswert Vch gleich oder größer als der erste Spannungsschwellenwert Vth1 ist, oder der Ladestromwert Ich gleich oder größer als der erste Stromschwellenwert Ith1 ist, schreitet der vorliegende Prozess dann zu S330 voran. In S330 bestimmt die Ladesteuerungsschaltung 60 das Ergebnis der zweiten Überprüfung als nicht ordnungsgemäß und führt einen zweiten Fehlerprozess aus. Nach Ausführen des zweiten Fehlerprozesses in S330 beendet die Ladesteuerungsschaltung 60 den Ladegeräthauptprozess.
In S160 bestimmt, falls der Ladespannungswert Vch kleiner als der erste Spannungsschwellenwert Vth1 ist, und auch der Ladestromwert Ich kleiner als der erste Stromschwellenwert Ith1 ist, der Ladesteuerungsprozess 60 das Ergebnis der zweiten Überprüfung als normal und schreitet zu S170 voran.
In S170 nimmt die Ladesteuerungsschaltung 60 die verschiedenen Einstellungsänderungen zum Durchführen der dritten Überprüfung vor. Insbesondere schaltet die Ladesteuerungsschaltung 60 zunächst das FB-Ermöglichungssignal Sfb aus. Dann schaltet die Ladesteuerungsschaltung 60 das Schaltstartsignal Sac ein.
In S180 führt die Ladesteuerungsschaltung 60 die dritte Überprüfung durch. Insbesondere erhält die Ladesteuerungsschaltung 60 den Ladespannungswert Vch und den Ladestromwert Ich und bestimmt, ob der Ladespannungswert Vch kleiner als der erste Spannungsschwellenwert Vth1 ist, und auch der Ladestromwert Ich kleiner als der erste Stromschwellenwert Ith1 ist. Falls der Ladespannungswert Vch gleich oder größer als der erste Spannungsschwellenwert Vth1 ist, oder der Ladestromwert Ich gleich oder größer als der erste Stromschwellenwert Ith1 ist, schreitet der vorliegende Prozess dann zu S340 voran. In S340 bestimmt die Ladesteuerungsschaltung 60 das Ergebnis der dritten Überprüfung als nicht ordnungsgemäß und führt den dritten Fehlerprozess aus. Nach Ausführen des dritten Fehlerprozesses in S340 beendet die Ladesteuerungsschaltung 60 den Ladegeräthauptprozess.
In S180 bestimmt, falls der Ladespannungswert Vch kleiner als der erste Spannungsschwellenwert Vth1 ist, und auch der Ladestromwert Ich kleiner als der erste Stromschwellenwert Ith1 ist, die Ladesteuerungsschaltung 60 das Ergebnis der dritten Überprüfung als normal und schreitet zu S190 voran.
In S190 sendet die Ladesteuerungsschaltung 60 die ES-Verbotsanforderung an den Batteriepack 10 durch Datenkommunikation. In S200 wartet die Ladesteuerungsschaltung 60 für eine spezifizierte Zeitlänge. Die spezifizierte Zeitlänge kann irgendeine Zeitlänge sein. Die spezifizierte Zeitlänge kann beispielsweise eine Zeitlänge länger als eine Zeit von einem Zeitpunkt eines Sendens der ES-Verbotsanforderung zu einem Zeitpunkt eines Ausgebens des ES-Verbotsbefehls von dem Batteriepack 10 in Erwiderung auf die ES-Verbotsanforderung sein.
In S210 bestimmt die Ladesteuerungsschaltung 60, ob eine Ausgabe des ES-Verbotsbefehls von dem Batteriepack 10 bestätigt wird. Insbesondere bestimmt die Ladesteuerungsschaltung 60, dass der ES-Verbotsbefehl von dem Batteriepack 10 ausgegeben wird, bei Eingabe des ES-Verbotssignals an die Ladesteuerungsschaltung 60. Falls eine Ausgabe des ES-Verbotsbefehls nicht bestätigt wird, führt die Ladesteuerungsschaltung 60 dann einen ersten Kommunikationsfehlerprozess in S350 aus und beendet den Ladegeräthauptprozess. Falls eine Ausgabe des ES-Verbotsbefehls bestätigt wird, schreitet die Ladesteuerungsschaltung 60 dann zu S220 voran (siehe 8).
In S220 schaltet die Ladesteuerungsschaltung 60 das erste Ansteuerungssignal Sd1 ein und schaltet dann das FB-Ermöglichungssignal Sfb ein. Die Ladesteuerungsschaltung 60 kann das FB-Ermöglichungssignal Sfb vor einem Einschalten des ersten Ansteuerungssignals Sd1 einschalten oder kann das erste Ansteuerungssignal Sd1 und das FB-Ermöglichungssignal Sfb zu derselben Zeit einschalten.
In S230 führt die Ladesteuerungsschaltung 60 die vierte Überprüfung durch. Insbesondere erhält die Ladesteuerungsschaltung 60 den Ladespannungswert Vch und den Ladestromwert Ich und bestimmt, ob der Ladespannungswert Vch gleich oder größer als der zweite Spannungsschwellenwert Vth2 ist, und auch der Ladestromwert Ich kleiner als der erste Stromschwellenwert Ith1 ist. Falls der Ladespannungswert Vch kleiner als der zweite Spannungsschwellenwert Vth2 ist, oder der Ladestromwert Ich gleich oder größer als der erste Stromschwellenwert Ith1 ist, schreitet der vorliegende Prozess dann zu S360 voran. In S360 bestimmt die Ladesteuerungsschaltung 60 das Ergebnis der vierten Überprüfung als nicht ordnungsgemäß und führt den vierten Fehlerprozess durch. Nach Ausführen des vierten Fehlerprozesses in S360 beendet die Ladesteuerungsschaltung 60 den Ladegeräthauptprozess.
In S230 bestimmt, falls der Ladespannungswert Vch gleich oder größer als der zweite Spannungsschwellenwert Vth2 ist, und auch der Ladestromwert Ich kleiner als der erste Stromschwellenwert Ith1 ist, die Ladesteuerungsschaltung 60 das Ergebnis der vierten Überprüfung als ordnungsgemäß und schreitet zu S240 voran.
In S240 führt die Ladesteuerungsschaltung 60 den ersten Vorbereitungsprozess durch, wie oben beschrieben wurde. Insbesondere schaltet die Ladesteuerungsschaltung 60 das erste Ansteuerungssignal Sd1 aus und schaltet das zweite Ansteuerungssignal Sd2 ein. In S250 führt die Ladesteuerungsschaltung 60 den zweiten Vorbereitungsprozess durch. Insbesondere erhält die Ladesteuerungsschaltung 60 den Ladestromwert Ich und speichert den Ladestromwert Ich als einen Ladestromhaltewert Ich0.
In S260 führt die Ladesteuerungsschaltung 60 den dritten Vorbereitungsprozess, der oben beschrieben wurde, aus. Insbesondere sendet die Ladesteuerungsschaltung 60 die ES-Erlaubnisanforderung an den Batteriepack 10 durch Datenkommunikation. In S270 wartet die Ladesteuerungsschaltung 60 für eine spezifizierte Zeitlänge. Die spezifizierte Zeitlänge kann irgendeine Zeitlänge sein. Die spezifizierte Zeitlänge kann beispielsweise eine Zeitlänge länger als eine Zeit von einem Zeitpunkt eines Sendens der ES-Erlaubnisanforderung zu einem Zeitpunkt eines Ausgebens des ES-Erlaubnisbefehls von dem Batteriepack 10 in Erwiderung auf die ES-Erlaubnisanforderung sein.
In S280 bestimmt die Ladesteuerungsschaltung 60, ob eine Ausgabe des ES-Erlaubnisbefehls von dem Batteriepack 10 bestätigt wird. Insbesondere bestimmt die Ladesteuerungsschaltung 60, dass der ES-Erlaubnisbefehl von dem Batteriepack 10 ausgegeben wird, bei Eingabe des ES-Erlaubnissignals an die Ladesteuerungsschaltung 60. Falls eine Ausgabe des ES-Erlaubnisbefehls nicht bestätigt wird, führt die Ladesteuerungsschaltung 60 dann in S370 einen zweiten Kommunikationsfehlerprozess aus und beendet den Ladegeräthauptprozess. Falls eine Ausgabe des ES-Erlaubnisbefehls bestätigt wird, schreitet die Ladesteuerungsschaltung 60 dann zu S290 voran.
In S290 führt die Ladesteuerungsschaltung 60 die fünfte Überprüfung durch. Insbesondere berechnet die Ladesteuerungsschaltung 60 die oben beschriebene Stromabweichung (die Differenz zwischen dem gegenwärtigen Ladestromwert Ich und dem Ladestromhaltewert Ich0) und bestimmt, ob die Stromabweichung größer als der zweite Stromschwellenwert Ith2 (beispielsweise 100 mA) ist. Falls die Stromabweichung gleich oder kleiner als der zweite Stromschwellenwert Ith2 ist, führt die Ladesteuerungsschaltung 60 dann in S380 einen fünften Fehlerprozess aus und beendet den Ladegeräthauptprozess. Falls die Stromabweichung größer als der zweite Stromschwellenwert Ith2 ist, bestimmt die Ladesteuerungsschaltung 60 dann das Ergebnis der fünften Überprüfung als normal und schreitet zu S300 voran.
In S300 beendet die Ladesteuerungsschaltung 60 den Selbstdiagnoseprozess in Erwiderung darauf, dass alle Überprüfungsergebnisse in dem Selbstdiagnoseprozess normal sind, und führt einen Vorbereitungsprozess zum Laden der Batterie 20 aus. Insbesondere kehrt die Ladesteuerungsschaltung 60 zu dem Anfangszustand zurück, wie oben beschrieben wurde. Mit anderen Worten, die Ladesteuerungsschaltung 60 kehrt zu einem Zustand, unmittelbar bevor die erste Überprüfung durchgeführt wird, zurück. Dann führt die Ladesteuerungsschaltung 60 in S310 den zweiten Ladesteuerungsprozess aus, so dass dadurch das Laden der Batterie 20 gesteuert wird.
Der erste Fehlerprozess (S320), der zweite Fehlerprozess (S330), der dritte Fehlerprozess (S340), der vierte Fehlerprozess (S360), der fünfte Fehlerprozess (S380), der erste Kommunikationsfehlerprozess (S350), und der zweite Kommunikationsfehlerprozess (S370) können jeweils irgendein Prozess sein. Beispielsweise kann jeder Prozess einen Prozess eines Anzeigens eines entsprechenden Bestimmungsergebnisses auf einem Bildschirm oder eines Mitteilens eines entsprechenden Bestimmungsergebnisses durch Audio aufweisen.
Batteriehauptprozess
Als Nächstes wird eine Beschreibung eines Batteriehauptprozesses, der durch die Batteriesteuerungsschaltung 23 des Batteriepacks 10 auszuführen ist, in Bezug auf 9 beschrieben. Bei Aktivierung der Batteriesteuerungsschaltung 23 startet die Batteriesteuerungsschaltung 23 den Batteriehauptprozess. Die Batteriesteuerungsschaltung 23 ist dazu ausgebildet, bei ihrer Aktivierung den Verbotsbefehl an die ES-Ausgabeschaltung 24 auszugeben.
Nach Starten des Batteriehauptprozesses bestimmt die Batteriesteuerungsschaltung 23 in S510, ob der Batteriepack 10 mit irgendeiner externen Vorrichtung (beispielsweise dem Ladegerät 40, dem Arbeitsmaschinenhauptkörper 200 usw.) verbunden ist. Während der Batteriepack 10 nicht mit irgendeiner externen Vorrichtung verbunden ist, wiederholt die Batteriesteuerungsschaltung 23 die Bestimmung in S510. Bei Verbinden des Batteriepacks 10 mit einer externen Vorrichtung schreitet der vorliegende Prozess zu S520 voran.
In der vorliegenden Ausführungsform nehme man eine Situation an, in der in S510 aufgrund einer Anbringung des Batteriepacks 10 an dem Ladegerät 40 bestimmt wird, dass der Batteriepack 10 an einer externen Vorrichtung angebracht wird. Nachfolgend wird eine Beschreibung von Prozessen, die in dem Batteriehauptprozess enthalten sind, die in S520 und nachfolgenden Schritten auszuführen sind, falls der Batteriepack 10 an dem Ladegerät 40 angebracht wird, angegeben.
In S520 führt die Batteriesteuerungsschaltung 23 einen anfänglichen Kommunikationsprozess aus. Insbesondere führt die Batteriesteuerungsschaltung 23 eine Datenkommunikation mit der Ladesteuerungsschaltung 60 durch, so dass dadurch eine Anbringung des Batteriepacks 10 an dem Ladegerät 40 erkannt wird. In S530 wechselt die Batteriesteuerungsschaltung 23 zu einem Lademodus. Der Lademodus ist ein Modus, in dem ein Laden der Batterie 20 durch die Ladeleistung von dem Ladegerät 40 gesteuert wird.
In S540 bestimmt die Batteriesteuerungsschaltung 23, ob es möglich ist, den ES-Erlaubnisbefehl auszugeben. Insbesondere bestimmt die Batteriesteuerungsschaltung 23, ob der Batteriepack 10 in dem zuvor genannten spezifischen Fehlerzustand ist. Falls der Batteriepack 10 in dem spezifischen Fehlerzustand ist, bestimmt die Batteriesteuerungsschaltung 23 dann, dass es unmöglich ist, den ES-Erlaubnisbefehl auszugeben, und schreitet zu S560 voran. Falls der Batteriepack 10 nicht in dem spezifischen Fehlerzustand ist, bestimmt die Batteriesteuerungsschaltung 23 dann, dass es möglich ist, den ES-Erlaubnisbefehl auszugeben, und schreitet zu S550 voran. In S550 gibt die Batteriesteuerungsschaltung 23 den Erlaubnisbefehl an die ES-Ausgabeschaltung 24 aus. Infolgedessen wird der ES-Erlaubnisbefehl von dem ES-Anschluss 14 ausgegeben.
In S560 empfängt die Batteriesteuerungsschaltung 23 die ES-Verbotsanforderung (siehe S190 in 7), die von dem Ladegerät 40 gesendet wird. In S570 gibt die Batteriesteuerungsschaltung 23 den Verbotsbefehl an die ES-Ausgabeschaltung in Erwiderung auf ein Empfangen der ES-Verbotsanforderung von dem Ladegerät 40 aus, selbst falls der Batteriepack 10 nicht in dem spezifischen Fehlerzustand ist. Infolgedessen wird der ES-Verbotsbefehl von dem ES-Anschluss 14 ausgegeben.
In S580 empfängt die Batteriesteuerungsschaltung 23 die ES-Erlaubnisanforderung (siehe S260 in 8), die von dem Ladegerät 40 gesendet wird. In S590 bestimmt die Batteriesteuerungsschaltung 23, ob es möglich ist, den ES-Erlaubnisbefehl auszugeben, in Erwiderung auf ein Empfangen der ES-Erlaubnisanforderung von dem Ladegerät 40, ähnlich S540. Falls es unmöglich ist, den ES-Erlaubnisbefehl auszugeben, schreitet der vorliegende Prozess dann zu S610 voran. Falls es möglich ist, den ES-Erlaubnisbefehl auszugeben, schreitet der vorliegende Prozess dann zu S600 voran.
In S600 gibt die Batteriesteuerungsschaltung 23 den Erlaubnisbefehl an ES-Ausgabeschaltung 24 aus. Infolgedessen wird der ES-Erlaubnisbefehl von dem ES-Anschluss 14 ausgegeben. In S610 führt die Batteriesteuerungsschaltung 23 den oben beschriebenen ersten Ladesteuerungsprozess aus, so dass dadurch ein Laden der Batterie 20 durch die Ladeleistung von dem Ladegerät 40 gesteuert wird.
Eine ergänzende Beschreibung des Ladesystems der vorliegenden Ausführungsform wird angegeben. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Ladegerät 40 imstande, zu diagnostizieren, ob Datenkommunikation mit dem Batteriepack 10 ordnungsgemäß durchgeführt werden kann.
Man nehme eine Situation an, in der ein Fehlerzustand, der ordnungsgemäße Datenkommunikation zwischen dem Ladegerät 40 und dem Batteriepack 10 unmöglich macht, in dem Ladesystem vorliegt. In diesem Fall kann der ES-Verbotsbefehl nicht von dem Batteriepack 10 eingegeben werden, selbst falls das Ladegerät 40 in S190 in 7 die ES-Verbotsanforderung an den Batteriepack 10 sendet. Auch kann der ES-Erlaubnisbefehl nicht von dem Batteriepack 10 eingegeben werden, selbst falls das Ladegerät 40 in S260 in 8 die ES-Erlaubnisanforderung an den Batteriepack 10 sendet.
In der vorliegenden Ausführungsform führt die Ladesteuerungsschaltung 60 den ersten Kommunikationsfehlerprozess in S350 aus, falls eine Ausgabe des ES-Verbotsbefehls von dem Batteriepack 10 in S210 in 7 nicht bestätigt wird. Auch führt die Ladesteuerungsschaltung 60 den zweiten Kommunikationsfehlerprozess in S370 aus, falls eine Ausgabe des ES-Erlaubnisbefehls von dem Batteriepack 10 in S280 in 8 nicht bestätigt wird. Dementsprechend kann, falls ein Fehlerzustand in dem Ladesystem vorliegt, der ordnungsgemäße Datenkommunikation zwischen dem Ladegerät 40 und dem Batteriepack 10 unmöglich macht, ein Benutzer des Ladegeräts 40 das Vorliegen des Fehlerzustands in dem Ladesystem durch den ersten Kommunikationsfehlerprozess oder den zweiten Kommunikationsfehlerprozess erkennen.
Ein Ladegerät gemäß dem Stand der Technik erlaubt eine Selbstdiagnose einer Schaltung selbst als ein Diagnoseziel (einer Zielschaltung). Jedoch wird angenommen, dass in einem Fall, dass die Zielschaltung dazu ausgebildet ist, mit einem Batteriepack verbunden zu werden, es für das Ladegerät gemäß dem Stand der Technik schwierig ist, einen Fehlerzustand (beispielsweise eine Trennung) in einer anderen Schaltung (beispielsweise einer Verkabelung, einem Stecker oder dergleichen), die die Zielschaltung mit einem Batteriepack verbindet, zu erfassen.
Im Gegensatz dazu kann die Ladesteuerungsschaltung 60 der vorliegenden Ausführungsform einen Fehlerzustand in einer anderen Schaltung, die die Zielschaltung mit einem Batteriepack 10 verbindet, erfassen. Insbesondere nehme man beispielsweise eine Situation des Ladegeräts 40 an, in der ein Fehlerzustand in einem Verkabelungssystem von dem ES-Anschluss 44 durch die ES-Eingabeschaltung 74 zu der Leitungsschaltschaltung 58 und/oder der Vorladeschaltung 59 vorliegt. In diesem Fall kann ein ordnungsgemäßes ES-Signal, das dem ES-Befehl von dem Batteriepack 10 entspricht, nicht an die Leitungsschaltschaltung 58 und/oder die Vorladeschaltung 59 eingegeben werden. Jedoch kann selbst in einem Fall eines derartigen Fehlerzustands der Benutzer des Ladegeräts 40 ein Vorliegen des Fehlerzustands durch den Prozess von S210 oder S280 erkennen.
Während einer Ausführung des Selbstdiagnoseprozesses in dem Ladegerät 40 kann der ES-Befehl von dem Batteriepack 10 in Erwiderung auf eine Statusänderung des Batteriepacks 10 unbeabsichtigt geändert werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird die ES-Verbotsanforderung an den Batteriepack 10 gesendet (S190), bevor die vierte Überprüfung basierend auf dem ES-Befehl (S230) durchgeführt wird, und die ES-Erlaubnisanforderung wird an den Batteriepack 10 gesendet (S260), bevor die fünfte Überprüfung basierend auf dem ES-Befehl (S290) durchgeführt wird. Dementsprechend kann die Ladesteuerungsschaltung 60 jede von der vierten Überprüfung und der fünften Überprüfung in einem Zustand, dass der ordnungsgemäße ES-Befehl, der einem Zweck der Überprüfung entspricht, von dem Batteriepack 10 an das Ladegerät 40 eingegeben wird, durchführen.
Die Batteriesteuerungsschaltung 23 entspricht einem Beispiel einer Informationsausgabeschaltung in der vorliegenden Offenbarung. Der ES-Verbotsbefehl entspricht einem Beispiel einer Fehlerzustandsinformation in der vorliegenden Offenbarung, und der ES-Erlaubnisbefehl entspricht einem Beispiel einer Nichtfehlerzustandsinformation in der vorliegenden Offenbarung. Der Hauptumwandler 54 entspricht einem Beispiel einer Ladeleistungserzeugungsschaltung in der vorliegenden Offenbarung. Die Leitungsschaltschaltung 58 entspricht einem Beispiel einer funktionalen Schaltung in der vorliegenden Offenbarung. Die ES-Verbotsanforderung entspricht einem Beispiel einer Fehlerzustandsinformationsanforderung in der vorliegenden Offenbarung, und die ES-Erlaubnisanforderung entspricht einer Entfernungsanforderung in der vorliegenden Offenbarung. Die positive Elektrodenleitung 55 entspricht einem Beispiel eines elektrischen Leistungswegs in der vorliegenden Offenbarung. Die Schaltelemente T01, T02 entsprechen einem Beispiel einer Schalterschaltung in der vorliegenden Offenbarung. Die Vorladeschaltung 59 entspricht einem Beispiel einer separaten funktionalen Schaltung, einer Vorladeschaltung und einer zweiten Zwangsunterbrechungsschaltung in der vorliegenden Offenbarung. Die Zwangsunterbrechungsschaltung 58b entspricht einem Beispiel einer ersten Zwangsunterbrechungsschaltung in der vorliegenden Offenbarung. Die Zwangsunterbrechungsschaltung 59b entspricht einem Beispiel einer zweiten Zwangsunterbrechungsschaltung in der vorliegenden Offenbarung. Die ES-Eingabeschaltung 74 entspricht einem Beispiel einer Empfangsschaltung in der vorliegenden Offenbarung. Der spezifische Fehlerzustand entspricht einem Beispiel eines ersten Fehlerzustands.
Ein Prozess in S190 entspricht einem Beispiel eines Fehlerzustandsinformationsanforderungsprozesses in der vorliegenden Offenbarung. Ein Prozess in S210 entspricht einem Beispiel eines Fehlerzustandsinformationsbestätigungsprozesses. Ein Prozess in S230 entspricht einem Beispiel eines Betriebsinformationsbeschaffungsprozesses und eines ersten Diagnoseprozesses in der vorliegenden Offenbarung. Ein Prozess in S350 entspricht einem Beispiel eines Kommunikationsfehlerprozesses in der vorliegenden Offenbarung. Jeder von Prozessen in S140, S160 und S180, d.h. die erste Überprüfung, die zweite Überprüfung und die dritte Überprüfung, entspricht einem Beispiel eines zweiten Diagnoseprozesses in der vorliegenden Offenbarung. Ein Prozess in S260 entspricht einem Beispiel eines Entfernungsanforderungsprozesses in der vorliegenden Offenbarung. Ein Prozess in S290 entspricht einem Beispiel eines dritten Diagnoseprozesses in der vorliegenden Offenbarung.
[Andere Ausführungsformen]
Obwohl eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung oben beschrieben worden ist, ist die vorliegende Offenbarung nicht auf die oben beschriebene Ausführungsform beschränkt, sondern kann in verschiedenen abgewandelten Ausgestaltungen praktiziert werden.
(1) In der oben beschriebenen Ausführungsform sind Ziele der vierten Überprüfung und der fünften Überprüfung die Leitungsschaltschaltung 58 und die Vorladeschaltung 59. Jedoch kann das Ziel die Leitungsschaltschaltung 58 oder die Vorladeschaltung 59 sein. Das Ziel kann eine andere Schaltung als die Leitungsschaltschaltung 58 und die Vorladeschaltung 59 aufweisen.
(2) Die Ladesteuerungsschaltung 60 kann die vierte Überprüfung ähnlich der fünften Überprüfung basierend auf der Stromabweichung durchführen. Die Ladesteuerungsschaltung 60 kann die fünfte Überprüfung ähnlich der vierten Überprüfung basierend auf dem Ladestromwert Ich und dem Ladespannungswert Vch durchführen. Die Ladesteuerungsschaltung 60 kann auch die fünfte Überprüfung basierend auf lediglich dem Ladestromwert Ich oder dem Ladespannungswert Vch durchführen.
(3) In der oben beschriebenen Ausführungsform ist eine Anforderung zum Bestimmen des Ergebnisses der ersten Überprüfung als normal, dass die folgenden zwei Bedingungen simultan erfüllt sind: eine Bedingung, dass der Ladespannungswert Vch kleiner als der erste Spannungsschwellenwert Vth1 ist, und eine Bedingung, dass der Ladestromwert Ich kleiner als der erste Stromschwellenwert Ith1 ist. Jedoch kann das Ergebnis der ersten Überprüfung als normal bestimmt werden, falls mindestens eine der zuvor genannten zwei Bedingungen erfüllt ist. Beispielsweise kann in der ersten Überprüfung das Ergebnis als normal bestimmt werden, falls der Ladespannungswert Vch kleiner als der erste Spannungsschwellenwert Vth ist, ohne eine Bestimmung basierend auf dem Ladestromwert Ich durchzuführen. Dasselbe ist auf die zweite Überprüfung, die dritte Überprüfung und die vierte Überprüfung anwendbar.
(4) In der oben beschriebenen Ausführungsform werden fünf Überprüfungen (die erste Überprüfung bis die fünfte Überprüfung) in dem Selbstdiagnoseprozess durchgeführt; jedoch können vier oder weniger Überprüfungen oder sechs oder mehr Überprüfungen durchgeführt werden. Auch kann jede Art von Überprüfung in jeder dieser Überprüfungen durchgeführt werden.
(5) In der oben beschriebenen Ausführungsform wird der Selbstdiagnoseprozess ausgeführt, nachdem der Batteriepack 10 an dem Ladegerät 40 angebracht ist, und bevor ein Laden der Batterie 20 gestartet wird; jedoch kann der Selbstdiagnoseprozess zu irgendeinem Zeitpunkt ausgeführt werden. Auch kann der Selbstdiagnoseprozess zwei oder mehr Male ausgeführt werden, während der Batteriepack 10 an dem Ladegerät 40 angebracht ist.
(6) In der oben beschriebenen Ausführungsform wird, falls das Ergebnis irgendeiner Überprüfung in dem Selbstdiagnoseprozess als nicht ordnungsgemäß bestimmt wird, der entsprechende Fehlerprozess ausgeführt, ohne nachfolgende Überprüfungen durchzuführen, wie in Bezug auf 7 und 8 beschrieben wurde. Jedoch können ungeachtet jedes Überprüfungsergebnisses alle Überprüfungen (die erste Überprüfung bis die fünfte Überprüfung in der oben beschriebenen Ausführungsform) durchgeführt werden.
(7) Eine Mehrzahl von Funktionen, die durch ein einzelnes Element in der oben beschriebenen Ausführungsform durchgeführt werden, kann auch durch eine Mehrzahl von Elementen erreicht werden, oder eine Funktion, die durch ein einzelnes Element durchgeführt wird, kann durch eine Mehrzahl von Elementen erreicht werden. Auch kann eine Mehrzahl von Funktionen, die durch eine Mehrzahl von Elementen durchgeführt wird, durch ein einzelnes Element erreicht werden, oder eine Funktion, die durch eine Mehrzahl von Elementen durchgeführt wird, kann durch ein einzelnes Element erreicht werden. Ferner kann ein Teil einer Ausgestaltung in der oben beschriebenen Ausführungsform weggelassen werden. Außerdem kann zumindest ein Teil einer Ausgestaltung in der oben beschriebenen Ausführungsform zu einer anderen Ausgestaltungen in der oben beschriebenen Ausführungsform hinzugefügt werden oder kann diese ersetzen.
Es wird explizit erklärt, dass alle Merkmale, die in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbart sind, dazu bestimmt sind, separat und unabhängig voneinander sowohl für den Zweck der ursprünglichen Offenbarung als auch für den Zweck der Beschränkung der beanspruchten Erfindung unabhängig von der Zusammenstellung der Merkmale in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen offenbart zu werden. Es wird explizit erklärt, dass alle Wertebereiche oder Angaben von Gruppen von Objekten jeden möglichen Zwischenwert oder jedes mögliche dazwischen liegende Objekt sowohl für den Zweck der ursprünglichen Offenbarung als auch für den Zweck der Beschränkung der beanspruchten Erfindung, insbesondere zur Bestimmung der Grenzen von Wertebereichen offenbaren.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 5576264 [0002]

Claims

Ladesystem, mit: einem Batteriepack (100), der dazu ausgebildet ist, abnehmbar an einer elektrischen Arbeitsmaschine (200) angebracht zu werden; und einem Ladegerät (40), das derart ausgebildet ist, dass der Batteriepack abnehmbar an dem Ladegerät angebracht wird, welcher Batteriepack aufweist: eine Batterie (20), die dazu ausgebildet ist, mit Ladeleistung, die von dem Ladegerät zugeführt wird, geladen zu werden; und einer Informationsausgabeschaltung (23), die dazu ausgebildet ist, eine Fehlerzustandsinformation in Erwiderung darauf, dass der Batteriepack in einem ersten Fehlerzustand ist, auszugeben, welche Fehlerzustandsinformation angibt, dass der Batteriepack in dem ersten Fehlerzustand ist, welche Informationsausgabeschaltung dazu ausgebildet ist, eine Nichtfehlerzustandsinformation in Erwiderung darauf, dass der Batteriepack nicht in dem ersten Fehlerzustand ist, auszugeben, welche Nichtfehlerzustandsinformation angibt, dass der Batteriepack nicht in dem ersten Fehlerzustand ist, welche Informationsausgabeschaltung dazu ausgebildet ist, die Fehlerzustandsinformation in Erwiderung darauf, dass (i) der Batteriepack nicht in dem ersten Fehlerzustand ist und auch (ii) die Informationsausgabeschaltung eine Fehlerzustandsinformationsanforderung empfängt, auszugeben, und welche Fehlerzustandsinformationsanforderung den Batteriepack dazu auffordert, die Fehlerzustandsinformation auszugeben, und welches Ladegerät aufweist: eine Ladeleistungserzeugungsschaltung (54), die dazu ausgebildet ist, die Ladeleistung zu erzeugen; eine Empfangsschaltung (74), die dazu ausgebildet ist, die Fehlerzustandsinformation und die Nichtfehlerzustandsinformation zu empfangen; eine funktionale Schaltung (58), die dazu ausgebildet ist, eine erste Funktion in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Nichtfehlerzustandsinformation empfängt, durchzuführen, und welche funktionale Schaltung dazu ausgebildet ist, eine zweite Funktion in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Fehlerzustandsinformation empfängt, durchzuführen; und eine Ladesteuerungsschaltung (60), die separat von der funktionalen Schaltung vorgesehen ist, welche Ladesteuerungsschaltung dazu ausgebildet ist, einen Fehlerzustandsinformationsanforderungsprozess, einen Betriebsinformationsbeschaffungsprozess und einen ersten Diagnoseprozess auszuführen, welcher Fehlerzustandsinformationsanforderungsprozess einen Prozess eines Sendens der Fehlerzustandsinformationsanforderung in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Nichtfehlerzustandsinformation empfängt, aufweist, welcher Betriebsinformationsbeschaffungsprozess einen Prozess eines Beschaffens einer Betriebsinformation in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Fehlerzustandsinformation empfängt, aufweist, welche Fehlerzustandsinformation von dem Batteriepack in Erwiderung auf den Fehlerzustandsinformationsanforderungsprozess gesendet wird, welche Betriebsinformation einen Betriebszustand der funktionalen Schaltung angibt, und welcher erste Diagnoseprozess einen Prozess eines Diagnostizierens, ob die funktionale Schaltung ordnungsgemäß arbeitet, basierend auf der beschafften Betriebsinformation aufweist.
Ladesystem nach Anspruch 1, bei dem die erste Funktion ein Erlauben einer Ausgabe der Ladeleistung an den Batteriepack aufweist, und bei dem die zweite Funktion ein Verhindern einer Ausgabe der Ladeleistung an den Batteriepack aufweist.
Ladesystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Ladesteuerungsschaltung ferner dazu ausgebildet ist, einen Fehlerzustandsinformationsbestätigungsprozess auszuführen, welcher Fehlerzustandsinformationsbestätigungsprozess einen Prozess eines Bestimmens, ob die Empfangsschaltung die Fehlerzustandsinformation, die in Erwiderung auf den Fehlerzustandsinformationsanforderungsprozess gesendet wird, empfangen hat, aufweist.
Ladesystem nach Anspruch 3, bei dem die Ladesteuerungsschaltung ferner dazu ausgebildet ist, einen Kommunikationsfehlerprozess in Erwiderung auf eine Bestimmung, dass die Empfangsschaltung die Fehlerzustandsinformation nicht empfangen hat, in dem Fehlerzustandsinformationsbestätigungsprozess auszuführen.
Ladesteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Ladesteuerungsschaltung ferner dazu ausgebildet ist, einen zweiten Diagnoseprozess in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Nichtfehlerzustandsinformation empfängt, auszuführen, welcher zweite Diagnoseprozess einen Prozess eines Diagnostizierens, ob eine dritte Funktion in dem Ladegerät ordnungsgemäß durchgeführt wird, aufweist.
Ladesteuerungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Ladesteuerungsschaltung ferner dazu ausgebildet ist, einen Entfernungsanforderungsprozess auszuführen, welcher Entfernungsanforderungsprozess einen Prozess eines Sendens einer Entfernungsanforderung an den Batteriepack in Erwiderung auf eine Ausführung des Betriebsinformationsbeschaffungsprozesses durch die Ladesteuerungsschaltung aufweist, und bei dem die Informationsausgabeschaltung dazu ausgebildet ist, die Nichtfehlerzustandsinformation in Erwiderung auf ein Empfangen der Entfernungsanforderung durch den Batteriepack, der nicht in dem ersten Fehlerzustand ist, auszugeben.
Ladesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem das Ladesystem ferner einen elektrischen Leistungsweg (55), der dazu ausgebildet ist, die Ladeleistung dem Batteriepack zuzuführen, aufweist, und bei dem die funktionale Schaltung aufweist: eine Schalterschaltung (T01, T02), die dazu ausgebildet ist, den elektrischen Leistungsweg in Erwiderung auf ein Empfangen eines ersten Ansteuerungssignals herzustellen, welche Schalterschaltung dazu ausgebildet ist, den elektrischen Leistungsweg in Erwiderung auf ein Nichtempfangen des ersten Ansteuerungssignals zu unterbrechen; und eine erste Zwangsunterbrechungsschaltung (58b), die dazu ausgebildet ist, das erste Ansteuerungssignal in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Fehlerzustandsinformation empfängt, zu deaktivieren, so dass dadurch der elektrische Leistungsweg durch die Schalterschaltung unterbrochen wird.
Ladesystem nach Anspruch 7, bei dem die Ladesteuerungsschaltung dazu ausgebildet ist, das erste Ansteuerungssignal in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Nichtfehlerzustandsinformation empfängt, auszugeben, und bei dem die Ladesteuerungsschaltung dazu ausgebildet ist, eine Ausgabe des ersten Ansteuerungssignals in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Fehlerzustandsinformation empfängt, zu stoppen.
Ladesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das Ladegerät ferner eine separate funktionale Schaltung (59) aufweist, die dazu ausgebildet ist, eine vierte Funktion in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Nichtfehlerzustandsinformation empfängt, durchzuführen, welche separate funktionale Schaltung dazu ausgebildet ist, eine fünfte Funktion in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Fehlerzustandsinformation empfängt, durchzuführen, welche fünfte Funktion von der vierten Funktion verschieden ist, und bei dem die Ladesteuerungsschaltung ferner dazu ausgebildet ist, einen dritten Diagnoseprozess auszuführen, welcher dritte Diagnoseprozess einen Prozess eines Diagnostizierens, ob die separate funktionale Schaltung ordnungsgemäß arbeitet, durch Vergleichen eines ersten Betriebszustands mit einem zweiten Betriebszustand aufweist, welcher erste Betriebszustand einem Betriebszustand der separaten funktionalen Schaltung in dem Ladegerät, das die Nichtfehlerzustandsinformation empfängt, entspricht, und welcher zweite Betriebszustand einem Betriebszustand der separaten funktionalen Schaltung in dem Ladegerät, das die Fehlerzustandsinformation, die in Erwiderung auf den Fehlerzustandsinformationsanforderungsprozess gesendet wird, empfängt, entspricht.
Ladesystem nach Anspruch 9, bei dem die separate funktionale Schaltung aufweist: eine Vorladeschaltung (59), die dazu ausgebildet ist, die Ladeleistung aufzunehmen, welche Vorladeschaltung dazu ausgebildet ist, eine Vorladeleistung in Erwiderung auf ein Empfangen eines zweiten Ansteuerungssignals auszugeben, welche Vorladeleistung der Ladeleistung, die innerhalb eines voreingestellten Bereichs begrenzt ist, entspricht; und eine zweite Zwangsunterbrechungsschaltung (59b), die dazu ausgebildet ist, einen Betrieb der Vorladeschaltung in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Nichtfehlerzustandsinformation empfängt, zuzulassen, welche zweite Zwangsunterbrechungsschaltung dazu ausgebildet ist, das zweite Ansteuerungssignal in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Fehlerzustandsinformation empfängt, zu deaktivieren, so dass dadurch eine Ausgabe der Vorladeleistung von der Vorladeschaltung deaktiviert wird, und bei dem die Batterie dazu ausgebildet ist, mit der Vorladeleistung, die von dem Ladegerät zugeführt wird, geladen zu werden.
Ladesystem nach Anspruch 10, bei dem die Ladesteuerungsschaltung dazu ausgebildet ist, das zweite Ansteuerungssignal in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Nichtfehlerzustandsinformation empfängt, auszugeben, und bei dem die Ladesteuerungsschaltung dazu ausgebildet ist, eine Ausgabe des zweiten Ansteuerungssignals in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Fehlerzustandsinformation empfängt, zu stoppen.
Ladesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 11, bei dem der erste Fehlerzustand entspricht: einem Zustand des Batteriepacks, in dem ein Entladen von der Batterie gestoppt werden sollte; und/oder einem Zustand des Batteriepacks, in dem ein Laden der Batterie gestoppt werden sollte.
Ladesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem der erste Fehlerzustand entspricht: einem Zustand des Batteriepacks, in dem ein Spannungswert der Batterie kleiner als ein Spannungsuntergrenzenwert ist; einem Zustand des Batteriepacks, in dem ein Wert eines Entladestroms von der Batterie einen Stromobergrenzenwert überschreitet; und/oder einem Zustand des Batteriepacks, in dem eine Temperatur der Batterie eine Obergrenzentemperatur überschreitet.
Batteriepack, mit: einem Anschluss (11; 12; 13; 14; 15), der dazu ausgebildet ist, selektiv mit einer bzw. einem von einer elektrischen Arbeitsmaschine (200) und einem Ladegerät (40) verbunden zu werden; einer Batterie (20), die dazu ausgebildet ist, mit Ladeleistung, die von dem Ladegerät zugeführt wird, geladen zu werden; und einer Informationsausgabeschaltung (23), die dazu ausgebildet ist, eine Fehlerzustandsinformation in Erwiderung darauf, dass der Batteriepack in einem ersten Fehlerzustand ist, auszugeben, welche Fehlerzustandsinformation angibt, dass der Batteriepack in dem ersten Fehlerzustand ist, welche Informationsausgabeschaltung dazu ausgebildet ist, eine Nichtfehlerzustandsinformation in Erwiderung darauf, dass der Batteriepack nicht in dem ersten Fehlerzustand ist, auszugeben, welche Nichtfehlerzustandsinformation angibt, dass der Batteriepack nicht in dem ersten Fehlerzustand ist, welche Informationsausgabeschaltung dazu ausgebildet ist, die Fehlerzustandsinformation in Erwiderung darauf, dass (i) der Batteriepack nicht in dem ersten Fehlerzustand ist und auch (ii) die Informationsausgabeschaltung eine Fehlerzustandsinformationsanforderung von dem Ladegerät empfängt, auszugeben, und welche Fehlerzustandsinformationsanforderung den Batteriepack dazu auffordert die Fehlerzustandsinformation auszugeben.
Ladegerät, mit: einem Anschluss (41; 42; 43), der derart ausgebildet ist, dass ein Batteriepack (10) abnehmbar mit dem Anschluss verbunden wird, welcher Anschluss dazu ausgebildet ist, dem Batteriepack Ladeleistung zuzuführen, und welcher Batteriepack dazu ausgebildet ist, abnehmbar mit einer elektrischen Arbeitsmaschine verbunden zu werden; einer Ladeleistungserzeugungsschaltung (54), die dazu ausgebildet ist, die Ladeleistung zu erzeugen; einer Empfangsschaltung (74), die dazu ausgebildet ist, eine Fehlerzustandsinformation und eine Nichtfehlerzustandsinformation zu empfangen, welche Fehlerzustandsinformation angibt, dass der Batteriepack in einem ersten Fehlerzustand ist, welche Nichtfehlerzustandsinformation angibt, dass der Batteriepack nicht in dem ersten Fehlerzustand ist, welcher Batteriepack dazu ausgebildet ist, die Fehlerzustandsinformation in Erwiderung darauf, dass der Batteriepack in dem ersten Fehlerzustand ist, auszugeben, welcher Batteriepack dazu ausgebildet ist, die Nichtfehlerzustandsinformation in Erwiderung darauf, dass der Batteriepack nicht in dem ersten Fehlerzustand ist, auszugeben; einer funktionalen Schaltung (58), die dazu ausgebildet ist, eine erste Funktion in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Nichtfehlerzustandsinformation empfängt, durchzuführen, welche funktionale Schaltung dazu ausgebildet ist, eine zweite Funktion in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Fehlerzustandsinformation empfängt, durchzuführen; und einer Ladesteuerungsschaltung (60), die separat von der funktionalen Schaltung vorgesehen ist, welche Ladesteuerungsschaltung dazu ausgebildet ist, einen Fehlerzustandsinformationsanforderungsprozess, einen Betriebsinformationsbeschaffungsprozess und einen ersten Diagnoseprozess auszuführen, welcher Fehlerzustandsinformationsanforderungsprozess einen Prozess eines Sendens einer Fehlerzustandsinformationsanforderung in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Nichtfehlerzustandsinformation empfängt, aufweist, welche Fehlerzustandsinformationsanforderung den Batteriepack dazu auffordert, die Fehlerzustandsinformation auszugeben, welcher Batteriepack dazu ausgebildet ist, die Fehlerzustandsinformation in Erwiderung darauf, dass (i) der Batteriepack nicht in dem ersten Fehlerzustand ist und auch (ii) der Batteriepack die Fehlerzustandsinformationsanforderung von dem Ladegerät empfängt, auszugeben, welcher Betriebsinformationsbeschaffungsprozess einen Prozess eines Beschaffens einer Betriebsinformation in Erwiderung darauf, dass die Empfangsschaltung die Fehlerzustandsinformation empfängt, aufweist, welche Fehlerzustandsinformation von dem Batteriepack in Erwiderung auf den Fehlerzustandsinformationsanforderungsprozess gesendet wird, welche Betriebsinformation einen Betriebszustand der funktionalen Schaltung angibt, und welcher erste Diagnoseprozess einen Prozess eines Diagnostizierens, ob die funktionale Schaltung ordnungsgemäß arbeitet, basierend auf der beschafften Betriebsinformation aufweist.