DE112019007804T5

DE112019007804T5 - Leistungsempfangsvorrichtung, Batterieeinheit, elektrische Antriebseinheit und Arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE112019007804T5
Application number: DE112019007804.6T
Authority: DE
Inventors: Norio Kaneko; Yasuhiro Nakada; Takayuki Enomoto; Toru Yuki
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2019-10-11
Filing date: 2019-10-11
Publication date: 2022-07-07
Also published as: WO2021070377A1; US20220223925A1

Abstract

Ein Aspekt einer Erfindung ist eine Leistungsempfangsvorrichtung, die derart konfiguriert ist, dass sie fähig ist, elektrische Leistung von mehreren Batterieeinheiten zu empfangen, die jeweils einen Prozessor umfassen, der konfiguriert ist, um eine Leistungsspeisungsfunktion zu steuern, wobei die Leistungsempfangsvorrichtung mehrere Verbindungsabschnitte umfasst, die fähig sind, die mehreren Batterieeinheiten elektrisch zu verbinden, wobei die mehreren Verbindungsabschnitte derart konfiguriert sind, dass die an die mehreren Prozessoren der mehreren Batterieeinheiten gelieferten Spannungen verschiedene Werte haben, wenn die mehreren Batterieeinheiten mit den Verbindungsabschnitten elektrisch verbunden sind.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft hauptsächlich eine Leistungsempfangsvorrichtung und eine Batterieeinheit.
Hintergrundtechnik
Die Patentliteratur 1 beschreibt die Konfiguration einer elektrischen Arbeitsmaschine (eines elektrischen Werkzeugs), bei der mehrere Batterieeinheiten (Batteriepackungen) einzeln elektrisch verbunden sind. Ein Arbeitsmaschinenkörper umfasst mehrere Verbindungsabschnitte, die konfiguriert sind, um die mehreren Batterieeinheiten elektrisch zu verbinden.
Literaturliste
Patentliteratur
PTL1: Offengelegtes japanisches Patent Nr. 2011-161603
Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Im Allgemeinen kann jede Batterieeinheit mit den vorstehend beschriebenen mehreren Verbindungsabschnitten elektrisch verbunden werden. Das heißt, die von dem Arbeitsmaschinenkörper abgetrennte Batterieeinheit kann wahlweise durch eine andere Batterieeinheit mit einer ähnlichen Konfiguration ersetzt werden. In einer derartigen Konfiguration ist es denkbar, dass ein Prozessor, der konfiguriert ist, um die Leistungsspeisungsfunktion jeder Batterieeinheit zu steuern, auf der Batterieeinheit montiert wird. Um die geeignete Steuerung der Leistungsspeisungsfunktion zu erreichen, kann es notwendig sein, dass der Prozessor geeignet erfasst, welcher der mehreren Verbindungsabschnitte der Batterieeinheiten damit elektrisch verbunden ist. Daher ist ein Verfahren, dies mit einer relativ einfachen Konfiguration zu erreichen, erforderlich.
Eine beispielhafte Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Leistungsempfangsvorrichtung und mehrere Batterieeinheiten, die mit der elektrischen Leistungsempfangsvorrichtung verbindbar sind, bereitzustellen, wobei die geeignete Steuerung der Leistungsspeisungsfunktion jeder der Batterieeinheiten mit einer relativ einfachen Konfiguration erreicht wird.
Lösung des Problems
Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Leistungsempfangsvorrichtung. Die Leistungsempfangsvorrichtung ist derart konfiguriert, dass sie fähig ist, elektrische Leistung von mehreren Batterieeinheiten zu empfangen, von denen jede einen Prozessor umfasst, der konfiguriert ist, um eine Leistungsspeisungsfunktion zu steuern. Die Leistungsempfangsvorrichtung umfasst mehrere Verbindungsabschnitte, die fähig sind, die mehreren Batterieeinheiten elektrisch zu verbinden. Die mehreren Verbindungsabschnitte sind derart konfiguriert, dass die Spannungen, die an die mehreren Prozessoren, welche den mehreren Batterieeinheiten entsprechen, geliefert werden, unterschiedliche Werte haben, wenn die mehreren Batterieeinheiten mit den Verbindungsabschnitten elektrisch verbunden sind.
Vorteilhafte Ergebnisse der Erfindung
Die vorliegende Erfindung macht es möglich, die geeignete Steuerung der Leistungsspeisungsfunktion jeder Batterieeinheit zu erreichen.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, das ein Konfigurationsbeispiel einer elektrischen Arbeitsmaschine darstellt.
2 ist ein Blockschaltbild, das ein Konfigurationsbeispiel einer Batterieeinheit und einer Leistungsempfangsvorrichtung darstellt.

Beschreibung von Ausführungsformen
Hier nachstehend werden Ausführungsformen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben. Beachten Sie, dass die folgenden Ausführungsformen nicht dazu gedacht sind, den Schutzbereich der beanspruchten Erfindung zu beschränken, und keine Beschränkung auf eine Erfindung vorgenommen wird, die eine Kombination aller in den Ausführungsformen beschriebener Merkmale erfordert. Zwei oder mehr der in den Ausführungsformen beschriebenen mehreren Merkmale können nach Bedarf kombiniert werden. Außerdem werden den gleichen oder ähnlichen Konfigurationen die gleichen Bezugszahlen gegeben und ihre redundante Beschreibung wird weggelassen.
(Konfigurationsbeispiel für Arbeitsmaschine)
1 ist ein Blockdiagramm, das ein Systemkonfigurationsbeispiel für eine Arbeitsmaschine 1 gemäß einer Ausführungsform darstellt. Die Arbeitsmaschine 1 ist eine elektrische Arbeitsmaschine (zum Beispiel eine Kelle oder eine Kehrmaschine oder Ähnliches), die einen Arbeitsmechanismus 11, einen Elektromotor 12, eine Batterieeinheit 13 und eine Leistungsempfangsvorrichtung 14 umfasst, um zu bewirken, dass der Arbeitsmechanismus 11 unter Verwendung der elektrischen Leistung der Batterieeinheit 13 eine vorgegebene Arbeit durchführt.
Der Arbeitsmechanismus 11 führt die vorstehend beschriebene Arbeit basierend auf einer von dem Elektromotor 12 erzeugten Antriebsleistung (Drehung) aus. Die Batterieeinheit 13 ist derart konfiguriert, dass sie fähig ist, elektrische Leistung zu speichern. In der vorliegenden Ausführungsform werden mehrere Batterieeinheiten parallel eingerichtet. Die Leistungsempfangsvorrichtung 14 umfasst eine Motorantriebseinheit (PDU) oder Ähnliches, wandelt von der Batterieeinheit 13 empfangene elektrische Leistung in eine vorgegebene Betriebsart um und liefert die elektrische Leistung an den Elektromotor 12.
Hier ist der Elektromotor 12 als ein elektrisches Leistungsversorgungsziel dargestellt, aber die Arbeitsmaschine 1 kann ferner eine elektrische Vorrichtung, wie etwa eine Anzeigevorrichtung oder eine Lichtquellenvorrichtung als ein anderes elektrisches Leistungsversorgungsziel umfassen.
Die Konfiguration der Arbeitsmaschine 1 ist nicht auf das vorstehend beschriebene Beispiel beschränkt, und es können innerhalb eines Bereichs, der nicht von ihrem Geist abweicht, vielfältige Modifikationen vorgenommen werden. Der Elektromotor 12, die Batterieeinheit 13 und die Leistungsempfangsvorrichtung 14 können getrennt von dem Arbeitsmechanismus 11 modularisiert werden und können somit in vielfältigen Anwendungen als eine elektrische Antriebseinheit PU verwendet werden.
2 ist ein Blockschaltbild, das ein Systemkonfigurationsbeispiel der Batterieeinheit 13 und der Leistungsempfangsvorrichtung 14 darstellt. Hier sind der Einfachheit der Beschreibung halber zwei Batterieeinheiten 13 parallel eingerichtet. Zur Unterscheidung wird auf eine von ihnen als „Batterieeinheit 13a“ und auf die andere wird als Batterieeinheit 13b" Bezug genommen.
(Konfigurationsbeispiel für Batterieeinheit)
Die Batterieeinheit 13a umfasst eine Batterie (einen Batteriekörper) 130a, einen Prozessor 131a, eine Kommunikationseinheit 132a, einen Regulierer 133a, mehrere Widerstandselemente 136a, R1a und R2a, mehrere Schaltelemente 134a, 135a und 137a und ein Gleichrichterelement D1a. Die Batterieeinheit 13a wird konfiguriert, indem diese Elemente 130a und Ähnliche modularisiert werden, und umfasst ein Gehäuse, in dem Anschlussgruppen T1a bis T4a, die konfiguriert sind, um die Batterieeinheit 13a mit der Leistungsempfangsvorrichtung 14 elektrisch zu verbinden, bereitgestellt sind.
Die Batterie 130a gibt in der vorliegenden Ausführungsform Gleichspannung (DC) mit 48 [V] aus. Die Batterie 130a kann typischerweise konfiguriert werden, indem mehrere Batteriezellen in Reihe geschaltet werden, kann aber durch eine einzige Batteriezelle konfiguriert werden. In der Figur wird eine Leistungsversorgungsleitung auf der positiven Elektrodenseite der Batterie 130a durch eine Leitung VH13a dargestellt, und ihre Leistungsversorgungsleitung auf der negativen Elektrodenseite wird durch eine Leitung VL13a dargestellt. Die Leistungsversorgungsleitung VL13a ist mit dem Anschluss T1a elektrisch verbunden.
Wenngleich die Details des Prozessors 131a später beschrieben werden, ist der Prozessor 131a eine elektronische Komponente (zum Beispiel eine Halbleiterpackung), die konfiguriert ist, um die Leistungsspeisungsfunktion der Batterie 130a zu steuern. Der Prozessor 131a kann eine Halbleitervorrichtung, wie etwa eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC) oder eine programmierbare Logikvorrichtung (PLD) sein, kann aber durch eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) und einen Speicher konfiguriert werden, so dass er fähig ist, die gleiche Funktion zu erreichen. Das heißt, die Funktion des Prozessors 131a kann entweder durch Hardware oder Software erreicht werden.
Die Kommunikationseinheit 132a ist eine elektronische Komponente, die derart konfiguriert ist, dass sie fähig ist, über den Anschluss T4a mit Elementen außerhalb der Batterieeinheit 13a zu kommunizieren, und ermöglicht die externe Kommunikation des Prozessors 131a durch die wechselseitige Kommunikation mit dem Prozessor 131a, wie in der Figur durch eine gestrichelte Linie dargestellt.
Der Regulator 133a gibt basierend auf der Spannung (hier 48 [V]) der Leistungsversorgungsleitung VH13a eine vorgegebene Spannung (hier 3,3 [V]) an eine Leitung VH13a' aus. Die Widerstandselemente R1a und R2a sind zwischen der Leitung VH13a' und einer Leitung VH13a", die mit dem Anschluss T2a elektrisch verbunden ist, in Reihe geschaltet, und wenngleich ihre Details später beschrieben werden, wird die Spannungsteilung basierend auf dem Widerstandsverhältnis an dem Knoten zwischen den Widerstandselementen R1a und R2a erzeugt.
In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Metalloxidhalbleiter- (MOS-) Transistor als das Schaltelement 134a verwendet, und sein Gate-Anschluss wird mit dem Knoten zwischen den Widerstandselementen R1a und R2a elektrisch verbunden. Ein Drain-Anschluss wird mit der Leitung VH13a' elektrisch verbunden, und ein Source-Anschluss wird mit dem Prozessor 131a elektrisch verbunden.
Das Schaltelement 135a und das Widerstandselement 136a werden zwischen die Leistungsversorgungsleitung VH13a und eine Leitung VH13ao, die elektrisch mit dem Anschluss T3a verbunden ist, in Reihe geschaltet. Das Schaltelement 137a wird zu dem Schaltelement 135a und das in Reihe geschaltete Widerstandelement 136a parallelgeschaltet. Das heißt, die Spannung (hier 48 [V]) der Leistungsversorgungsleitung VH13a kann von dem Anschluss T3a über das Schaltelement 135a und das Widerstandselement 136a und/oder über das Schaltelement 137a ausgegeben werden. Ein bekannter Transistor, der hohen Spannungen standhält, kann für die Schaltelemente 135a und 137a verwendet werden.
Das Gleichrichterelement D1a wird derart angeordnet, dass es eine mit der Leitung VH13a (dem Anschluss T1a) elektrisch verbundene Anode und eine mit der Leitung VH13ao (dem Anschluss T3a) elektrisch verbundene Kathode umfasst.
Wie in 2 dargestellt, hat die Batterieeinheit 13b die gleiche Konfiguration wie die der vorstehend beschriebenen Batterieeinheit 13a, das heißt, umfasst ein Element 130b und Ähnliches, das dem vorstehend beschriebenen Element 130a und Ähnlichen entspricht. Insbesondere ist die Batterie 130b ähnlich der Batterie 130a konfiguriert; der Prozessor 131b ist ähnlich dem Prozessor 131a konfiguriert; die Kommunikationseinheit 132b ist ähnlich der Kommunikationseinheit 132a konfiguriert; und der Regulator 133b ist ähnlich dem Regulator 133a konfiguriert. Diese sind eingerichtet. Die Widerstandselemente 136b, R1b und R2b sind jeweils ähnlich den Widerstandselementen 136a, R1a und R2a konfiguriert, und die Schaltelemente 134b, 135b und 137b sind jeweils ähnlich den Schaltelementen 134a, 135a und 137a konfiguriert. Diese sind eingerichtet. Die Leitungen VH13b, VH13bo, VL13b, VH13b' und VH13b" in der Figur entsprechen jeweils der VH13a, der VH13ao, der VL13a, der VH13a' und der VH13a". Ein Gleichrichterelement D1b ist ähnlich dem Gleichrichterelement D1a konfiguriert und eingerichtet. Die Batterieeinheit 13b umfasst ein Gehäuse, in dem Anschlussgruppen T1b bis T4b, die fähig sind, die Batterieeinheit 13b mit der Leistungsempfangsvorrichtung 14 elektrisch zu verbinden, bereitgestellt sind. Diese Anschlussgruppen entsprechen den Anschlussgruppen Ta1 bis T4a.
(Konfigurationsbeispiel für die Leistungsempfangsvorrichtung)
Die Leistungsempfangsvorrichtung 14 umfasst einen Kondensator 140, eine Steuereinheit 141, eine Kommunikationseinheit 142, Widerstandselemente R3a und R3b, Schaltelemente 143a und 143b und einen Aktivierungsschalter 145. Die Leistungsempfangsvorrichtung 14 wird konfiguriert, indem diese Elemente 140 und Ähnliche modularisiert werden, und umfasst ein Gehäuse, in dem Anschlussgruppen T5a bis T8a und T5b bis T8b, die konfiguriert sind, um die Batterieeinheiten 13a und 13b elektrisch zu verbinden, bereitgestellt sind. Die Anschlussgruppen T1a bis T4a werden jeweils mit den Anschlussgruppen T5a bis T8a elektrisch verbunden, und die Anschlussgruppen T1b bis T4b werden jeweils mit den Anschlussgruppe T5b bis T8b elektrisch verbunden.
Wenngleich die Details später beschrieben werden, bilden die Anschlussgruppen T5a bis T8a, das Widerstandselement R3a und das Schaltelement 143a einen Verbindungsabschnitt 144a, der die Batterieeinheit 13a elektrisch verbinden kann. Die Anschlussgruppen T5b bis T8b, das Widerstandselement R3b und das Schaltelement 143b bilden einen Verbindungsabschnitt 144b, der die Batterieeinheit 13b elektrisch verbinden kann.
Der Kondensator 140 ist zwischen einer mit dem Anschluss T7b elektrisch verbundenen Leitung VH14 und einer mit dem Anschluss T5a elektrisch verbundenen Leitung VL14 bereitgestellt und kann eine von der Batterieeinheit 13a (und 13b) empfangene Spannung halten.
Die Steuereinheit 141 steuert die gesamte Leistungsempfangsvorrichtung 14 und kann zum Beispiel mit jedem der Prozessoren 131 und 131b kommunizieren, wenngleich die Details später beschrieben werden. Die Funktion der Steuereinheit 141 kann ähnlich dem Prozessor 131a und Ähnlichen entweder durch Hardware oder Software erreicht werden. Die Steuereinheit 141 hat ferner eine Funktion als die PDU und kann die von dem Kondensator 140 gehaltene Spannung in eine vorgegebene Betriebsart umwandeln und die umgewandelte Spannung an den Elektromotor 12 liefern.
Die Kommunikationseinheit 142 ist eine elektronische Komponente, die derart konfiguriert ist, dass sie fähig ist, jeweils über die Anschlüsse T8a und T8b mit den Kommunikationseinheiten 132a und 132b zu kommunizieren, und ermöglicht die externe Kommunikation der Steuereinheit 141 durch wechselseitige Kommunikation mit der Steuereinheit 141, wie durch eine gestrichelte Linie in der Figur dargestellt. Ein derartiger Verbindungsaspekt kann auch die wechselseitige Kommunikation zwischen den Kommunikationseinheiten 132a und 132b bereitstellen. Dies ermöglicht zum Beispiel auch, dass der Prozessor 131a der Batterieeinheit 13a ein Anweisungssignal (oder einen Anweisungsbefehl) an den Prozessor 131b der Batterieeinheit 13b ausgibt, um die Leistungsspeisungsfunktion der Batterieeinheit 13b direkt zu steuern.
Das Widerstandelement R3a und das Schaltelement 143a werden zwischen die Anschlüsse T5a und T6a in Reihe geschaltet. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Bipolartransistor als das Schaltelement 143a verwendet, und ein Basisanschluss kann durch die Steuereinheit 141 gesteuert werden. Mit einer derartigen Konfiguration wird der Verbindungsabschnitt 144a, der fähig ist, die Batterieeinheit 13a elektrisch zu verbinden, ausgebildet. Wenn zum Beispiel das Schaltelement 143a in einen leitenden Zustand gebracht wird, wird in der Leitung VH13a" eine vorgegebene Spannung erzeugt. Diese Spannung kann im Wesentlichen durch die Spannung zwischen den Leitungen VH13a' und VL13a und die Widerstandswerte der Widerstandselemente R1a, R2a und R3a bestimmt werden.
Ähnlich werden das Widerstandselement R3b und das Schaltelement 143b zwischen den Anschlüssen T5b und T6b in Reihe geschaltet. In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Bipolartransistor als das Schaltelement 143b verwendet, und ein Basisanschluss kann durch die Steuereinheit 141 gesteuert werden. Mit einer derartigen Konfiguration wird der Verbindungsabschnitt 144b, der die Batterieeinheit 13b elektrisch verbinden kann, ausgebildet.
In der vorliegenden Ausführungsform wird der Aktivierungsschalter 145b zu dem Widerstandselement R3a und dem Schaltelement 143a, die in Reihe geschaltet sind, parallelgeschaltet. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Aktivierungsschalter 145 ein Druckschalter. Das heißt, der Aktivierungsschalter 145 ist in einem leitenden Zustand, während er gedrückt wird, und ist in einem nichtleitenden Zustand, während er nicht gedrückt wird. Wenn der Aktivierungsschalter 145 gedrückt wird (in einem leitenden Zustand ist), wird eine Spannung zwischen den Leitungen VH13a" und VL13a erzeugt, die durch die Spannung zwischen den Leitungen VH13a' und VL13a und die Widerstandswerte der Widerstandselemente R1a und R2a bestimmt wird.
In der vorliegenden Ausführungsform wird der Aktivierungsschalter 145 als ein Teil der Leistungsempfangsvorrichtung 1 beschrieben, er kann jedoch getrennt von der Vorrichtung 1 bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann der Aktivierungsschalter 145 von außen an den elektrischen Weg (das heißt, zwischen dem Verbindungsabschnitt zwischen den Anschlüssen T1a und T5a und dem Verbindungsabschnitt zwischen den Anschlüssen T2a und T6a) zwischen der Batterieeinheit 13a und dem Verbindungsabschnitt 144a angebracht werden.
Mit einer derartigen Konfiguration können die Batterieeinheiten 13a und 13b mit der Leistungsempfangsvorrichtung 14 (jeweils mit den Verbindungsabschnitten 144a und 144b) elektrisch verbunden werden. Wenngleich die Details später beschrieben werden, werden die Batterieeinheiten 13a und 13b in der vorliegenden Systemkonfiguration in Reihe geschaltet und mit der Leistungsempfangsvorrichtung 14 elektrisch verbunden. Wie vorstehend beschrieben, haben die Batterieeinheiten 13a und 13b die gleichen Konfigurationen, wodurch sie gegenseitig ausgetauscht werden können oder eine oder beide von ihnen durch die andere Batterieeinheit (neue/geänderte Batterieeinheit) mit der gleichen Konfiguration ersetzt werden können.
(Aktivierungsmechanismus)
In der vorliegenden Systemkonfiguration sind die Leistungsversorgungsleitungen VL13a und VL14 (die Anschlüsse T1a und T5a) an der Massespannung (0 [V]) fixiert/geerdet. Die nachstehend beschriebene Spannung zeigt im Allgemeinen eine Potentialdifferenz an, die zwischen zwei Elementen (Anschluss und Knoten und Ähnlichen) erzeugt wird, kann aber der Einfachheit der Beschreibung halber eine Potentialdifferenz zu dieser Massespannung anzeigen.
Vor der Aktivierung (Stoppzustand) der Arbeitsmaschine 1 sind sowohl die Batterieeinheiten 13a und 13b als auch die Leistungsspeisungsvorrichtung 14 in einem Ruhezustand. Das heißt, die Prozessoren 131a und 131b, die Kommunikationseinheiten 132a und 132b, die Steuereinheit 141 und die Kommunikationseinheit 142 sind alle in einem Ruhezustand, und die Schaltelemente 135a, 137a, 143a, 135b, 137b und 143b und der Aktivierungsschalter 145 sind alle in einem nichtleitenden Zustand.
Der Benutzer (der Eigentümer der Arbeitsmaschine 1 oder Ähnliche) drückt den Aktivierungsschalter 145, um die Aktivierung der Arbeitsmaschine 1 zu erreichen. Der Aktivierungsschalter 145 wird durch Drücken in einen leitenden Zustand gebracht, wodurch die Leitung VH13a" (Anschlüsse T2a und T6a) das gleiche Potential wie das der Leistungsversorgungsleitung VL13a (Anschlüsse T1a und T5a) hat. Das heißt, die Leitung VH13a" (Anschlüsse T2a und T6a) wird geerdet. Als ein Ergebnis wird eine Spannungsteilung (definiert als Spannung Vdiv1) basierend auf der Spannung (3,3 [V]) zwischen den Leitungen VH13a' und VL13a und dem Widerstandsverhältnis der Widerstandselemente R1a und R2a an dem Knoten zwischen den Widerstandselementen R1a und R2a erzeugt, das heißt $Vidiv1 = VDD \times R2a/ (R1a + R2a),$

VDD: Spannung zwischen den Leitungen VH13a' und VL13a (3,3 [V]),
R1a: Widerstandswert des Widerstandselements R1a,
R2a: Widerstandswert des Widerstandselements R2a.
Als ein Ergebnis wird die Spannung Vdiv1 an den Gate-Anschluss eines MOS-Transistors, der das Schaltelement 134a ist, angelegt, und folglich wird das Schaltelement 134a in einen leitenden Zustand gebracht, und eine an den Drain-Anschluss gelieferte Spannung VDD wird über den Source-Anschluss an den Prozessor 131a geliefert. Ansprechend darauf wird der Prozessor 131a in einen aktiven Zustand gebracht.
Dann bringt der Prozessor 131a in dem aktiven Zustand das Schaltelement 135a in einen leitenden Zustand. Als ein Ergebnis wird die Spannung (48 [V]) der Leistungsversorgungsleitung VH13a über das Widerstandselement 136a und das Schaltelement 135a an die Leitung VH13ao übertragen und wird über den Anschluss T3a von der Batterieeinheit 13a ausgegeben. Im Wesentlichen zu der gleichen Zeit (alternativ zu der Zeit vor/nach der Ausgabe) bringt der Prozessor 131a die Kommunikationseinheit 132a in einen aktiven Zustand.
Die von der Batterieeinheit 13a ausgegebene Spannung wird über die Anschlüsse T7a und T5b der Leistungsempfangsvorrichtung 14, über den Anschluss T1b, das Gleichrichterelement D1b und den Anschluss T3b der Batterieeinheit 13b und über den Anschluss T7b der Leistungsempfangsvorrichtung 14 an die Leitung VH14 übertragen. Als ein Ergebnis wird der Kondensator 140 geladen und die Spannung zwischen den Leitungen VH14 und VL14 nimmt mit dem Verlauf der Zeit zu.
Nach einem Verlauf einer vorgegebenen Zeit ab dem Beginn des Ladens des Kondensators 140 bringt der Prozessor 131a das Schaltelement 137a ferner in einen leitenden Zustand. Zu dieser Zeit kann der Prozessor 131a das Schaltelement 135a in einem leitenden Zustand oder einem nichtleitenden Zustand halten. Als ein Ergebnis ist es möglich, die Ladegeschwindigkeit zu erhöhen, nachdem das Laden stabilisiert wird, während eine steile Potentialdifferenz, die nach dem Beginn des Ladens erzeugt werden kann, unterdrückt wird.
Wenn die Spannung zwischen den Leitungen VH14 und VL14 durch Laden des Kondensators 140 ausreichend (bis zu der Spannung (48 [V]) der Leistungsversorgungsleitung VH13a) zugenommen hat, wird die Steuereinheit 141 entsprechend in einen aktiven Zustand gebracht, und im Wesentlichen zur gleichen Zeit wird die Kommunikationseinheit 142 ebenfalls in einen aktiven Zustand gebracht.
Dann bringt die Steuereinheit 141 in dem aktiven Zustand die Schaltelemente 143a und 143b in einen leitenden Zustand. Nachdem das Drücken des Aktivierungsschalters 145 gelöst wird, wird durch das Schaltelement 143a in dem leitenden Zustand in der Batterieeinheit 13a eine Spannungsteilung (definiert als Spannung Vdiv2) zwischen den Leitungen VH13a" und VL13a basierend auf der Spannung zwischen den Leitungen VH13a' und VL13a und dem Widerstandsverhältnis der Widerstandselemente R1a, R2a und R3a erzeugt, das heißt $Vidiv2 = VDD \times R3a/ (R1a + R2a + R3a),$

R3a: Widerstandswert des Widerstandselements R3a,
Indessen wird in der Batterieeinheit 13b durch das Schaltelement 143b in dem leitenden Zustand eine Spannungsteilung (definiert als Spannung Vdiv3) basierend auf der Spannung (3,3 [V]) zwischen der Leitung VH13b' und der Leitung VL13b und dem Widerstandsverhältnis der Widerstandselemente R1b und R2b und R3b erzeugt, das heißt $Vidiv3 = VDD \times (R2b + R3b) / (R1b + R2b + R3b),$

VDD: Spannung zwischen den Leitungen VH13b' und VL13b (3,3 [V]),
R1b: Widerstandswert des Widerstandselements R1b,
R2b: Widerstandswert des Widerstandselements R2b,
R3b: Widerstandswert des Widerstandselements R23.
Als ein Ergebnis wird die Spannung Vdiv3 an den Gate-Anschluss eines MOS-Transistors, der das Schaltelement 134b ist, angelegt, und folglich wird das Schaltelement 134b in einen leitenden Zustand gebracht, und eine an den Drain-Anschluss gelieferte Spannung VDD wird über den Source-Anschluss an den Prozessor 131b geliefert. Ansprechend darauf wird der Prozessor 131b in einen aktiven Zustand gebracht, und im Wesentlichen gleichzeitig wird die Kommunikationseinheit 132b ebenfalls in einen aktiven Zustand gebracht.
Ähnlich wird eine Spannungsteilung (definiert als Spannung Vdiv4) basierend auf der Spannung zwischen den Leitungen VH13b' und VL13b und dem Widerstandsverhältnis der Widerstandselemente R1b, R2b und R3b zwischen den Leitungen VH13b" und VL13b erzeugt, das heißt $Vidiv4 = VDD \times R3b/ (R1b + R2b + R3b) .$
Wenngleich die Details später beschrieben werden, kann der Prozessor 131a die Spannung der Leitung VH13a" erfassen, was es möglich macht, zu bestimmen, dass die Batterieeinheit 13a mit dem Verbindungsabschnitt 144a elektrisch verbunden ist. Ähnlich kann der Prozessor 131b die Spannung der Leitung VH13b" erfassen, was es möglich macht, zu bestimmen, dass die Batterieeinheit 13b mit dem Verbindungsabschnitt 144b elektrisch verbunden ist.
Dann steuert der Prozessor 131b die Schaltelemente 135b und 137b in dem gleichen Verfahren wie dem des Prozessors 131a und gibt die Spannung der Leistungsversorgungsleitung VH13b, die über die Leitung VH13bo mit der Batterie 130b verbunden ist, aus. Die Spannung zwischen den Leistungsversorgungsleitungen VH13b und VL13b ist 48 [V].
Wie aus 2 zu erkennen, sind die Batterieeinheiten 13a und 13b in Reihe geschaltet und mit der Leistungsempfangsvorrichtung 14 elektrisch verbunden. Daher wird eine Spannung (insgesamt 96 [V]), die durch Addieren der Ausgangsspannung (48 [V]) der Batterie 13b zu der Ausgangsspannung (48 [V]) der Batterie 130a erhalten wird, an die Leistungsempfangsvorrichtung 14 geliefert. Wir vorstehend beschrieben, kann die Arbeitsmaschine 1 in einen Betriebszustand gebracht werden.
Um die Arbeitsmaschine 1 in dem Betriebszustand wieder in einen Ruhezustand zu bringen, kann der Aktivierungsschalter 145 erneut gedrückt werden. Wenn der Aktivierungsschalter 145 erneut gedrückt wird, erfasst der Prozessor 131a, dass die Leitung VH13a" geerdet ist, um die Batterieeinheit 13a in einen Ruhezustand zu bringen. Davor kann der Prozessor 131a durch externe Kommunikation über die Kommunikationseinheit 132a auch ein Anweisungssignal ausgeben, um anzuweisen, dass die Batterieeinheit 13b und die Leistungsempfangsvorrichtung 14 in einen Stoppzustand gebracht werden sollen.
Wenn die Batterieeinheit 13a und/oder 13b entfernt wird/werden, während die Arbeitsmaschine 1 in einem Betriebszustand ist, wird die wechselseitige Kommunikation über die entsprechende Kommunikationseinheit 132a und/oder 132b unterbrochen. Im Wesentlichen zu der gleichen Zeit beträgt die Spannung (die Spannung zwischen den Leitungen VH13a" und VL13a und/oder die Spannung zwischen den Leitungen VH13b" und VL13b), die an den Prozessor 131a und/oder 131b geliefert wird 3,3 [V], wodurch der Prozessor 131a und/oder 131b erfassen kann, dass die Batterieeinheit 13a und/oder 13b entfernt ist. Die Spannung des Anschlusses T6a und/oder T6b ist in der Leistungsempfangsvorrichtung 14 in einem Schwebezustand, wodurch die Steuereinheit 141 erfassen kann, dass die Entfernung durchgeführt wird.
Das heißt, sowohl die Prozessoren 131a und 131b als auch die Steuereinheit 141 können basierend auf dem Kommunikationsergebnis durch die Kommunikationseinheit 132a oder Ähnliche und die an den Prozessor 131a gelieferte Spannung oder Ähnliches erfassen, dass die Entfernung durchgeführt wird. Als ein Ergebnis kann der Prozessor 131b (131a) zum Beispiel, wenn die Batterieeinheit 13a (13b) entfernt wird, die Batterieeinheit 13b (13a) selbst in einen Ruhezustand bringen, und die Steuereinheit 141 kann die Leistungsempfangsvorrichtung 14 selbst in einen Ruhezustand bringen.
Indem wir uns auf die Kommunikationsergebnisse zwischen den Kommunikationseinheiten 132a, 132b und 142 beziehen, kann dies in dem Fall, in dem die wechselseitige Kommunikation unterbrochen ist, auch wenn die Batterieeinheit 13a und/oder 13b nicht entfernt ist/sind, erfasst werden. Wenn zum Beispiel die Batterieeinheiten 13a und 13b nicht entfernt sind, schwanken die an die Prozessoren 131a und 131b gelieferte Spannung und die von der Leistungsempfangsvorrichtung 14 empfangene Spannung (die Spannung der Anschlüsse T6a und T6b) nicht (der Wert, wenn die Arbeitsmaschine 1 in einem Betriebszustand ist, bleibt). Wenn jedoch ein gewünschtes Kommunikationsergebnis nicht erhalten werden kann, gilt die wechselseitige Kommunikation als unterbrochen, wodurch die Prozessoren 131a und 131b und die Steuereinheit 141 erfassen können, dass ein unvorhergesehener Kommunikationsfehler zwischen den Kommunikationseinheiten 132a, 132b und 142 entstanden ist.
Alternativ kann in dem Fall, in dem die wechselseitige Kommunikation nicht unterbrochen ist, obwohl die Batterieeinheit 13a und/oder 13b entfernt ist/sind, dies erfasst werden. Wenn die Batterieeinheit 13a und/oder 13b, wie vorstehend beschrieben entfernt ist/sind, beträgt die an den Prozessor 131a und/oder 131b gelieferte Spannung 3,3 [V], und die Spannung des Anschlusses T6a und/oder T6b ist in der Leistungsempfangsvorrichtung 14 in einem Schwebezustand. Wenn die wechselseitige Kommunikation fortgesetzt wird, kann nichtsdestotrotz gesagt werden, dass ein unvorhergesehener Betrieb in der Leistungsempfangsvorrichtung 14 auftritt, und die Prozessoren 131a und 131b und die Steuereinheit 141 können dies erfassen.
Es ist ausreichend, dass auf der Seite der Prozessoren 131a und 131b und der Steuereinheit 141 erfasst werden kann, ob die Batterieeinheiten 13a und/oder 13b richtig elektrisch verbunden ist/sind oder nicht, und die vorstehend beschriebene Entfernung umfasst die von dem Benutzer nicht beabsichtigte Entfernung, wie etwa einen Kontaktfehler.
(Steuerung der Leistungsspeisungsfunktion durch den Prozessor)
Wie vorstehend beschrieben, ermöglichen die Kommunikationseinheiten 132a und 132b und die Kommunikationseinheit 142 die wechselseitige Kommunikation zwischen den Prozessoren 131a und 131b und der Steuereinheit 141. Als ein Ergebnis ist es zum Beispiel basierend auf einer Lastsituation oder Ähnlichem, die an der Batterieeinheit 13a und/oder 13b anliegt, möglich, die Leistungsspeisungsfunktion selbst zu steuern.
Indessen sind die Leistungsversorgungsleitungen VL13a und VL14 (die Anschlüsse T1a und T5a) in der vorliegenden Systemkonfiguration an der Massespannung fixiert. Im Gegensatz dazu hat in der vorliegenden Systemkonfiguration die Leistungsversorgungsleitung VL13b, die als die Erdungsleitung in der Batterieeinheit 13b zugeordnet ist, eine Spannung (in der vorliegenden Ausführungsform 48 [V]), die höher als die Massespannung ist, wenn die Arbeitsmaschine 1 verwendet wird (in dem Betriebszustand der Arbeitsmaschine 1).
Im Allgemeinen wird in einem System, in dem mehrere Leistungsversorgungssysteme vorhanden sind, eine Systemkonfiguration auf der Basis der Massespannung oder einer am nächsten dazu gelegenen Spannung vorgenommen, um die Betriebsstabilität auf dem System sicherzustellen. Dies gilt ähnlich für die vorliegende Systemkonfiguration, und selbst wenn zum Beispiel die Batterieeinheit 13b in einem aktiven Zustand ist, während die Batterieeinheit 13a in einem Ruhezustand ist, wird die Schaltung, welche die Batterieeinheit 13b bildet, nicht richtig betrieben. Daher kann zum Beispiel eine Übergeordneter-Untergeordneter-Beziehung, wie etwa Master/Slave (Eltern/Kind) zwischen den Prozessoren 131a und 131b und der Steuereinheit 141 bereitgestellt werden und im Übrigen für diese Anweisungssignale Priorität festgelegt werden.
Als ein Beispiel wird ein Fall, in dem die Steuereinheit 141 als der Master festgelegt wird und die Prozessoren 131a und 131b als der Slave festgelegt werden, betrachtet. Zum Beispiel kann es notwendig sein, die Batterieeinheit 13a in einen Ruhezustand zu bringen, während die Arbeitsmaschine 1 in einem Betriebszustand ist. In diesem Fall kann der Prozessor 131a eine Ruheanweisung an die Batterieeinheit 13b (den Prozessor 131b) und die Leistungsempfangsvorrichtung 14 (Steuereinheit 141) ausgeben, bevor die Batterieeinheit 13a in einen Ruhezustand gebracht wird. Durch Festlegen dieser Ruheanweisung, so dass sie eine höhere Priorität als die der wechselseitigen Kommunikation zwischen der Batterieeinheit 13b und der Leistungsempfangsvorrichtung 14 hat, können sowohl die Prozessoren 131a und 131b als auch die Steuereinheit 141 geeignet in einen Ruhezustand gebracht werden (zum Beispiel in einer vorgegebenen Reihenfolge).
Als anderes Beispiel ist es auch möglich, den Prozessor 131a als den Master und den Prozessor 131b und die Steuereinheit 141 als den Slave festzulegen, und in diesem Fall kann das Gleiche erreicht werden.
Kurz gesagt umfassen in der vorliegenden Systemkonfiguration die Batterieeinheiten 13a und 13b die Prozessoren 131a und 131b, welche die Leistungsspeisungsfunktion jeweils selbst steuern können, und führen die wechselseitige Kommunikation mit der Leistungsempfangsvorrichtung 14 (Steuereinheit 141) durch. Um indessen die Betriebsstabilität auf dem System sicherzustellen, kann es erforderlich sein, eine Übergeordneter-Untergeordneter-Beziehung zwischen den Prozessoren 131a und 131b und der Steuereinheit 141 sicherzustellen und den Anweisungssystemen Priorität zu verleihen.
Wie vorstehend beschrieben, haben die Batterieeinheiten 13a und 13b hier die gleichen Konfigurationen und können mit jedem der Verbindungsabschnitte 144a und 144b elektrisch verbunden werden. Um daher fähig zu sein, die vorstehend beschriebene Priorität der Übergeordneter-Untergeordneter-Beziehung und des Anweisungssystems festzulegen, ist es erforderlich, dass der Prozessor 131a (131b) fähig ist, selbst zu bestimmen, welcher der Verbindungsabschnitte 144a und 144b mit der Batterieeinheit 13a (13b) elektrisch verbunden ist. Dies wird vorzugsweise mit einer relativ einfachen Konfiguration erreicht, ohne die Anzahl von Anschlüssen unnötig zu erhöhen oder die Strukturen der Verbindungsabschnitte 144a und 144b zu komplizieren.
Daher werden in der vorliegenden Ausführungsform die Widerstandselemente R3a und R3b derart bereitgestellt, dass ihre Widerstandswerte voneinander verschieden sind. Die Batterieeinheiten 13a und 13b haben die gleichen Konfigurationen, wodurch die Widerstandselemente R1a und R1b die gleichen Widerstandswerte haben und die Widerstandselemente R2a und R2b die gleichen Widerstandswerte haben. Das heißt, $\begin{array}{l} R1a = R1b \\ R2a = R2b . u n d \\ R3a \neq R3b \end{array}$
werden festgelegt.
Wie vorstehend beschrieben, (siehe [Ausdruck 2] und [Ausdruck 4]) beträgt die zwischen den Leitungen VH13a" und VL13a angelegte Spannung Vdiv2 = VDD × R3a/(R1a + R2a + R3a), und die zwischen den Leitungen VH13b" und VL13b angelegte Spannung Vdiv4 ist Vdiv4 = VDD × R3b/(R1b + R2b + R3b). Gemäß dem vorstehenden [Ausdruck 5] wird Vdiv 2 ≠ Vdiv4 festgelegt.
Daher kann der Prozessor 131a (131b) bestimmen, mit welchem der Verbindungsabschnitte 144a und 144b die Batterieeinheit 13a (13b) elektrisch verbunden ist, wenn die Leitung VH13a" (VH13b") eine der Spannungen Vdiv2 und Vdiv4 erfasst. In der vorliegenden Systemkonfiguration erfasst der Prozessor 131a die Spannung Vdiv2 der Leitung VH13a", wodurch der Prozessor 131a bestimmen kann, dass die Batterieeinheit 13a mit dem Verbindungsabschnitt 144a elektrisch verbunden ist. Der Prozessor 131b erfasst die Spannung Vdiv4 auf der Leitung VH13b", wodurch der Prozessor 131b bestimmen kann, dass die Batterieeinheit 13b mit dem Verbindungsabschnitt 144b elektrisch verbunden ist.
Daher kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Steuerung der einzelnen Leistungsspeisungsfunktionen der Batterieeinheiten 13a und 13b geeignet erreicht werden, während die Betriebsstabilität auf dem System sichergestellt wird. Dies wird durch die Konfigurationen der Verbindungsabschnitte 144a und 144b erreicht, während die Batterieeinheiten 13a und 13b die gleichen Konfigurationen haben. In der vorliegenden Ausführungsform umfassen die Verbindungsabschnitte 144a und 144b Widerstandselemente R3a und R3b, die derart konfiguriert sind, dass sie fähig sind, jeweils eine Gleichspannung von den Batterieeinheiten 13a und 13b zu empfangen, und zulassen, dass ein der Gleichspannung entsprechender Strom fließt. Die Widerstandselemente R3a und R3b haben Widerstandswerte, die voneinander verschieden sind, wodurch als ein Ergebnis die an die Prozessoren 131a und 131b gelieferte Spannung voneinander verschieden gemacht werden kann. Daher kann das Vorstehende als mit einer relativ einfachen Konfiguration als erreichbar gelten. Als andere Ausführungsform können die Schaltelemente 143a und 143b alternativ/im Übrigen derart konfiguriert werden, dass sie zueinander verschiedene Ein-Widerstände haben, wodurch das Gleiche erreicht werden kann.
Um die Betriebsstabilität auf dem System sicherzustellen, kann der Aktivierungsschalter 145 auf der Massespannung oder einem dann nächstliegenden Leistungsversorgungssystem bereitgestellt werden. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Aktivierungsschalter 145 für den Verbindungsabschnitt 144a bereitgestellt, der von den Verbindungsabschnitten 144a und 144b auf der Massespannungsseite angeordnet ist. Als ein Ergebnis wird zur Zeit der Aktivierung keine unvorhergesehene Spannung an den Prozessor 131a angelegt. Daher gilt gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Steuerung der einzelnen Speisungsfunktionen der Batterieeinheiten 13a und 13b als geeigneter erreichbar.
In der vorliegenden Ausführungsform ist die Anzahl der Batterieeinheiten 13 2, aber die Inhalte der Ausführungsformen können auch auf einen Fall angewendet werden, in dem die Anzahl der Batterieeinheiten 13 3 oder mehr ist. In der vorliegenden Ausführungsform wurde der Aspekt, in dem die mehreren Batterieeinheiten 13 in einer Reihenschaltung mit der Leistungsempfangsvorrichtung 14 elektrisch verbunden sind, als Beispiel beschrieben, aber die Inhalte der Ausführungsform können auch auf einen Fall angewendet werden, in dem ihr Verbindungsaspekt eine Parallelschaltung ist.
Wie vorstehend beschrieben, umfasst gemäß der vorliegenden Ausführungsform jede der mehreren (in der Ausführungsform zwei) Batterieeinheiten 13a und 13b die Prozessoren 131a und 131b, die konfiguriert sind, um die Leistungsspeisungsfunktion zu steuern. Die Leistungsempfangsvorrichtung 14 umfasst mehrere (in der Ausführungsform zwei) Verbindungsabschnitte 144a und 144b, welche jeweils die Batterieeinheiten 13a und 13b elektrisch verbinden können. Die Verbindungsabschnitte 144a und 144b sind derart konfiguriert, dass an die entsprechenden Prozessoren 131a und 131b angelegte Spannungen verschiedene Werte haben, wenn die Batterieeinheiten 13a und 13b mit den Verbindungsabschnitten elektrisch verbunden sind. Dies kann zum Beispiel geeignet erreicht werden, indem die Widerstandselemente R3a und R3b mit Widerstandswerten konfiguriert werden, die voneinander verschieden sind. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann der Prozessor 131a (131b) erfassen, mit welchem der Verbindungsabschnitte 144a und 144b die Batterieeinheit 13a (13b) elektrisch verbunden ist. Als ein Ergebnis kann der Prozessor 131a (131b) die Leistungsspeisungsfunktion gemäß dem elektrisch verbundenen Verbindungsabschnitt 144a oder 144b geeignet steuern.
In der vorstehenden Beschreibung wurde für das einfachere Verständnis jedem Element ein Name gegeben, der seinen funktionalen Aspekt betrifft. Indessen ist jedes Element nicht auf eines beschränkt, das als eine Hauptfunktion die in der Ausführungsform Beschriebene hat, sondern kann eines sein, das die Funktion als Nebenfunktion hat.
(Zusammenfassung der Ausführungsform)
Die Merkmale der Ausführungsform können wie folgt zusammengefasst werden.
Ein erster Aspekt betrifft eine Leistungsempfangsvorrichtung (zum Beispiel 14). Die Leistungsempfangsvorrichtung ist derart konfiguriert, dass sie fähig ist, elektrische Leistung von mehreren Batterieeinheiten (zum Beispiel 13a, 13b) zu empfangen, wobei jede einen Prozessor (zum Beispiel 131a, 131b) umfasst, der konfiguriert ist, um eine Leistungsspeisungsfunktion zu steuern. Die Leistungsempfangsvorrichtung umfasst mehrere Verbindungsabschnitte (zum Beispiel 144a, 144b), die fähig sind, die mehreren Batterieeinheiten elektrisch zu verbinden. Die mehreren Verbindungsabschnitte sind derart konfiguriert, dass die an die mehreren Prozessoren der mehreren Batterieeinheiten gelieferten Spannungen verschiedene Werte haben, wenn die mehreren Batterieeinheiten mit den Verbindungsabschnitten elektrisch verbunden sind.
Gemäß einer derartigen Konfiguration kann der Prozessor in jeder Batterieeinheit erfassen, mit welchem der mehreren Verbindungsabschnitte die Batterieeinheit elektrisch verbunden ist, und kann eine Leistungsspeisungsfunktion gemäß dem Verbindungsabschnitt geeignet steuern.
Nach einem zweiten Aspekt umfasst jeder der mehreren Verbindungsabschnitte ein Widerstandselement (zum Beispiel R3a, R3b), das derart konfiguriert ist, dass es fähig ist, eine Gleichspannung (zum Beispiel 48 [V]) von einer entsprechenden Batterieeinheit zu empfangen und zu bewirken, dass ein der Gleichspannung entsprechender Strom fließt, und Widerstandswerte der Widerstandselemente sind zwischen den mehreren Verbindungsabschnitten verschieden voneinander.
Eine derartige Konfiguration kann den ersten Aspekt relativ leicht erreichen.
Nach einem dritten Aspekt umfasst die Leistungsempfangsvorrichtung ferner eine Kommunikationseinheit (zum Beispiel 142), die konfiguriert ist, um mit den mehreren Prozessoren zu kommunizieren, und eine Steuereinheit (zum Beispiel 14), die konfiguriert ist, um die mehreren Prozessoren über die Kommunikationseinheit einzeln zu steuern.
Eine derartige Konfiguration macht es möglich, die Leistungsspeisungsunktion jeder Batterieeinheit einzeln zu steuern.
Nach einem vierten Aspekt ermöglicht die Kommunikationseinheit den mehreren Prozessoren ferner miteinander zu kommunizieren, um zuzulassen, dass wenigstens einer (zum Beispiel 131a) der mehreren Prozessoren einen anderen Prozessor (zum Beispiel 13 1b) steuert.
Eine derartige Konfiguration macht es auch möglich, zu bewirken, dass eine gewisse Batterieeinheit die Leistungsspeisungsfunktion der anderen Batterieeinheit steuern kann.
Nach einem fünften Aspekt ermöglicht die Kommunikationseinheit dem wenigstens einen Prozessor, den anderen Prozessor basierend auf der Spannung, die von einem entsprechenden Verbindungsabschnitt geliefert wird, zu steuern.
Eine derartige Konfiguration macht es möglich, den vierten Aspekt geeignet zu erreichen.
Nach einem sechsten Aspekt bestimmt die Steuereinheit basierend auf einem Kommunikationsergebnis durch die Kommunikationseinheit und einer an die mehreren Prozessoren gelieferten Spannung, ob die mehreren Batterieeinheiten in den mehreren Verbindungsabschnitten geeignet elektrisch verbunden sind oder nicht.
Eine derartige Konfiguration macht es möglich, einzeln zu bestimmen, ob die elektrische Verbindung der Batterieeinheit geeignet durchgeführt wird oder nicht.
Nach einem siebten Aspekt sind die mehreren Verbindungsabschnitte derart konfiguriert, dass, wenn die mehreren Batterieeinheiten mit den mehreren Verbindungsabschnitten elektrisch verbunden sind, die mehreren Batterieeinheiten in Reihe geschaltet sind.
Eine derartige Konfiguration macht es möglich, eine relativ hohe Spannung an die Leistungsempfangsvorrichtung zu liefern.
Wenn nach einem achten Aspekt eine Batterieeinheit am nächsten zu einer Massespannung von den mehreren Batterieeinheiten als eine erste Batterie (zum Beispiel 13a) definiert wird und ein Verbindungsabschnitt, welcher der ersten Batterieeinheit entspricht, von den mehreren Verbindungsabschnitten als ein erster Verbindungsabschnitt (zum Beispiel 144a) definiert wird, umfasst die Leistungsempfangsvorrichtung ferner einen Aktivierungsschalter (zum Beispiel 145), der für den ersten Verbindungsabschnitt bereitgestellt ist und konfiguriert ist, um den Prozessor der ersten Batterieeinheit zu aktivieren.
Wenn der Prozessor gemäß einer derartigen Konfiguration aktiviert wird, wird keine unvorhergesehene Spannung an den Prozessor angelegt.
Ein neunter Aspekt betrifft eine elektrische Antriebseinheit (zum Beispiel PU). Die elektrische Antriebseinheit umfasst: die Leistungsempfangsvorrichtung (zum Beispiel 14); und einen Elektromotor (zum Beispiel 12), der basierend auf elektrischer Leistung, die durch die Leistungsempfangsvorrichtung von den mehreren Batterieeinheiten empfangen wird, Antriebsleistung erzeugt.
Das heißt, die vorstehend beschriebene Leistungsempfangsvorrichtung kann auf eine bekannte elektrische Antriebseinheit angewendet werden.
Ein zehnter Aspekt betrifft eine Arbeitsmaschine (zum Beispiel 1). Die Arbeitsmaschine umfasst: die elektrische Antriebseinheit (zum Beispiel PU); und einen Arbeitsmechanismus (zum Beispiel 11), der fähig ist, basierend auf der Antriebsleistung des Elektromotors Arbeit auszuführen.
Das heißt, die vorstehend beschriebene elektrische Antriebseinheit kann auf eine bekannte Arbeitsmaschine angewendet werden.
Ein elfter Aspekt betrifft eine Batterieeinheit (zum Beispiel 13a). Die Batterieeinheit ist derart konfiguriert, dass sie mit einem von mehreren Verbindungsabschnitten (zum Beispiel 144a, 144b) elektrisch verbindbar ist, der in einer Leistungsempfangsvorrichtung (zum Beispiel 14) enthalten ist. Die mehreren Verbindungsabschnitte sind derart konfiguriert, dass Spannungen, die an mehrere Batterieeinheiten geliefert werden, verschiedene Werte haben, wenn die mehreren Batterieeinheiten mit den Verbindungsabschnitten elektrisch verbunden sind. Die Batterieeinheit umfasst einen Prozessor (zum Beispiel 131a), der fähig ist, eine Leistungsspeisungsfunktion basierend auf einer Spannung zu steuern, die von einem Verbindungsabschnitt, mit dem die Batterieeinheit elektrisch verbunden ist, geliefert wird.
Gemäß einer derartigen Konfiguration kann der Prozessor in jeder Batterieeinheit erfassen, mit welchem der mehreren Verbindungsabschnitte die Batterieeinheit elektrisch verbunden ist, und kann eine Leistungsspeisungsfunktion gemäß dem Verbindungsabschnitt geeignet steuern.
Nach einem zwölften Aspekt umfasst jeder der mehreren Verbindungsabschnitte ein Widerstandselement (zum Beispiel R3a, R3b), das derart konfiguriert ist, dass es fähig ist, eine Gleichspannung (zum Beispiel 48 [V]) von einer entsprechenden Batterieeinheit zu empfangen und zu bewirken, dass ein der Gleichspannung entsprechender Strom fließt. Die Widerstandswerte der Widerstandselemente sind zwischen den mehreren Verbindungsabschnitten verschieden voneinander. Die Batterieeinheit ist derart konfiguriert, dass sie fähig ist, die Gleichspannung auszugeben.
Eine derartige Konfiguration kann den ersten Aspekt relativ leicht erreichen.
Nach einem dreizehnten Aspekt umfasst die Batterieeinheit ferner eine Kommunikationseinheit (zum Beispiel 132a), die konfiguriert ist, um über den Verbindungsabschnitt mit der Leistungsempfangsvorrichtung zu kommunizieren.
Eine derartige Konfiguration macht es möglich, die Leistungsspeisungsfunktion jeder Batterieeinheit einzeln zu steuern.
Nach einem vierzehnten Aspekt ist die Kommunikationseinheit ferner derart konfiguriert, dass sie mit einer anderen Batterieeinheit (zum Beispiel 13b) kommunikationsfähig ist, um zu ermöglichen, dass der Prozessor einen anderen Prozessor (zum Beispiel 13 1b), der in der anderen Batterieeinheit enthalten ist, steuert.
Eine derartige Konfiguration macht es auch möglich, zu bewirken, dass eine gewisse Batterieeinheit die Leistungsspeisungsfunktion der anderen Batterieeinheit steuert.
Nach einem fünfzehnten Aspekt ermöglicht die Kommunikationseinheit dem Prozessor, den anderen Prozessor basierend auf der von dem Verbindungsabschnitt gelieferten Spannung zu steuern.
Eine derartige Konfiguration macht es möglich, den vierzehnten Aspekt geeignet zu erreichen.
Nach einem sechzehnten Aspekt sind die Batterieeinheit und die andere Batterieeinheit in Reihe geschaltet, wenn jede der Batterieeinheit und der anderen Batterieeinheit mit dem entsprechenden Verbindungsabschnitt elektrisch verbunden ist.
Eine derartige Konfiguration macht es möglich, eine relativ hohe Spannung an die Leistungsempfangsvorrichtung zu liefern.
Ein siebzehnter Aspekt betrifft eine elektrische Antriebseinheit (zum Beispiel PU). Die elektrische Antriebseinheit umfasst: die Batterieeinheit (zum Beispiel 13a); die Leistungsempfangsvorrichtung; und einen Elektromotor (zum Beispiel 12), der basierend auf der von der Batterieeinheit empfangenen elektrischen Leistung Antriebsleistung erzeugt.
Das heißt, die vorstehend beschriebene Batterieeinheit kann auf eine bekannte elektrische Antriebseinheit angewendet werden.
Ein achtzehnter Aspekt betrifft eine Arbeitsmaschine. Die Arbeitsmaschine umfasst: die elektrische Antriebseinheit (zum Beispiel PU); und einen Arbeitsmechanismus (zum Beispiel 11), der fähig ist, Arbeit basierend auf der Antriebsleistung des Elektromotors auszuführen.
Das heißt, die vorstehend beschriebene elektrische Antriebseinheit kann auf eine bekannte Arbeitsmaschine angewendet werden.
Die Erfindung ist nicht auf die vorangehenden Ausführungsformen beschränkt, und innerhalb des Geists der Erfindung sind vielfältige Variationen/Änderungen möglich.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2011161603 [0003]

Claims

Leistungsempfangsvorrichtung, die derart konfiguriert ist, dass sie fähig ist, elektrische Leistung von mehreren Batterieeinheiten zu empfangen, die jeweils einen Prozessor umfassen, der konfiguriert ist, um eine Leistungsspeisungsfunktion zu steuern, wobei die Leistungsempfangsvorrichtung mehrere Verbindungsabschnitte umfasst, die fähig sind, die mehreren Batterieeinheiten elektrisch zu verbinden, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Verbindungsabschnitte derart konfiguriert sind, dass die an die mehreren Prozessoren der mehreren Batterieeinheiten gelieferten Spannungen verschiedene Werte haben, wenn die mehreren Batterieeinheiten mit den Verbindungsabschnitten elektrisch verbunden sind.
Leistungsempfangsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der mehreren Verbindungsabschnitte ein Widerstandselement umfasst, das derart konfiguriert ist, dass es fähig ist, eine Gleichspannung von einer entsprechenden Batterieeinheit zu empfangen und zu bewirken, dass ein der Gleichspannung entsprechender Strom fließt, und Widerstandswerte der Widerstandselemente zwischen den mehreren Verbindungsabschnitten verschieden voneinander sind.
Leistungsempfangsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner aufweist: eine Kommunikationseinheit, die konfiguriert ist, um mit den mehreren Prozessoren zu kommunizieren, und eine Steuereinheit, die konfiguriert ist, um die mehreren Prozessoren über die Kommunikationseinheit einzeln zu steuern.
Leistungsempfangsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinheit den mehreren Prozessoren ferner ermöglicht, miteinander zu kommunizieren, um zuzulassen, dass wenigstens einer der mehreren Prozessoren einen anderen Prozessor steuert.
Leistungsempfangsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinheit dem wenigstens einen Prozessor ermöglicht, den anderen Prozessor basierend auf der Spannung, die von einem entsprechenden Verbindungsabschnitt geliefert wird, zu steuern.
Leistungsempfangsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit basierend auf einem Kommunikationsergebnis durch die Kommunikationseinheit und einer an die mehreren Prozessoren gelieferten Spannung bestimmt, ob die mehreren Batterieeinheiten in den mehreren Verbindungsabschnitten geeignet elektrisch verbunden sind oder nicht.
Leistungsempfangsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Verbindungsabschnitte derart konfiguriert sind, dass, wenn die mehreren Batterieeinheiten mit den mehreren Verbindungsabschnitten elektrisch verbunden sind, die mehreren Batterieeinheiten in Reihe geschaltet sind.
Leistungsempfangsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn eine Batterieeinheit am nächsten zu einer Massespannung von den mehreren Batterieeinheiten als eine erste Batterie definiert wird und ein Verbindungsabschnitt, welcher der ersten Batterieeinheit entspricht, von den mehreren Verbindungsabschnitten als ein erster Verbindungsabschnitt definiert wird, die Leistungsempfangsvorrichtung ferner einen Aktivierungsschalter umfasst, der für den ersten Verbindungsabschnitt bereitgestellt ist und konfiguriert ist, um den Prozessor der ersten Batterieeinheit zu aktivieren.
Elektrische Antriebseinheit, dadurch gekennzeichnet, dass sie aufweist: die Leistungsempfangsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8; und einen Elektromotor, der basierend auf elektrischer Leistung, die durch die Leistungsempfangsvorrichtung von den mehreren Batterieeinheiten empfangen wird, Antriebsleistung erzeugt.
Arbeitsmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass sie aufweist: die elektrische Antriebseinheit nach Anspruch 9; und einen Arbeitsmechanismus, der fähig ist, basierend auf der Antriebsleistung des Elektromotors Arbeit auszuführen.
Batterieeinheit, die derart konfiguriert ist, dass sie mit einem von mehreren Verbindungsabschnitten elektrisch verbindbar ist, der in einer Leistungsempfangsvorrichtung enthalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass die mehreren Verbindungsabschnitte derart konfiguriert sind, dass Spannungen, die an mehrere Batterieeinheiten geliefert werden, verschiedene Werte haben, wenn die mehreren Batterieeinheiten mit den Verbindungsabschnitten elektrisch verbunden sind, und die Batterieeinheit einen Prozessor umfasst, der fähig ist, eine Leistungsspeisungsfunktion basierend auf einer Spannung zu steuern, die von einem Verbindungsabschnitt, mit dem die Batterieeinheit elektrisch verbunden ist, geliefert wird.
Batterieeinheit nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der mehreren Verbindungsabschnitte ein Widerstandselement umfasst, das derart konfiguriert ist, dass es fähig ist, eine Gleichspannung von einer entsprechenden Batterieeinheit zu empfangen und zu bewirken, dass ein der Gleichspannung entsprechender Strom fließt, Widerstandswerte der Widerstandselemente zwischen den mehreren Verbindungsabschnitten verschieden voneinander sind, und die Batterieeinheit derart konfiguriert ist, dass sie fähig ist, die Gleichspannung auszugeben.
Batterieeinheit nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie ferner aufweist: eine Kommunikationseinheit, die konfiguriert ist, um über den Verbindungsabschnitt mit der Leistungsempfangsvorrichtung zu kommunizieren.
Batterieeinheit nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinheit ferner derart konfiguriert ist, dass sie mit einer anderen Batterieeinheit kommunikationsfähig ist, um zu ermöglichen, dass der Prozessor einen anderen Prozessor, der in der anderen Batterieeinheit enthalten ist, steuert.
Batterieeinheit nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinheit dem Prozessor ermöglicht, den anderen Prozessor basierend auf der von dem Verbindungsabschnitt gelieferten Spannung zu steuern.
Batterieeinheit nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Batterieeinheit und die andere Batterieeinheit in Reihe geschaltet sind, wenn jede der Batterieeinheit und der anderen Batterieeinheit mit dem entsprechenden Verbindungsabschnitt elektrisch verbunden ist.
Elektrische Antriebseinheit, dadurch gekennzeichnet, dass sie aufweist: die Batterieeinheit nach einem der Ansprüche 11 bis 16; die Leistungsempfangsvorrichtung; und einen Elektromotor, der basierend auf der von der Batterieeinheit empfangenen elektrischen Leistung Antriebsleistung erzeugt.
Arbeitsmaschine, dadurch gekennzeichnet, dass sie aufweist: die elektrische Antriebseinheit nach Anspruch 17; und einen Arbeitsmechanismus, der fähig ist, Arbeit basierend auf der Antriebsleistung des Elektromotors auszuführen.