DE202010012151U1

DE202010012151U1 - Batteriepack

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Publication number: DE202010012151U1
Application number: DE202010012151U
Authority: DE
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2009-09-04
Filing date: 2010-09-03
Publication date: 2010-11-18
Anticipated expiration: 2020-09-04
Also published as: GB2473325A; JP2011055680A; GB201013433D0; JP5427521B2; FR2949906A1; CN201898179U; US8410756B2; US20100320969A1

Abstract

Batteriepack (10; 20; 30), der zum Zuführen von Elektroenergie zu einem Elektrowerkzeug (400) ausgebildet ist, mit
einer Mehrzahl von Batteriemodulen (100), von denen jedes mindestens eine Batteriezelle (101) aufweist,
einem Batteriepackkörper (200), der zum entnehmbaren Aufnehmen der Mehrzahl von Batteriemodulen (100), elektrischen Verbinden der Mehrzahl von Batteriemodulen (100) und Abgeben von Elektroenergie von der Mehrzahl von Batteriemodulen (100) an das Elektrowerkzeug (400) ausgebildet ist,
einem bewegbaren Bauteil (250; 350; 352), das dazu ausgebildet ist, bezüglich des Batteriepackkörpers (200) in eine erste Position und aus derselben bewegbar zu sein und in der ersten Position das Anbringen der Mehrzahl von Batteriemodulen (100) an und die Entnahme derselben aus dem Batteriepackkörper (200) zu verhindern,
mindestens einem Sensor (208), der zum Detektieren, ob sich das bewegbare Bauteil (250; 350; 352) in der ersten Position befindet oder nicht, ausgebildet ist, und
einer Steuerung (120, 220), die zum Durchführen mindestens eines...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Batteriepack, der eine elektrische Vorrichtung mit elektrischer Energie versorgt, und insbesondere einen Batteriepack, der von einem Elektrowerkzeug verwendet wird. „Elektrowerkzeug” bezeichnet einen beliebigen Typ eines Elektrowerkzeugs, einschließlich Elektrobohrer, elektrischer Schraubenzieher, elektrischer Schleifmaschinen, elektrischer Kreissägen, elektrischer Kettensägen, elektrischer Gattersägen, elektrischer Heckentrimmer, elektrischer Rasenmäher, elektrischer Freischneidegeräte und elektrischer Gebläse, jedoch nicht darauf begrenzt.
BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK
Ein Batteriepack, in dem eine Mehrzahl von Batteriemodulen (Akkumulatoren) in Reihe geschaltet ist, ist in der veröffentlichten japanischen Anmeldung Nr. 2008-159590 offenbart. Der Batteriepack weist zehn Batteriemodule auf, die in Reihe geschaltet sind, und jedes Batteriemodul ist mit zehn Lithium-Ionen-Zellen ausgestattet, die in Reihe geschaltet sind. Daher sind in diesem Batteriepack 100 Lithium-Ionen-Zellen in Reihe geschaltet. Da eine Nennspannung einer Lithium-Ionen-Zelle 3,6 Volt beträgt, beträgt die Nennspannung dieses Batteriepacks 360 Volt, was eine hohe Spannung darstellt.
ZUSAMMENFASSUNG
Wenn ein Batteriepack wiederholt verwendet wird, verschlechtern sich Batteriezellen in dem Batteriepack. Wenn sich die Batteriezellen verschlechtern, verschlechtern sie sich nicht alle auf gleichmäßige Weise. Stattdessen verschlechtern sich lediglich einige der Batteriezellen erheb lich. Wenn die Mehrzahl von Batteriezellen in Reihe geschaltet ist, nimmt eine Leistungsfähigkeit des Batteriepacks als Ganzes merklich ab, selbst wenn sich lediglich einige Batteriezellen verschlechtert haben. Mit anderen Worten, selbst wenn sich lediglich einige der Batteriezellen verschlechtert haben, ist der Batteriepack nicht mehr dazu in der Lage, eine ausreichend hohe Funktionalität bereitzustellen.
Mit anderen Worten, selbst wenn der Batteriepack nicht verwendet werden kann, kann die Leistungsfähigkeit des Batteriepacks wiederhergestellt werden, wenn die verschlechterten Batteriezellen ausgetauscht werden. Aufgrund dessen ist der Batteriepack vorzugsweise so aufgebaut, dass eine oder mehrere der Batteriezellen selektiv ausgetauscht werden können. Insbesondere ist es essentiell, dass ein Batteriepack, der mit einer großen Zahl von Batteriezellen ausgestattet ist, so aufgebaut sein kann, dass einige der darin eingebauten Batteriezellen selektiv ersetzt werden können, wodurch ermöglicht wird, eine Entsorgung von noch verwendbaren Batteriezellen in erheblichem Umfang zu verhindern. Wie unten bemerkt, ist es jedoch für einen Benutzer nicht einfach, verschlechterte Batteriezellen auszutauschen.
Erstens kann, da die Mehrzahl von Batteriezellen in dem Batteriepack in Reihe geschaltet ist, eine relativ hohe Spannung erzeugt werden. Wenn eine Batteriezelle in einem Zustand, in dem eine hohe Spannung erzeugt wird, ersetzt wird, kann der Batteriepack aufgrund eines elektrischen Kurzschlusses beschädigt werden. Daher geht man davon aus, dass zwischen der Mehrzahl von in Reihe geschalteten Batteriezellen mehrere Unterbrecher angeordnet werden sollten. Gemäß diesem Aufbau kann, wenn die Batteriezellen ersetzt werden sollen, die Erzeugung einer hohen Spannung durch Öffnen der Unterbrecher verhindert werden. Selbst wenn Unterbrecher vorgesehen sind, kann jedoch der Batteriepack in dem Fall, dass der Benutzer vergisst, die Unterbrecher zu öffnen, und die Batteriezellen austauscht, beschädigt werden.
Zweitens muss der Benutzer eine oder mehrere der Batteriezellen der Mehrzahl von Batteriezellen angeben, die auszutauschen sind. Dabei ist eine Technologie zum Prüfen des Verschlechterungszustands der Batteriezellen allgemein bekannt, und es kann ebenfalls eine Funktion, die den Verschlechterungszustand der Batteriezellen prüft, in dem Batteriepack vorgesehen sein. Selbst wenn diese Prüffunktion in dem Batteriepack vorgesehen ist, kann jedoch der Benutzer vergessen, die Prüffunktion zu verwenden, und somit können fälschlicherweise noch verwendbare Batteriezellen ausgetauscht werden.
Drittens kann es notwendig sein, dass der Benutzer nach einem Austausch der Batteriezellen einen Ausgleichsprozess zum Angleichen der Ladezustände aller Batteriezellen durchführt. Normalerweise unterscheiden sich die Ladezustände von neu eingesetzten Batteriezellen und bereits vorhandenen Batteriezellen voneinander. Zusätzlich dazu nimmt, wenn die Ladezustände der Mehrzahl von Batteriezellen angeglichen werden, die Leistungsfähigkeit (z. B. eine Ladekapazität) des gesamten Batteriepacks in erheblichem Maße ab, und einige der Batteriezellen verschlechtern sich rasch. Daher ist es notwendig, nach einem Austausch der Batteriezellen einige Batteriezellen selektiv zu laden oder zu entladen und die Ladezustände aller Batteriezellen anzugleichen. Dabei ist eine Technologie zum Durchführen des Ausgleichsprozesses der Mehrzahl von Batteriezellen allgemein bekannt, und die Funktion zum Durchführen des Ausgleichsprozesses der Batteriezellen kann ebenfalls in dem Batteriepack vorgesehen sein. Selbst wenn solch eine Funktion vorgesehen ist, kann der jedoch Benutzer vergessen, die Funktion zu verwenden, und dann den Batteriepack erneut verwenden, obwohl sich die Batteriezellen in einem nicht angeglichenen Zustand befinden.
Wie vorher bemerkt, ist es notwendig, in Verbindung mit dem Austausch einiger der Batteriezellen in dem Batteriepack durch den Benutzer verschiedene Prozesse und Betriebsabläufe durchzuführen. Zusätzlich dazu können, wenn diese Prozesse und Betriebsabläufe nicht durchgeführt werden, Probleme wie eine Beschädigung des Batteriepacks und eine vorzeitige Verschlechterung der Batteriezellen entstehen, sowie eine erheblich verkürzte Lebensdauer eines Batteriepacks. Somit muss der Batteriepack nicht nur einen Aufbau aufweisen, der ermöglicht, dass einige der Batteriezellen selektiv ersetzt werden können, sondern ebenfalls auf sichere Weise Prozesse durchführen, die für den Austausch der Batteriezellen notwendig sind.
Eine Aufgabe der vorliegenden Lehre besteht darin, eine Technologie zum Detektieren eines Austauschs von Batteriezellen in einem Batteriepack durch einen Benutzer und automatischen Durchführen der notwendigen Prozesse zu schaffen. Demzufolge kann ein Batteriepack erhalten werden, bei dem beispielsweise die elektrischen Verbindungen der Batteriezellen automatisch unterbrochen werden, wenn der Benutzer die Batteriezellen austauscht. Oder es kann ein Batteriepack erhalten werden, bei dem beispielsweise der Verschlechterungszustand der Batteriezellen automatisch geprüft wird, wenn der Benutzer die Batteriezellen austauscht. Oder es kann ein Batteriepack erhalten werden, bei dem automatisch ein Ausgleichsprozess durchge führt wird, wenn der Benutzer die Batteriezellen austauscht. Eine andere Aufgabe der vorliegenden Lehre besteht darin, einen Batteriepack zu schaffen, der automatisch einen oder eine Mehrzahl von notwendigen Prozessen durchführt, die nicht auf die vorher beschriebenen Prozesse beschränkt sind.
Der Batteriepack gemäß der vorliegenden Lehre weist eine Mehrzahl von Batteriemodulen und einen Batteriepackkörper auf, in dem die Mehrzahl von Batteriemodulen entnehmbar eingebaut ist. Jedes Batteriemodul ist mit elektrisch verbundenen Batteriezellen ausgestattet. Der Batteriepackkörper ist elektrisch mit der Mehrzahl von darin eingebauten Batteriemodulen verbunden und gibt elektrische Energie (Leistung) von den Batteriemodulen an ein Elektrogerät (wie ein Elektrowerkzeug) ab.
Bei dem vorher erwähnten Batteriepack ist eine Mehrzahl von (wiederaufladbaren) Batteriezellen auf die Mehrzahl von Batteriemodulen verteilt. Da die Batteriemodule aus dem Batteriepackkörper entnommen werden können, kann der Benutzer je nach Bedarf eines oder eine Mehrzahl der Batteriemodule durch neue ersetzen. Wenn beispielsweise einige der Batteriezellen schlechter geworden sind und die Leistungsfähigkeit des Batteriepacks abgenommen hat, kann die Leistungsfähigkeit des Batteriepacks durch Austauschen der verschlechterten Batteriezellen in den Batteriemodulen wiederhergestellt werden. In diesem Fall können die anderen Batteriemodule unverändert weiterverwendet werden.
Der Batteriepackkörper weist ein bewegbares Bauteil auf. Das bewegbare Bauteil ist dazu in der Lage, sich in einem Bereich zu bewegen, der eine erste Position enthält. Das bewegbare Bauteil verhindert, dass die Batteriemodule an dem Batteriepackkörper angebracht und aus demselben entnommen werden, wenn es sich in der ersten Position befindet. Daher muss der Benutzer das bewegbare Bauteil aus der ersten Position bewegen, wenn ein Batteriemodul ausgetauscht werden soll. Durch Bewegen des bewegbaren Bauteils aus der ersten Position in die zweite Position wird dem Benutzer gestattet, die Batteriemodule an dem Batteriepackkörper anzubringen und sie daraus zu entnehmen. Das bewegbare Bauteil kann ein Bauteil sein, das durch den Batteriepackkörper bewegbar getragen wird, oder es kann ein Bauteil sein, das von dem Batteriepackkörper abnehmbar ist. Bei dem letzteren Aufbau wird das bewegbare Bauteil in die erste Position gebracht, wenn es an dem Batteriepackkörper angebracht wird, und es wird in die zweite Position gebracht, wenn es von dem Batteriepackkörper abgenommen wird.
Die Form des bewegbaren Bauteils ist nicht auf eine bestimmte Form beschränkt. Beispielsweise kann das bewegbare Bauteil einen Aufbau haben, der mit der Mehrzahl von Batteriemodulen, die in dem Batteriepackkörper eingebaut sind, in Eingriff kommt, wenn es sich in der ersten Position befindet. Alternativ kann das bewegbare Bauteil einen Aufbau haben, der die Mehrzahl von Batteriemodulen, die in dem Batteriepackkörper eingebaut sind, zumindest teilweise abdeckt, wenn es sich in der ersten Position befindet. Bei dem letzteren Aufbau kann der Benutzer vermeiden, mit der Mehrzahl von Batteriemodulen, die in dem Batteriepackkörper eingebaut sind, in Kontakt zu kommen.
Ferner ist der Batteriepack mit einem Sensor, der detektiert, ob sich das bewegbare Bauteil in der ersten Position befindet oder nicht, und mit einer Steuerung, die basierend auf dem Detektionsresultat des Sensors vorbestimmte Prozesse durchführt, versehen. Der Sensor und die Steuerung können jeweils an mindestens einem der Batteriemodule und dem Batteriepackkörper vorgesehen sein. Der Sensor kann das Vorhandensein des bewegbaren Bauteils in der ersten Position direkt detektieren, oder er kann indirekt detektieren, ob sich das bewegbare Bauteil in der ersten Position befindet oder nicht, indem er detektiert, ob sich das bewegbare Bauteil in der zweiten Position befindet oder nicht.
Wie bereits erklärt wurde, muss sich das bewegbare Bauteil aus der ersten Position bewegen, wenn der Benutzer ein Batteriemodul austauscht. Wenn sich das bewegbare Bauteil aus der ersten Position bewegt, wird dies durch den Sensor detektiert. Mit anderen Worten, der Austausch des Batteriemoduls durch den Benutzer wird durch den Sensor detektiert. Durch Überwachen des Detektionsresultats des Sensors kann die Steuerung den Austausch des Batteriemoduls durch den Benutzer detektieren und die notwendigen Prozesse zu geeigneten Zeitpunkten durchführen. Die Steuerung kann einen Mikrocomputer verwenden und jeden zum Austausch der Batteriezelle benötigten Prozess im Voraus speichern.
Gemäß dem Batteriepack der vorliegenden Lehre, wird bzw. werden auf zuverlässige Weise einer oder mehrere der während des Austauschs des Batteriemoduls durch den Benutzer benötigte Prozesse durchgeführt. Somit kann der Benutzer das Batteriemodul auf korrekte Weise austauschen, ohne komplexe Prozesse oder Betriebsabläufe durchführen zu müssen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Lehre führt die Steuerung vorzugsweise einen Prozess durch, der basierend auf dem Detektionsresultat des Sensors verhindert, dass die Mehrzahl von Batteriemodulen in dem Elektrowerkzeug entladen wird. Zusätzlich oder alternativ dazu führt die Steuerung vorzugsweise einen Prozess durch, der basierend auf dem Detektionsresultat des Sensors verhindert, dass die Mehrzahl von Batteriemodulen durch eine externe Energieversorgung geladen wird. Insbesondere werden diese Prozesse vorzugsweise durchgeführt, wenn das Detektionsresultat des Sensors eine Bewegung des bewegbaren Bauteils aus der ersten Position anzeigt. Demzufolge kann, wenn der Benutzer ein Batteriemodul austauscht, der Fluss von Elektrizität zu den Batteriemodulen verhindert werden, und eine Beschädigung der Batteriemodule und des Batteriepacks aufgrund eines Kurzschlusses kann verhindert werden.
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Lehre führt die Steuerung vorzugsweise einen Trennprozess durch, der basierend auf dem Detektionsresultat des Sensors die Mehrzahl von Batteriemodulen elektrisch trennt. Insbesondere wird dieser Trennprozess vorzugsweise durchgeführt, wenn das Detektionsresultat des Sensors eine Bewegung des bewegbaren Bauteils aus der ersten Position anzeigt. Durch das Trennen der elektrischen Verbindung zwischen der Mehrzahl von Batteriemodulen wird verhindert, dass die Batteriemodule geladen und entladen werden, und es wird verhindert, dass in dem Batteriepack eine hohe Spannung erzeugt wird. Demzufolge kann die Beschädigung der Batteriemodule und des Batteriepacks, wenn die Batteriemodule durch den Benutzer ausgetauscht werden, verhindert werden.
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Lehre führt die Steuerung vorzugsweise einen Prüfprozess durch, der basierend auf dem Detektionsresultat des Sensors den Verschlechterungszustand der Batteriezellen, die in jedem Batteriemodul eingebaut sind, prüft. Insbesondere wird dieser Prüfprozess vorzugsweise durchgeführt, wenn das Detektionsresultat des Sensors eine Bewegung des bewegbaren Bauteils in die erste Position anzeigt. Demzufolge kann der Benutzer beim Austausch der Batteriemodule die auszutauschenden Batteriemodule korrekt angeben.
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Lehre entlädt die Steuerung basierend auf dem Detektionszustand des Sensors vorzugsweise selektiv einige der Mehrzahl von Batteriemodulen und führt einen Ausgleichsprozess durch, der die Ladezustände der Mehrzahl von Batteriemodulen angleicht. Es sei bemerkt, dass der Ausgleichsprozess durchgeführt werden muss, nachdem der Benutzer den Austausch des Batteriemoduls abgeschlossen hat. Demzufolge weist die Steuerung vorzugsweise einen Speicher auf, der zumindest einen Teil des Detektionsresultats des Sensors speichert, und führt den Ausgleichsprozess basierend auf in dem Speicher gespeicherter Information durch, z. B. wenn der Ladeprozess des Batteriepacks durchgeführt wird. Nach einem Durchführen des Ausgleichsprozesses können durch Durchführen des Batteriepackladeprozesses (d. h. der Mehrzahl von Batteriemodulen) alle Batteriemodule gleichmäßig und vollständig geladen werden.
Der Batteriepack gemäß der vorliegenden Lehre kann den Austausch des Batteriemoduls (d. h. der Batteriezellen) durch den Benutzer detektieren und kann automatisch die notwendigen Prozesse durchführen. Demzufolge kann die Beschädigung der Batteriemodule und des Batteriepacks, wenn das Batteriemodul (d. h. einige der Batteriezellen) ausgetauscht wird, verhindert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine Außenansicht eines Batteriepacks der Ausführungsform 1 und ein Elektrowerkzeugsystem, das denselben verwendet.
2 zeigt eine Außenansicht des Batteriepacks.
3 ist eine Draufsicht, die den inneren Aufbau eines Batteriemoduls zeigt.
4 ist eine Seitenansicht, die den inneren Aufbau des Batteriemoduls zeigt.
5 ist ein schematisches Diagramm, das die internen Schaltungen des Batteriemoduls zeigt.
6 ist eine Draufsicht, die den inneren Aufbau des Batteriepacks, der die Batteriemodule enthält, zeigt.
7A zeigt einen Zustand, in dem ein Energieversorgungskabel mit einer Ausgangsbuchse verbunden ist. 7B zeigt einen Zustand, in dem ein Ladekabel mit einer Ladebuchse verbunden ist.
8 ist ein schematisches Diagramm, das die inneren Schaltungen des Batteriepacks, der die Batteriemodule enthält, zeigt.
Die 9A, 9B und 9C zeigen ein Flussdiagramm von Prozessen, die durch den Batteriepack durchgeführt werden. Es sei bemerkt, dass „I” in 9A bei „I” in 9B fortgesetzt wird, „II” in 9B bei „II” in 9A fortgesetzt wird, „III” in 9A bei „III” in 9C fortgesetzt wird, und „IV” in 9C bei „IV” in 9A fortgesetzt wird.
Die 10A und 10B zeigen ein Flussdiagramm eines Batteriepackladeprozesses. Es sei bemerkt, dass „V” in 10A bei „V” in 10B fortgesetzt wird.
Die 11A und 11B zeigen ein Flussdiagramm eines Ausgleichsentladeprozesses. Es sei bemerkt, dass „VI” in 11A bei „VI” in 11B fortgesetzt wird.
Die 12A und 12B zeigen Flussdiagramme eines Batteriepackentladeprozesses. Es sei bemerkt, dass „VII” in 12A bei „VII” in 12B fortgesetzt wird, und „VIII” in 12B bei „VIII” in 12A fortgesetzt wird.
Die 13A und 13B zeigen ein Flussdiagramm eines Batteriemodulselbstprüfungsprozesses. Es sei bemerkt, dass „IX” in 13A bei „IX” in 13B fortgesetzt wird, und „X” in 13A bei „X” in 13B fortgesetzt wird.
14 zeigt einen Überblick über den Batteriepack der Ausführungsform 2.
15 zeigt einen Überblick über den Batteriepack der Ausführungsform 3.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Lehre weist jedes der Batteriemodule vorzugsweise einen Schaltkreis (eine Schaltung) zum Trennen einer elektrischen Verbindung zwischen eingebauten Batteriezellen und einem Batteriepackkörper auf. Zusätzlich dazu schaltet eine Steuerung vorzugsweise den Schaltkreis aus, wenn das Detektionsresultat eines Sensors eine Bewegung eines bewegbaren Bauteils aus einer ersten Position anzeigt. Gemäß diesem Aufbau kann der Batteriepack automatisch eine Entladung der Batteriemodule verhindern, wenn der Benutzer das Batteriemodul austauscht.
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Lehre schaltet die Steuerung vorzugsweise die Schaltkreise der Batteriemodule ein, nachdem das Detektionsresultat des Sensors eine Bewegung des bewegbaren Bauteils in die erste Position angezeigt hat. Die Steuerung lässt jedoch vorzugsweise den Schaltkreis eine vorbestimmte Verzögerungszeit lang ausgeschaltet, nachdem das Detektionsresultat des Sensors eine Bewegung des bewegbaren Bauteils in die erste Position anzeigt hat. Der Austausch des Batteriemoduls durch den Benutzer ist an dem Punkt abgeschlossen, an dem sich das bewegbare Bauteil in die erste Position bewegt hat. Der Benutzer kann jedoch häufig unmittelbar nach einem Bewegen des bewegbaren Bauteils in die erste Position ein Problem mit dem Einbau des Batteriemoduls feststellen und daher das Batteriemodul erneut einbauen. Aufgrund dessen ist es effektiv, die Mehrzahl von Batteriemodulen die vorbestimmte Verzögerungszeit lang elektrisch zu trennen, nachdem sich das bewegbare Bauteil in die erste Position bewegt hat.
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Lehre ist jedes Batteriemodul vorzugsweise mit einem Detektor versehen, der zum Detektieren der Spannung und/oder des Stroms mindestens einer eingebauten Batteriezelle ausgebildet ist, sowie mit einer Entladeschaltung, die im Folgenden auch als Entladekreis bezeichnet wird und die zum elektrischen Verbunden- werden mit den Batteriezellen zum Entladen der Batteriezellen gemäß einer Anweisung von der Steuerung ausgebildet ist. Zusätzlich dazu verwendet die Steuerung vorzugsweise den Detektor und den Entladekreis, die in jedem Batteriemodul vorgesehen sind, zum Durchführen des Prüfprozesses. Bei dieser Ausführungsform, bei der das Batteriemodul den Detektor und den Entladekreis aufweist, können die eingebauten Batteriezellen entladen werden und die Spannung und der Strom detektiert werden, selbst wenn das Batteriemodul elektrisch von dem Batteriepackkörper getrennt ist. Dann kann der Verschlechterungszustand der Batteriezellen des Batteriemoduls basierend auf der detektierten Spannung und dem detektierten Strom geprüft werden.
Bei der vorher erwähnten Ausführungsform verwendet die Steuerung vorzugsweise die Detektoren und die Entladekreise der Batteriemodule zum Durchführen eines Ausgleichsprozesses.
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Lehre weist die Steuerung vorzugsweise eine Speichereinheit auf. Zusätzlich dazu speichert die Steuerung vorzugsweise einen ersten Detektionsmerker in der Speichereinheit, wenn das Detektionsresultat des Sensors eine Bewegung des bewegbaren Bauteils aus der ersten Position anzeigt, führt den Ausgleichsprozess zu einem vorbestimmten Zeitpunkt durch, wenn der erste Detektionsmerker in der Speichereinheit gespeichert ist, und löscht den in der Speichereinheit gespeicherten ersten Detektionsmerker, wenn der Ausgleichsprozess durchgeführt worden ist. Dabei kann der Zeitpunkt, zu dem der Ausgleichsprozess durchgeführt wird, als der Zeitpunkt festgelegt sein, zu dem sich das bewegbare Bauteil in die erste Position bewegt hat, zu dem eine vorbestimmte Zeitdauer verstrichen ist, nachdem sich das bewegbare Bauteil in die erste Position bewegt hat, zu dem der Batteriepackladeprozess begonnen hat, oder dergleichen. Zusätzlich dazu kann das Löschen des ersten Detektionsmerkers erfolgen, nachdem der Ausgleichsprozess begonnen hat, oder nachdem der Ausgleichsprozess abgeschlossen worden ist. Wenn beispielsweise aus irgendeinem Grund der Ausgleichsprozess unterbrochen wird, ist bevorzugt, dass der erste Detektionsmerker gelöscht wird, nachdem der Ausgleichsprozess abgeschlossen worden ist. Bei diesem Aufbau wird, wenn der Ausgleichsprozess unerwartet unterbrochen wird, der erste Detektionsmerker nicht gelöscht, und der Ausgleichsprozess wird bei nächster Gelegenheit automatisch erneut durchgeführt.
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Lehre weist der Batteriepack eine öffenbare Abdeckung auf, die auf dem Batteriepackkörper angeordnet ist. Die öffenbare Abdeckung deckt die Mehrzahl von Batteriemodulen zumindest teilweise ab, wenn sie geschlossen ist, und verhindert ein Anbringen und ein Entnehmen der Mehrzahl von Batteriemodulen bezüglich des Batteriepackkörpers. Diese öffenbare Abdeckung entspricht dem vorher erwähnten bewegbaren Bauteil, und das Öffnen und Schließen der öffenbaren Abdeckung wird durch den vorher erwähnten Sensor detektiert. Die öffenbare Abdeckung kann von dem Batteriepackkörper ab nehmbar sein und kann durch den Batteriepackkörper so getragen sein, dass sie geöffnet und geschlossen werden kann.
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Lehre weist jedes Batteriemodul eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Batteriezellen auf.
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Lehre weist ein Batteriemodul eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Batteriezellen, ein Modulgehäuse, das die Mehrzahl von Batteriezellen aufnimmt, einen modulseitigen Verbinder, der an dem Modulgehäuse vorgesehen ist, und modulseitige Stromanschlüsse auf, die auf dem modulseitigen Verbinder angeschlossen sind. Die modulseitigen Stromanschlüsse sind elektrisch mit der Mehrzahl von Batteriezellen verbunden.
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Lehre weist ein Batteriepackkörper ein Gehäuse auf. Ein Modulaufnahmeabschnitt, der die Mehrzahl von Batteriemodulen aufnimmt, ist in dem Gehäuse ausgebildet. Eine Mehrzahl von körperseitigen Verbindern ist in dem Modulaufnahmeabschnitt vorgesehen. Die Mehrzahl von körperseitigen Verbindern kann mit den modulseitigen Verbindern an der darin aufgenommenen Mehrzahl von Batteriemodulen verbunden werden. Körperseitige Stromanschlüsse sind an jedem körperseitigen Verbinder vorgesehen. Jeder der körperseitigen Stromanschlüsse kann elektrisch mit den modulseitigen Stromanschlüssen verbunden werden, die mit den körperseitigen Verbindern verbunden sind. Die Mehrzahl von körperseitigen Stromanschlüssen, die jeweils an der Mehrzahl von körperseitigen Verbindern vorgesehen sind, ist mit den Ausgangsanschlüssen an dem Batteriepackkörper in Reihe verbunden. Demzufolge wird die Leistungsabgabe der Mehrzahl von Batteriemodulen, die in Reihe verbunden ist, von den Ausgangsanschlüssen an das Elektrowerkzeug abgegeben.
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Batteriepackkörper eine Modulabdeckung auf. Die Modulabdeckung ist ein Beispiel für die vorher beschriebene öffenbare Abdeckung. Die Modulabdeckung kann von dem Gehäuse abgenommen werden. Wenn die Modulabdeckung an dem Gehäuse angebracht ist, schließt die Modulabdeckung den Modulaufnahmeabschnitt und deckt die in dem Modulaufnahmeabschnitt eingebauten Batteriemodule ab. Demzufolge wird das Anbringen und Entfernen der Batteriemodule bezüglich des Modulaufnahmeabschnitts verhindert. Wenn die Modulabdeckung von dem Gehäuse abgenommen wird, öffnet die Modulabdeckung den Modulaufnahmeabschnitt und gestattet das Anbringen und Entfernen von Batteriemodulen bezüglich des Modulaufnahmeabschnitts. Es sei bemerkt, dass die Modulabdeckung derart aufgebaut sein kann, dass sie nicht von dem Gehäuse abgenommen werden kann, sonder derart, dass der Modulaufnahmeabschnitt durch Schwenken, Drehen, Verformen oder Verschieben der Modulabdeckung bezüglich des Gehäuses geschlossen und geöffnet wird.
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Lehre kann die Modulabdeckung den gesamten Modulaufnahmeabschnitt abdecken. Mit dieser Konfiguration werden, wenn sich die Modulabdeckung in dem geschlossenen Zustand befindet, alle Batteriemodule, die in dem Batteriepackkörper eingebaut sind, vollständig durch das Gehäuse des Batteriepackkörpers und die Modulabdeckung abgedeckt. Gemäß diesem Aufbau wird der Benutzer daran gehindert, aus Versehen die Batteriemodule zu berühren, und das Eindringen von Fremdkörpern in den Modulaufnahmeabschnitt wird ebenfalls verhindert.
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist jedes Batteriemodul eine Modulsteuerung auf, und der Batteriepackkörper weist eine Hauptsteuerung auf. Jede Modulsteuerung und die Hauptsteuerung können miteinander kommunizieren, und die Steuerung, die die Gesamtsteuerung des Batteriepacks durchführt, ist aus den Modulsteuerungen und der Hauptsteuerung aufgebaut.
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Lehre ist an jedem Batteriemodul ein Anzeigeabschnitt vorgesehen, der das Resultat einer durch die Steuerung durchgeführten Verschlechterungszustandsprüfung anzeigt. In diesem Fall ist die Modulabdeckung vorzugsweise aus einem zumindest teilweise transparenten (oder lichtdurchlässigen) Material ausgebildet, und der Benutzer kann vorzugsweise den Anzeigeabschnitt sehen, wenn sich die Modulabdeckung in dem geschlossenen Zustand befindet.
Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Lehre weist der Batteriepackkörper eine Steckdosenbuchse, die an einem Steckdosenanschluss vorgesehen ist, eine Ladebuchse, die an einem Ladeanschluss vorgesehen ist, eine Buchsenabdeckung, die bezüglich der Steckdosenbuchse und der Ladebuchse geöffnet und geschlossen werden kann, und einen Buchsenabde ckungssensor auf, der das Öffnen und Schließen der Buchsenabdeckung detektiert. Der Steckdosenanschluss ist elektrisch mit der Mehrzahl von Batteriemodulen verbunden und gibt von der Mehrzahl von Batteriemodulen entladene elektrische Energie an das Elektrowerkzeug ab. Der Ladeanschluss ist elektrisch mit der Mehrzahl von Batteriemodulen verbunden und führt der Mehrzahl von Batteriemodulen elektrische Energie von einer externen Energiequelle zu. Die Buchsenabdeckung verhindert das Einführen von Kabeln in die Steckdosenbuchse und die Ladebuchse, wenn sie geschlossen ist, und gestattet das Einführen und Entfernen von Kabeln bezüglich der Steckdosenbuchse und der Ladebuchse, wenn sie geöffnet ist. Die Steuerung führt basierend auf dem Detektionsresultat des Buchsenabdeckungssensors vorbestimmte Prozesse durch. Beispielsweise führt die Steuerung einen Prozess durch, der ein Entladen der Mehrzahl von Batteriemodulen und/oder ein Laden der Mehrzahl von Batteriemodulen verhindert, wenn das Detektionsresultat des Buchsenabdeckungssensors anzeigt, dass die Buchsenabdeckung geöffnet ist. Zusätzlich dazu führt die Steuerung einen Prozess durch, der die Mehrzahl von in dem Batteriepackkörper eingebauten Batteriemodulen elektrisch trennt, wenn das Detektionsresultat des Buchsenabdeckungssensors anzeigt, dass die Buchsenabdeckung geöffnet ist.
(Ausführungsform 1)
Ein Batteriepack 10 der Ausführungsform 1 wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Wie in 1 gezeigt ist, ist der Batteriepack 10 durch ein Energieversorgungskabel 401 mit einem Elektrowerkzeug 400 verbunden und führt dem Elektrowerkzeug 400 als eine Energiequelle für dasselbe Elektroenergie zu. Das Energieversorgungskabel 401 ist von dem Batteriepack 10 abnehmbar. Wenn das Elektrowerkzeug 400 verwendet wird, wird das Elektroenergieversorgungskabel 401 an dem Batteriepack 10 angebracht, und wenn das Elektrowerkzeug nicht verwendet wird, wird das Energieversorgungskabel 401 von dem Batteriepack 10 abgenommen. Wie im Folgenden beschrieben, besteht der Batteriepack 10 aus 30 Batteriezellen, die in Reihe geschaltet sind, und weist eine Nennspannung von 108 Volt auf.
Es sei bemerkt, dass in 1 ein elektrischer Heckentrimmer als ein Beispiel für das Elektrowerkzeug 400 dargestellt ist, das Elektrowerkzeug 400, dem von dem Batteriepack 10 Elektroenergie zugeführt wird, jedoch nicht auf einen Heckentrimmer beschränkt ist. Der Batteriepack 10 kann als eine Energiequelle zum Zuführen von Elektroenergie zu verschiedenen Elektro werkzeugen verwendet werden, beispielsweise einem Elektrobohrer, einem elektrischen Schraubenzieher, einer elektrischen Schleifmaschine, einer elektrischen Kreissäge, einer elektrischen Kettensäge, einer elektrischen Gattersäge, einem elektrischen Rasenmäher, einem elektrischen Freischneidegerät und dergleichen.
Wie in 1 gezeigt ist, sind an dem Batteriepack 10 Schultergurte 301 und ein Hüftgurt 302 vorgesehen. Die Schultergurte 301 und der Hüftgurt 302 bilden ein Gurtsystem, das den Batteriepack 10 auf dem Rücken eines Benutzers befestigt. Die Schultergurte 301 und der Hüftgurt 302 sind von dem Batteriepack 10 abnehmbar. Wenn der Benutzer das Elektrowerkzeug 400 verwenden will, kann er oder sie den Batteriepack 10 unter Verwendung der Schultergurte 301 und des Hüftgurts 302 auf seinem oder ihrem Rücken befestigen. Durch Befestigen des relativ schweren Batteriepacks 10 auf seinem oder ihrem Rücken kann der Benutzer das Elektrowerkzeug 400 unabhängig von dem Batteriepack 10 problemlos handhaben.
Zusätzlich dazu ist ein Ladekabel 300 an dem Batteriepack 10 vorgesehen. Das Ladekabel 300 ist von dem Batteriepack 10 abnehmbar. Wenngleich weitere Einzelheiten im Folgenden beschrieben werden, ist der Batteriepack 10 mit einem Ladekreis ausgestattet. Der Batteriepack 10 kann die Mehrzahl von Batteriezellen 101 (im Folgenden beschrieben) durch Verbinden derselben mit einer herkömmlichen Energieversorgung (Wechselstromenergieversorgung) über das Ladekabel 300 laden.
2 zeigt eine Außenansicht des Batteriepacks 10. Wie in 2 gezeigt ist, weist der Batteriepack 10 einen Batteriepackkörper 200 und drei Batteriemodule 100 auf. Jedes Batteriemodul 100 ist aus dem Batteriepackkörper 200 entnehmbar. Jedes Batteriemodul 100 enthält eine Mehrzahl von in Reihe geschalteten Batteriezellen 101 (siehe 3 und 4). Wie im Folgenden beschrieben, sind dreißig Batteriezellen 101 auf die drei Batteriemodule 100 verteilt und in dem Batteriepack 10 der vorliegenden Ausführungsform untergebracht. Jedes Batteriemodul 100 ist mit einem modulseitigen Verbinder 105 zum Verbinden mit dem Batteriepackkörper 200, einem Prüfschalter 109 zum Prüfen des Verschlechterungszustands der Batteriezellen 101 und einem Anzeigelicht 110 zum Anzeigen des Prüfresultats und des Ladezustands der Batteriezellen 101 versehen.
Der Batteriepackkörper 200 ist mit einem Modulaufnahmeabschnitt 212 zum Aufnehmen der drei Batteriemodule 100 versehen. Der Modulaufnahmeabschnitt 212 ist mit drei körperseitigen Verbindern 214 versehen. Jeder körperseitige Verbinder 214 kann mit den modulseitigen Verbindern 105 an den Batteriemodulen 100 verbunden werden. Jeder körperseitige Verbinder 214 ist mit einem Paar von körperseitigen Stromanschlüssen 201 und einem körperseitigen Verbindungsanschluss 223 versehen. Zusätzlich dazu ist in dem Modulaufnahmeabschnitt 212 eine Mehrzahl von Rippen 210 zum Positionieren der Batteriemodule 100 ausgebildet.
Eine Modulabdeckung 205 ist an dem Batteriepackkörper 200 vorgesehen. Die Modulabdeckung 250 ist eine öffenbare Abdeckung zum Verschließen des Modulaufnahmeabschnitts 212. Die Modulabdeckung 250 ist von dem Batteriepackkörper 200 abnehmbar. Die Modulabdeckung 250 kann durch Anbringen oder Abnehmen derselben in Bezug auf den Batteriepackkörper 200 zwischen einer geschlossenen Position, in der der Modulaufnahmeabschnitt 212 geschlossen ist, und einer geöffneten Position, in der der Modulaufnahmeabschnitt 212 geöffnet ist, bewegt werden. Mit anderen Worten, wenn die Modulabdeckung 250 von dem Batteriepackkörper 200 abgenommen wird, wird der Modulaufnahmeabschnitt 212 geöffnet, und wenn die Modulabdeckung 250 an dem Batteriepackkörper 200 angebracht wird, wird der Modulaufnahmeabschnitt 212 geschlossen.
Wenn sich die Modulabdeckung 250 in der geschlossenen Position befindet (d. h. wenn die Modulabdeckung 250 an dem Batteriepackkörper 200 angebracht ist), werden die in dem Modulaufnahmeabschnitt 212 aufgenommenen Batteriemodule 100 durch die Modulabdeckung 250 abgedeckt. Somit verhindert die Modulabdeckung 250, wenn sie sich in der geschlossenen Position befindet, dass die Batteriemodule 100 an dem Modulaufnahmeabschnitt 212 angebracht oder aus demselben entfernt werden. Im Gegensatz dazu ist, wenn sich die Modulabdeckung 250 in der geöffneten Position befindet (wenn die Modulabdeckung 250 von dem Batteriepackkörper 200 abgenommen ist), das Anbringen und Entnehmen der Batteriemodule 100 in Bezug auf den Modulaufnahmeabschnitt 212 gestattet.
Dabei ist die Form der Modulabdeckung 250 nicht auf die in 2 gezeigte Form beschränkt. Beispielsweise kann die Modulabdeckung 250 nicht von dem Batteriepackkörper abnehmbar sein, sondern stattdessen schwenkbar oder verschiebbar durch den Batteriepackkörper 200 getragen sein. Unabhängig davon, ob sie von dem Batteriepackkörper 200 abnehmbar ist oder nicht, kann die Modulabdeckung 250 einen Aufbau haben, der zwischen einer geschlossenen Position, die zumindest teilweise den Modulaufnahmeabschnitt 212 verschließt und das Anbringen und Entfernen der Batteriemodule 100 verhindert, und einer geöffneten Position, die den Modulaufnahmeabschnitt öffnet und das Anbringen und Entfernen der Batteriemodule 100 gestattet, bewegbar ist. Zusätzlich dazu kann die Modulabdeckung 250 mehrere Teile aufweisen, die den Batteriemodulen 100 entsprechen. Ferner kann die Modulabdeckung 250 den Modulaufnahmeabschnitt 212 vollständig abdecken, oder sie kann den Modulaufnahmeabschnitt 212 teilweise abdecken.
Als ein Beispiel wird die Form der Modulabdeckung 250 der vorliegenden Ausführungsform im Detail beschrieben. Ein Überlappabschnitt 253, der an den Batteriepackkörper 200 passt, ist an der Modulabdeckung 250 vorgesehen. Aufgrund dessen ist der Modulaufnahmeabschnitt 212 verschlossen, ohne dass irgendwelche offenen Zwischenräume vorliegen. Somit wird beispielsweise verhindert, dass der Benutzer aus Versehen in Kontakt mit den Batteriemodulen 100 kommt und Fremdkörper (wie Staub und Wasser) in den Modulaufnahmeabschnitt 212 eindringen.
Zusätzlich dazu ist eine Eingriffsrippe 251 an der Modulabdeckung 250 ausgebildet. Die Eingriffsrippe 251 kommt in Eingriff mit einer Eingriffsnut 252, die in dem Batteriepackkörper 200 ausgebildet ist, und verhindert, dass sich die Modulabdeckung 250 verschiebt. Außerdem sind an der Innenfläche der Modulabdeckung 250 Tragerippen 254 vorgesehen, die mit dem hinteren Ende 150 der Batteriemodule 100 (den Endabschnitten, die auf der den modulseitigen Verbindern 105 gegenüberliegenden Seite angeordnet sind) in Kontakt kommen. Aufgrund dieser Tragerippen 254 wird verhindert, dass sich die Batteriemodule 100 von den körperseitigen Verbindern 214 lösen. Es sei bemerkt, dass an den Positionen der Tragerippen 254 ein elastisches Bauteil vorgesehen sein kann, das die Batteriemodule 100 zu den körperseitigen Verbindern 214 hin treibt.
Die Modulabdeckung 250 ist aus einem Kunstharzmaterial ausgebildet, das eine Isoliereigenschaft aufweist. Insbesondere ist die Modulabdeckung 250 der vorliegenden Ausführungsform aus einem transparenten Kunstharz ausgebildet. Dadurch, dass die Modulabdeckung 250 aus einem transparenten Material ausgebildet ist, können die Anzeigelichter 110 der Batteriemodule 100, die in dem Modulaufnahmeabschnitt 212 aufgenommen sind, durch den Benutzer von außen betrachtet werden, ohne die Modulabdeckung 250 zu öffnen. Es sei bemerkt, dass die Modulabdeckung 250 alternativ aus einem lichtdurchlässigen Material ausgebildet sein kann. Zusätzlich dazu muss die Modulabdeckung 250 nicht vollständig transparent oder lichtdurchlässig sein, sondern sie kann lediglich in einem Abschnitt derselben transparent oder lichtdurchlässig sein.
Der Batteriepackkörper 200 weist einen Modulabdeckungssensor 208 zum Detektieren des Öffnens und Schließens der Modulabdeckung 250 auf. Der Modulabdeckungssensor 208 ist so aufgebaut, dass er eine Art Schalter verwendet, und schaltet sich ansprechend darauf, ob sich die Modulabdeckung 250 in der geschlossenen Position befindet oder nicht, ein und aus. Mit anderen Worten, wenn die Modulabdeckung 250 an dem Batteriepackkörper 200 angebracht ist und sich die Modulabdeckung 250 in der geschlossenen Position befindet, wird der Modulabdeckungssensor 208 eingeschaltet. Im Gegensatz dazu wird, wenn die Modulabdeckung 250 von dem Batteriepackkörper 200 abgenommen wird und sich die Modulabdeckung 250 in der offenen Position befindet, der Modulabdeckungssensor 208 ausgeschaltet.
Wie in 2 gezeigt, ist der Modulabdeckungssensor 208 im Inneren der Eingriffsnut 252 des Batteriepackkörpers 200 angeordnet. Demzufolge werden fehlerhafte Betätigungen des Modulsensors 208 aufgrund eines Kontakts mit Fremdkörpern verhindert, und der Modulabdeckungssensor 208 schaltet sich lediglich ein, wenn die Modulabdeckung 250 korrekt angebracht ist. Dabei muss der Modulabdeckungssensor 208 nicht notwendigerweise an dem Batteriepackkörper vorgesehen sein, sondern er kann stattdessen an mindestens einem der Batteriemodule 100 vorgesehen sein.
Drei Anzeigelichter 209 sind an dem Batteriepackkörper 200 vorgesehen. Die drei Anzeigelichter 200 können Information wir die gesamte verbleibende Ladung der Batteriemodule 100 oder die Notwendigkeit eines Austauschs eines Batteriemoduls 100 anzeigen. Jedes Anzeigelicht 209 ist so aufgebaut, dass es eine lichtemittierende Diode verwendet.
Als nächstes wird der Aufbau des Batteriemoduls 100 im Detail beschrieben. Wie in 3 und 4 gezeigt, weist ein Batteriemodul 100 ein Modulgehäuse 104 auf. Das Modulgehäuse 104 besteht aus einem Kunstharzmaterial mit einer Isoliereigenschaft. Der vorher erwähnte modulseitige Verbinder 105 ist so ausgebildet, dass er einstückig mit dem Modulgehäuse 104 ist.
Wie in 4 gezeigt, ist der modulseitige Verbinder 105 in vertikaler Richtung nach oben versetzt und nicht in der Mitte des Modulgehäuses 104 angeordnet. Demzufolge ist lediglich unterhalb des modulseitigen Verbinders 105 ein Rastabschnitt 113 ausgebildet. Das Modulgehäuse 104 weist eine vertikal asymmetrische Form auf, und so wird verhindert, dass das Batteriemodul 100 falsch an dem Batteriepackkörper 200 angebracht wird.
Das Modulgehäuse 104 enthält zehn Batteriezellen 101 (die im Folgenden kollektiv als Batteriezellen 101 bezeichnet werden). Die Batteriezellen 101 werden durch einen Zellenhalter 103 festgehalten und sind parallel zueinander und in einer einzigen Ebene ausgerichtet. Die Batteriezellen 101 sind in wechselnden Richtungen ausgerichtet, und die Kathode jeder Batteriezelle 101 ist benachbart zu der Anode der benachbarten Batteriezellen 101. Die Batteriezellen 101 sind durch eine Mehrzahl von Leiterplatten 102 in Reihe geschaltet.
Jede Batteriezelle 101 ist eine Lithium-Ionen-Batteriezelle. Allgemein beträgt die Nennspannung einer Lithium-Ionen-Batteriezelle 3,6 Volt. Daher ist die Nennspannung eines Batteriemoduls 100 36 Volt. Zusätzlich dazu ist die Maximalspannung, die von einer Lithium-Ionen-Batteriezelle abgegeben werden kann, 4,2 Volt. Daher beträgt die Maximalspannung, die durch ein Batteriemodul 100 erzeugt werden kann, 42 Volt. Dabei besteht, wenn die Spannung 42 Volt überschreitet, eine erhebliche Gefahr eines Stromschlags für eine Person. Aufgrund dessen kann die Zahl von Batteriezellen 101, die in jedem Batteriemodul 100 enthalten sind, so vorgesehen sein, dass die Maximalspannung, die erzeugt werden kann, 42 Volt oder weniger beträgt, ohne auf Lithium-Ionen-Batteriezellen beschränkt zu sein.
Die Modulabdeckung 104 enthält ferner einen Temperatursensor 106, ein Substrat 107 und eine Modulschalteinheit 108. Der Temperatursensor 106 ist in der Nähe einer Batteriezelle 101 angeordnet und detektiert die Temperatur der Batteriezelle 101.
Die Modulschalteinheit 108 ist mit einem Paar von modulseitigen Stromanschlüssen 111, einem modulseitigen Kommunikationsanschluss 112, einem Prüfschalter 109 und einem Anzeigelicht 110 versehen. Das Paar von modulseitigen Stromanschlüssen 111 und der modulseitige Verbindungsanschluss 112 sind im Inneren des modulseitigen Verbinders 105 angeordnet. Wenn der modulseitige Verbinder 105 mit dem körperseitigen Verbinder 214 des Batterie packkörpers 200 verbunden wird, wird das Paar von modulseitigen Stromanschlüssen 111 mit dem Paar von körperseitigen Stromanschlüssen 201 verbunden, und der modulseitige Kommunikationsanschluss 112 wird mit dem körperseitigen Kommunikationsanschluss 223 verbunden.
Der Temperatursensor 106 und alle Leiterplatten 102 sind über das Substrat 107 elektrisch mit der Modulschalteinheit 108 verbunden. Die Modulschalteinheit 108 und das Substrat 107 weisen einen Mikrocomputer und verschiedene Schaltelemente auf und bilden eine interne Schaltung des Batteriemoduls 100, die in 5 gezeigt ist.
Wie in 5 gezeigt, weist die interne Schaltung des Batteriemoduls 100 eine Modulsteuerung 120, einen Spannungsdetektor 121, einen Nebenschlusswiderstand 122, einen Entlade-FET (Feldeffekttransistor) 123, einen Lade-FET 124 und einen Entladekreis 127 auf. Der Entladekreis 127 weist ein Energie verbrauchendes Element 125 und einen Transistor 126 auf. Die Modulsteuerung 120 ist so aufgebaut, dass sie einen Mikrocomputer aufweist, und speichert Programme, die verschiedene Prozesse durchführen.
Das Paar von modulseitigen Stromanschlüssen 111 ist mit den Batteriezellen 101 verbunden. Bei dieser Konfiguration gibt das Paar von modulseitigen Stromanschlüssen 111 elektrische Entladeenergie von den Batteriezellen 101 an den Batteriepackkörper 200 ab und führt den Batteriezellen 101 elektrische Ladeenergie von dem Batteriepackkörper 200 zu.
Der Entlade-FET 123 und der Lade-FET 124 sind an einer Verdrahtung vorgesehen, die die positive Elektrode der Batteriezellen 101 mit den modulseitigen Stromanschlüssen 111 verbindet. Der Entlade-FET 123 und der Lade-FET 124 sind mit der Modulsteuerung 120 verbunden, und der Betrieb des Entlade-FETs und des Lade-FETs 124 wird durch die Modulsteuerung 120 gesteuert. Die Modulsteuerung 120 kann die Batteriezellen 101 und die modulseitigen Stromanschlüsse 111 elektrisch verbinden, und sie kann diese Verbindung durch selektives Ein- und Ausschalten des Entlade-FETs 123 und des Lade FETs 124 trennen. Wenn der Entlade-FET 123 ausgeschaltet ist, wird verhindert, dass die elektrische Entladeenergie von den Batteriezellen 101 dem Batteriepackkörper 200 zugeführt wird, und wenn der Lade-FET 124 ausgeschaltet ist, wird verhindert, dass die elektrische Ladeenergie von dem Batteriepackkörper 200 den Batteriezellen 101 zugeführt wird.
Der Spannungsdetektor 121 ist eine Schaltung zum Detektieren der Spannung der Batteriezellen 101 und gibt das Potenzial der positiven Elektrode jeder Batteriezelle 101 in die Modulsteuerung 120 ein. Die Modulsteuerung 120 kann die Spannung jeder Batteriezelle 101 und die Spannung aller Batteriezellen 101 basierend auf der von dem Spannungsdetektor 121 eingegebenen Spannung detektieren. Dabei wird ein Teil des Spannungsdetektors 121 durch die Mehrzahl von Leiterplatten 102, die mit den Batteriezellen 101 verbunden sind, und das Substrat 107 gebildet, das mit der Mehrzahl von Leiterplatten 102 verbunden ist.
Der Nebenschlusswiderstand 122 ist ein Widerstandselement, das in Reihe mit den Batteriezellen 101 angeordnet ist und eine Schaltung bildet, die den Strom von den Batteriezellen 101 detektiert. Der gleiche Strom, der durch die Batteriezellen 101 fließt, fließt zu dem Nebenschlusswiderstand 122 und erzeugt ansprechend auf den durch die Batteriezellen 101 fließenden Strom eine Spannung. Die Modulsteuerung 120 erhält die durch den Nebenschlusswiderstand 122 erzeugte Spannung und detektiert den Strom der Batteriezellen 101.
Die Entladeschaltung 127 ist mit dem Energie verbrauchenden Element 125 versehen, das in Reihe mit dem Transistor 126 verbunden ist, und ist über den Nebenschlusswiderstand 122 mit den Batteriezellen 101 verbunden ist. Das Energie verbrauchende Element 125 ist ein Widerstandselement. Der Transistor 126 ist mit der Modulsteuerung 102 verbunden, und sein Betrieb wird durch die Modulsteuerung 120 gesteuert. Wenn die Modulsteuerung 120 den Transistor 126 einschaltet, ist die Entladeschaltung 127 elektrisch mit den Batteriezellen 101 verbunden. Bei dieser Konfiguration werden die Batteriezellen 101 durch das Energie verbrauchende Element 125 entladen. Wenn ein Selbstprüfungsprozess oder ein Ausgleichsentladeprozess durchgeführt wird, was im Folgenden beschrieben wird, kann die Modulsteuerung 120 durch Einschalten des Transistors 126 bewirken, dass sich die Batteriezellen 101 in den Batteriemodulen 100 entladen.
Der Prüfschalter 109, das Anzeigelicht 110 und das modulseitige Kommunikationselement 112 sind mit der Modulsteuerung 120 verbunden. Wenn der Bediener den Prüfschalter 109 betätigt, führt die Modulsteuerung 120 einen Selbstprüfungsprozess durch. Der Selbstprüfungsprozess wird unabhängig davon durchgeführt, ob das Batteriemodul 100 an dem Batteriepackkörper 200 angebracht ist oder das Batteriemodul 100 aus dem Batteriepackkörper 200 entnommen ist. Dann zeigt die Modulsteuerung 120 das durch den Selbstprüfungsprozess erhaltene Prüfungsresultat unter Verwendung des Anzeigelichts 110 an.
Als Nächstes wird der Gesamtaufbau des Batteriepacks 10 im Detail beschrieben. Wie in 6 gezeigt, weist der Batteriepackkörper 200 ein Gehäuse 211 auf. Das Gehäuse 211 ist aus einem Kunstharzmaterial mit einer Isoliereigenschaft aufgebaut. Der vorher erwähnte Modulaufnahmeabschnitt 212, der körperseitige Verbinder 214 und die Rippen 210 sind einstückig mit dem Gehäuse 211 ausgebildet. Der Modulaufnahmeabschnitt 212 enthält drei Batteriemodule 100, und diese Batteriemodule 100 werden durch die Rippen 210 getragen. Die Rippen bilden zwischen den benachbarten Batteriemodulen Zwischenräume aus, so dass ein Überhitzen der Batteriemodule 100 verhindert wird. Der modulseitige Verbinder 105 an jedem Batteriemodul 100 ist mit dem an dem Gehäuse 210 ausgebildeten körperseitigen Verbinder 214 verbunden.
Eine Steckdosenbuchse 233 und eine Ladebuchse 234 sind ebenfalls an dem Gehäuse 211 ausgebildet. Die Steckdosenbuchse 233 kann mit dem Energieversorgungskabel 401 verbunden und von demselben getrennt werden. Ein Paar von Steckdosenanschlüssen 203, die elektrisch mit dem Energieversorgungskabel 401 verbunden werden, ist im Inneren der Steckdosenbuchse 233 vorgesehen. Die Ladebuchse 234 kann mit dem Ladekabel 300 verbunden und von demselben getrennt werden. Ein Paar von Ladeanschlüssen 204, die elektrisch mit dem Ladekabel 300 verbunden werden, ist in dem Inneren der Ladebuchse 234 vorgesehen.
Ferner sind an dem Gehäuse 211 eine Buchsenabdeckung 206, ein Buchsenabdeckungssensor 205 und eine Feder 207 vorgesehen. Die Buchsenabdeckung 206 ist eine Abdeckung, die die Steckdosenbuchse 233 und die Ladebuchse 234 abdeckt. Die Buchsenabdeckung 206 ist verschiebbar getragen und kann sich zwischen einer geschlossenen Position, die die Steckdosenbuchse 233 und die Ladebuchse 234 verschließt, und einer geöffneten Position, die die Steckdosenbuchse 233 und die Ladebuchse 234 öffnet, bewegen. Die Buchsenabdeckung 206 wird durch die Feder 207 zu der offenen Position hin getrieben. Der Buchsenabdeckungssensor 205 ist ein Schalter, der sich ansprechend auf die Position der Buchsenabdeckung 206 ein- und ausschaltet, und kann das Öffnen und Schließen der Buchsenabdeckung 206 detektieren.
7A zeigt einen Zustand, in dem das Energieversorgungskabel 401 mit der Steckdosenbuchse 233 verbunden ist. Wie in 7A gezeigt, ist an dem Ende des Energieversorgungska bels 401 ein Stecker 402 mit einer Form, die der Steckdosenbuchse 233 entspricht, vorgesehen. Wenn das Energieversorgungskabel 401 mit der Steckdosenbuchse 233 verbunden wird, schiebt der Benutzer die Buchsenabdeckung 206 in die Richtung, in der die Feder 207 zusammengedrückt wird, und legt die Steckdosenbuchse 233 gegenüber dem Äußeren frei. An diesem Punkt wird der Buchsenabdeckungssensor 205 durch die geöffnete Buchsenabdeckung 206 eingeschaltet. Mit anderen Worten, es wird detektiert, dass die Buchsenabdeckung 207 geöffnet ist. Es sei bemerkt, dass die nicht verwendete Ladebuchse 234 durch die Buchsenabdeckung 206 abgedeckt ist.
7B zeigt den Zustand, in dem das Ladekabel 300 mit der Ladebuchse 234 verbunden ist. Wie in 7B gezeigt, ist an dem Ende des Ladekabels 300 ein Stecker 303 mit einer Form, die der Ladebuchse 234 entspricht, vorgesehen. Wenn das Ladekabel 300 mit der Ladebuchse 234 verbunden wird, schiebt der Benutzer die Buchsenabdeckung 206 in die Richtung, in der die Feder 207 zusammengedrückt wird, und legt die Ladebuchse 234 gegenüber dem Äußeren frei. An diesem Punkt wird der Buchsenabdeckungssensor 205 durch die geöffnete Buchsenabdeckung 206 eingeschaltet. Mit anderen Worten, es wird detektiert, dass die Buchsenabdeckung 206 geöffnet ist. Es sei bemerkt, dass die nicht verwendete Steckdosenbuchse 233 durch den Stecker 303 des Ladekabels 300 abgedeckt ist.
Wie in 6 gezeigt, weist das Gehäuse 211 eine Hauptschalteinheit 202 auf. Die vorher erwähnten Anzeigelichter 209 sind an der Hauptschalteinheit 202 vorgesehen. Zusätzlich dazu sind die körperseitigen Stromanschlüsse 201, die körperseitigen Kommunikationsanschlüsse 233 (in 6 nicht gezeigt), die Ausgangsanschlüsse 203, die Ladeanschlüsse 204, der Buchsenabdeckungssensor 205 und der Modulabdeckungssensor 208 mit der Hauptschalteinheit 202 verbunden. Die Hauptschalteinheit 202 weist einen Mikrocomputer und verschiedene Schaltelemente auf und bildet die in 8 gezeigte Schaltung des Batteriepackkörpers 200.
Wie in 8 gezeigt, weist die interne Schaltung des Batteriepackkörpers 200 ferner eine Hauptsteuerung 220, einen Nebenschlusswiderstand 222, einen Ladesteuerungsthyristor 224, einen Ladeenergiedetektor 225, eine Reserveenergiequelle 226 und einen Werkzeugschalterdetektor 227 auf. Die Hauptsteuerung 220 ist so aufgebaut, dass sie einen Mikrocomputer verwendet, und speichert ein Programm zum Durchführen verschiedener Prozesse.
Wenn die Batteriemodule 100 an dem Batteriepackkörper 200 angebracht sind, ist das Paar von modulseitigen Stromanschlüssen 111 des Batteriemoduls 100 mit dem Paar von körperseitigen Stromanschlüssen 201 des Batteriepackkörpers 200 verbunden. Demzufolge sind die drei Batteriemodule 100 über den Batteriepackkörper 200 in Reihe geschaltet. Mit anderen Worten sind die in den drei Batteriemodulen 100 enthaltenen 30 Batteriezellen 101 in Reihe geschaltet. Die drei Batteriemodule 100, die in Reihe geschaltet sind, werden im Folgenden der Einfachheit halber kollektiv als die Batteriemodule 100 bezeichnet. Die Batteriemodule 100 sind mit dem Paar von Steckdosenanschlüssen 203 und dem Paar von Ladeanschlüssen 204 verbunden. Demzufolge wird elektrische Energie von den Batteriemodulen 100 von dem Paar von Steckdosenanschlüssen 203 an das Elektrowerkzeug 400 abgegeben. Zusätzlich dazu wird die Ladeenergie für die Batteriemodule 100 von der herkömmlichen Energiequelle von dem Paar von Ladeanschlüssen 204 aufgenommen und den Batteriemodulen 100 zugeführt.
Wenn die Batteriemodule 100 an dem Batteriepackkörper 200 angebracht sind, sind die modulseitigen Kommunikationsanschlüsse 112 der Batteriemodule 100 mit den körperseitigen Kommunikationsanschlüssen 223 des Batteriepackkörpers 200 verbunden. Demzufolge ist die Hauptsteuerung 220 mit der Modulsteuerung 120 für jedes Batteriemodul 100 verbunden, so dass eine Kommunikation miteinander ermöglicht ist.
Dabei ist eine zusätzliche Verbindung zwischen der Hauptsteuerung 220 und den Modulsteuerungen 120 vorgesehen. Wenn die drei Batteriemodule 100 in Reihe geschaltet sind, kann das Massepotential (das Bezugspotential) jedes Batteriemoduls 100 unterschiedlich sein. Mit anderen Worten, jede Modulsteuerung 120 ist mit einem unterschiedlichen Massepotential verbunden, das sich von dem Massepotential unterscheidet, mit dem die Hauptsteuerung 220 verbunden ist. Somit können die Hauptsteuerung 220 und die Modulsteuerung 120 nicht einfach miteinander verbunden werden. Demzufolge ist bei der vorliegenden Ausführungsform in der Kommunikationsschaltung zwischen der Hauptsteuerung 220 und der Modulsteuerung 120 ein Optokoppler vorgesehen, der beide elektrisch isoliert. Es sei bemerkt, dass die Kommunikationsverbindung zwischen der Hauptsteuerung 220 und den Modulsteuerungen 120 verdrahtet oder drahtlos sein kann und entweder eine analoge Kommunikation oder eine digitale Kommunikation sein kann. Dieses Verfahren ist nicht in irgendeiner Weise beschränkt.
Der Nebenschlusswiderstand 222 ist ein Element zum Detektieren des Stroms von den Batteriemodulen 100. Der Nebenschlusswiderstand 222 ist in Reihe mit den Batteriemodulen 100 angeordnet. Der gleiche Strom wie der der Batteriemodule 100 fließt zu dem Nebenschlusswiderstand 222, und ansprechend auf den Strom, der durch die Batteriemodule 100 fließt, wird eine Spannung erzeugt. Die Hauptsteuerung 220 erhält die Spannung, die durch den Nebenschlusswiderstand 222 erzeugt wird, und detektiert den Strom der Batteriemodule 100.
Der Ladesteuerungsthyristor 224 ist zwischen den Batteriemodulen 100 und den Ladeanschlüssen 204 angeordnet. Der Ladesteuerungsthyristor 224 ist mit der Hauptsteuerung 220 verbunden, und sein Betrieb wird durch die Hauptsteuerung 220 gesteuert. Die Hauptsteuerung 220 verwendet den Ladesteuerungsthyristor 224 zum Steuern der Ladeenergie für die Batteriemodule 100. Der Ladesteuerungsthyristor 224 ermöglicht das Gleichrichten der von der herkömmlichen Energiequelle erhaltenen Wechselstromenergie und die Anpassung des Ladestroms und der Ladespannung für die Batteriemodule 100.
Der Ladeenergiedetektor 225 ist mit den Ladeanschlüssen 204 und der Hauptsteuerung 220 verbunden. Wenn die herkömmliche Energiequelle mit den Ladeanschlüssen 204 verbunden ist, wird die detektierte Spannung, die durch den Ladesteuerungsthyristor 224 gleichgerichtet und verringert wird, in die Haupsteuerung 220 eingegeben. Die Hauptsteuerung 220 kann durch den Ladeenergiedetektor 225 detektieren, dass die herkömmliche Energiequelle mit den Ladeanschlüssen 204 verbunden ist.
Die Reserveenergiequelle 226 führt der Hauptsteuerung 220 Energie zu. Die Reserveenergiequelle 226 weist einen Kondensator oder eine andere sogenannte sekundäre Batterie auf und kann die Entladeenergie von den Batteriemodulen 100 oder die Ladeenergie, die den Ladeanschlüssen 204 zugeführt wird, speichern. Demzufolge kann die Hauptsteuerung 220 selbst dann arbeiten, wenn die Batteriemodule 100 aus dem Batteriepackkörper 200 entnommen worden sind und die herkömmliche Energiequelle nicht mit den Ladeanschlüssen 204 verbunden ist.
Der Werkzeugschalterdetektor 227 ist aus einem Kondensator 228, einem Widerstand 229, einem Transistor 230 und einer Diode 231 aufgebaut. Der Kondensator 228, der Widerstand 229 und der Transistor 230 sind in Reihe geschaltet. Die Diode 231 ist parallel zu dem Transistor 230 geschaltet, derart, dass ihre Polaritäten einander entgegengesetzt sind. Der Werkzeug schalterdetektor 227 ist mit dem Paar von Steckdosenanschlüssen 203 und der Hauptsteuerung 220 verbunden. Die Hauptsteuerung 220 kann die Spannung des Kondensators 228 detektieren und den Betrieb des Transistors 230 steuern. Die Hauptsteuerung 220 kann durch den Werkzeugschalterdetektor 227 detektieren, ob das Elektrowerkzeug 400 eingeschaltet ist.
Im Folgenden wird der Werkzeugschalterdetektor 227 genauer beschrieben. Die Hauptsteuerung 220 detektiert die Spannung des Kondensators 228, und wenn der Kondensator 228 nicht geladen ist, lädt die Hauptsteuerung 220 den Kondensator 228 durch Einschalten des Transistors 230. Die Ladeenergie, die zu dem Kondensator 228 fließt, wird von den Batteriemodulen 100 zugeführt. Zu diesem Zeitpunkt gibt die Hauptsteuerung 220 einen Befehl zu der Modulsteuerung 120 für jedes Batteriemodul 100 aus und schaltet den Entlade-FET 123 jedes Batteriemoduls 100 ein. Dann, wenn die Hauptsteuerung 220 detektiert, dass das Laden des Kondensators 228 abgeschlossen ist, schaltet die Hauptsteuerung 220 den Entlade-FET 123 jedes Batteriemoduls 100 und den Transistor 230 des Werkzeugschalterdetektors 227 aus.
Wenn der Benutzer den Schalter des Elektrowerkzeugs 400 einschaltet, wird die elektrische Energie, mit der der Kondensator 228 aufgeladen worden ist, über den Steckdosenanschluss 203 dem Elektrowerkzeug 400 zugeführt. Dabei ist der Entlade-FET 123 jedes Batteriemoduls 100 ausgeschaltet. Daher nimmt die Spannung des Kondensators 228 ab, oder die Spannungen an beiden Anschlüssen des Widerstands 229 ändern sich von einer positiven Spannung zu einer negativen Spannung. Die Hauptsteuerung 220 detektiert durch Detektieren einer Änderung dieser Spannungen, dass der Schalter des Elektrowerkzeugs 400 eingeschaltet worden ist. Im Gegensatz dazu detektiert die Hauptsteuerung 220 durch Überwachen der Spannung des Nebenschlusswiderstands 222, dass der Schalter des Elektrowerkzeugs 400 ausgeschaltet worden ist.
Der Buchsenabdeckungssensor 205, der Modulabdeckungssensor 208 und die Anzeigelichter 209 sind mit der Hauptsteuerung 220 verbunden. Demzufolge kann die Hauptsteuerung 220 das Detektionsresultat des Buchsenabdeckungssensors 205 und des Modulabdeckungssensors 208 erhalten. Wie im Folgenden bemerkt, ist die Hauptsteuerung 220 so programmiert, dass sie basierend auf dem Detektionsresultat des Buchsenabdeckungssensors 205 und des Modulabdeckungssensors 208 verschiedene Prozesse durchführt.
Wie vorher gezeigt, weist der Batteriepack 10 der vorliegenden Ausführungsform eine Mehrzahl von Batteriemodulen 100 auf, und jedes Batteriemodul 100 ist aus dem Batteriepackkörper 200 entnehmbar. Somit kann der Benutzer, wenn die Leistungsfähigkeit des Batteriepacks 10 abgenommen hat, die Leistungsfähigkeit des Batteriepacks 10 durch Austauschen der Batteriemodule 100, deren Verschlechterung fortgeschritten ist, durch neue wiederherstellen. Wenn der Benutzer ein Batteriemodul 100 austauschen muss, muss der Benutzer die Modulabdeckung 250 öffnen. Dann, wenn der Benutzer die Modulabdeckung 250 öffnet, wird dies durch den Modulabdeckungssensor 208 detektiert. Daher ist der Batteriepack 10 der vorliegenden Ausführungsform so aufgebaut, dass der Austausch eines Batteriemoduls 100 durch den Benutzer auf zuverlässige Weise detektiert wird.
Bei dem Batteriepack 10 der vorliegenden Erfindung werden, wenn das Öffnen der Modulabdeckung 250 detektiert wird, durch die Modulsteuerung 120 und die Hauptsteuerung 220 automatisch verschiedene im Folgenden beschriebene Prozesse durchgeführt. Es ist empfehlenswert, diese Prozesse während des Austauschs eines Batteriemoduls 100 durch den Benutzer durchzuführen. Der Batteriepack 10 kann diese empfohlenen Prozesse auf zuverlässige Weise durchführen, ohne dass diese im Einzelnen durch den Benutzer angefordert werden müssen.
Der Steuerungsablauf, der durch den Batteriepack 10 durchgeführt wird, wird im Folgenden unter Bezugnahme auf das in den 9A bis 13B gezeigte Flussdiagramm beschrieben. Das Flussdiagramm der 9A, 9B und 9C zeigt den Gesamtfluss der durch den Batteriepack 10 durchgeführten Steuerungsabläufe.
Schritt S001 der 9A zeigt den Anfangszustand des Batteriepacks 10. In dem Anfangszustand sind die drei Batteriemodule 100 an dem Batteriepackkörper 200 angebracht. Zusätzlich dazu ist die Modulabdeckung 250 ebenfalls an dem Batteriepackkörper 200 angebracht. Mit anderen Worten, der Modulaufnahmeabschnitt 212 ist durch die Modulabdeckung 250 verschlossen. Ferner ist die Buchsenabdeckung 206 an dem Batteriepackkörper 200 ebenfalls geschlossen, und das Energieversorgungskabel 401 und das Ladekabel 300 sind nicht mit dem Batteriepackkörper 200 verbunden. Dieser Zustand entspricht dem Zustand, in dem der Batteriepack 10 nicht verwendet wird, beispielsweise wenn der Batteriepack 10 aufbewahrt wird.
In dem Anfangszustand des Schritts S001 sind der Entlade-FET 123 und der Lade-FET 124 jedes Batteriemoduls 100 ausgeschaltet. Demzufolge sind die Batteriezellen 101 jedes Batteriemoduls 100 elektrisch von dem Batteriepackkörper 200 getrennt. Zusätzlich dazu sind die Batteriezellen 101 jedes Batteriemoduls 100 auch von den anderen Batteriemodulen 100 elektrisch getrennt. Demzufolge wird in dem Batteriepack 10 die hohe Spannung von 108 Volt nicht erzeugt, wenn der Batteriepack 10 nicht verwendet wird. Folglich wird sichergestellt, dass, selbst wenn beispielsweise der Benutzer den Batteriepack 10 fallen lässt oder der Benutzer plötzlich in Kontakt mit der inneren Schaltung des Batteriepacks 10 kommt, der Benutzer keiner hohen Spannung ausgesetzt wird.
In dem Schritt S002 stellt die Hauptsteuerung 220 mit Hilfe des Modulabdeckungssensors 208 fest, ob die Modulabdeckung 250 geöffnet oder geschlossen (angebracht oder abgenommen) ist. Dann schreitet die Hauptsteuerung 220 zu dem Schritt S015 in 9B fort, wenn sie detektiert, dass die Modulabdeckung 205 geöffnet ist. Wenn die Hauptsteuerung 220 nicht detektiert, dass die Modulabdeckung 250 geöffnet ist, schreitet die Hauptsteuerung 220 zu dem Schritt S003 fort. Wenngleich dies in den Zeichnungen nicht dargestellt ist, fährt die Hauptsteuerung 220 nach einem Fortschreiten zu dem Schritt S003 damit fort, die Modulabdeckung 250 zu überwachen, und wenn sie detektiert, dass die Modulabdeckung 250 geöffnet ist, schreitet der Prozess zu Schritt S015 fort. Demzufolge werden die Prozesse des Schritts S015 und der folgenden Schritte durchgeführt, wenn die Modulabdeckung 250 geöffnet ist, unabhängig davon, ob der Batteriepack 100 verwendet wird (einschließlich eines Ladens) oder nicht verwendet wird.
In dem Schritt S003 stellt die Hauptsteuerung 220 mit Hilfe des Buchsenabdeckungssensors 205 fest, ob die Buchsenabdeckung 206 geöffnet oder geschlossen ist. Dann schreitet die Hauptsteuerung 220 zu dem Schritt S004 fort, wenn sie detektiert, dass die Buchsenabdeckung 206 geöffnet ist. Wenn die Hauptsteuerung 220 nicht detektiert, dass die Buchsenabdeckung 206 geöffnet ist, kehrt die Hauptsteuerung 220 zu dem Schritt S002 zurück. Die Hauptsteuerung 220 detektiert durch Detektieren, ob die Buchsenabdeckung 206 geöffnet ist, ob der Batteriepack 10 verwendet wird (einschließlich eines Ladens) oder nicht. Wenn die Hauptsteuerung 220 detektiert, dass der Batteriepack 10 verwendet wird, dann schreitet der Prozess zu Schritt S004 fort.
In Schritt S004 weist die Hauptsteuerung 220 die Modulsteuerung 120 jedes Batteriemoduls 100 an, den Selbstprüfungsprozess durchzuführen. Der Selbstprüfungsprozess, der in Schritt S400 gezeigt ist, wird in jedem Batteriemodul 100 durch die Modulsteuerung 120 durchgeführt. Der Selbstprüfungsprozess der Batteriemodule 100 ist ein Prozess, der den Verschlechterungszustand der darin eingebauten Batteriezellen 100 bestimmt. Details des Selbstprüfungsprozesses werden im Folgenden beschrieben. In Schritt S005 fordert die Hauptsteuerung 220 von der Modulsteuerung 120 jedes Batteriemoduls 100 das Übertragen des Selbstprüfungsresultats an. Jede Modulsteuerung 120, die diesen Befehl empfängt, überträgt das durch den Selbstprüfungsprozess des Schritts S400 erhaltene Selbstprüfungsresultat zu der Hauptsteuerung 220.
Bei Schritt S006 bestimmt die Hauptsteuerung 220 basierend auf dem empfangenen Selbstprüfungsresultat, ob jedes Batteriemodul 100 verwendet werden kann oder nicht. Dann, wenn alle Batteriemodule 100 verwendet werden können, schreitet die Hauptsteuerung 220 zu dem Schritt S008 fort, und wenn mindestens eines der Batteriemodule 100 nicht verwendet werden kann, schreitet die Hauptsteuerung 220 zu dem Schritt S007 fort.
In Schritt S007 verwendet die Hauptsteuerung 220 die Anzeigelichter 209 des Batteriepackkörpers 200 zum Anzeigen des Vorhandenseins eines oder mehrerer Batteriemodule 100, für die bestimmt wurde, dass sie nicht verwendet werden können. Mit anderen Worten, die Hauptsteuerung 220 zeigt an, dass eines oder mehrere der Batteriemodule 100 ausgetauscht werden müssen. Dann kehrt die Hauptsteuerung 220 zu Schritt S002 zurück. Somit schreitet die Hauptsteuerung 220 selbst in dem Fall, dass auch nur eines der Batteriemodule 100 nicht verwendet werden kann, nicht zu Schritt S008 fort. Dabei wird das Ergebnis des Selbstprüfungsprozesses durch jedes Batteriemodul 100 durch das Anzeigelicht 110 jedes Batteriemoduls 100 angezeigt. Folglich geht der Benutzer nicht fälschlicherweise davon aus, dass ein Batteriemodul 100 ausgetauscht werden muss.
Im Gegensatz dazu fordert die Hauptsteuerung 220 in dem Fall, dass die Hauptsteuerung zu dem Schritt S008 fortschreitet, von der Modulsteuerung 120 jedes Batteriemoduls 100 die Spannungsdaten und Temperaturdaten für die Batteriezellen 101 an. In Schritt S009 detektiert jede Modulsteuerung 120, die diesen Befehl empfangen hat, die Spannung und die Temperatur der Batteriezellen 101 und überträgt die Spannungsdaten und die Temperaturdaten gemäß dem Detektionsresultat zu der Hauptsteuerung 220.
In Schritt S010 berechnet die Hauptsteuerung 220 den Ladezustand (die Energiemenge, die entladen werden kann) für alle Batteriemodule 100 basierend auf den von jedem Batteriemodul 100 empfangenen Spannungsdaten. Dann zeigt die Hauptsteuerung 220 den berechneten Ladezustand unter Verwendung der Anzeigelichter 209 an. Dabei berechnet die Hauptsteuerung 220 den Ladezustand aller Batteriemodule 100 basierend auf Daten, die die mittlere Spannung aller Batteriezellen 101 mit im Voraus in einem Speicher gespeicherten Spannungen korreliert. Die Berechnung des Ladezustands ist jedoch nicht auf dieses Verfahren beschränkt und kann unter Verwendung anderer Verfahren durchgeführt werden. Zusätzlich dazu ist ebenfalls ein Aufbau möglich, bei dem die Modulsteuerung 120 in jedem Batteriemodul 100 den Ladezustand der Batteriezellen 101 berechnet und die Hauptsteuerung 220 den Ladezustand aller Batteriemodule 100 basierend auf dem Ladezustand, der durch jedes Batteriemodul 100 berechnet wurde, berechnet.
In Schritt S011, der in 9C gezeigt ist, bestimmt die Hauptsteuerung 220 basierend auf den empfangenen Temperaturdaten, ob die Temperatur der Batteriezellen in jedem Batteriemodul 100 innerhalb eines normalen Bereichs liegt oder nicht. Wenn die Hauptsteuerung 220 feststellt, dass die Temperatur der Batteriezellen 101 in mindestens einem Batteriemodul 100 außerhalb des normalen Bereichs liegt, dann schreitet die Hauptsteuerung 220 zu S012 fort. Im Gegensatz dazu schreitet die Hauptsteuerung 220, wenn die Hauptsteuerung 220 feststellt, dass die Temperatur der Batteriezellen 101 in allen Batteriemodulen 100 innerhalb des normalen Bereichs liegt, zu S013 fort. Wenn die Batteriezellen 101 in einem Zustand hoher Temperatur oder niedriger Temperatur geladen oder entladen werden, nimmt das Ausmaß einer Verschlechterung erheblich zu. Aufgrund dessen ermittelt die Hauptsteuerung 220 in Schritt S011 vor dem Laden oder Entladen der Batteriezellen 101, ob die Temperatur der Batteriezellen 101 innerhalb eines normalen Bereichs liegt oder nicht.
Wenn die Hauptsteuerung 220 zu Schritt S012 fortschreitet, zeigt die Hauptsteuerung 220 unter Verwendung der Anzeigelichter 209 eine abnormale Temperatur an. Die Hauptsteuerung 220 wiederholt die Schritte S011 und S012 und fährt damit fort, die abnormale Temperatur anzuzeigen, bis die abnormale Temperatur der Batteriezellen 101 nicht mehr vorliegt. Auf diese Weise kann der Benutzer wissen, dass die Batteriezellen 101 eine abnormale Temperatur aufweisen und der Batteriepack 10 nicht verwendet werden kann.
In Schritt S013 stellt die Hauptsteuerung 220 mit Hilfe des Buchsenabdeckungssensors 205 erneut fest, ob die Buchsenabdeckung 206 geöffnet oder geschlossen ist. Dann kehrt die Hauptsteuerung 220 zu dem Schritt S002 in 9A zurück, wenn sie detektiert, dass die Buchsenabdeckung 206 geschlossen ist. Wenn die Hauptsteuerung 220 nicht detektiert, dass die Buchsenabdeckung 206 geschlossen ist, schreitet die Hauptsteuerung 220 zu dem Schritt S014 fort.
In Schritt S014 detektiert die Hauptsteuerung 220 unter Verwendung des Ladeenergiedetektors 225, ob eine herkömmliche Energiequelle über das Ladekabel 300 mit den Ladeanschlüssen 204 verbunden ist oder nicht. Wenn die Hauptsteuerung 220 eine Verbindung mit einer herkömmlichen Energiequelle detektiert, dann schreitet sie zu Schritt S100 fort und führt einen Ladeprozess des Batteriepacks 10 durch. Im Gegensatz dazu führt die Hauptsteuerung 220, wenn sie keine Verbindung mit einer herkömmlichen Energiequelle detektiert, einen Entladeprozess des Batteriepacks 10 durch. Der Ladeprozess und der Entladeprozess des Batteriepacks 10 werden im Folgenden genauer beschrieben.
Als Nächstes werden die Prozesse beschrieben, die durch die Hauptsteuerung 220 durchgeführt werden, wenn sie von dem Schritt S002 zu dem Schritt S015 fortschreitet. Mit anderen Worten, es werden die Prozesse beschrieben, die in dem Batteriepack 10 durchgeführt werden, wenn der Benutzer die Modulabdeckung 250 öffnet (Ja in Schritt S002) und eines oder mehrere der Batteriemodule 100 austauscht. In Schritt S015 weist die Hauptsteuerung 220 jede Modulsteuerung 120 an, den Entlade-FET 123 und den Lade-FET 124 auszuschalten.
In Schritt S016 schalten die Modulsteuerungen 120, die den Befehl empfangen haben, den Entlade-FET 123 und den Lade-FET 124 in jedem Batteriemodul 100 aus. Demzufolge werden, wenn der Benutzer ein Batteriemodul 100 austauscht, die Batteriezellen 101 jedes Batteriemoduls elektrisch von dem Batteriepackkörper 200 getrennt. Zusätzlich dazu werden ebenfalls die Batteriezellen 101 jedes Batteriemoduls 100 elektrisch von den Batteriezellen 101 der anderen Batteriemodule 100 getrennt. Demzufolge wird die Erzeugung einer hohen Spannung in dem Batteriepack 10 verhindert. Ferner wird das Paar von modulseitigen Stromanschlüssen 111, das an jedem Batteriemodul 100 gegenüber dem Äußeren freiliegt, elektrisch von den Batteriezellen 101 getrennt. Demzufolge wird verhindert, dass der Benutzer einen Stromschlag erhält, wenn der Benutzer ein Batteriemodul 100 handhabt, selbst wenn der Benutzer das Paar von modulseitigen Stromanschlüssen 111 berührt. Auf diese Weise wird eine Situation verhindert, in der der Benutzer einen hohen Spannungsstoß erhält, wenn er ein Batteriemodul 100 in dem Batteriepack 10 austauscht.
Dabei wird, selbst wenn die Modulabdeckung 250 unerwartet abgenommen wird und die Batteriemodule 100 freigelegt werden, ein Prozess durchgeführt, der die Verbindung zwischen den Batteriemodulen 100 trennt, selbst in einem Fall, in dem die Batteriemodule 100 nicht ausgetauscht werden. Somit wird eine Situation, in der der Benutzer einen Stromschlag erhält, selbst in dem Fall verhindert, in dem die Batteriemodule 100 nicht ausgetauscht werden. Zusätzlich dazu kam aufgrund der Trennung der Verbindung zwischen den Batteriemodulen 100 der Batteriepack 10 nicht mehr geladen oder entladen werden. Somit wird bei abgenommener Modulabdeckung 250 die Verwendung des Batteriepacks 10 als eine Energiequelle und das Laden des Batteriepacks 10 verhindert.
In Schritt S017 deaktiviert die Hauptsteuerung 220 vorübergehend das Detektionsresultat des Buchsenabdeckungssensors 205. In dieser Konfiguration, in der sich die Modulabdeckung 250 in dem geöffneten Zustand befindet, wird die Hauptsteuerung 220 selbst dann, wenn die Buchsenabdeckung 206 geöffnet ist und das Energieversorgungskabel 401 oder das Ladekabel 300 mit der Steckdosenbuchse 233 oder der Ladebuchse 234 verbunden ist, daran gehindert, den Ladeprozess des Schritts S100 oder den Entladeprozess des Schritts S300 durchzuführen. Dabei ist es effektiv, in Schritt S017 ferner eine Sperrfunktion vorzusehen, die das Öffnen der Buchsenabdeckung 206 verhindert. Demzufolge wird verhindert, dass die Buchsenabdeckung 206 geöffnet wird, wenn sich die Modulabdeckung 250 in dem geöffneten Zustand befindet, und die Verwendung (das Laden und Entladen) des Batteriepacks 10 kann physikalisch verhindert werden.
In Schritt S018 weist die Hauptsteuerung 220 jede Modulsteuerung 120 an, den Selbstprüfungsprozess durchzuführen. Der in Schritt S400 gezeigte Selbstprüfungsprozess wird durch die Modulsteuerungen 120 in jedem Batteriemodul 100 durchgeführt. Das Ergebnis des Selbstprüfungsprozesses wird durch das Anzeigelicht 110 jedes Batteriemoduls 100 angezeigt. Mit anderen Worten, die Batteriemodule 100, die ausgetauscht werden müssen, werden unter Verwendung der Anzeigelichter 110 identifiziert. Es sei bemerkt, dass die Anzeigelichter 209 des Batteriepackkörpers 200 auf dieselbe Weise wie die Anzeigelichter 110 an den Batteriemodulen 100 verwendet werden können.
In Schritt S019 kann der Benutzer entsprechend der Anzeige der Anzeigelichter 110, 209 das bzw. die Batteriemodul(e) 100 austauschen, das bzw. die durch (ein) neue(s) Batteriemodul(e) oder (ein) verwendete(s) Batteriemodul(e), die noch verwendet werden können, zu ersetzen sind. Da in dem Batteriepack 10 die Batteriemodule 100, die zu ersetzen sind, automatisch identifiziert werden, wird eine Situation verhindert, in der der Benutzer fälschlicherweise ein normales Batteriemodul 100 austauscht. Nach einem Austausch des Batteriemoduls 100 bringt der Benutzer die Modulabdeckung 250 erneut an dem Batteriepackkörper 200 an.
In Schritt S020 stellt die Hauptsteuerung 220 mit Hilfe des Modulabdeckungssensors 208 fest, ob die Modulabdeckung 250 geöffnet oder geschlossen ist. Dann schreitet die Hauptsteuerung 220 zu Schritt S021 fort, wenn sie detektiert, dass die Modulabdeckung 250 geschlossen ist. Wenn die Hauptsteuerung 220 nicht detektiert, dass die Buchsenabdeckung 206 geschlossen ist, kehrt die Hauptsteuerung 220 zu Schritt S017 zurück. An diesem Punkt kann die Hauptsteuerung 220 mit der Modulsteuerung 120 jedes Batteriemoduls 100 kommunizieren und feststellen, dass alle Batteriemodule 100 korrekt angeschlossen sind.
In Schritt S021 wartet die Hauptsteuerung 220 eine vorbestimmte Verzögerungszeit lang, nachdem die Modulabdeckung 250 geschlossen wurde. Wenn die Modulabdeckung 250 die vorbestimmte Verzögerungszeit lang weiterhin geschlossen bleibt, dann schreitet die Hauptsteuerung 220 zu Schritt S022 fort. Im Gegensatz dazu kehrt die Hauptsteuerung 220 zu Schritt S020 zurück, wenn die Modulabdeckung 250 erneut geöffnet wird, bevor die vorbestimmte Verzögerungszeit verstrichen ist.
Aufgrund des Schritts S021 wird, wenn beispielsweise der Benutzer unmittelbar nach dem Schließen der Modulabdeckung 250 bemerkt, dass irgendein Problem vorliegt, und die Modulabdeckung 250 erneut öffnet, verhindert, dass die Hauptsteuerung 220 unnötigerweise zu dem Schritt S022 und den folgenden Schritten fortschreitet. Oder aber der Modulabdeckungssensor 208 kann aufgrund der Position oder der Empfindlichkeit des Modulabdeckungssensors 208 manchmal detektieren, dass die Modulabdeckung 250 geschlossen ist, bevor die Modulabdeckung 250 vollständig geschlossen ist. Selbst in dieser Situation wird durch Vorsehen einer Verzögerungszeit in Schritt S021 verhindert, dass die Hauptsteuerung 220 zu dem Schritt S022 und den folgenden Schritten fortschreitet, bevor die Modulabdeckung 250 vollständig geschlossen ist.
In Schritt S022 speichert die Hauptsteuerung 220 einen Öffnungsdetektionsmerker, der anzeigt, dass durch den Modulabdeckungssensor 208 eine geöffnete Modulabdeckung 250 detektiert wurde. Dieser Öffnungsdetektionsmerker bedeutet, dass die Modulabdeckung 250 geöffnet ist und der Austausch eines Batteriemoduls 100 stattgefunden hat. In Schritt S023 reaktiviert die Hauptsteuerung 220 den Buchsenabdeckungssensor 205, der in Schritt S017 deaktiviert wurde. Dann schreitet die Hauptsteuerung 220 zu dem Schritt S003 in 9A fort.
Dabei kann in Schritt S019 davon ausgegangen werden, dass der Benutzer ein Batteriemodul 100, das ausgetauscht werden muss, nicht ausgetauscht hat. Oder es kann davon ausgegangen werden, dass der Benutzer keine drei Batteriemodule 100 in den Batteriepackkörper eingebaut hat und die Modulabdeckung 250 geschlossen hat. In diesem Fall kann die Steuerung 220 erkennen, dass der Benutzer den Austausch eines oder mehrerer der Batteriemodule 100 der Schritte S004 bis S007 nicht korrekt durchgeführt hat.
Als Nächstes wird der Ladeprozess für den Batteriepack 10, der in Schritt S100 der 9C gezeigt ist, unter Bezugnahme auf die 10A und 10B beschrieben. Wie bereits beschrieben, wird an dem Punkt, an dem in dem Schritt S100 der Ladeprozess begonnen hat, eine herkömmliche Energiequelle über das Ladekabel 300 mit den Ladeanschlüssen 204 des Batteriepacks 100 verbunden. In Schritt S101, der in 10A gezeigt ist, stellt die Hauptsteuerung 220 fest, ob der Öffnungsdetektionsmerker gespeichert ist oder nicht. Wenn der Öffnungsdetektionsmerker gespeichert ist, dann schreitet die Hauptsteuerung 220 zu dem Schritt S200 fort, und wenn nicht, dann schreitet die Hauptsteuerung 220 zu dem Schritt S102 fort.
Dabei bedeutet, dass die Hauptsteuerung 220 den Öffnungsdetektionsmerker gespeichert hat, dass die Modulabdeckung 250 mindestens einmal geöffnet wurde, nachdem das Laden des Batteriepacks 10 abgeschlossen wurde. Mit anderen Worten, es bedeutet, dass die Möglichkeit besteht, dass der Austausch der Batteriemodule 100 stattgefunden hat. In dieser Situation führt die Hauptsteuerung 220 den Ausgleichsentladeprozess durch, der in Schritt S200 gezeigt ist.
In dem Fall, dass der Austausch des Batteriemoduls 100 stattgefunden hat, weist das neu eingesetzte Batteriemodul 100 einen anderen Ladezustand als die verbleibenden Batteriemodule 100 auf. Wenn die Mehrzahl von Batteriemodulen 100, die ungleiche Ladezustände aufweisen, in Reihe geschaltet ist, können sich einige der Batteriemodule 100 rasch verschlechtern. Daher muss der Ladezustand der Batteriemodule 100 angeglichen werden, nachdem der Austausch der Batteriemodule 100 stattgefunden hat. Demzufolge wird in dem Fall, dass die Möglichkeit besteht, dass der Austausch des Batteriemoduls 100 stattgefunden hat, durch den Batteriepack 10 der vorliegenden Ausführungsform automatisch der Ausgleichsentladeprozess durchgeführt, der selektiv die Batteriemodule 100 mit einem höheren Ladezustand entlädt. Einzelheiten des Ausgleichsentladeprozesses werden im Folgenden beschrieben.
In Schritt S102 fordert die Hauptsteuerung 220 von jeder Modulsteuerung 120 Spannungsdaten für die Batteriezellen 101 an. In Schritt S103 detektiert jede Modulsteuerung 120, die diesen Befehl empfangen hat, die Spannung der Batteriezellen 101 und überträgt die Spannungsdaten gemäß dem Detektionsresultat zu der Hauptsteuerung 220.
In Schritt S104 berechnet die Hauptsteuerung 220 basierend auf den empfangenen Spannungsdaten die Spannung der in Reihe geschalteten Batteriezellen 101 für jedes Batteriemodul 100. Wenn eine Variation der Spannung der Batteriezellen 101 der Batteriemodule 100 einen vorbestimmten Wert überschreitet, dann schreitet die Hauptsteuerung 220 zu Schritt S200 fort. Wenn nicht, dann schreitet die Hauptsteuerung zu dem Schritt S105 fort. Dabei ändert sich die Spannung der Batteriezellen 101 insgesamt ansprechend auf den Ladezustand der Batteriezellen 101. Daher bedeutet, wenn die Spannung der Batteriezellen 101 der Batteriemodule 100 variiert, dass der Ladezustand der Batteriezellen 101 der Batteriemodule 100 variiert. In dieser Situation wird der Ausgleichsentladeprozess des Schritts S200 durchgeführt, unabhängig davon, ob ein Batteriemodul 100 ausgetauscht wurde oder nicht.
In Schritt S105 weist die Hauptsteuerung 220 jede Modulsteuerung 120 an, den Lade-FET 124 einzuschalten. In Schritt S106 wird durch die Modulsteuerungen 120 der Lade-FET 124 in jedem Batteriemodul 100 eingeschaltet. In Schritt S107, der in 10B gezeigt ist, schaltet die Hauptsteuerung 220 den Ladesteuerungsthyristor 224 ein und beginnt mit dem Laden der Batteriemodule 100. Während die Batteriemodule 100 geladen werden, führt die Hauptsteuerung 220 die Schritte S107 bis S113 in 10B durch, und die Modulsteuerung 120 jedes Batteriemoduls 100 führt die Schritte S114 bis S118 in 10B durch.
Wie im Folgenden beschrieben wird, wird das Laden der Batteriemodule 100 mittels der Konstantstrom-Konstantspannungsmethode durchgeführt. Mit anderen Worten wird der erste Teil des Ladens mit einem konstanten Strom durchgeführt, und der letzte Teil des Ladens wird mit einer konstanten Spannung durchgeführt.
In Schritt S108 detektiert die Hauptsteuerung 120 die Gesamtspannung und den Gesamtstrom aller Batteriemodule 100, die in Reihe geschaltet sind. Dann steuert die Hauptsteuerung 220 den Betrieb des Ladesteuerungsthyristors 224 basierend auf der Spannung und dem Strom aller detektierten Batteriemodule 100. Insbesondere wird der Zündwinkel des Ladesteuerungsthyristors 224 so eingestellt, dass der zu den Batteriemodulen 100 fließende Ladestrom einen vorbestimmten Zielstromwert nicht überschreitet, bis die Gesamtspannung aller Batteriemodule 100 eine vorbestimmte Maximalspannung erreicht. Nachdem dann die gesamte Spannung aller Batteriemodule 100 die vorbestimmte Maximalspannung erreicht hat, wird der Zündwinkel des Ladesteuerungsthyristors 224 so eingestellt, dass die Gesamtspannung der Batteriemodule 100 auf einem vorbestimmten Zielspannungswert gehalten wird, der niedriger als der Maximalspannungswert ist. Dabei kann die Hauptsteuerung 220 den vorher erwähnten Zielstromwert und den Zielspannungswert ansprechend auf die detektierte Temperatur der Batteriezellen 101 ändern.
In Schritt S109 berechnet die Hauptsteuerung 220 den Ladezustand für alle Batteriemodule 100 basierend auf der detektierten Spannung aller Batteriemodule 100. Dann zeigt die Hauptsteuerung 220 den berechneten Ladezustand mittels der Anzeigelichter 209 an. Der Prozess des Schritts S109 wird auf die gleiche Weise wie der des Schritts S010 der 9A durchgeführt.
In Schritt S110 bestimmt die Hauptsteuerung 220, ob der Ladeprozess für die Batteriemodule 100 abgeschlossen ist oder nicht. Dabei bestimmt die Hauptsteuerung 220 basierend auf der Spannung und des Stroms aller Batteriezellen 101, dass der Ladeprozess abgeschlossen ist, wenn die Batteriezellen 101 der Batteriemodule 100 eine volle Ladung erreicht haben, wenn die Ladespannung und der Ladestrom aufgrund einer Beschädigung der internen Schaltung oder von Spannungsfluktuationen der herkömmlichen Energiequelle nicht adäquat gesteuert werden können, wenn die Kommunikation mit jeder Modulsteuerung 120 unterbrochen ist, oder wenn die Spannung zwischen jedem Batteriemodul 100 einen vorbestimmten Wert überschreitet. Dann schreitet die Steuerung 220 zu dem Schritt S112 fort, wenn sie bestimmt, dass der Ladeprozess abgeschlossen ist. Wenn nicht, schreitet die Hauptsteuerung 220 zu dem Schritt S111 fort.
In Schritt S111 schreitet die Hauptsteuerung 220 in dem Fall, dass die Hauptsteuerung 220 ein Ausschaltsignal von mindestens einer Modulsteuerung 120 empfängt, zu Schritt S112 fort. Dabei wird, wie im Folgenden beschrieben ist, das Ausschaltsignal von der Modulsteuerung 120 ausgegeben, wenn die Modulsteuerung 120 den Lade-FET 124 in dem Batteriemodul 100 ausschaltet. Wenn das Ausschaltsignal nicht empfangen worden ist, kehrt die Hauptsteuerung 220 zu Schritt S107 zurück. Mit anderen Worten, der Ladeprozess des Batteriepacks 10 wird fortgesetzt. In Schritt S112 schaltet die Hauptsteuerung 220 den Ladesteuerungsthyristor 224 aus und beendet das Laden der Batteriemodule 100. In Schritt S113 weist die Hauptsteuerung 220 jede Modulsteuerung 120 an, den Lade-FET 124 auszuschalten. Dieser Befehl wird, wie im Folgenden beschrieben, in Schritt S116 der Modulsteuerungen 120 verwendet.
Gemäß dem vorher Beschriebenen werden die durch die Hauptsteuerung 220 durchgeführten Prozesse mit dem Ladeprozess des Batteriepacks 10 abgeschlossen.
Parallel zu den vorher erwähnten Prozessen der Hauptsteuerung 220 werden die im Folgenden beschriebenen Schritte S114 bis S118 durch die Modulsteuerung 120 in jedem Batteriemodul 100 durchgeführt. In Schritt S114 detektiert jede Modulsteuerung 120 die Spannung, den Strom und die Temperatur der Batteriezellen 101. Die detektierten Spannungen, Ströme und Temperaturen werden zu der Hauptsteuerung 220 übertragen und in den vorher erwähnten Prozessen der Hauptsteuerung 220 verwendet.
In Schritt S115 bestimmt jede Modulsteuerung 120, ob das Laden der Batteriezellen 101 abgeschlossen ist oder nicht. Die Modulsteuerungen 120 bestimmen, dass das Laden der Batteriezellen 101 abgeschlossen ist, wenn die Spannung mindestens einer der Batteriezellen 101 einen vorbestimmten Maximalwert überschritten hat, wenn der Ladestrom, der zu den Batteriezellen 101 fließt, ein vorbestimmtes Maximum überschritten hat, wenn die Temperatur der Batteriezellen 101 außerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs liegt, wenn die Spannung zwischen den Batteriezellen 101 größer als ein vorbestimmter Wert ist oder wenn die Kommunikation mit der Hauptsteuerung 220 unterbrochen ist. Dann schreitet die Modulsteuerung 120 zu Schritt S117 fort, wenn sie bestimmt, dass das Laden der Batteriezellen abgeschlossen ist. Wenn nicht, dann schreitet die Modulsteuerung 220 zu Schritt S116 fort.
In Schritt S116 schreitet jede Modulsteuerung 120 in dem Fall, dass ein Befehl zum Ausschalten des Lade-FETs 124 von der Hauptsteuerung 220 empfangen wird (siehe Schritt S113), zu Schritt S117 fort. Wenn dieser Befehl nicht empfangen wird, kehren die Modulsteuerungen 120 zu Schritt S114 zurück.
In Schritt S117 schaltet jede Modulsteuerung 120 den Lade-FET 124 aus. Demzufolge wird das Laden der Batteriezellen 101 gestoppt. In Schritt S118 überträgt jede Modulsteuerung 120 das Ausschaltsignal zu der Hauptsteuerung 220, um anzuzeigen, dass der Lade-FET 124 ausgeschaltet worden ist. Dieses Signal wird in dem Schritt S111 der Hauptsteuerung 220 verwendet. Demzufolge werden die durch jede Modulsteuerung 120 durchgeführten Prozesse mit dem Ladeprozess des Batteriepacks 10 abgeschlossen.
Wie vorher beschrieben, wird während des Ladeprozesses des Batteriepacks 10 durch die Hauptsteuerung 220 und jede Modulsteuerung 120 der Ladezustand überwacht. In dem Fall, dass mindestens eine der Steuerungen 220, 120 bestimmt, dass das Laden gestoppt werden muss, können die Steuerungen 220, 120 dann unabhängig voneinander das Laden beenden. Ferner führen die anderen Steuerungen 220, 120 auf die gleiche Weise wie die vorhergehende Steuerung der Reihe nach einen Prozess zum beenden des Ladens durch. Selbst wenn einige der Steuerungen 220, 120 beschädigt sind, kann das Laden der Batteriemodule 100 der Reihe nach beendet werden, wenn die Hauptsteuerung 220 den Ladesteuerungsthyristor 224 ausschaltet oder mindestens eine der Modulsteuerungen 120 den Lade-FET 124 ausschaltet.
An dem Punkt, an dem der Ladeprozess abgeschlossen ist, werden die Batteriezellen 101 jedes Batteriemoduls 100 elektrisch von dem Batteriepackkörper 200 getrennt. Zusätzlich dazu werden ebenfalls die Batteriezellen 101 jedes Batteriemoduls 100 elektrisch von den Batteriezellen 101 der anderen Batteriemodule 100 getrennt. Demzufolge wird in dem Batteriepack 10 nicht unnötigerweise eine hohe Spannung erzeugt, nachdem der Ladeprozess abgeschlossen ist. Ferner wird das Paar von Modulstromanschlüssen 111, das an jedem Batteriemodul 100 gegenüber dem Äußeren freiliegt, elektrisch von den Batteriezellen 101 getrennt. Demzufolge wird verhindert, dass die Batteriemodule 100 sowohl geladen als auch entladen werden. Die Batteriemodule 100 können lediglich durch den Batteriepackkörper 200 geladen werden, und es ist nicht gestattet, dass sie durch andere irreguläre Ladevorrichtungen geladen werden.
Als Nächstes wird der in Schritt S200 der 10A gezeigte Ausgleichsentladeprozess unter Bezugnahme auf die 11A und 11B beschrieben. Wie vorher beschrieben, sind der Entlade-FET 123 und der Lade-FET 124 jedes Batteriemoduls 100 ausgeschaltet, wenn in Schritt S200 der Ausgleichsentladeprozess beginnt. Demzufolge ist das Paar von modulseitigen Stromanschlüssen 111 an jedem Batteriemodul 100 elektrisch von den Batteriezellen 101 getrennt. Somit sind die Batteriezellen 101 jedes Batteriemoduls 100 elektrisch von dem Batteriepackkörper 200 getrennt.
Wie vorher beschrieben, enthält jedes Batteriemodul 100 die Entladeschaltung 127, die die Batteriezellen 101 mit dem Energie verbrauchenden Element 125 verbindet. Somit kann jedes Batteriemodul 100 die Batteriezellen 101 entladen, selbst wenn sie elektrisch von dem Batteriepackkörper 200 getrennt sind. Im Gegensatz dazu wird die interne Schaltung des Batteriepackkörpers 200 komplexer, wenn sie so ausgebildet ist, dass jedes Batteriemodul 100 durch den Batteriepackkörper 200 entladen wird, da jedes Batteriemodul 100 ein unterschiedliches Massepotential aufweist. Genauer müssen in der internen Schaltung des Batteriepackkörpers 200 für jedes Batteriemodul 100 Entladeschaltungen vorgesehen sein, die voneinander getrennt sind, sowie verschiedene Sensoren.
In Schritt S201 weist die Hauptsteuerung 220 jede Modulsteuerung 120 an, den Entladekreis 127 zu schließen. In Schritt S202 schaltet jede Modulsteuerung 120, die den Befehl empfangen hat, den Transistor 126 zum Schließen des Entladekreises 127 ein. Der Entladekreis 127 mit dem Energie verbrauchenden Element 125 wird mit den Batteriezellen 101 verbunden, und das Entladen der Batteriezellen 101 beginnt.
In Schritt S203 wartet die Hauptsteuerung 220 eine vorbestimmte Zeit lang, nachdem der Befehl des Schritts S201 ausgeführt wurde. Dieser vorbestimmte Zeitraum kann so eingestellt sein, dass er kurz ist, z. B. einige Sekunden. Darm fordert die Hauptsteuerung 220 in Schritt S204 von jeder Modulsteuerung 120 Spannungsdaten an, die die detektierte Spannung der Batteriezellen 101 anzeigen.
In Schritt S205 übertragen die Modulsteuerungen 120, die den Befehl des Schritts S201 empfangen haben, die Spannungsdaten, die die detektierte Spannung der Batteriezellen 101 angeben. Dabei neigt die Spannung der Batteriezellen 101 dazu, kurz nachdem das Entladen begonnen hat auf instabile Weise zu fluktuieren. Daher ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Hauptsteuerung 220 derart ausgebildet, dass sie in Schritt S203 die vorbestimmte Zeit lang wartet, bevor sie in Schritt S204 die Spannungsdaten von den Modulsteuerungen 120 anfordert. Für gewöhnlich kann die Spannung der Batteriezellen 101 in kurzer Zeit stabilisiert werden. Daher kann die vorbestimmte Zeit des Schritts S203 auf eine kurze Zeit eingestellt sein, was die Zeit verkürzen kann, die für den Ausgleichsentladeprozess benötigt wird.
In Schritt S206 spezifiziert die Hauptsteuerung 220 basierend auf den von jeder Modulsteuerung 120 empfangenen Spannungsdaten das Batteriemodul 100 mit den Batteriezellen mit der niedrigsten Spannung als das Batteriemodul 100 mit der niedrigsten Spannung. Das Batteriemodul 100 mit der niedrigsten Spannung, das so spezifiziert wird, wird das Batteriemodul 100 sein, das Batteriezellen mit dem niedrigsten Ladezustand aufweist. Dann speichert die Hauptsteuerung 220 in Schritt S207 die Spannung der Batteriezellen 101 des Batteriemoduls 100 mit der niedrigsten Spannung als die Entladestoppspannung.
In Schritt S208 weist die Hauptsteuerung 220 die Modulsteuerung 120 des Batteriemoduls 100 mit der niedrigsten Spannung an, sich von dem Entladekreis 127 zu trennen. In Schritt S209 schaltet die Modulsteuerung 120 des Batteriemoduls 100 mit der niedrigsten Spannung, die diesen Befehl erhalten hat, den Transistor 126 des Entladekreises 127 zum elektrischen Öffnen des Entladekreises 127 bezüglich der Batteriezellen 101 aus. Demzufolge wird das Entladen der Batteriezellen 101 in dem Batteriemodul 100 mit der niedrigsten Spannung unterbrochen. In Schritt S210, der in 11B gezeigt ist, fordert die Hauptsteuerung 220 von den Modulsteuerungen 120 der anderen Batteriemodule als das Batteriemodul 100 mit der niedrigsten Spannung Spannungsdaten an, die die detektierte Spannung der Batteriezellen 101 angeben. In Schritt S211 übertragen die Modulsteuerungen 120, die den Befehl empfangen haben, die Spannungsdaten, die die detektierte Spannung der Batteriezellen 101 angeben.
In Schritt S212 vergleicht die Hauptsteuerung 220 die von jeder Modulsteuerung 120 empfangenen Spannungsdaten mit der gespeicherten Entladestoppspannung und spezifiziert das Batteriemodul 100, bei dem die detektierte Spannung der Batteriezellen 101 auf die Entladestoppspannung abgefallen ist. Das dabei spezifizierte Batteriemodul 100 ist das Batteriemodul 100 mit auf einen geeigneten Ladezustand entladenen Batteriezellen 101 für das das Entladen der Batteriezellen 101 gestoppt werden muss. Dann schreitet die Hauptsteuerung 220 zu Schritt S220 fort, wenn mindestens eines der Batteriemodule 100 spezifiziert worden ist. Wenn nicht, kehrt die Hauptsteuerung 220 zu dem Schritt S210 zurück.
In Schritt S213 schreitet die Hauptsteuerung 220 zu dem Schritt S214 fort, wenn das Entladen der Batteriezellen 101 in allen Batteriemodulen 100 gestoppt worden ist. Wenn nicht, kehrt die Hauptsteuerung 220 zu dem Schritt S210 zurück. In Schritt S214 löscht die Hauptsteuerung 220 den Öffnungsdetektionsmerker, der in Schritt S022 der 9C gespeichert worden ist. Demzufolge wird der gespeicherte Öffnungsdetektionsmerker zu dem Zeitpunkt gelöscht, zu dem der Ausgleichsentladeprozess im Wesentlichen abgeschlossen ist. Das Löschen des Öffnungsdetektionsmerkers ist im Wesentlichen gleichbedeutend mit dem Speichern der Tatsache, dass mindestens ein Ausgleichsentladeprozess der Batteriemodule 100, die in dem Batteriepackkörper 200 eingebaut sind, durchgeführt worden ist. Somit ist es für die Hauptsteuerung 220 ebenfalls effektiv, anstatt des Löschens des gespeicherten Öffnungsdetektionsmerkers durch die Hauptsteuerung 220 einen Merker zu dem gespeicherten Öffnungsdetektionsmerker hinzuzufügen, der den Abschluss des Ausgleichsentladeprozesses angibt.
Dabei ist der Zeitpunkt, zu dem der Öffnungsdetektionsmerker gelöscht wird, nicht auf nach einem Abschluss des Ausgleichsentladeprozesses beschränkt, sondern kann ebenfalls zu einem anderen Zeitpunkt erfolgen, beispielsweise nach einem Beginn des Ausgleichsentladeprozesses. Wenn jedoch der Zeitpunkt, zu dem der Öffnungsdetektionsmerker gelöscht wird, der Abschluss des Ausgleichsentladeprozesses ist, dann wird der Ausgleichsentladeprozess für den Fall, dass der Ausgleichsentladeprozess aus irgendeinem Grund nicht abgeschlossen worden ist, während des nächsten Ladevorgangs automatisch erneut durchgeführt.
Wenn der Ausgleichsentladeprozess, der für die Batteriemodule 100 durchgeführt wird, abgeschlossen ist, sind die Ladezustände der Batteriemodule 100 im Wesentlichen angeglichen.
Wie in 10A gezeigt, wird nach dem Abschluss des Ausgleichsentladeprozesses der Ladeprozess für die Batteriemodule 100 durchgeführt. Da der Ladezustand der Batteriemodule 100 angeglichen ist, können die Batteriemodule 100 in dem Ladeprozess mit einer größeren Menge an elektrischer Energie geladen werden. Es sei bemerkt, dass anstelle des vorher erwähnten Ausgleichsentladeprozesses ein Ausgleichsladeprozess durchgeführt werden kann, der selektiv eines oder mehrere der Batteriemodule 100 laden kann. Der Ladezustand der Batteriemodule 100 kann durch beide Ausgleichsprozesse, d. h. den Ausgleichsentladeprozess oder den Ausgleichsladeprozess, angeglichen werden.
Bei dem Ausgleichsentladeprozess der vorliegenden Ausführungsform wird in den Schritten S201 bis S204 die Spannung jedes Batteriemoduls 100 detektiert, die Spannung des Batteriemoduls 100 mit der niedrigsten Spannung wird als die Entladestoppspannung eingestellt, und das Entladen der anderen Batteriemodule 100 wird durchgeführt. Gemäß diesem Verfahren ist es möglich, den Ausgleichsentladeprozess in einem relativ kurzen Zeitraum durchzuführen. Im Gegensatz dazu kann bei einer anderen Ausführungsform eine voreingestellte Entladestoppspannung in dem Ausgleichsentladeprozess verwendet werden. Bei solch einer Ausführungsform ist jedoch, wenn ein Batteriemodul 100 mit einem relativ hohen Ladezustand vorhanden ist, die für den Ausgleichsentladeprozess benötigte Zeit relativ lang.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf die 12A und 12B der in Schritt S300 der 9C gezeigte Entladeprozess für den Batteriepack 10 beschrieben. Der Batteriepack 10 führt den in den 12A und 12B gezeigten Entladeprozess durch, wenn der Batteriepack 10 als eine Energiequelle für das Elektrowerkzeug 400 verwendet wird. Der Benutzer verwendet das Energieversorgungskabel 401 zum Verbinden des Batteriepacks 10 mit dem Elektrowerkzeug 400 und schaltet den Schalter des Elektrowerkzeugs 400 ein. In den Schritten S301 und S302 überwacht die Hauptsteuerung 220 den Schalter an dem Elektrowerkzeug 400 mit dem Werkzeugschalterdetektor 227. Dann schreitet die Hauptsteuerung 220 zu dem Schritt S303 fort, wenn sie detektiert, dass das Elektrowerkzeug 400 eingeschaltet worden ist.
In Schritt S303 weist die Hauptsteuerung 220 die Modulsteuerung 120 jedes Batteriemoduls 100 an, den Entlade-FET 123 einzuschalten. In Schritt S304 schaltet jede Modulsteuerung 120, die diesen Befehl empfangen hat, den Entlade-FET 123 ein. Demzufolge sind die drei Batteriemodule 100 in Reihe geschaltet, und diese Batteriemodule 100 sind elektrisch mit dem Elektrowerkzeug 400 verbunden. In dem Schritt S305 führt der Batteriepack 10 dem Elektrowerkzeug 400 Elektroenergie zu, und das Elektrowerkzeug 400 startet seinen Betrieb.
Danach führt die Hauptsteuerung 220 die Schritte S306 bis S311 in 12B durch, und parallel dazu führt jede Modulsteuerung 120 die Schritte S312 bis S316 in 12B durch.
In Schritt S306 detektiert die Hauptsteuerung 220 die Spannung und den Strom für alle Batteriemodule 100. In Schritt S307 berechnet die Hauptsteuerung 220 den Ladezustand für alle Batteriemodule 100, basierend auf den detektierten Spannungen aller Batteriemodule 100. Dann zeigt die Hauptsteuerung 220 den berechneten Ladezustand mit den Anzeigelichtern 209 an. Der Prozess des Schritts S307 wird auf die gleiche Weise wie der des Schritts S010 der 9A durchgeführt.
In Schritt S308 detektiert die Hauptsteuerung 220 basierend auf dem detektierten Strom aller Batteriemodule 100, ob das Elektrowerkzeug 400 eine bestimmte Zeit lang ausgeschaltet ist. Dabei bestimmt die Hauptsteuerung 220, dass das Elektrowerkzeug 400 ausgeschaltet ist, wenn der Strom von allen Batteriemodulen 100 unter eine untere Grenze fällt. In dieser Situation schreitet die Hauptsteuerung 220 zu Schritt S311 fort. In Schritt S311 weist die Hauptsteuerung 220 jede Modulsteuerung 120 an, den Entlade-FET 123 auszuschalten. In dieser Konfiguration werden die Entlade-FETs 123 der Batteriemodule 100 in Verbindung mit einem Ausschalten des Elektrowerkzeugs 400 ausgeschaltet. Durch Ausschalten der FETs 123 trennt der Batteriepack 10 die Batteriemodule 100 elektrisch voneinander, während das Elektrowerkzeug 400 ausgeschaltet ist. Die vorbestimmte Zeit in dem Schritt S308 kann auf ungefähr 0,1 Sekunden eingestellt werden. In diesem Fall werden die Entlade-FETs 123 im Wesentlichen zum gleichen Zeitpunkt ausgeschaltet, zu dem das Elektrowerkzeug 400 ausgeschaltet wird.
In Schritt S309 bestimmt die Hauptsteuerung 220, ob der Entladeprozess der Batteriemodule 100 zu beenden ist oder nicht. Dabei bestimmt die Hauptsteuerung 220 basierend auf der detektierten Spannung und dem detektierten Strom aller Batteriemodule 100, dass der Entladeprozess zu beenden ist, wenn sie detektiert, dass die Batteriemodule 100 übermäßig entladen oder übermäßig geladen worden sind, wenn die Kommunikation mit jeder Modulsteuerung 120 unterbrochen ist, oder wenn eine Variation der Spannung der Batteriemodule 100 größer oder gleich einem Grenzwert ist. Dann schreitet die Hauptsteuerung 220 zu Schritt S311 fort, wenn sie bestimmt hat, dass der Entladeprozess zu beenden ist. Wenn nicht, dann schreitet die Modulsteuerung 220 zu dem Schritt S310 fort.
In Schritt S310 schreitet die Hauptsteuerung 220 in dem Fall, dass die Hauptsteuerung 220 das Ausschaltsignal von mindestens einer Modulsteuerung 120 empfängt, zu dem Schritt S311 fort. Dabei wird dieses Ausschaltsignal in dem im Folgenden beschriebenen Schritt S316 von den Modulsteuerungen 120 übertragen. Wenn dieses Signal nicht empfangen worden ist, kehrt die Hauptsteuerung 220 zu dem Schritt S303 in 12A zurück, und der Entladeprozess des Batteriepacks 10 wird fortgesetzt. In dem Schritt S311 weist die Hauptsteuerung 220 jede Modulsteuerung 120 an, den Entlade-FET 123 auszuschalten. Dieser Befehl wird in dem im Folgenden beschriebenen Schritt S314 von den Modulsteuerungen 120 verwendet.
Als Nächstes werden im Folgenden Prozesse der Schritte S312 bis S316 beschrieben, die durch die Modulsteuerung 120 in jedem Batteriemodul 100 durchgeführt werden. Die Prozesse der Schritte S312 bis S316 werden durch die Modulsteuerung 120 parallel zu den vorher erwähnten Prozessen der Schritte S306 bis S311 durchgeführt, die durch die Hauptsteuerung 220 durchgeführt werden.
In Schritt S312 detektiert jede Modulsteuerung 120 die Spannung, den Strom und die Temperatur der Batteriezellen 101. In dem Schritt S313 bestimmt jede Modulsteuerung 120, ob das Entladen der Batteriezellen 101 zu beenden ist oder nicht. Dabei bestimmt die Modulsteuerung 120, dass das Entladen der Batteriezellen 101 zu beenden ist, wenn die Spannung mindestens einer der Batteriezellen 101 unterhalb eine vorbestimmte minimale Spannung (eine Entladestoppspannung für eine Batteriezelle 101) gefallen ist, wenn der zu den Batteriezellen 101 fließende Strom aufgrund eines Kurzschlusses oder eines Überladens einen vorbestimmten maximalen Wert überschritten hat, wenn die Temperatur der Batteriezellen 101 außerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs liegt, wenn eine Variation der Spannung der Batteriezellen 101 größer als ein vorbestimmter Wert ist, oder wenn die Kommunikation mit der Hauptsteuerung 220 unterbrochen ist. Wenn die Modulsteuerung 120 bestimmt, dass das Entladen der Batteriezellen 101 zu beenden ist, dann schreitet die Modulsteuerung 120 zu dem Schritt S315 fort. Wenn nicht, schreitet die Modulsteuerung 220 zu dem Schritt S314 fort.
In dem Schritt S314 schreitet jede Modulsteuerung 120 in dem Fall, dass ein Befehl zum Ausschalten des Entlade-FETs 123 von der Hauptsteuerung 220 empfangen wird (siehe Schritt S311), zu dem Schritt S315 fort. Wenn dieser Befehl nicht empfangen worden ist, kehrt die Modulsteuerung 120 zu dem Schritt S303 zurück. In Schritt S315 schaltet jede Modulsteuerung 120 den Entlade-FET 123 aus. Folglich wird das Entladen der Batteriezellen 101 beendet.
In Schritt S316 überträgt jede Modulsteuerung 120 das Ausschaltsignal zum Anzeigen, dass der Entlade-FET 123 ausgeschaltet worden ist, zu der Hauptsteuerung 220. Dieses Signal wird in Schritt S310 der Hauptsteuerung 220 verwendet. Demzufolge werden die durch jede Modulsteuerung 120 durchgeführten Prozesse in dem Entladeprozess des Batteriepacks 10 abgeschlossen.
Wie vorher beschrieben, überwachen bei dem Entladeprozess der Batteriemodule 100 die Hauptsteuerung 220 und jede Modulsteuerung 120 den Entladestatus, und in dem Fall, dass mindestens eine der Steuerungen 220, 120 bestimmt, dass das Entladen zu beenden ist, können die Steuerungen 220, 120 unabhängig voneinander das Entladen beenden. In diesem Fall führen die anderen der Steuerungen 220, 120 der Reihe nach einen Prozess zum Beenden des Entladens durch. Daher kann das Entladen der Batteriemodule 100 selbst dann beendet werden, wenn einige der Steuerungen 220, 120 beschädigt sind und nicht funktionieren.
Wenn der Entladeprozess beendet ist, werden die Batteriezellen 101 jedes Batteriemoduls 100 elektrisch von dem Batteriepackkörper 200 getrennt. Zusätzlich dazu werden die Batteriezellen 101 jedes Batteriemoduls 100 ebenfalls elektrisch von den Batteriezellen 101 der anderen Batteriemodule 100 getrennt. Demzufolge wird nach dem Ende des Entladeprozesses in dem Batteriepack 100 nicht unnötigerweise eine hohe Spannung erzeugt. Ferner ist das Paar von Modulstromanschlüssen 111, das an jedem Batteriemodul 100 gegenüber dem Äußeren freiliegt, elektrisch von den Batteriezellen 101 getrennt. Mit dieser Konfiguration wird verhindert, dass die Batteriemodule 100 sowohl geladen als auch entladen werden. Die Batteriemodule 100 können lediglich durch den Batteriepackkörper 200 entladen werden und können nicht durch andere irreguläre Ladevorrichtungen entladen werden.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf die 13A und 13B der in Schritt S400 der 9B gezeigte Selbstprüfungsprozess für die Batteriemodule 100 beschrieben. Wie vorher beschrie ben, führt jedes Batteriemodul 100 ansprechend auf einen Befehl von der Hauptsteuerung 220 oder eine Betätigung des Prüfschalters 109 durch den Benutzer einen Selbstprüfungsprozess durch, der den Verschlechterungszustand der eingebauten Batteriezellen 101 bestimmt.
In dem Schritt S401 schreitet jede Modulsteuerung 120 zu dem Schritt S403 fort, wenn der Befehl zum Durchführen des Selbstprüfungsprozesses von der Hauptsteuerung 220 empfangen wird. Andernfalls schreitet in dem Schritt S402 jede Modulsteuerung 120 zu dem Schritt S403 fort, wenn der Benutzer den Prüfschalter 109 des Batteriemoduls 10 betätigt.
In dem Schritt S403 schaltet die Modulsteuerung 120 den Transistor 126 des Entladekreises 127 ein, so dass der Entladekreis 127, der das Energie verbrauchende Element 125 enthält, bezüglich der Batteriezellen 101 elektrisch geschlossen wird. Demzufolge beginnt das Entladen der Batteriezellen 101 in den Batteriemodulen 100. In Schritt S404 detektiert die Modulsteuerung 120 die Spannung, den Strom und die Temperatur der Batteriezellen 101 in dem Entladezustand. In Schritt S405 fährt die Modulsteuerung 120 eine bestimmte Zeit lang damit fort, die Spannung, den Strom und die Temperatur der Batteriezellen 101 in dem Entladezustand zu detektieren.
In dem in 13B gezeigten Schritt S406 schaltet die Modulsteuerung 120 den Transistor 126 des Entladekreises 127 aus, so dass der Entladekreis 127 in Bezug auf die Batteriezellen 101 elektrisch geöffnet wird. Demzufolge wird das Entladen der Batteriezellen 101 beendet. In dem Schritt S407 detektiert die Modulsteuerung 120 die Spannung, den Strom und die Temperatur der Batteriezellen 101 in dem Nichtentladezustand. In dem Schritt S408 fährt die Modulsteuerung 120 damit fort, die Spannung, den Strom und die Temperatur der Batteriezellen 101 in dem Nichtentladezustand über einen vorbestimmten Zeitraum zu detektieren.
In Schritt S409 detektiert die Modulsteuerung 120 basierend auf der detektierten Spannung, dem detektierten Strom und der detektierten Temperatur den Innenwiderstand jeder Batteriezelle 101. Dann bestimmt die Modulsteuerung 120 basierend auf der detektierten Spannung und dem Innenwiderstand jeder Batteriezelle 101 den Verschlechterungszustand der Batteriezellen 101. Wenn kein Problem in Bezug auf den detektierten Verschlechterungszustand der Batteriezellen 101 vorliegt, dann verwendet die Modulsteuerung 120 in Schritt S411 das Anzeigelicht 110, um anzuzeigen, dass das Batteriemodul 101 noch verwendet werden kann. Im Gegensatz dazu zeigt, wenn der detektierte Verschlechterungszustand ein nicht zulässiges Ausmaß annimmt, die Modulsteuerung 120 dann in Schritt S412 mit dem Anzeigelicht 110 an, dass das Batteriemodul 100 ausgetauscht werden muss. Dementsprechend wird der Selbstprüfungsprozess der Batteriemodule 100 abgeschlossen.
Es sei bemerkt, dass der Verschlechterungszustand der Batteriezellen 101 basierend auf dem Innenwiderstand der Batteriezellen 101 genau bestimmt werden kann. Der Innenwiderstand der Batteriezellen 101 entspricht der Spannungsdifferenz zwischen der Spannung der Batteriezellen 101, die während des Entladens in den Schritten S403 bis S405 detektiert wird, und der Spannung der Batteriezellen 101, die während des Nichtentladens in den Schritten S406 bis S408 detektiert wird. Daher kann, in dem Fall, dass die Spannungsdifferenz größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, bestimmt werden, dass die Batteriezellen 101 nicht mehr verwendet werden können, da der Innenwiderstand der Batteriezellen 101 größer oder gleich einem vorbestimmten Wert ist. Zusätzlich dazu kann selbst in dem Fall, dass eine Variation der Spannung der Batteriezellen detektiert wird, und die Spannungsvariation einen vorbestimmten Wert überschreitet, bestimmt werden, dass die Batteriezellen 101 nicht mehr verwendet werden können. Dabei kann, da sich der Innenwiderstand der Batteriezellen 101 ansprechend auf die Temperatur der Batteriezellen 101 ändert, die Temperatur der Batteriezellen 101 hinzugezogen werden, wenn der Innenwiderstand zu berechnen ist.
Wie vorher beschrieben, wird, wenn der Benutzer ein Batteriemodul 100 austauschen muss, der Selbstprüfungsprozess der Batteriemodule 100 automatisch durchgeführt, wenn der Benutzer die Modulabdeckung 250 öffnet. Dann werden mit dem Anzeigelicht 110 die Batteriemodule 100, die nicht länger verwendet werden können und ausgetauscht werden müssen, angezeigt. Folglich wird der Benutzer nicht fälschlicherweise davon ausgehen, dass ein Batteriemodul 100 ersetzt werden muss. Zusätzlich dazu können die Batteriemodule 100 den Selbstprüfungsprozess selbst dann durchführen, wenn sie aus dem Batteriepackkörper 200 entnommen worden sind. Somit kann der Benutzer feststellen, ob die als Ersatz zu verwendenden Batteriemodule 100 dazu in der Lage sind, verwendet zu werden, bevor diese Batteriemodule 100 in den Batteriepackkörper 200 eingebaut werden.
Die Entladekreise 127 der Batteriemodule 100 werden in Verbindung mit dem Selbstprüfungsprozess der Batteriemodule 100 verwendet. Die Entladekreise 127 werden ebenfalls in dem vorher beschriebenen Ausgleichsentladeprozess verwendet. Daher werden die Entladekreise 127 der Batteriemodule 100 sowohl in dem Selbstprüfungsprozess als auch in dem Ausgleichsentladeprozess verwendet. Durch Vorsehen der Entladekreise 127 im Inneren der Batteriemodule 100 und Verwenden der Entladekreise 127 in mehreren Prozessen kann der Aufbau der inneren Schaltungen der Batteriemodule 100 und des Batteriepackkörpers 200 vereinfacht werden.
(Ausführungsform 2)
Es wird ein Batteriepack 20 der Ausführungsform 2 beschrieben. 14 zeigt einen Überblick über den Aufbau des Batteriepacks 20 der Ausführungsform 2. Wie bei dem Batteriepack 10 der Ausführungsform 1 ist der Batteriepack 20 dazu in der Lage, wieder aufgeladen zu werden, und kann diese elektrische Energie dem (in 14 weggelassenen) Elektrowerkzeug 400 zuführen. Der Batteriepack 20 der Ausführungsform 2 weist den gleichen Aufbau wie der Batteriepack 10 der Ausführungsform 1 auf. Zusätzlich dazu sind die gleichen Bezugszahlen den gleichen strukturellen Elementen zugeordnet, die in der Ausführungsform 1 zu finden sind.
Wie in 14 gezeigt, weist der Batteriepack 20 drei Batteriemodule 100 und einen Batteriepackkörper 200 auf. Jedes Batteriemodul 100 ist mit Batteriezellen 101 ausgestattet, die in Reihe geschaltet sind (in 14 weggelassen). Die Mehrzahl von Batteriemodulen ist aus dem Batteriepackkörper 200 entnehmbar, und der Batteriepackkörper 200 verbindet die Mehrzahl von eingebauten Batteriemodulen 100 in Reihe. Zusätzlich dazu kann der Batteriepackkörper 200 dem Elektrowerkzeug 400 elektrische Energie von den in Reihe geschalteten Batteriemodulen 100 zuführen.
Der Batteriepackkörper 200 weist einen Modulaufnahmeabschnitt 212, eine Modulabdeckung 250, die den Modulaufnahmeabschnitt 212 verschließt, einen Modulabdeckungssensor 208, der detektiert, ob die Modulabdeckung 250 geöffnet oder geschlossen ist, und eine Hauptsteuerung 220 auf, die mit dem Modulabdeckungssensor 208 verbunden ist.
Die Modulabdeckung 250 ist schwenkbar um eine Achse 260 an dem Batteriepackkörper 200 gelagert. Die Modulabdeckung 250 ist ein bewegbares Bauteil, das sich zwischen einer geschlossenen Position, die den Modulaufnahmeabschnitt 212 verschließt, und einer geöffneten Position, die den Modulaufnahmeabschnitt 250 öffnet, verschieben kann. Die Modulabdeckung 250 verhindert den Einbau und die Entnahme der Batteriemodule 100 in Bezug auf den Batteriepackkörper 200, wenn sie sich in der geschlossenen Position befindet, und gestattet den Einbau und die Entnahme der Batteriemodule 100 in Bezug auf den Batteriepackkörper 200, wenn sie sich in der geöffneten Position befindet. Der Modulabdeckungssensor 208 detektiert, ob sich die Modulabdeckung 250 in der geschlossenen Position befindet oder nicht, und gibt das Detektionsresultat zu der Hauptsteuerung 220 aus. Die Hauptsteuerung 220 kann die verschiedenen, bei der Ausführungsform 1 beschriebenen Prozesse durchführen, basierend auf dem Detektionsresultat des Modulabdeckungssensors 208.
Der Batteriepackkörper 200 weist ferner drei Verriegelungsbauteile 350 auf. Jedes Verriegelungsbauteil 350 ist durch den Batteriepackkörper 200 schwenkbar getragen und kann sich zwischen einer verriegelten Position, die in Eingriff mit einem konkaven Abschnitt 100a des Batteriemoduls 100 steht, und einer entriegelten Position, die von dem konkaven Abschnitt 100a des Batteriemoduls 100 getrennt ist, verschieben. Die Verriegelungsbauteile 350 verhindern den Einbau und die Entnahme der Batteriemodule 100 in Bezug auf den Batteriepackkörper 200, wenn sie sich in der entriegelten Position befinden, und gestatten den Einbau und die Entnahme der Batteriemodule 100 in Bezug auf den Batteriepackkörper 200, wenn sie sich in der entriegelten Position befinden. Somit wird, wie in 14 gezeigt, selbst wenn der Einbau und die Entnahme der Batteriemodule dadurch, dass sich die Modulabdeckung 250 in der geöffneten Position befindet, gestattet ist, der Einbau und die Entnahme der Batteriemodule 100 in Bezug auf den Batteriepackkörper 200 verhindert, solange durch die Verriegelungsbauteile 350 in der verriegelten Position der Einbau und die Entnahme der Batteriemodule 100 verhindert wird.
Wie vorher erwähnt, sind zu dem Batteriepack 20 der Ausführungsform 2 zusätzlich zu der Modulabdeckung 250 die Verriegelungsbauteile 350 hinzugefügt. Sowohl die Modulabdeckung 250 als auch die Verriegelungsbauteile 350 sind bewegbare Bauteile, die sich zwischen einer ersten Position, die den Einbau und die Entnahme der Batteriemodule 100 verbietet, und einer zweiten Position, die den Einbau und die Entnahme der Batteriemodule 100 gestattet, verschieben können. Mehrere dieser bewegbaren Bauteile können an dem Batteriepack 20 vorgesehen sein. Zusätzlich dazu kann anstelle des Modulabdeckungssensors 208 an dem Batteriepack 20 der Ausführungsform 2 ebenfalls ein Sensor vorgesehen sein, der detektiert, ob sich die Verriegelungsbauteile 350 in der verriegelten Position befinden oder nicht. Selbst in diesem Fall kann der Batteriepack 20 verschiedene notwendige Prozesse durchführen, bevor der Benutzer die Batteriemodule 100 austauscht.
(Ausführungsform 3)
Es wird ein Batteriepack 30 der Ausführungsform 3 beschrieben. 15 zeigt einen Überblick über den Aufbau des Batteriepacks 30 der Ausführungsform 3. Wie bei dem Batteriepack 10 der Ausführungsform 1 ist der Batteriepack 30 dazu in der Lage, wiederaufgeladen zu werden, und kann diese elektrische Energie dem (in 15 weggelassenen) Elektrowerkzeug 400 zuführen. Der Batteriepack 30 der Ausführungsform 3 weist den gleichen Aufbau wie der Batteriepack 10 der Ausführungsform 1 auf. Zusätzlich dazu sind die gleichen Bezugszahlen den gleichen strukturellen Elementen zugeordnet, die in der Ausführungsform 1 zu finden sind.
Wie in 15 gezeigt, weist der Batteriepack 30 drei Batteriemodule 100 und einen Batteriepackkörper 200 auf. Jedes Batteriemodul 100 ist mit Batteriezellen 101 ausgestattet, die in Reihe geschaltet sind (in 15 weggelassen). Die Mehrzahl von Batteriemodulen ist aus dem Batteriepackkörper 200 entnehmbar, und der Batteriepackkörper 200 verbindet die Mehrzahl von eingebauten Batteriemodulen 100 in Reihe. Zusätzlich dazu kann der Batteriepackkörper 200 dem Elektrowerkzeug 400 elektrische Energie von den Batteriemodulen 100, die in Reihe geschaltet sind, zuführen.
Der Batteriepackkörper 200 weist einen Modulaufnahmeabschnitt 212, eine Modulabdeckung 250, die den Modulaufnahmeabschnitt 212 verschließt, einen Modulabdeckungssensor 208, der detektiert, ob die Modulabdeckung 250 geöffnet oder geschlossen ist, und eine Hauptsteuerung 220 auf, die mit dem Modulabdeckungssensor 208 verbunden ist. Die Modulaufnahmeabschnitte 212 sind Fächer für jedes Batteriemodul 100.
Die Modulabdeckung 250 ist ein flaches Bauteil, das aus einem elastischen Material besteht und sich so verformen kann, dass es sich biegt. Ein Randabschnitt 250a der Modulabdeckung 250 ist an dem Batteriepackkörper 200 befestigt. Die Modulabdeckung kann sich aus einer geschlossenen Position, die die Modulaufnahmeabschnitte 212 verschließt, und einer geöffneten Position, die die Modulaufnahmeabschnitte 212 öffnet, bewegen, indem sie sich elastisch verformt. Die Modulabdeckung 250 verhindert den Einbau und die Entnahme der Batteriemodule 100 in Bezug auf den Batteriepackkörper 200, wenn sie sich in der geschlossenen Position befindet, und gestattet den Einbau und die Entnahme der Batteriemodule 100 in Bezug auf den Batteriepackkörper 200, wenn sie sich in der geöffneten Position befindet. Es sei bemerkt, dass sich die Modulabdeckung 250 alternativ zu der elastischen Verformung auch plastisch verformen kann.
Der Modulabdeckungssensor 208 detektiert, ob sich die Modulabdeckung 250 in der geschlossenen Position befindet oder nicht, und gibt das Detektionsresultat zu der Hauptsteuerung 220 aus. Die Hauptsteuerung 220 kann die verschiedenen, in der Ausführungsform 1 beschriebenen Prozesse durchführen, basierend auf dem Detektionsresultat des Modulabdeckungssensors 208.
Der Batteriepackkörper 200 weist ferner drei Einrastbauteile 352 auf. Jedes Einrastbauteil 352 wird durch eine Schraubenfeder 354 zu einem Batteriemodul 100 hin getrieben und ist dazu in der Lage, sich zwischen einer eingerasteten Position, die den konkaven Abschnitt 100a eines Batteriemoduls 100 in Eingriff nimmt, und einer nicht eingerasteten Position, die von dem konkaven Abschnitt 100a eines Batteriemoduls 100 getrennt ist, zu verschieben. Wenn sich die Einrastbauteile 352 in der eingerasteten Position befinden, wird der Einbau und die Entnahme der Batteriemodule 100 in Bezug auf den Batterieaufbau 200 verhindert. Da jedoch die Schraubenfeder 354 nicht so stark ist, verschieben sich die Einrastbauteile 352 passiv zu der nicht eingerasteten Position, wenn der Benutzer die Batteriemodule 100 bewegt. Die Einrastbauteile 352 gestatten den Einbau und die Entnahme der Batteriemodule 100 in Bezug auf den Batteriepackkörper 200, indem sie sich zu der nicht eingerasteten Position bewegen.
Bei dem Batteriepack 30 muss sich das Einrastbauteil 352 zu der nicht eingerasteten Position verschieben, wenn die Batteriemodule 100 in Bezug auf den Batteriepackkörper 200 eingebaut oder entnommen werden. Aufgrund dessen ist es bei dem Batteriepack 30 der Ausführungsform 3 ebenfalls effektiv, einen Sensor vorzusehen, der detektiert, ob sich die Einrastbauteile 352 in der eingerasteten Position befinden oder nicht, anstatt den Modulabdeckungssensor 208 vorzusehen. Auch in diesem Fall kann der Austausch eines Batteriemoduls 100 durch einen Benutzer zuverlässig detektiert werden, und der Batteriepack 30 kann verschiedene notwendige Prozesse automatisch durchführen.
Spezifische Ausführungsformen der vorliegenden Lehre sind im Vorhergehenden beschrieben worden, diese Ausführungsformen stellen jedoch lediglich einige repräsentative Möglichkeiten zur Verwendung der vorliegenden Lehre dar und beschränken die Ansprüche derselben nicht. Der Gegenstand der Ansprüche enthält Variationen und Modifikationen der vorher dargelegten spezifischen Beispiele.
Die in der Beschreibung oder den Zeichnungen offenbarten technischen Elemente können separat oder in anderen Kombinationen verwendet werden, die hierin nicht explizit offenbart sind, für einen Durchschnittsfachmann jedoch offensichtlich sind. Ferner kann der hierin offenbarte Gegenstand dazu verwendet werden, mehrere Aufgaben gleichzeitig zu lösen oder lediglich eine Aufgabe zu lösen, wobei diese Aufgabe(n) nicht notwendigerweise in der vorliegenden Offenbarung angegeben sein müssen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 2008-159590 [0002]

Claims

Batteriepack (10; 20; 30), der zum Zuführen von Elektroenergie zu einem Elektrowerkzeug (400) ausgebildet ist, mit einer Mehrzahl von Batteriemodulen (100), von denen jedes mindestens eine Batteriezelle (101) aufweist, einem Batteriepackkörper (200), der zum entnehmbaren Aufnehmen der Mehrzahl von Batteriemodulen (100), elektrischen Verbinden der Mehrzahl von Batteriemodulen (100) und Abgeben von Elektroenergie von der Mehrzahl von Batteriemodulen (100) an das Elektrowerkzeug (400) ausgebildet ist, einem bewegbaren Bauteil (250; 350; 352), das dazu ausgebildet ist, bezüglich des Batteriepackkörpers (200) in eine erste Position und aus derselben bewegbar zu sein und in der ersten Position das Anbringen der Mehrzahl von Batteriemodulen (100) an und die Entnahme derselben aus dem Batteriepackkörper (200) zu verhindern, mindestens einem Sensor (208), der zum Detektieren, ob sich das bewegbare Bauteil (250; 350; 352) in der ersten Position befindet oder nicht, ausgebildet ist, und einer Steuerung (120, 220), die zum Durchführen mindestens eines vorbestimmten Prozesses basierend auf einer Detektion durch den mindestens einen Sensor (208) ausgebildet ist.
Batteriepack (10; 20; 30) nach Anspruch 1, bei dem die Steuerung (120, 220) dazu ausgebildet ist, einen Prozess zum Verhindern des Entladen der Mehrzahl von Batteriemodulen (100) durch das Elektrowerkzeug (400) durchzuführen, wenn die Detektion durch den mindestens einen Sensor (208) eine Bewegung des bewegbaren Bauteils (250; 350; 352) aus der ersten Position anzeigt.
Batteriepack (10; 20; 30) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Steuerung (120, 220) dazu ausgebildet ist, einen Prozess zum Verhindern des Ladens der Mehrzahl von Batteriemodulen (100) durch eine externe Energieversorgung durchzuführen, wenn die Detektion durch den mindestens einen Sensor (208) eine Bewegung des bewegbaren Bauteils (250; 350; 352) aus der ersten Position anzeigt.
Batteriepack (10; 20; 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Steuerung (120, 220) dazu ausgebildet ist, einen Trennungsprozess zum elektrischen Trennen der Mehr zahl von Batteriemodulen (100), die an dem Batteriepackkörper (200) angebracht sind, durchzuführen, wenn die Detektion durch den mindestens einen Sensor (208) eine Bewegung des bewegbaren Bauteils (250; 350; 352) aus der ersten Position anzeigt.
Batteriepack (10; 20; 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem jedes der Mehrzahl von Batteriemodulen (100) eine Schaltung (123, 124) aufweist, die dazu ausgebildet ist, die mindestens eine Batteriezelle (101) desselben elektrisch von dem Batteriepackkörper (200) zu trennen, und die Steuerung (120, 220) dazu ausgebildet ist, die Schaltung (123, 124) mindestens eines der Mehrzahl von Batteriemodulen (100) auszuschalten, wenn die Detektion durch den mindestens einen Sensor (208) eine Bewegung des bewegbaren Bauteils (250; 350; 352) aus der ersten Position anzeigt.
Batteriepack (10; 20; 30) nach Anspruch 5, bei dem die Steuerung (120, 220) dazu ausgebildet ist, die Schaltung (123, 124) einzuschalten, nachdem die Detektion durch den mindestens einen Sensor (208) eine Bewegung des bewegbaren Bauteils (250; 350; 352) in die erste Position angezeigt hat.
Batteriepack (10; 20; 30) nach Anspruch 6, bei dem die Steuerung (120, 220) dazu ausgebildet ist, die Schaltung (123, 124) eine vorbestimmte Verzögerungszeit lang ausgeschaltet zu lassen, nachdem die Detektion durch den mindestens einen Sensor (208) die Bewegung des bewegbaren Bauteils (250; 350; 352) in die erste Position angezeigt hat.
Batteriepack (10; 20; 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem die Steuerung (120, 220) dazu ausgebildet ist, einen Prüfungsprozess zum Prüfen eines Verschlechterungszustands der mindestens einen Batteriezelle (101) in jedem der Mehrzahl von Batteriemodulen (100) durchzuführen, wenn die Detektion durch den mindestens einen Sensor (208) eine Bewegung des bewegbaren Bauteils (250; 350; 352) aus der ersten Position anzeigt.
Batteriepack (10; 20; 30) nach Anspruch 8, bei dem jedes der Mehrzahl von Batteriemodulen (100) einen Detektor (121, 122), der dazu ausgebildet ist, mindestens eine Spannung oder einen Strom der mindestens einen Batteriezelle (101) desselben zu detektieren, und eine Entladeschaltung (127), die dazu ausgebildet ist, gemäß einer Anweisung von der Steuerung (120, 220) elektrisch mit der mindestens einen Batteriezelle (101) desselben verbunden zu werden und diese zu entladen, aufweist, und die Steuerung (120, 220) dazu ausgebildet ist, den Detektor (121, 122) und die Entladeschaltung (127) des Batteriemoduls (100) in dem Prüfungsprozess zu verwenden.
Batteriepack (10; 20; 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei dem die Steuerung (120, 220) eine Speichereinheit aufweist, die zum Speichern mindestens eines Teils der Detektion durch den mindestens einen Sensor (208) ausgebildet ist, und die Steuerung (120, 220) zum Durchführen eines Ausgleichsprozesses zum Laden oder Entladen mindestens eines der Mehrzahl von Batteriemodulen (100) zum Angleichen der Ladezustände der Mehrzahl von Batteriemodulen (100) durchzuführen.
Batteriepack (10; 20; 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die Steuerung (120, 220) eine Speichereinheit aufweist und ausgebildet ist zum Speichern eines ersten Detektionsmerkers in der Speichereinheit, wenn die Detektion durch den mindestens einen Sensor (208) eine Bewegung des bewegbaren Bauteils (250; 350; 352) aus der ersten Position anzeigt, Durchführen eines Ausgleichsprozesses zum Laden oder Entladen mindestens eines der Mehrzahl von Batteriemodulen (100) zum Angleichen der Ladezustände der Mehrzahl von Batteriemodulen (100) zu einem vorbestimmten Zeitpunkt, wenn der erste Detektionsmerker in der Speichereinheit gespeichert ist, und Löschen des ersten Detektionsmerkers aus der Speichereinheit beim Durchführen des Ausgleichsprozesses.
Batteriepack (10; 20; 30) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei dem die Steuerung (120, 220) eine Speichereinheit aufweist und ausgebildet ist zum Speichern eines ersten Detektionsmerkers in der Speichereinheit, wenn die Detektion durch den mindestens einen Sensor (208) eine Bewegung des bewegbaren Bauteils (250, 350; 352) aus der ersten Position anzeigt, Durchführen eines Ausgleichsprozesses zum Laden oder Entladen mindestens eines der Mehrzahl von Batteriemodulen (100) zum Angleichen der Ladezustände der Mehrzahl von Batteriemodulen in einem Prozess eines Ladens der Batteriemodule (100), wenn der erste Detektionsmerker in der Speichereinheit gespeichert ist, und Löschen des ersten Detektionsmerkers aus der Speichereinheit beim Durchführen des Ausgleichsprozesses.
Batteriepack (10; 20; 30) nach Anspruch 10, bei dem jedes der Mehrzahl von Batteriemodulen (100) einen Detektor (121, 122), der zum Detektieren mindestens einer Spannung oder eines Stroms mindestens einer der Mehrzahl von Batteriezellen (101) desselben ausgebildet ist, und eine Entladeschaltung (127), die dazu ausgebildet ist, die Mehrzahl von Batteriezellen (101) desselben gemäß einer Anweisung von der Steuerung (120, 220) elektrisch zu trennen und zu entladen, aufweist, und die Steuerung (120, 220) zum Verwenden des Detektors (121, 122) und der Entladeschaltung (127) des mindestens einen der Mehrzahl von Batteriemodulen (100) in dem Ausgleichsprozess ausgebildet ist.
Batteriepack (10; 20; 30) nach Anspruch 13, bei dem die Steuerung (120, 220) ferner dazu ausgebildet ist, unter Verwendung des Detektors (121, 122) und der Entladeschaltung (127) des Batteriemoduls (100) eine Prüfungsverarbeitung zum Prüfen eines Verschlechterungszustands der mindestens einen Batteriezelle (101), die in dem Batteriemodul (100) angeordnet ist, durchzuführen.
Batteriepack (10; 20; 30), der einem Elektrowerkzeug (400) Elektroenergie zuführt, mit einer Mehrzahl von Batteriemodulen (100), von denen jedes mindestens eine Batteriezelle (101) aufweist, einem Batteriepackkörper (200), der zum entnehmbaren Aufnehmen der Mehrzahl von Batteriemodulen (100), elektrischen Verbinden der Mehrzahl von Batteriemodulen (100) und Abgeben von Elektroenergie von der Mehrzahl von Batteriemodulen (100) an das Elektrowerkzeug (400) ausgebildet ist, einer öffenbaren Abdeckung (250), die an dem Batteriepackkörper (200) angebracht ist und dazu ausgebildet ist, die Mehrzahl von Batteriemodulen (100) mindestens teilweise abzuschirmen, wenn die öffenbare Abdeckung (250) geschlossen ist, mindestens einem Sensor (208), der zum Detektieren, ob die öffenbare Abdeckung (250) geschlossen ist oder nicht, ausgebildet ist, und einer Steuerung (120, 220), die zum Durchführen mindestens einer vorbestimmten Verarbeitung basierend auf einer Detektion durch den mindestens einen Sensor (208) ausgebildet ist.