JP2003264008A - 蓄電池の放電プロセスを遅くする方法および装置 - Google Patents

蓄電池の放電プロセスを遅くする方法および装置

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JP2003264008A JP2003016594A JP2003016594A JP2003264008A JP 2003264008 A JP2003264008 A JP 2003264008A JP 2003016594 A JP2003016594 A JP 2003016594A JP 2003016594 A JP2003016594 A JP 2003016594A JP 2003264008 A JP2003264008 A JP 2003264008A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 蓄電池の放電プロセスを可能なかぎり遅く
し、そのようにすることで蓄電池を負荷の動作のため
に、たとえば手工具機器の動作のために、できるかぎり
長い時間にわたり使用可能な状態に維持できるようにす
る。 【解決手段】 蓄電池１にはその動作量を捕捉して評価
する回路９が設けられており、この回路はその給電エネ
ルギーを蓄電池１から調達している。この蓄電池１が負
荷２から遮断されてもまだ蓄電池から固有の回路９によ
りエネルギーが取り出されてしまわないようにし、した
がって蓄電池の放電がいっそう進んでしまわないように
するため、負荷２が蓄電池１から遮断されたときに回路
９に対する給電エネルギー９の供給を中止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、蓄電池（１）に該
蓄電池の動作量を捕捉して評価する回路（９）が設けら
れており、該回路（９）は給電エネルギーを前記蓄電池
（１）から調達する形式の、負荷（２）たとえば手工具
機器が遮断されたときに蓄電池（１）の放電プロセスを
遅くする方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえば DE 41 06 725 A1 から、蓄電
池の動作量を測定して評価する回路を備えた蓄電池を設
けることが知られている。この動作量として挙げられる
のはたとえば、蓄電池に負荷が加わっている間に生じる
充電電流もしくは放電電流および蓄電池の温度である。
さらにこの回路は蓄電池の零入力電流および自己放電を
測定し、蓄電池の放電を所定の限界電圧に制限して、蓄
電池の寿命を短くする激しい放電を防ぐようにしてい
る。この回路により測定された動作量を最終的に、蓄電
池に接続された負荷の動作制御あるいは充電ステーショ
ンにおける充電プロセスの制御に使用することができ
る。
【０００３】蓄電池においては、電力消費機器により蓄
電池に対し負荷が加えられていないときでも時間が経つ
につれて次第に放電してしまうのを避けることができな
い。この放電プロセスは、たとえば DE 41 06 725 A1
に記載されている回路が常に蓄電池からエネルギーを取
り出していることによってさらに加速される。
【０００４】
【特許文献１】DE 41 06 725 A1
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、蓄電
池の放電プロセスを可能なかぎり遅くすることであり、
そのようにすることで蓄電池を負荷の動作のために、た
とえば手工具機器（たとえば穴あけ器、ドライバー、ハ
ンマードリル、研磨器、鋸など）の動作のために、でき
るかぎり長い時間にわたり使用可能な状態に維持できる
ようにすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明によればこの課題
は、負荷が蓄電池から遮断されると、該蓄電池の動作量
を捕捉して評価する回路に対する給電エネルギーの供給
を中止することにより解決される。
【０００７】
【発明の実施の形態】この構成を採用したことにより上
述の回路は蓄電池のエネルギーを消費せず、蓄電池が動
作モード（負荷への接続状態）にないときにはこの回路
は蓄電池の放電に寄与しない。従属請求項には本発明の
有利な実施形態が示されている。
【０００８】好適には、回路に対する給電エネルギー供
給を負荷の遮断よりも所定の期間だけ遅らせて中止す
る。しばしば起こるのは、負荷は遮断の短期間後に再び
スイッチオンされることである。蓄電池の回路がまだい
わゆる「スリープモード」になければ、つまり完全には
遮断されていなければ、負荷は再び迅速にいつでも動作
可能な状態となり、蓄電池の回路を呼び起こす過程すな
わち回路の起動をはじめに行う必要はない。
【０００９】負荷の遮断時に蓄電池に属する回路を非ア
クティブ状態にするのは、以下のようにして行える。
【００１０】負荷の遮断時には遮断情報を蓄電池におけ
る回路へ伝送することができ、この遮断情報によって回
路に対し蓄電池の給電エネルギー供給をただちにまたは
時間的にずらして中止させる。しかし負荷の遮断時に同
時にまたは時間的にずらして負荷から蓄電池における回
路へ導かれる線を介して伝送される給電エネルギーの供
給を中止することもできる。この場合、蓄電池の回路に
対する給電エネルギーは蓄電池から負荷を介してその回
路へ導かれる。
【００１１】負荷の遮断後に蓄電池における回路を蓄電
池からの給電エネルギーを抑えて作動させ、所定の期間
後にはじめて給電エネルギーを完全に遮断すると有利で
ある。つまりこの場合、負荷が遮断されるとはじめはい
わゆる「スタンバイモード」（所要エネルギーの抑えら
れた動作）におかれ、そのあとではじめて「スリープモ
ード」（完全に遮断された状態）におかれる。したがっ
て回路がスタンバイモードにあるときに負荷が再び作動
されると、回路がすでにスリープモードにおかれてしま
ったときよりも迅速に再び起動可能となる。
【００１２】次に、図面に描かれた複数の実施例に基づ
き本発明について詳しく説明する。
【００１３】
【実施例】図１には、蓄電池１およびそれに接続された
負荷２のブロック図が示されている。蓄電池１には通
常、複数の蓄電池セルが設けられており、それらはブロ
ック３によってシンボリックに表されている。この場
合、負荷２を電気手工具機器とすることができ、たとえ
ばドライバ、穴あけ器、ハンマードリル、研磨器、鋸な
どとすることができる。
【００１４】負荷２を電気手工具とするならば、エネル
ギーを供給すべき負荷は実質的に電動モータ４であり、
これは電流給電線５，６を介して蓄電池１と接続されて
いる。負荷２として蓄電池１につなげられている電動工
具内には電子制御装置７が設けられており、この制御装
置の給電エネルギーも電流給電線５，６を介して蓄電池
１から与えられる。電子制御装置７は周知のようにたと
えば、電動モータの出力またはトルクあるいは回転数を
閉ループ制御もしくは開ループ制御するために用いられ
る。電動モータ４および電子制御装置７と接続されてい
る電流給電線５にはスイッチ８が挿入接続されており、
このスイッチによって操作者は負荷２をオン／オフ可能
である。スイッチ８を操作者によって操作可能な目標値
設定器たとえばポテンショメータとしてもよく、これに
よって負荷２により取り出される電力を設定することが
できる。
【００１５】蓄電池１には回路９が含まれており、これ
は蓄電池セル３の１つまたは複数の動作量を測定して評
価することができる。動作量はたとえば、１つまたは複
数の蓄電池セル３内における温度または圧力である。別
の動作量はたとえば充電電流もしくは放電電流、動作時
間、使用可能な充電容量などである。この回路９はたと
えば蓄電池１における充電表示を制御するために用いら
れ、あるいは蓄電池の激しい放電を防止する目的で蓄電
池の放電を所定の限界電圧に制限するために用いられ
る。
【００１６】蓄電池１内の回路は、信号線１０を介して
負荷の電子制御装置７と接続されている。たとえばこの
信号線１０を介して蓄電池１の回路９は、負荷２の電子
制御装置７に対し蓄電池１の目下の充電状態を伝達する
ことができ、限界放電閾値を下回るまで蓄電池１が放電
してその寿命が短くなってしまわぬよう、負荷２の所要
電力が整合されるようになる。また、蓄電池１を充電器
に装填したときに蓄電池１の動作量を充電器へ伝送し、
それに従い充電過程を閉ループ制御または開ループ制御
するためにも、信号線１０を使用することができる。
【００１７】図１の実施例で示されているように蓄電池
１内の回路９は蓄電池セル３の出力端子とじかに接続さ
れており、そこから給電エネルギーを取り出すことがで
きる。
【００１８】スイッチ８を介して、あるいは負荷２を成
す機器から蓄電池１が取り外されることで、負荷２が蓄
電池から切り離されるときには、蓄電池１内の回路９に
対する給電エネルギー供給も遮断されるようにすべきで
ある。その目的は、休止状態（負荷２から分離された状
態）で回路９により蓄電池セル３からいかなるエネルギ
ーも取り出されないようにすることであり、そうでない
と蓄電池１の放電が加速されてしまう。この目的で回路
９内には電気的に制御可能なスイッチ１１が設けられて
おり、このスイッチを用いることで蓄電池セル３による
回路９の電流給電を遮断することができる。このスイッ
チ１１が開かれるのは、負荷２が遮断されたという情報
が信号線１０を介して負荷２の電子制御装置７から回路
９へ伝送されたときである。したがって負荷２が遮断さ
れると、蓄電池１の回路９はいわゆるスリープモードに
移される。
【００１９】回路９のためのスリープモードは、負荷２
が遮断された直後にアクティブにすることができるし、
あるいはそれよりも時間的に遅れてアクティブにしても
よい。回路９をスリープモードから再起動するためには
所定の時間がかかるので、負荷２の遮断後すぐには回路
９をスリープモードに移行させないのが好適である。そ
れというのも負荷２がすぐにまたは短時間後に再びスイ
ッチオンされることが多いからであり、その場合、回路
９をスリープモードから再び呼び起こすのに長くかかっ
てしまうからである。蓄電池１の回路９がスリープモー
ドにおかれているとき、回路９の再起動はたとえばスイ
ッチ１１が再び閉じられることで行われ、スイッチ１１
の閉成は、負荷２の電子制御装置７が信号線１０を介し
て回路９へ、蓄電池１が機器２に差し込まれたことまた
はスイッチ８が新たにスイッチオンされたことを通報し
たときに行われる。
【００２０】図２および図３には、蓄電池１内に設けら
れている回路９を負荷２の遮断時にスリープモードに移
すことのできる回路の２つの別の実施例が描かれてい
る。図２および図３において、図１の実施例でも用いら
れ機能についても説明済みの回路素子には図１と同じ参
照符号が付されている。
【００２１】図２による実施例の場合、蓄電池１の回路
９はその給電エネルギーを蓄電池セル３からじかに受け
取るのではなく、負荷２を経由して迂回して受け取る。
このため回路９は電流給電線１２を介して負荷２と接続
されており、詳しくは電子制御装置７内の破線で示され
ているように、蓄電池１から負荷２に電流を給電する線
５と接続されている。電子制御装置７と回路９との間の
電流給電線１２は、電子制御装置７により制御されるス
イッチ１３が挿入接続されている。このスイッチ１３が
開放されるのは負荷２が蓄電池１から遮断されたときで
あり、その場合、蓄電池１内の回路９はスリープモード
に移される。すでに説明したようにスイッチ１３の開放
を、蓄電池１が負荷２から分離された後で同時にあるい
は時間的にずらされて行うことができる。
【００２２】図２に描かれている実施例とは異なり、蓄
電池１の回路９に対する電流給電を負荷２から信号線１
０を介して行うこともできる。このようにした場合、電
子制御装置７と負荷２と蓄電池１の回路９との間の固有
の電流給電線１２は不要となる。図３の実施例によれば
電流給電線１２内のスイッチ（図２参照）の代わりに、
信号線１０内にスイッチ１４が設けられている。このス
イッチ１４は図２中のスイッチ１３と同じ機能を有す
る。スイッチ１４もしくはスイッチ１３は好適には電子
制御装置７に統合される。
【００２３】負荷２が遮断されても蓄電池１の回路９を
既述のスリープモードに移行させないのが有用となる場
合もあり、つまり回路９を蓄電池セル３による電流給電
から完全に切り離さないのが有用となる場合もある。そ
の理由は、負荷２が再び蓄電池１につながれたとき、回
路９をスリープモードから新たに起動させるのに何らか
の時間が必要とされるからである。これにより、機器２
がスイッチオン後に再び完全に動作可能状態になるまで
に、操作者にとって望ましくない待ち時間が発生する。
このような待ち時間は、負荷２の遮断後に蓄電池１内の
回路９をまずはじめは完全に遮断するのではなく所定の
期間にわたり給電エネルギーを抑えて稼働させれば、格
段に短くすることができる。この場合、図１〜図３に描
かれているスイッチ１１，１３，１４は単純な遮断機能
を備えるのではなく、それらのスイッチは負荷２が蓄電
池１から遮断された後でさしあたり、回路９へ供給され
る給電電流を反応時間が遅れても回路９の機能を維持す
るのに十分な程度の低い値に抑えるようにする。このよ
うなスタンバイモードが所定の時間にわたりアクティブ
となっていて、その間に負荷２が再びスイッチオンされ
なかったときには、その後でスタンバイモードからスリ
ープモードへ移行する。スタンバイモードからは、負荷
は蓄電池１に接続されると迅速に再びいつでも動作可能
な状態となる。なぜならば回路９は大きな遅れなくその
機能すべてを再び続行するからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】負荷と接続された蓄電池のブロック図であり、
この場合、蓄電池の回路はその給電エネルギーを蓄電池
からじかに調達する。
【図２】負荷と接続された蓄電池のブロック図であり、
この場合、蓄電池の回路はその給電エネルギーを負荷を
介して調達し、ここでは固有の線を介して負荷から回路
へ給電エネルギーが導かれる。
【図３】負荷と接続された蓄電池のブロック図であり、
この場合、蓄電池の回路はその給電エネルギーを負荷を
介して調達し、ここでは蓄電池と負荷との間で情報を伝
送する線を介して給電エネルギーが導かれる。
【符号の説明】
１ 蓄電池 ２ 負荷 ３ 蓄電池セル ４ モータ ５，６，１２ 電流給電線、 ７ 電子制御装置 ８，１１，１３，１４ スイッチ ９ 蓄電池の回路 １０ 信号線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 シュテファン レープケ ドイツ連邦共和国 ラインフェルデン バ ーンホフシュトラーセ 29 (72)発明者 ライナー グラウニング ドイツ連邦共和国 アイヒタール−グレッ ツィンゲン フローシェゲルト 11 (72)発明者 フォルカー ボッシュ ドイツ連邦共和国 シユツツトガルト レ ンブラントシュトラーセ 12 Ｆターム(参考） 5G003 DA02 DA13 GC06 5H030 AA01 AS12 FF41 FF52

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 蓄電池（１）に該蓄電池の動作量を捕捉
    して評価する回路（９）が設けられており、該回路
    （９）は給電エネルギーを前記蓄電池（１）から調達す
    る形式の、負荷（２）が遮断されたときに蓄電池（１）
    の放電プロセスを遅くする方法において、 前記負荷（２）が蓄電池（１）から遮断されると前記回
    路（９）に対する給電エネルギーの供給を中止すること
    を特徴とする、蓄電池の放電プロセスを遅くする方法。
  2. 【請求項２】 前記回路（９）に対する給電エネルギー
    供給を負荷（２）の遮断よりも所定の期間だけ遅らせて
    中止する、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 負荷（２）が遮断されたとき、遮断情報
    を蓄電池（１）における前記回路（９）に伝送し、該遮
    断情報により前記回路（９）に対し、蓄電池（１）の給
    電エネルギー供給をただちにまたは時間的にずらして中
    止させる、請求項１または２記載の方法。
  4. 【請求項４】 負荷（２）が遮断されたときに同時にま
    たは時間的にずらして、負荷（２）から蓄電池（１）に
    おける前記回路（９）へ導かれる線（１０，１２）を介
    して伝送される給電エネルギーを遮断する、請求項１ま
    たは２記載の方法。
  5. 【請求項５】 負荷（２）の遮断後、蓄電池（１）にお
    ける前記回路（９）を給電エネルギーを抑えて駆動し、
    所定の期間後に給電エネルギーを完全に遮断する、請求
    項１から４のいずれか１項記載の方法。
  6. 【請求項６】 蓄電池（１）に該蓄電池の動作量を捕捉
    して評価する回路（９）が設けられており、該回路
    （９）は給電エネルギーを前記蓄電池（１）から調達す
    る形式の、負荷（２）が遮断されたときに蓄電池（１）
    の放電プロセスを遅くする装置において、 前記負荷（２）が蓄電池（１）から遮断されると前記回
    路（９）に対する給電エネルギーの供給を中止する手段
    が設けられていることを特徴とする、蓄電池の放電プロ
    セスを遅くする装置。
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