JP2005218174A5 - - Google Patents

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組電池監視装置及び電池パック及び電動工具Battery pack monitoring device, battery pack and power tool

本発明は、組電池を構成する充電可能な単位電池の過充電、過放電を防止する技術に関する。   The present invention relates to a technique for preventing overcharge and overdischarge of a rechargeable unit battery constituting an assembled battery.

充電可能な複数の単位電池を直列に接続した組電池において、組電池を充電中もしくは放電中に、各単位電池の電圧を検出する電池監視回路が、特開平9−140067号公報に開示されている(特許文献1参照)。この電池監視回路は、各単位電池の電圧値を示す情報を出力するように構成されている。もしくは、電池監視回路は、組電池が放電中につき、電圧値の最も低い単位電池の電圧値を示す情報を出力するように構成されている。そして、組電池を接続する機器(充電器や、組電池を駆動電源として駆動される作動機器)側では、これらの情報に基づいて充電もしくは放電を停止し、組電池を構成する各単位電池の過充電、過放電を防止している。
特開平9−140067号公報
Japanese Laid-Open Patent Publication No. 9-140067 discloses a battery monitoring circuit that detects the voltage of each unit battery while charging or discharging the assembled battery in an assembled battery in which a plurality of rechargeable unit batteries are connected in series. (See Patent Document 1). The battery monitoring circuit is configured to output information indicating the voltage value of each unit battery. Alternatively, the battery monitoring circuit is configured to output information indicating the voltage value of the unit battery having the lowest voltage value when the assembled battery is being discharged. On the side of the device to which the assembled battery is connected (the charger or the operating device driven by using the assembled battery as a driving power source), charging or discharging is stopped based on these pieces of information, and each unit battery constituting the assembled battery is Overcharge and overdischarge are prevented.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-140067

このような電池監視回路を用いて各単位電池の過放電もしくは過充電を防止するには、組電池を接続する機器側において、電池監視回路が出力する上記した情報に基づいて充電もしくは放電を停止する構成が必要とされていた。すなわち、当該構成を備えていない機器を組電池に接続した場合には、上記した情報に基づいて各単位電池の過放電もしくは過充電を防止することはできなかった。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、組電池を接続する機器側で、組電池を構成する単位電池の過充電、過放電に容易に対処するのに資する技術を提供することをその目的とする。
In order to prevent overdischarge or overcharge of each unit battery using such a battery monitoring circuit, on the device side to which the assembled battery is connected, charging or discharging is stopped based on the above information output by the battery monitoring circuit. A configuration to do was needed. That is, when a device that does not have the above configuration is connected to the assembled battery, overdischarge or overcharge of each unit battery cannot be prevented based on the above information.
The present invention has been made in view of the above points, and provides a technique that contributes to easily dealing with overcharge and overdischarge of unit cells constituting the assembled battery on the device side to which the assembled battery is connected. Is the purpose.

上記課題を達成するため、各請求項記載の発明が構成される。
(請求項1に記載の発明)
請求項1に記載の発明によれば、充電可能な単位電池によって構成される組電池の温度が所定の基準値を超える場合に、当該組電池が高温状態にあることを示す組電池温度指標を出力する組電池監視装置が構成される。
充電可能な単位電池とは、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等繰り返し充電して使用することが可能な全ての単位電池を包含する。
In order to achieve the above object, the invention described in each claim is configured.
(Invention of Claim 1)
According to the first aspect of the present invention, when the temperature of the assembled battery constituted by the rechargeable unit battery exceeds a predetermined reference value, the assembled battery temperature index indicating that the assembled battery is in a high temperature state is provided. An assembled battery monitoring device for outputting is configured.
The rechargeable unit battery includes all unit batteries that can be repeatedly charged and used, such as a lithium ion battery, a nickel metal hydride battery, and a nickel cadmium battery.

複数の単位電池によって組電池を構成する場合、同種の単位電池を組み合わせて構成してもよく、また異種の単位電池を組み合わせて構成してもよい。さらに、各単位電池は相互に直列に接続してもよく、あるいは並列に接続してもよい。   When the assembled battery is configured by a plurality of unit batteries, the same type of unit batteries may be combined, or different types of unit batteries may be combined. Furthermore, the unit cells may be connected to each other in series or may be connected in parallel.

組電池の温度としては、組電池の本体の温度、組電池中の最も温度が上昇し易い特性の単位電池の本体の温度、組電池中で配設位置により温度が上昇しやすい単位電池の本体の温度、また、これらの近傍の温度等全ての場合を包含する。典型的には、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池を直列に接続して組電池を構成する場合、充電によって比較的温度が上昇し易いニッケル水素電池の近傍の温度を検出する。   As for the temperature of the assembled battery, the temperature of the body of the assembled battery, the temperature of the unit battery having the characteristic that the temperature is most likely to rise in the assembled battery, the body of the unit battery whose temperature is likely to rise depending on the position of the battery And all the cases such as the temperature in the vicinity thereof. Typically, when a battery pack is formed by connecting a lithium ion battery and a nickel metal hydride battery in series, the temperature in the vicinity of the nickel metal hydride battery that is relatively likely to rise due to charging is detected.

「組電池温度指標」としては、組電池の温度が所定の基準値を超える場合に、組電池が高温状態にあることを示すことが可能な指標を全て包含する。典型的には、組電池温度指標は、組電池の近傍に設けられたサーミスタの出力信号として構成される。サーミスタのうち、例えば、負の温度特性を有するサーミスタ(一般的に、NTCサーミスタと称呼されている。)では、温度上昇に伴いインピーダンス値が低下する特性を有している。すなわち、組電池が低温状態ではサーミスタのインピーダンス値が高く、組電池が高温状態では、低温状態の時と比較してサーミスタのインピーダンス値が低くなる。このようなサーミスタを用いる場合、組電池を充電する充電器としては、典型的には、サーミスタの両端の電圧値(組電池温度指標)が所定の電圧値以下となる場合に組電池が高温状態にあることを判別して、組電池を保護するために充電を停止する機能を有する充電器が多用される。
また、サーミスタのうち、例えば、正の温度特性を有するサーミスタ(一般的に、PTCサーミスタと称呼されている。)では、温度上昇に伴いインピーダンス値が上昇する特性を有している。すなわち、組電池が低温状態ではサーミスタのインピーダンス値が低く、組電池が高温状態では、低温状態の時と比較してサーミスタのインピーダンス値が高くなる。このようなサーミスタを用いる場合、組電池を充電する充電器としては、典型的には、サーミスタの両端の電圧値が所定の電圧値以上となる場合に組電池が高温状態にあることを判別して、組電池を保護するために充電を停止する機能を有する充電器が多用される。
このように、「組電池が高温状態にあることを示す組電池温度指標」とは、充電器側で組電池が高温状態であることを判別可能な指標であればよい。
The “assembled battery temperature index” includes all indices that can indicate that the assembled battery is in a high temperature state when the temperature of the assembled battery exceeds a predetermined reference value. Typically, the assembled battery temperature index is configured as an output signal of a thermistor provided in the vicinity of the assembled battery. Among the thermistors, for example, a thermistor having a negative temperature characteristic (generally referred to as an NTC thermistor) has a characteristic that the impedance value decreases as the temperature rises. That is, the impedance value of the thermistor is high when the assembled battery is in a low temperature state, and the impedance value of the thermistor is low when the assembled battery is in a high temperature state compared to when the assembled battery is in a low temperature state. When such a thermistor is used, a battery charger for charging an assembled battery typically has an assembled battery in a high temperature state when the voltage value (assembled battery temperature index) at both ends of the thermistor is equal to or lower than a predetermined voltage value. In order to protect the assembled battery, a charger having a function of stopping charging is frequently used.
Among the thermistors, for example, a thermistor having a positive temperature characteristic (generally referred to as a PTC thermistor) has a characteristic that an impedance value increases with an increase in temperature. That is, the impedance value of the thermistor is low when the assembled battery is in a low temperature state, and the impedance value of the thermistor is high when the assembled battery is in a high temperature state compared to when the assembled battery is in a low temperature state. When such a thermistor is used, a charger for charging an assembled battery typically determines that the assembled battery is in a high temperature state when the voltage value at both ends of the thermistor is equal to or higher than a predetermined voltage value. Thus, a charger having a function of stopping charging is often used to protect the assembled battery.
Thus, the “assembled battery temperature index indicating that the assembled battery is in a high temperature state” may be an index that allows the charger side to determine that the assembled battery is in a high temperature state.

ところで、上記したような組電池では、充電時に、個々の単位電池の特性のばらつきにより、所定の単位電池に過充電が生じる可能性がある。すなわち、該単位電池が満充電に達しても、組電池を充電している充電器で、組電池として満充電に達していないと判別された場合には充電が継続されて該単位電池は過充電に至る可能性がある。このような過充電が発生すると、該単位電池の劣化等種々の不具合が生じる。   By the way, in the assembled battery as described above, overcharge may occur in a predetermined unit battery due to variations in characteristics of individual unit batteries during charging. That is, even if the unit battery reaches full charge, if the charger that charges the assembled battery determines that the battery is not fully charged as an assembled battery, charging is continued and the unit battery is overcharged. May lead to charging. When such overcharge occurs, various problems such as deterioration of the unit battery occur.

そこで、上記従来の技術に記載したように、個々の単位電池の電圧値を出力する電池監視回路を用いる技術が開示されているが、各単位電池の電圧値に基づいて充電を停止可能な構成を備えていない充電器では、電池監視回路が上記した電圧値を出力してもこれを用いて過充電を防止することができなかった。   Therefore, as described in the above prior art, a technique using a battery monitoring circuit that outputs a voltage value of each unit battery is disclosed, but a configuration capable of stopping charging based on the voltage value of each unit battery In the battery charger not equipped with the above, even if the battery monitoring circuit outputs the voltage value described above, it cannot be used to prevent overcharging.

本発明に係る組電池監視装置では、かかる問題に対処すべく、組電池の充電時に、少なくとも1つの電圧値が所定の基準値以上となる場合についても、組電池が高温状態であることを示す組電池温度指標を出力する。
典型的には、組電池監視装置が、組電池温度指標として前記したNTCサーミスタの両端の電圧値を用いる場合には、個々の単位電池の電圧値を監視していて、1つでも予め設定されていた基準値以上の単位電池があれば、あたかもサーミスタのインピーダンス値が低下したかのような組電池温度指標を出力する。これにより、充電器側では、組電池の温度が高温状態であることを判別して、充電を停止可能となる。このように、組電池を接続する充電器側で、組電池を構成する単位電池の過充電を容易に防止することができる。また、本発明の組電池監視装置では、充電器側に出力する組電池温度指標を、組電池が高温状態にあることで組電池の充電を停止させる場合と、組電池の中で1つでも基準値以上の電圧値の単位電池があることで組電池の充電を停止させる場合とで兼用して用いているので、組電池監視装置の部品点数が少なくてよい。これにより、安価なコストで組電池監視装置を構成することができる。
In the assembled battery monitoring device according to the present invention, in order to cope with such a problem, it is indicated that the assembled battery is in a high temperature state even when at least one voltage value is equal to or higher than a predetermined reference value when the assembled battery is charged. Outputs the battery temperature index.
Typically, when the assembled battery monitoring device uses the voltage value at both ends of the NTC thermistor as an assembled battery temperature index, the voltage value of each unit battery is monitored, and at least one is set in advance. If there is a unit battery that exceeds the reference value, the battery temperature index is output as if the impedance value of the thermistor has dropped. Thereby, on the charger side, it is possible to stop charging by determining that the temperature of the assembled battery is in a high temperature state. In this way, overcharging of the unit batteries constituting the assembled battery can be easily prevented on the side of the charger to which the assembled battery is connected. Moreover, in the assembled battery monitoring apparatus of this invention, the assembled battery temperature parameter | index output to the charger side is the case where charging of an assembled battery is stopped when an assembled battery is in a high temperature state, and even in one assembled battery. Since the unit battery having the voltage value equal to or higher than the reference value is used together with the case where charging of the assembled battery is stopped, the number of parts of the assembled battery monitoring device may be small. Thereby, an assembled battery monitoring apparatus can be comprised at low cost.

また、充電器側に、個々の単位電池の電圧値を監視し、1つでも予め設定されていた基準値以上の単位電池があるか否かを検出する格別な構成を設ける必要がない。したがって、前述したように従来から多用されている、組電池温度指標に基づいて充電を停止可能な構成を備えた充電器で、その構成等を格別に設計変更をすることなく、少なくとも1つ又は複数の単位電池の電圧値が所定の基準値以上になった際に容易に充電を停止することができる。   Further, it is not necessary to provide a special configuration on the charger side for monitoring the voltage value of each unit battery and detecting whether there is any unit battery exceeding a preset reference value. Therefore, as described above, a charger having a configuration that can be stopped based on an assembled battery temperature index, as described above, and at least one of the configurations or the like without any particular design change. Charging can be easily stopped when the voltage values of the plurality of unit batteries are equal to or higher than a predetermined reference value.

この組電池監視装置は、組電池とともに電池パックに収容される態様、組電池を駆動電源として駆動される作動機器側に収容される態様、独立して構成される態様をいずれも好適に包含する。   This assembled battery monitoring device suitably includes both an aspect accommodated in a battery pack together with the assembled battery, an aspect accommodated on the side of an operating device driven by using the assembled battery as a driving power source, and an independently configured aspect. .

(請求項2に記載の発明)
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の組電池監視装置において、組電池の温度変化に基づいてインピーダンス値が変化するインピーダンス回路を用いて組電池温度指標を出力している。
インピーダンス回路としては、組電池の温度が変化することでインピーダンス値が変化し、少なくとも組電池が高温状態にあることを組電池温度指標として出力することができる素子、回路等を全て包含する。
(Invention of Claim 2)
According to the invention described in claim 2, in the assembled battery monitoring device according to claim 1, the assembled battery temperature index is output using an impedance circuit whose impedance value changes based on a temperature change of the assembled battery. .
The impedance circuit includes all elements, circuits, and the like that can change the impedance value by changing the temperature of the assembled battery and output at least that the assembled battery is in a high temperature state as an assembled battery temperature index.

そして、請求項2に記載の発明では、組電池の充電時に、少なくとも1つの単位電池の電圧値が所定の基準値以上となる場合に、インピーダンス回路のインピーダンス値が組電池が高温状態にあることを示すインピーダンス値に変更するように構成されている。
典型的には、インピーダンス回路は、組電池の温度変化に基づいてインピーダンス値が低下する第1のインピーダンス回路と、インピーダンス値が固定の第2のインピーダンス回路とを備える。そして、充電時において、少なくとも1つの単位電池の電圧値が所定の基準値以上となる場合に、組電池が高温状態にあることを示す組電池温度指標を出力するように、第2のインピーダンス回路を第1のインピーダンス回路に並列に接続する。
第1のインピーダンス回路は、NTCサーミスタを用いる回路であることが好ましい。そして、第2のインピーダンス回路は、周囲の温度等に影響されず概ね固定したインピーダンス値を有する素子もしくは回路が好ましく、典型的には、抵抗素子を用いて構成されている。また、好適には、抵抗素子に直列にスイッチ等の切り替え手段が設けられている。この場合、第2のインピーダンス回路は、サーミスタに並列に配線されていて、通常は、スイッチが開状態(オフ状態)となっている。そして、少なくとも1つの電圧値が所定の基準値以上となると、スイッチが閉状態(オン状態)とされる。これにより、第2のインピーダンス回路はサーミスタに並列に接続される。すなわち、本発明の「インピーダンス回路」のインピーダンス値は、サーミスタ及び第2のインピーダンス回路の合成インピーダンス値(サーミスタのみのインピーダンス値よりも小さい。)となる。この構成により、組電池監視装置は、組電池の充電時に、少なくとも1つの電圧値が所定の基準値以上となる場合に、あたかもサーミスタのインピーダンス値が低下したかのような組電池温度指標を出力する。
このようにして、簡単でコストの低い回路構成を用いて、請求項1に記載の発明と同様の効果を奏する組電池監視装置を得られる。
In the invention according to claim 2, when the battery pack is charged, when the voltage value of at least one unit battery is equal to or higher than a predetermined reference value, the impedance value of the impedance circuit is that the battery pack is in a high temperature state. It is comprised so that it may change into the impedance value which shows.
Typically, the impedance circuit includes a first impedance circuit in which an impedance value is lowered based on a temperature change of the assembled battery, and a second impedance circuit in which the impedance value is fixed. The second impedance circuit is configured to output an assembled battery temperature index indicating that the assembled battery is in a high temperature state when the voltage value of at least one unit battery is equal to or higher than a predetermined reference value during charging. Are connected in parallel to the first impedance circuit.
The first impedance circuit is preferably a circuit using an NTC thermistor. The second impedance circuit is preferably an element or circuit having a substantially fixed impedance value without being influenced by the ambient temperature or the like, and is typically configured using a resistance element. Preferably, switching means such as a switch is provided in series with the resistance element. In this case, the second impedance circuit is wired in parallel with the thermistor, and the switch is normally in an open state (off state). When at least one voltage value is equal to or higher than a predetermined reference value, the switch is closed (on). As a result, the second impedance circuit is connected in parallel to the thermistor. That is, the impedance value of the “impedance circuit” of the present invention is the combined impedance value of the thermistor and the second impedance circuit (which is smaller than the impedance value of the thermistor alone). With this configuration, the assembled battery monitoring device outputs an assembled battery temperature index as if the impedance value of the thermistor has decreased when at least one voltage value is equal to or higher than a predetermined reference value when charging the assembled battery. To do.
Thus, the assembled battery monitoring device having the same effect as that of the first aspect of the invention can be obtained using a simple and low-cost circuit configuration.

(請求項3に記載の発明)
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の組電池監視装置で、放電時において、組電池の残容量が所定の基準値以下となる場合に組電池残容量低下信号を出力するように構成されている。
組電池残容量低下信号は、一般的に、オートストップ信号(AS信号)と称呼されている。オートストップ信号は、組電池の両端の電圧値が所定値以下に低下した場合や放電電流の積算値が所定値以上に達した場合等に組電池の残容量が所定値以下に低下したことを判別して出力される。組電池を駆動電源として駆動される作動機器側として、従来より、オートストップ信号を検出すると、作動機器の現在の設定や状況等を保存した上で作動機器の動作を停止する構成を有するものが多用されている。
ところで、組電池が放電時には、個々の単位電池の特性のばらつきにより、所定の単位電池に過放電が生じる可能性がある。すなわち、該単位電池が限界まで使用されて放電停止状態に達しても、組電池として放電停止状態に達していなければ放電が継続され、該単位電池は過放電に至る可能性がある。このような過放電が発生すると、該単位電池の劣化等種々の不具合が生じる。
そこで、上記従来の技術に記載したように、電圧値が最も低い単位電池の電圧値を出力する電池監視回路を用いる技術が開示されているが、電圧値が最も低い単位電池の電圧値に基づいて放電を停止可能な(機器の動作を停止可能な)構成を備えていない作動機器では、電池監視回路が上記した電圧値を出力してもこれを用いて過放電を防止することができなかった。
(Invention of Claim 3)
According to a third aspect of the present invention, in the assembled battery monitoring device according to the first or second aspect, when the remaining capacity of the assembled battery is equal to or less than a predetermined reference value during discharging, an assembled battery remaining capacity lowering signal is output. Is configured to do.
The battery pack remaining capacity lowering signal is generally called an auto stop signal (AS signal). The auto-stop signal determines when the battery pack's remaining capacity has fallen below a predetermined value when the voltage value across the battery pack has dropped below a predetermined value or when the integrated value of the discharge current has exceeded a predetermined value. Is output. From the past, when the auto-stop signal is detected, the operating device that is driven by the assembled battery as the driving power source is often used to stop the operation of the operating device after saving the current settings and status of the operating device. Has been.
By the way, when the assembled battery is discharged, overdischarge may occur in a predetermined unit battery due to variations in characteristics of individual unit batteries. That is, even if the unit battery is used to the limit and reaches the discharge stop state, the discharge is continued unless the discharge stop state is reached as an assembled battery, and the unit battery may be overdischarged. When such overdischarge occurs, various problems such as deterioration of the unit battery occur.
Therefore, as described in the above prior art, a technique using a battery monitoring circuit that outputs a voltage value of a unit battery having the lowest voltage value is disclosed, but based on the voltage value of the unit battery having the lowest voltage value. For operating devices that do not have a configuration that can stop discharge (can stop the operation of the device), even if the battery monitoring circuit outputs the voltage value described above, it cannot be used to prevent overdischarge. It was.

そこで、請求項3に記載の発明に係る組電池監視装置では、組電池の放電時において、少なくとも1つの単位電池の電圧が所定の基準値以下となる場合についても組電池残容量低下信号を出力する。
典型的には、組電池監視装置は、個々の単位電池の電圧値を監視していて、1つでも、予め設定されていた基準値以下の単位電池があれば、あたかも組電池の残容量が所定の基準値以下となったかのように組電池残容量低下信号を出力する。これにより、本発明では、放電時には、組電池を駆動電源として駆動される作動機器側で、組電池の残容量が所定の基準値以下であることを判別して動作を停止して、組電池の放電を停止可能となる。このように、組電池を駆動電源として駆動される作動機器側で、組電池を構成する単位電池の過放電を容易に防止することができる。なおかつ、充電時には、請求項1又は2に記載の発明と同様の効果を奏する。
Therefore, the assembled battery monitoring device according to the invention of claim 3 outputs an assembled battery remaining capacity lowering signal even when the voltage of at least one unit battery is equal to or lower than a predetermined reference value when the assembled battery is discharged. To do.
Typically, the assembled battery monitoring device monitors the voltage value of each unit battery, and if there is at least one unit battery that is equal to or lower than a preset reference value, it is as if the remaining capacity of the assembled battery is An assembled battery remaining capacity lowering signal is output as if it was below a predetermined reference value. Thus, in the present invention, at the time of discharging, the operating device driven with the assembled battery as a driving power source determines that the remaining capacity of the assembled battery is equal to or less than a predetermined reference value, and stops the operation. Can be stopped. In this way, overdischarge of the unit batteries constituting the assembled battery can be easily prevented on the side of the operating device driven using the assembled battery as a drive power source. And at the time of charge, there exists an effect similar to the invention of Claim 1 or 2.

(請求項4に記載の発明)
請求項4に記載の発明によれば、充電可能な単位電池によって構成される組電池の残容量が所定の基準値以下となる場合に、組電池残容量低下信号を出力する組電池監視装置が構成される。
さらに、前記した組電池が組電池残容量低下信号を検出可能な作動機器に接続されており、組電池を駆動電源として作動機器が駆動されている時には、組電池の少なくとも1つの単位電池の電圧が所定の基準値以下となる場合についても組電池残容量低下信号を出力する。これによって、組電池に接続された機器が停止可能なように構成されている。
(Invention of Claim 4)
According to the fourth aspect of the present invention, there is provided the assembled battery monitoring device that outputs an assembled battery remaining capacity lowering signal when the remaining capacity of the assembled battery configured by the rechargeable unit battery is equal to or less than a predetermined reference value. Composed.
Further, when the assembled battery is connected to an operating device capable of detecting a battery pack remaining capacity lowering signal and the operating device is driven using the assembled battery as a driving power source, the voltage of at least one unit battery of the assembled battery is The battery pack remaining capacity lowering signal is also output when the battery pack is below a predetermined reference value. Thereby, it is comprised so that the apparatus connected to the assembled battery can be stopped.

組電池残容量低下信号を検出可能な作動機器としては、典型的には、CPUを有し、組電池監視装置から出力されるオートストップ信号(組電池残容量低下信号)を検出した場合に、作動機器の現在の設定や状況等を保存した上で動作を停止することが可能な作動機器として構成される。
本発明では、放電時には、少なくとも1つの電圧が所定の基準値以下となる場合に、あたかも組電池の残容量が所定の基準値以下となったかのように組電池残容量低下信号を出力する。これにより、本発明では、組電池を駆動電源として駆動される作動機器側で、組電池の残容量が所定の基準値以下であることを判別して動作を停止して、組電池の放電が停止する。このように、組電池を駆動電源として駆動される作動機器側で、組電池を構成する単位電池の過放電を容易に防止することができる。また、本発明の組電池監視装置では、作動機器側に出力する組電池残容量低下信号を、組電池の残容量が所定の基準値以下であることで組電池の放電を停止させる場合と、組電池の中で1つでも基準値以下の電圧値の単位電池があることで組電池の放電を停止させる場合とで兼用して用いているので、組電池監視装置の部品点数が少なくてよい。これにより、安価なコストで組電池監視装置を構成することができる。
The operating device that can detect the battery pack remaining capacity drop signal typically has a CPU and operates when an auto stop signal (battery battery remaining capacity drop signal) output from the battery pack monitoring device is detected. It is configured as an operating device that can stop the operation after storing the current settings and status of the device.
In the present invention, at the time of discharging, when at least one voltage is equal to or lower than a predetermined reference value, the battery pack remaining capacity lowering signal is output as if the remaining capacity of the battery pack is equal to or lower than a predetermined reference value. As a result, in the present invention, on the operating device side that is driven by using the assembled battery as a driving power source, it is determined that the remaining capacity of the assembled battery is equal to or less than a predetermined reference value, and the operation is stopped. Stop. In this way, overdischarge of the unit batteries constituting the assembled battery can be easily prevented on the side of the operating device driven using the assembled battery as a drive power source. Further, in the battery pack monitoring device of the present invention, when the battery pack remaining capacity lowering signal output to the operating device side, when the battery pack remaining capacity is equal to or lower than a predetermined reference value, the discharge of the battery pack is stopped. Since there is at least one unit battery having a voltage value equal to or lower than the reference value in the assembled battery, the battery is used for stopping the discharge of the assembled battery, so the number of parts of the assembled battery monitoring device may be small. . Thereby, an assembled battery monitoring apparatus can be comprised at low cost.

また、作動機器側に、個々の単位電池の電圧値を監視し、1つでも予め設定されていた基準値以下の単位電池があるか否かを検出する格別な構成を設ける必要がない。したがって、前述したように従来から多用されている、組電池残容量低下信号に基づいて動作を停止して組電池の放電を停止可能な構成を備えた作動機器で、その構成等を格別に設計変更をすることなく、少なくとも1つ又は複数の単位電池の電圧値が所定の基準値以下になった際に容易に組電池の放電を停止することができる。   Further, it is not necessary to provide a special configuration on the operating device side for monitoring the voltage value of each unit battery and detecting whether there is any unit battery that is equal to or less than a preset reference value. Therefore, as mentioned above, it is an operating device with a configuration that can stop the discharge of the battery pack by stopping the operation based on the battery pack remaining capacity lowering signal that has been widely used in the past. Without changing, the discharge of the assembled battery can be easily stopped when the voltage value of at least one or a plurality of unit batteries is equal to or lower than a predetermined reference value.

(請求項5に記載の発明)
請求項5に記載の発明は、充電可能な単位電池によって構成される組電池と、請求項1〜4のいずれかに記載の組電池監視装置とを備える電池パックとして構成される。
「電池パック」は、典型的には、組電池、充電器等の外部機器を用いて組電池を充電する回路構成、電動工具等の作動機器を接続して組電池を放電する(すなわち、組電池を消費する)回路構成を有する。また、「電池パック」は、好ましくは、上記組電池と、上記回路構成及び充電器や作動機器の対応する端子に接続可能な接続端子等が実装されたプリント基板とが収容される筺体を備え、充電器や作動機器に着脱及び接続可能な構成となっている。
そして、本発明の電池パックは、さらに、上述した請求項1〜4のいずれかに記載の組電池監視装置を備えている。
これにより、請求項1〜4に記載の発明と同様の効果を奏する電池パックが得られる。
(Invention of Claim 5)
The invention according to claim 5 is configured as a battery pack including an assembled battery constituted by a rechargeable unit battery and the assembled battery monitoring device according to any one of claims 1 to 4.
The “battery pack” typically discharges the assembled battery by connecting a circuit configuration for charging the assembled battery using an external device such as an assembled battery or a charger, or an operating device such as an electric tool (that is, the assembled battery). It has a circuit configuration that consumes a battery. In addition, the “battery pack” preferably includes a housing that accommodates the assembled battery and a printed circuit board on which the circuit configuration and a connection terminal that can be connected to a corresponding terminal of the charger or the operating device are mounted. It is configured to be attachable to and detachable from a charger or operating device.
And the battery pack of this invention is further provided with the assembled battery monitoring apparatus in any one of Claims 1-4 mentioned above.
Thereby, the battery pack which has the same effect as the invention according to claims 1 to 4 is obtained.

(請求項6に記載の発明)  (Invention of Claim 6)
請求項6に記載の発明は、充電可能な複数の単位電池によって構成される組電池と、請求項1〜4のいずれかに記載の組電池監視装置とを備える電池パックが装着される電動工具として構成される。  According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an electric tool to which a battery pack including a plurality of rechargeable unit batteries and the assembled battery monitoring device according to any one of the first to fourth aspects is mounted. Configured as
これにより、請求項1〜4に記載の発明と同様の効果を奏する電動工具が得られる。  Thereby, the electric tool which has an effect similar to the invention of Claims 1-4 is obtained.

本発明によれば、組電池を接続する機器側で、組電池を構成する単位電池の過充電、過放電に容易に対処するのに資する技術が提供されることとなった。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the technique which contributes to dealing easily with the overcharge and overdischarge of the unit battery which comprise an assembled battery by the apparatus side which connects an assembled battery was provided.

以下に、本発明を実施するための最良の形態の一例につき、図面を参照しつつ説明する。本実施の形態では、一例として、充電可能な単位電池を直列に接続した組電池を有する電池パックに、組電池監視装置を設けた場合について説明する。本実施の形態に係る電池パック100の構成を図1、図2のブロック図に模式的に示す。図1では、電池パック100を充電する充電器200の一例の構成も併せて示す。また、図2では、電池パック100を接続して使用する電動工具等の作動機器300の一部の構成も併せて示す。   Hereinafter, an example of the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, as an example, a case where an assembled battery monitoring device is provided in a battery pack having an assembled battery in which rechargeable unit batteries are connected in series will be described. The configuration of the battery pack 100 according to the present embodiment is schematically shown in the block diagrams of FIGS. In FIG. 1, the structure of an example of the charger 200 which charges the battery pack 100 is also shown. FIG. 2 also shows a part of the configuration of an operating device 300 such as an electric tool that is used by connecting the battery pack 100.

まず、図1を用いて電池パック100の構成を説明する。
電池パック100は、上記した組電池110と、充電器200等の外部機器を用いて組電池が充電される回路構成、及び作動機器300が接続された時に組電池110が放電される(すなわち、組電池110が消費される)回路構成、及び充電器200や作動機器300の対応する端子に接続可能な端子TE1〜5が実装されたプリント基板とを有する。また、電池パック100は、図示省略しているものの、組電池110や前記したプリント基板が収容される筺体を備え、充電器200や作動機器300に着脱可能な構成となっている。
そして、電池パック100が充電器200に装着されると、電池パック100の各端子が対応する充電器200の各端子に接続され、充電器200を用いて組電池110を充電可能な状態となる。
First, the configuration of the battery pack 100 will be described with reference to FIG.
In the battery pack 100, the assembled battery 110 is discharged when the assembled battery 110 is connected to the circuit configuration in which the assembled battery is charged using an external device such as the charger 200 and the operating device 300 (that is, the battery pack 100 is discharged). A circuit configuration in which the assembled battery 110 is consumed) and a printed circuit board on which terminals TE1 to TE5 that can be connected to corresponding terminals of the charger 200 and the operating device 300 are mounted. Although not shown, the battery pack 100 includes a housing that accommodates the assembled battery 110 and the printed board, and is configured to be detachable from the charger 200 and the operating device 300.
When the battery pack 100 is attached to the charger 200, each terminal of the battery pack 100 is connected to each terminal of the corresponding charger 200, and the assembled battery 110 can be charged using the charger 200. .

上記した電池パック100の筺体に収容されている組電池としては、単位電池が直列に接続された組電池110が設けられている。また、プリント基板に実装されている各種回路構成は、CPUを有し組電池110を構成する各単位電池の電圧を検出する電池制御部130、組電池110を充電する充電制御プログラムやパラメータ等が記憶されているROM140、本体が組電池110の近傍に配置されたNTC型のサーミスタTM、充電器200や作動機器300の対応する端子に接続される端子TE1〜5、電池制御部130によって切り換えられるスイッチSW、及びスイッチSWに直列に接続された抵抗R1を備えている。
組電池110が本発明における「組電池」に対応する要素である。
As an assembled battery housed in the casing of the battery pack 100 described above, an assembled battery 110 in which unit batteries are connected in series is provided. In addition, various circuit configurations mounted on the printed circuit board include a battery control unit 130 that has a CPU and detects the voltage of each unit battery that constitutes the assembled battery 110, a charge control program that charges the assembled battery 110, parameters, and the like. The stored ROM 140, the NTC type thermistor TM whose main body is arranged in the vicinity of the assembled battery 110, terminals TE1 to 5 connected to corresponding terminals of the charger 200 and the operating device 300, and the battery control unit 130 are switched. A switch SW and a resistor R1 connected in series to the switch SW are provided.
The assembled battery 110 is an element corresponding to the “assembled battery” in the present invention.

そして、組電池110のプラス側(図1、図2に示す上側)は電池パック100の端子TE1と、組電池110のマイナス側(図1、図2に示す下側)は電池パック100の端子TE2と接続されている。
これにより、電池パック100が充電器200に装着されると、端子TE1,TE2は、後述する充電器200の端子TE11,TE12にそれぞれ接続され、組電池110が充電される。
The plus side (the upper side shown in FIGS. 1 and 2) of the assembled battery 110 is the terminal TE1 of the battery pack 100, and the minus side (the lower side shown in FIGS. 1 and 2) of the assembled battery 110 is the terminal of the battery pack 100. Connected to TE2.
Thereby, when the battery pack 100 is attached to the charger 200, the terminals TE1 and TE2 are connected to terminals TE11 and TE12 of the charger 200 described later, respectively, and the assembled battery 110 is charged.

また、組電池110のマイナス側はサーミスタTMの一端に接続され、サーミスタTMの他端は端子TE4に接続されている。サーミスタTMの本体は、組電池110の近傍に配置されており、組電池110の温度が上昇するとサーミスタTMのインピーダンスが低下する構成となっている。これにより、電池パック100が充電器200に装着されて端子TE4が充電器200の端子TE14に接続されると、後述する充電器200の制御部230の温度検出部250は、サーミスタTMから電池パック100の端子TE4、充電器200の端子TE14を介してサーミスタTMから出力される信号を受信する。サーミスタTM両端の電圧値(端子TE4,TE2間の電位差)は、組電池110の温度が上昇するとサーミスタTMのインピーダンスが低下することにより小さくなる特性を有し、これに基づいて、後述する充電器200の温度検出部250は組電池110の温度を算出することができる。
端子TE4,TE2間の電位差が本発明の「組電池温度指標」に対応する要素である。
Further, the minus side of the assembled battery 110 is connected to one end of the thermistor TM, and the other end of the thermistor TM is connected to the terminal TE4. The main body of the thermistor TM is disposed in the vicinity of the assembled battery 110, and the impedance of the thermistor TM decreases when the temperature of the assembled battery 110 rises. As a result, when the battery pack 100 is mounted on the charger 200 and the terminal TE4 is connected to the terminal TE14 of the charger 200, the temperature detection unit 250 of the control unit 230 of the charger 200 described later is transferred from the thermistor TM to the battery pack. The signal output from the thermistor TM is received via the terminal TE4 of 100 and the terminal TE14 of the charger 200. The voltage value across the thermistor TM (potential difference between the terminals TE4 and TE2) has a characteristic that it becomes smaller as the temperature of the assembled battery 110 rises and the impedance of the thermistor TM becomes lower. The temperature detection unit 250 of 200 can calculate the temperature of the assembled battery 110.
The potential difference between the terminals TE4 and TE2 is an element corresponding to the “assembled battery temperature index” of the present invention.

また、ROM140は端子TE5に接続されており、電池パック100が充電器200に装着されると、端子TE5が後述する充電器200の端子TE15に接続される。後述する充電器200の制御部230は、ROM140から端子TE5、端子TE15を介して、予めROM140に記憶されている電池パック100の充電制御プログラムや電池パック100の固有パラメータを読み取ることができる。   The ROM 140 is connected to the terminal TE5. When the battery pack 100 is attached to the charger 200, the terminal TE5 is connected to a terminal TE15 of the charger 200 described later. The control unit 230 of the charger 200 described later can read the charge control program of the battery pack 100 and the specific parameters of the battery pack 100 stored in advance in the ROM 140 from the ROM 140 via the terminals TE5 and TE15.

また、スイッチSWと抵抗R1を直列に接続した回路120が、サーミスタTMと並列に配線されている。回路120のスイッチSWは、電池制御部130によって開閉制御される。これにより、スイッチSWが開状態(オフ状態)の時には、サーミスタTMのインピーダンスにのみ基づく出力信号が端子TE4、端子TE14を介して充電器200の温度検出部250に出力され、スイッチSWが閉状態(オン状態)の時には、抵抗R1がサーミスタTMに並列に接続され抵抗R1とサーミスタTMの合成インピーダンスに基づく出力信号が端子TE4、端子TE14を介して後述する充電器200の温度検出部250に出力される。
サーミスタTM、及びスイッチSWと抵抗R1を直列に接続した回路120が本発明における「インピーダンス回路」に対応する要素である。
A circuit 120 in which the switch SW and the resistor R1 are connected in series is wired in parallel with the thermistor TM. The switch SW of the circuit 120 is controlled to be opened and closed by the battery control unit 130. As a result, when the switch SW is in the open state (off state), an output signal based only on the impedance of the thermistor TM is output to the temperature detection unit 250 of the charger 200 via the terminals TE4 and TE14, and the switch SW is in the closed state. In the ON state, the resistor R1 is connected in parallel to the thermistor TM, and an output signal based on the combined impedance of the resistor R1 and the thermistor TM is output to the temperature detection unit 250 of the charger 200 described later via the terminals TE4 and TE14. Is done.
The thermistor TM and the circuit 120 in which the switch SW and the resistor R1 are connected in series are elements corresponding to the “impedance circuit” in the present invention.

また、電池制御部130のグランド端子Gは端子TE2に接続されている。これにより、端子TE2、電池制御部130のグランド端子G、前記した回路120の一端、サーミスタTMの一端、組電池110のマイナス側が接続されている。
また、電池制御部130の電源端子Vは端子TE1に接続されている。これにより、端子TE1、電池制御部130の電源端子V、組電池110のプラス側が接続されている。
また、電池制御部130の後述する信号出力端子131は、端子TE3に接続されているが、充電時、すなわち充電器200に接続されている時には用いないので、端子TE3はオープンになっている。
また、電池制御部130は、個々の単位電池の電圧を検出できるように、各単位電池に接続されている。
また、電池制御部130は、特に図示していないCPUと記憶部を有しており、記憶部には、予め、組電池110の個々の単位電池の電圧が所定の基準値以上となる場合にスイッチSWを閉状態として、所定の基準値未満となる場合にスイッチSWを開状態とする手順を実行するプログラム等が記憶されている。CPUは、適切なタイミングで該記憶部からプログラムを読み出して実行する。
組電池監視装置10は、電池制御部130、サーミスタTM、及びサーミスタTMに並列接続可能に配線された回路120、及び電池制御部130と組電池110や各端子との接続、及びサーミスタTMや回路120と組電池110や各端子との接続により構成され、この構成が本発明の「組電池監視装置」に対応する要素である。
The ground terminal G of the battery control unit 130 is connected to the terminal TE2. Accordingly, the terminal TE2, the ground terminal G of the battery control unit 130, one end of the circuit 120 described above, one end of the thermistor TM, and the minus side of the assembled battery 110 are connected.
The power supply terminal V of the battery control unit 130 is connected to the terminal TE1. Thereby, terminal TE1, the power supply terminal V of the battery control part 130, and the plus side of the assembled battery 110 are connected.
Further, a signal output terminal 131 (to be described later) of the battery control unit 130 is connected to the terminal TE3, but is not used when charging, that is, when connected to the charger 200, so the terminal TE3 is open.
Further, the battery control unit 130 is connected to each unit battery so that the voltage of each unit battery can be detected.
In addition, the battery control unit 130 has a CPU and a storage unit that are not particularly illustrated, and the storage unit has a case where the voltage of each unit battery of the assembled battery 110 is equal to or higher than a predetermined reference value in advance. A program or the like is stored that executes a procedure for opening the switch SW when the switch SW is in a closed state and when the switch SW is less than a predetermined reference value. The CPU reads and executes the program from the storage unit at an appropriate timing.
The assembled battery monitoring device 10 includes a battery control unit 130, a thermistor TM, a circuit 120 wired so as to be connected in parallel to the thermistor TM, a connection between the battery control unit 130 and the assembled battery 110 and each terminal, and the thermistor TM and circuit. It is comprised by the connection with 120, the assembled battery 110, and each terminal, and this structure is an element corresponding to the "assembled battery monitoring apparatus" of this invention.

次に、引き続き図1を用いて、電池パック100を充電する充電器200の構成の概要を説明する。
充電器200は、AC入力電源を電池パック100充電用の直流電源に変換する電源回路210、電源回路210を制御する充電制御部220、充電器200の動作を制御する制御部230、充電器200が充電動作を行うためのパラメータ等(充電器200の型式等による)が記憶された記憶部240、電池パック100との接続のための端子TE11,12,14,15、AC入力電源を接続する入力端子SE11,SE12を備えている。また、制御部230には、温度検出部250が含まれている。勿論、温度検出部250は、制御部230とは独立して構成されていてもよい。
Next, the outline of the configuration of the charger 200 that charges the battery pack 100 will be described with reference to FIG.
The charger 200 includes a power supply circuit 210 that converts AC input power into a DC power supply for charging the battery pack 100, a charge control unit 220 that controls the power supply circuit 210, a control unit 230 that controls the operation of the charger 200, and the charger 200. Is connected to a storage unit 240 in which parameters and the like for performing a charging operation (according to a model of the charger 200), terminals TE11, 12, 14, and 15 for connection with the battery pack 100, and an AC input power source are connected. Input terminals SE11 and SE12 are provided. The control unit 230 includes a temperature detection unit 250. Of course, the temperature detection unit 250 may be configured independently of the control unit 230.

電源回路210の入力側は、AC入力電源を接続可能な入力端子SE11,SE12に接続されている。また、電源回路210の出力側は、電源回路210でAC入力電源から変換され電池パック100を充電する直流電源の出力端子TE11,TE12に接続されている。図1に示す充電器200では、出力端子TE11が電源供給端子、出力端子TE12が接地端子となっている。さらに、電源回路210は、図示省略しているものの電源回路210でAC入力電源から変換された制御用電源を出力している。この制御用電源は、充電器200内のIC等に供給される。制御部230には、記憶部240、電源供給端子TE11、端子TE15、及び充電制御部220が接続されている。また、制御部230の温度検出部250には、端子TE14が接続されている。   The input side of the power supply circuit 210 is connected to input terminals SE11 and SE12 to which an AC input power supply can be connected. The output side of the power supply circuit 210 is connected to output terminals TE11 and TE12 of a DC power supply that is converted from an AC input power supply by the power supply circuit 210 and charges the battery pack 100. In the charger 200 shown in FIG. 1, the output terminal TE11 is a power supply terminal, and the output terminal TE12 is a ground terminal. Further, although not shown, the power supply circuit 210 outputs a control power supply converted from an AC input power supply by the power supply circuit 210. This control power supply is supplied to an IC or the like in the charger 200. A storage unit 240, a power supply terminal TE11, a terminal TE15, and a charge control unit 220 are connected to the control unit 230. Further, a terminal TE14 is connected to the temperature detection unit 250 of the control unit 230.

次に、電池パック100(すなわち、組電池110)を充電器200で充電する一般的な動作を説明する。
まず、充電器200の入力端子SE11,SE12にAC入力電源が接続される。これにより、電源回路210でAC入力電源が変換された制御用電源が、充電器200内の制御部230、充電制御部220、記憶部240、温度検出部250に供給され、充電器200は動作を開始する。
そして、電池パック100が充電器200に装着され、充電器200の各端子TE1112,14,15が電池パック100の端子TE1,2,4,5にそれぞれ接続される。この際、電池パック100のスイッチSWは、初期状態として、開状態に設定されている。
Next, a general operation for charging the battery pack 100 (that is, the assembled battery 110) with the charger 200 will be described.
First, an AC input power source is connected to the input terminals SE11 and SE12 of the charger 200. As a result, the control power source in which the AC input power source is converted by the power source circuit 210 is supplied to the control unit 230, the charge control unit 220, the storage unit 240, and the temperature detection unit 250 in the charger 200, and the charger 200 operates. To start.
The battery pack 100 is attached to the charger 200, and the terminals TE1112, 14, and 15 of the charger 200 are connected to the terminals TE1, 2, 4, and 5 of the battery pack 100, respectively. At this time, the switch SW of the battery pack 100 is set to an open state as an initial state.

また、前述したように、充電器200の制御部230は、電池パック100のROM140に記憶されている充電制御プログラムや電池パック100の固有パラメータを端子TE5、端子TE15を介して読み取る。制御部230は、ROM140から読み取った充電制御プログラムとパラメータ等の情報を用いて、電池パック100の充電開始時の好適な充電電流値を算出し、充電制御部220に当該充電電流値を指示する信号を出力する。充電制御部220は、制御部230から出力された信号に基づいて、電源回路210が当該充電電流値を出力するように制御する。このように電池パック100の組電池110に対して充電が開始される。
そして、制御部230は、特に図示していないが、接地端子TE12に接続されているシャント抵抗を用いて充電電流値を監視していて、充電電流値が設定値以下になった場合には、組電池110の充電が完了したことを判別して充電動作を終了する。
Further, as described above, the control unit 230 of the charger 200 reads the charge control program stored in the ROM 140 of the battery pack 100 and the specific parameters of the battery pack 100 via the terminals TE5 and TE15. The control unit 230 calculates a suitable charging current value at the start of charging of the battery pack 100 using the charging control program read from the ROM 140 and information such as parameters, and instructs the charging control unit 220 of the charging current value. Output a signal. The charging control unit 220 controls the power supply circuit 210 to output the charging current value based on the signal output from the control unit 230. In this way, charging of the assembled battery 110 of the battery pack 100 is started.
The control unit 230 monitors the charging current value using a shunt resistor connected to the ground terminal TE12, although not particularly illustrated, and when the charging current value becomes a set value or less, It is determined that charging of the assembled battery 110 is completed, and the charging operation is terminated.

また、充電動作中、制御部230の温度検出部250は、温度検出部250は、サーミスタTMの温度が上昇するとインピーダンス値が低下する温度特性に基づいて、端子TE4(すなわち端子TE14)と端子2(すなわち端子TE12)間の電位差からサーミスタTMの近傍に配置されている組電池110の温度が設定温度未満であることを監視している。制御部230は、組電池110の温度が設定温度以上であることを検出した場合、充電制御部220に充電動作を停止する信号を出力する。これにより、組電池の温度上昇による不具合を防止することができる。   Further, during the charging operation, the temperature detection unit 250 of the control unit 230 is connected to the terminal TE4 (that is, the terminal TE14) and the terminal 2 based on the temperature characteristic that the impedance value decreases as the temperature of the thermistor TM increases. That is, it is monitored from the potential difference between the terminals TE12 that the temperature of the assembled battery 110 arranged in the vicinity of the thermistor TM is lower than the set temperature. When the controller 230 detects that the temperature of the assembled battery 110 is equal to or higher than the set temperature, the controller 230 outputs a signal for stopping the charging operation to the charging controller 220. Thereby, the malfunction by the temperature rise of an assembled battery can be prevented.

ここで、本実施の形態の電池制御部130では、組電池110を構成する個々の単位電池の電圧を監視していて、少なくとも1つの単位電池の電圧値が所定値以上であることを判別したら、回路120のスイッチSWを閉状態にする。これにより、サーミスタTMに並列に抵抗R1が接続される。この時点の、サーミスタTMのインピーダンス値をZtm(Ztm>0)、抵抗R1のインピーダンス値をR1(R1>0)とすると、サーミスタTMと回路120の並列回路の合成インピーダンスZは、
Z=R1・Ztm/(R1+Ztm)
となる。
ここで、充電器200の温度検出部250において、組電池110が高温状態であることを判別する温度の閾値をTsとし、そして温度の閾値Tsに対応するインピーダンス値の閾値をZsとする。上記したサーミスタTMと回路120の並列回路の合成インピーダンスZにつき、充電期間をとおして、サーミスタTMのインピーダンス値Ztmがどのように変化しても、必ず下記関係式が成り立つような抵抗R1が選択され、回路120に用いられている。
Z<Zs
このように抵抗R1を選択することにより、充電期間を通して、回路120のスイッチSWが閉状態になれば、必ず合成インピーダンス値Zはインピーダンス値の閾値Zsよりも小さくなる。そして、電池パック100の端子TE4,TE2間の電位差は、温度検出部250で組電池110が高温状態であることを判別可能な電位差に低下する。
Here, the battery control unit 130 of the present embodiment monitors the voltage of each unit battery constituting the assembled battery 110 and determines that the voltage value of at least one unit battery is equal to or higher than a predetermined value. The switch SW of the circuit 120 is closed. Thereby, the resistor R1 is connected in parallel to the thermistor TM. If the impedance value of the thermistor TM at this time is Ztm (Ztm> 0) and the impedance value of the resistor R1 is R1 (R1> 0), the combined impedance Z of the parallel circuit of the thermistor TM and the circuit 120 is
Z = R1 · Ztm / (R1 + Ztm)
It becomes.
Here, in the temperature detection unit 250 of the charger 200, a temperature threshold value for determining that the assembled battery 110 is in a high temperature state is Ts, and an impedance value threshold value corresponding to the temperature threshold value Ts is Zs. For the combined impedance Z of the parallel circuit of the thermistor TM and the circuit 120 described above, the resistor R1 is always selected so that the following relational expression always holds regardless of how the impedance value Ztm of the thermistor TM changes during the charging period. , Used in the circuit 120.
Z <Zs
By selecting the resistor R1 in this way, the combined impedance value Z is always smaller than the impedance value threshold Zs if the switch SW of the circuit 120 is closed throughout the charging period. Then, the potential difference between the terminals TE4 and TE2 of the battery pack 100 decreases to a potential difference that allows the temperature detection unit 250 to determine that the assembled battery 110 is in a high temperature state.

このようにして、組電池110を構成する単位電池のうち、少なくとも1つ又は複数の単位電池の電圧値が所定値以上であることが判別されたら、電池パック100の組電池監視装置10は、端子TE4を介して充電器200に、あたかも、組電池110が高温状態となったかのような組電池温度指標を出力する。充電器200の温度検出部250では、電池パック100の端子TE4,TE2間の電位差に基づいて組電池110の温度を算出し、組電池110が高温状態であることを示す信号を制御部230に出力する。
制御部230はこれに基づいて、充電動作を停止する。
Thus, when it is determined that the voltage value of at least one or a plurality of unit batteries among the unit batteries constituting the assembled battery 110 is greater than or equal to a predetermined value, the assembled battery monitoring device 10 of the battery pack 100 is An assembled battery temperature index as if the assembled battery 110 has reached a high temperature state is output to the charger 200 via the terminal TE4. The temperature detector 250 of the charger 200 calculates the temperature of the assembled battery 110 based on the potential difference between the terminals TE4 and TE2 of the battery pack 100, and sends a signal indicating that the assembled battery 110 is in a high temperature state to the controller 230. Output.
Based on this, the control unit 230 stops the charging operation.

次に、図2を用いて、作動機器300で電池パック100(すなわち、組電池110)を使用する場合の一般的な動作を説明する。なお、作動機器300は、電池パック100からオートストップ信号が入力されると、現在の設定や状況等を保存した上で動作を停止することが可能なオートストップ機能を有している。
図2に示すように電池パック100が作動機器300に装着されると、電池パック100の端子TE1〜TE3が対応する機器の端子TS1〜TS3に接続され、電池パック100の組電池110で作動機器300に電源を供給可能な状態となる。
このように接続されることにより、前述したように、組電池110の作動機器300への放電が開始可能となる。
Next, a general operation when the battery pack 100 (that is, the assembled battery 110) is used in the operating device 300 will be described with reference to FIG. In addition, the operating device 300 has an auto-stop function capable of stopping the operation after saving the current settings and conditions when an auto-stop signal is input from the battery pack 100.
As shown in FIG. 2, when the battery pack 100 is attached to the operating device 300, the terminals TE <b> 1 to TE <b> 3 of the battery pack 100 are connected to the corresponding terminals TS <b> 1 to TS <b> 3. 300 can be supplied with power.
By connecting in this way, discharge of the assembled battery 110 to the operating device 300 can be started as described above.

電池パック100の電池制御部130は組電池110の残容量を監視している。そして、残容量が動作可能な下限値に基づく所定値以下となったら、電池制御部130の信号出力端子131からオートストップ信号を出力する。
作動機器300の制御部310では、電池パック100の端子TE3、作動機器300のTS3を介してオートストップ信号を受信すると、作動機器300の現在の設定や状況等を保存した上で、作動機器300を駆動しているモータMを停止する制御を行う。
このオートストップ信号が本発明の「組電池残容量低下信号」に、作動機器300が本発明の「組電池残容量低下信号を検出可能な機器」に対応する要素である。
The battery control unit 130 of the battery pack 100 monitors the remaining capacity of the assembled battery 110. When the remaining capacity falls below a predetermined value based on the operable lower limit value, an auto stop signal is output from the signal output terminal 131 of the battery control unit 130.
When the control unit 310 of the operating device 300 receives the auto-stop signal via the terminal TE3 of the battery pack 100 and the TS3 of the operating device 300, the current setting and status of the operating device 300 are stored, and the operating device 300 is then stored. Control to stop the driving motor M is performed.
This auto stop signal is an element corresponding to the “battery battery remaining capacity reduction signal” of the present invention, and the operating device 300 corresponds to the “device capable of detecting the battery pack remaining capacity reduction signal” of the present invention.

ここで、本実施の形態の電池制御部130では、組電池110を構成する個々の単位電池の電圧値も監視していて、少なくとも1つの単位電池の電圧値が所定値以下となった場合にも、電池制御部130の信号出力端子131からオートストップ信号を出力する。この動作は、前述した、電池制御部130の記憶部に予め記憶されているプログラムに基づいて、電池制御部130のCPUが実行する。
これにより、組電池110を構成する個々の単位電池のうち少なくとも1つの単位電池の電圧値が所定値以下となった場合にも、作動機器300の制御部310は、電池パック100の端子TE3、作動機器300のTS3を介してオートストップ信号を受信し、作動機器300を駆動しているモータMを停止する制御を行う。
Here, the battery control unit 130 of the present embodiment also monitors the voltage value of each unit battery constituting the assembled battery 110, and when the voltage value of at least one unit battery is equal to or lower than a predetermined value. Also, an auto stop signal is output from the signal output terminal 131 of the battery control unit 130. This operation is executed by the CPU of the battery control unit 130 based on the program stored in advance in the storage unit of the battery control unit 130 described above.
Thus, even when the voltage value of at least one unit battery among the individual unit batteries constituting the assembled battery 110 is equal to or lower than a predetermined value, the control unit 310 of the operating device 300 allows the terminal TE3 of the battery pack 100, The automatic stop signal is received via TS3 of the operating device 300, and the motor M driving the operating device 300 is controlled to stop.

このようにして、電池制御部130は、図1に示した充電時には、少なくとも1つ又は複数の単位電池の電圧が所定値以上であれば、あたかも組電池110が高温状態となったかのような組電池温度指標を出力する。これにより、充電器200は、電池パック100への充電動作を停止し、過充電が防止される。
また、電池制御部130は、図2に示した放電時には、少なくとも1つの単位電池の電圧が所定値以下となると、あたかも組電池の残容量が所定値以下となったかのようにオートストップ信号を出力する。これにより、オートストップ機能を有する作動機器300は停止し、過放電が防止される。
In this way, the battery control unit 130 is configured as if the assembled battery 110 is in a high temperature state when the voltage of at least one or a plurality of unit batteries is equal to or higher than a predetermined value at the time of charging shown in FIG. Outputs battery temperature index. Thereby, the charger 200 stops the charging operation to the battery pack 100, and overcharge is prevented.
Further, at the time of discharging shown in FIG. 2, when the voltage of at least one unit battery becomes equal to or lower than a predetermined value, the battery control unit 130 outputs an auto stop signal as if the remaining capacity of the assembled battery is equal to or lower than the predetermined value. . Thereby, the operating device 300 having the auto-stop function is stopped, and overdischarge is prevented.

本実施の形態では、上述した2つの機能を併せ持つ電池パック100について説明したが、勿論、いずれか1つの機能を持っていてもよい。
また、本発明の組電池監視装置10は、電池パック以外の組電池にも適用することができる。
また、本実施の形態では、本発明の組電池監視装置10が組電池110とともに電池パック100に組み込まれている場合について説明したが、組電池監視装置10は電池パック100とは独立して構成されていてもよい。
また、本実施の形態では、本発明の「インピーダンス回路」がNTCサーミスタを用いて構成される場合について説明したが、「インピーダンス回路」は、PTCサーミスタ等組電池の温度指標を出力する他の素子を用いて構成されていてもよい。
In the present embodiment, the battery pack 100 having both of the above-described functions has been described, but of course, any one of the functions may be provided.
Moreover, the assembled battery monitoring apparatus 10 of this invention is applicable also to assembled batteries other than a battery pack.
Further, in the present embodiment, the case where the assembled battery monitoring device 10 of the present invention is incorporated in the battery pack 100 together with the assembled battery 110 has been described, but the assembled battery monitoring device 10 is configured independently of the battery pack 100. May be.
In the present embodiment, the case where the “impedance circuit” of the present invention is configured using an NTC thermistor has been described. However, the “impedance circuit” is another element that outputs a temperature index of a battery pack such as a PTC thermistor. You may be comprised using.

本実施の形態に係る電池パック100のブロック図を、電池パック100を充電する充電器200のブロック図とともに示す。A block diagram of battery pack 100 according to the present embodiment is shown together with a block diagram of charger 200 that charges battery pack 100. 本実施の形態に係る電池パック100のブロック図を、電池パック100を接続する作動機器300のブロック図とともに示す。A block diagram of battery pack 100 according to the present embodiment is shown together with a block diagram of operating device 300 to which battery pack 100 is connected.

符号の説明Explanation of symbols

100 電池パック
110 組電池
130 電池制御部
200 充電器
300 作動機器
SW スイッチ
TM サーミスタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Battery pack 110 Battery pack 130 Battery control part 200 Charger 300 Actuator SW Switch TM Thermistor

Claims (6)

充電可能な複数の単位電池によって構成される組電池の充電時において、当該組電池の温度が所定の基準値を超える場合に、当該組電池が高温状態にあることを示す組電池温度指標を出力する組電池監視装置であって、  When charging an assembled battery composed of a plurality of rechargeable unit batteries, if the temperature of the assembled battery exceeds a predetermined reference value, an assembled battery temperature index indicating that the assembled battery is in a high temperature state is output. An assembled battery monitoring device,
当該組電池の充電時において、前記複数の単位電池のうちの少なくとも1つの単位電池の電圧値が所定の基準値以上となる場合にも、当該組電池が高温状態にあることを示す組電池温度指標を出力するように構成されている組電池監視装置。  An assembled battery temperature indicating that the assembled battery is in a high temperature state even when the voltage value of at least one of the plurality of unit batteries is equal to or higher than a predetermined reference value when the assembled battery is charged. An assembled battery monitoring device configured to output an index.
請求項1に記載の組電池監視装置であって、  The assembled battery monitoring device according to claim 1,
前記組電池の温度変化に基づいてインピーダンス値が変化するインピーダンス回路を有し、  Having an impedance circuit whose impedance value changes based on a temperature change of the assembled battery;
前記組電池の充電時において、前記複数の単位電池のうちの少なくとも1つの単位電池の電圧値が所定の基準値以上となる場合に、前記インピーダンス回路のインピーダンス値を前記組電池が高温状態にあることを示すインピーダンス値に変更するように構成されている組電池監視装置。  When charging the assembled battery, when the voltage value of at least one unit battery of the plurality of unit batteries is equal to or higher than a predetermined reference value, the impedance value of the impedance circuit is in a high temperature state. An assembled battery monitoring device configured to change to an impedance value indicating that.
請求項1又は2に記載の組電池監視装置であって、  The assembled battery monitoring device according to claim 1 or 2,
前記組電池の放電時において、前記組電池の残容量が所定の基準値以下となる場合に、組電池残容量低下信号を出力するとともに、  At the time of discharging the assembled battery, when the remaining capacity of the assembled battery is equal to or lower than a predetermined reference value, the battery pack remaining capacity lowering signal is output,
前記組電池の放電時において、前記複数の単位電池のうちの少なくとも1つの単位電池の電圧値が所定の基準値以下となる場合にも、前記組電池残容量低下信号を出力するように構成されている組電池監視装置。  When the battery pack is discharged, the battery pack remaining capacity lowering signal is also output when the voltage value of at least one of the plurality of unit batteries is equal to or lower than a predetermined reference value. Battery pack monitoring device.
充電可能な複数の単位電池によって構成される組電池の放電時において、当該組電池の残容量が所定の基準値以下となる場合に、組電池残容量低下信号を出力する組電池監視装置であって、  An assembled battery monitoring device that outputs an assembled battery remaining capacity lowering signal when an assembled battery composed of a plurality of rechargeable unit batteries discharges when the remaining capacity of the assembled battery is equal to or less than a predetermined reference value. And
当該組電池の放電時において、前記複数の単位電池のうちの少なくとも1つの単位電池の電圧値が所定の基準値以下となる場合にも、前記組電池残容量低下信号を出力するように構成されている組電池監視装置。  When the battery pack is discharged, the battery pack remaining capacity reduction signal is output even when the voltage value of at least one of the plurality of unit batteries is equal to or lower than a predetermined reference value. Battery pack monitoring device.
充電可能な複数の単位電池によって構成される組電池と、請求項1〜4のいずれかに記載の組電池監視装置とを備える電池パック。  A battery pack provided with the assembled battery comprised by the several unit battery which can be charged, and the assembled battery monitoring apparatus in any one of Claims 1-4. 充電可能な複数の単位電池によって構成される組電池と、請求項1〜4のいずれかに記載の組電池監視装置とを備える電池パックが装着される電動工具。  An electric tool to which a battery pack including an assembled battery configured by a plurality of rechargeable unit batteries and the assembled battery monitoring device according to any one of claims 1 to 4 is mounted.
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