JP2015006095A - バッテリユニット - Google Patents
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Abstract
Description
スイッチ部は、直列接続された第1のスイッチ及び第2のスイッチを有する構成としてもよい。具体的には、第2のスイッチの一端は対応するセルアセンブリの正極に接続して他端は第1のスイッチの一端に接続し、第1のスイッチの他端は正極接続端子に接続するようにしてもよい。
(1)電動工具の構成
本実施形態の電動工具は、図1に示すように、バッテリユニット1と、工具本体100とを備えている。バッテリユニット1は、工具本体100に着脱可能であり、バッテリユニット1を工具本体100に装着すると、両者は物理的且つ電気的に接続される。図1は両者が接続された状態を示している。
バッテリユニット1のより具体的な構成について、図2を用いて説明する。バッテリユニット1は、図2に示すように、セルアセンブリ10,20,・・・,30毎に個別に設けられた複数(N個)のスイッチ回路40,50,・・・,60と、自己診断用電圧供給回路3と、NOR回路5とを備えている。複数(N個)のスイッチ回路40,50,・・・,60は、図1に示したハードウェアインターロック回路Aを構成する。
バッテリユニット1のマイコン2が実行する各種処理のうち、自己診断機能を含む、放電許可対象のセルアセンブリの切り替えを制御するセルブロック切替処理について、図3を用いて説明する。なお、このセルブロック切替処理には、自己診断機能のための処理(セルフチェック処理)も含まれている。
以上説明したように、本実施形態のバッテリユニット1では、何れか1つのスイッチ回路のスイッチ部(ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチ)のみがマイコン2からの充放電許可信号によって選択的にオンされ、これにより、そのスイッチ部がオンされた何れか1つのセルアセンブリのみが充放電可能となる。
次に、第2実施形態の充電システムについて、図5を用いて説明する。本実施形態の充電システムは、図5に示すように、バッテリユニット70と、充電器120とを備えている。バッテリユニット70は、充電器120に着脱可能であり、バッテリユニット70を充電器120に装着すると、両者は物理的且つ電気的に接続される。図5は両者が接続された状態を示している。
(1)上記実施形態では、スイッチ部を2つのスイッチ(ハイサイドスイッチ及びローサイドスイッチ)により構成したが、1つのスイッチ或いは3つ以上のスイッチでスイッチ部を構成してもよい。ただし、スイッチとしてMOSFETのように寄生ダイオードが生じる素子を用いる場合は、複数のスイッチを直列接続するなど、寄生ダイオードを介した電流の回り込みが発生しないように構成するのが望ましい。
(4)第2実施形態においては、D型フリップフロップ81を用いることで、1つのセルブロックに対する充放電許可を継続しつつ他のセルブロックの充放電を禁止できるようにしたが、同じ機能を、D型フリップフロップ81を用いずに他の各種ロジック回路等を用いて実現してもよい。
(7)セルブロックを構成するセルの数や接続形態は、上記実施形態とは異なるものであってもよい。即ち、セルブロックは、上記実施形態のように複数のセルが直列接続された構成の他、複数のセルが並列接続された構成であってもよいし、複数のセルが直並列接続された構成であってもよい。
Claims (9)
- 複数のバッテリセルが直列、並列又は直並列された組電池を有するセルアセンブリを複数備え、
前記各セルアセンブリの正極が接続される正極接続端子と、
前記各セルアセンブリの負極が接続される負極接続端子と、
前記セルアセンブリ毎に備えられ、前記セルアセンブリの正極と前記正極接続端子との間の通電経路を導通・遮断するためのスイッチ部と、
前記各スイッチ部をオンして前記通電経路を導通させるためのオン指令信号を前記スイッチ部毎に個別に出力可能であって、何れか1つの前記スイッチ部に対して選択的に前記オン指令信号を出力するよう構成された制御部と、
前記制御部から複数の前記スイッチ部に対して前記オン指令信号が出力された場合に、その複数の前記スイッチ部のうち何れか1つに対する前記オン指令信号のみを有効とするか若しくは全ての前記スイッチ部への前記オン指令信号を無効とすることにより、その複数の前記スイッチ部が同時にオンすることを阻止する同時オン阻止部と、
を備えることを特徴とするバッテリユニット。 - 請求項1に記載のバッテリユニットであって、
前記スイッチ部は、直列接続された第1のスイッチ及び第2のスイッチを有し、
前記第2のスイッチの一端は対応する前記セルアセンブリの正極に接続されて他端は前記第1のスイッチの一端に接続され、前記第1のスイッチの他端は前記正極接続端子に接続されている
ことを特徴とするバッテリユニット。 - 請求項2に記載のバッテリユニットであって、
前記スイッチ部毎に個別に設けられるスイッチであって、一端が前記第1のスイッチと前記第2のスイッチとの接続部に接続された第3のスイッチと、
前記第3のスイッチ毎に設けられ、対応する前記スイッチ部に前記オン指令信号が出力された場合は前記第3のスイッチをオフさせ、対応する前記スイッチ部に前記オン指令信号が出力されていない間は前記第3のスイッチをオンさせる切替制御部と、
前記各第3のスイッチの他端の電気的状態に基づいて前記各スイッチ部の異常の有無を判断する異常判断部と、
を備えることを特徴とするバッテリユニット。 - 請求項3に記載のバッテリユニットであって、
前記異常判断部は、前記制御部から前記オン指令信号が出力されていないときの前記各第3のスイッチの他端の電気的状態に基づいて、前記第2のスイッチの短絡故障の有無を判断する
ことを特徴とするバッテリユニット。 - 請求項3又は請求項4に記載のバッテリユニットであって、
所定電圧値の定電圧を前記各第1のスイッチの他端に印加可能な定電圧生成部と、
前記制御部から前記オン指令信号が出力されていない間における所定の判断タイミングで前記定電圧生成部から前記各第1のスイッチの他端に前記定電圧を印加させる定電圧印加部と、
を備え、
前記異常判断部は、前記定電圧印加部により前記定電圧が印加されているときの前記各第3のスイッチの他端の電気的状態に基づいて、前記第1のスイッチの短絡故障の有無を判断する
ことを特徴とするバッテリユニット。 - 請求項1〜請求項5の何れか1項に記載のバッテリユニットであって、
前記同時オン阻止部は、前記制御部から複数の前記スイッチ部に対して前記オン指令信号が出力された場合、全ての前記スイッチ部を強制的にオフさせる
ことを特徴とするバッテリユニット。 - 請求項1〜請求項5の何れか1項に記載のバッテリユニットであって、
前記同時オン阻止部は、前記制御部から何れか1つの前記スイッチ部に対して前記オン指令信号が出力されている間に、前記制御部から他の前記スイッチ部に対しても前記オン指令信号が出力された場合は、先に前記オン指令信号が出力されている1つの前記スイッチ部への前記オン指令信号の伝達はそのまま許可し、前記他のスイッチ部に対する前記オン指令信号の伝達は阻止する
ことを特徴とするバッテリユニット。 - 請求項7に記載のバッテリユニットであって、
前記制御部と前記各スイッチ部との間にD型フリップフロップが備えられ、
前記D型フリップフロップは、前記制御部から出力される前記スイッチ部毎の前記オン指令信号がそれぞれ入力信号として入力され、前記各入力信号に対する各出力信号がそれぞれ対応する前記スイッチ部へ出力され、前記制御部から前記各スイッチ部への前記各オン指令信号の論理和がクロック信号及びクリア信号として入力されるよう構成されている
ことを特徴とするバッテリユニット。 - 請求項に記載のバッテリユニットであって、
前記各セルアセンブリはそれぞれ、対応する前記組電池の状態を監視してその組電池の異常を検知するとその旨を示すエラー信号を出力するよう構成された監視部を有し、
更に、
何れかの前記セルアセンブリの前記監視部から前記エラー信号が出力された場合に、少なくともそのセルアセンブリに対応した前記スイッチ部を、前記オン指令信号の有無にかかわらず強制的にオフさせる強制オフ部を備える
ことを特徴とするバッテリユニット。
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