JP2017163808A - Battery pack - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電動工具等の対象機器に使用される電池パックに関し、特に、異常状態を報知可能な電池パックに関する。 The present invention relates to a battery pack used for a target device such as a power tool, and more particularly to a battery pack capable of reporting an abnormal state.
この種の電池パックは、異常な負荷を与えると動作不良の原因となる。例えば、水濡れ状態で使用すると、電池セルが腐食したり、接続端子がショートしたりして、動作不良の原因となる。また、落下等によって大きな衝撃が加わると、端子が壊れたり、端子の接触が悪くなったりして、動作不良の原因となる。また、高温状態で使用すると、機械的に電流経路を遮断する安全機構が作動して、充放電ができなくなる。 This type of battery pack causes malfunction when an abnormal load is applied. For example, when it is used in a wet state, the battery cell is corroded or the connection terminal is short-circuited, causing a malfunction. Further, when a large impact is applied due to dropping or the like, the terminal is broken or the contact of the terminal is deteriorated, which causes a malfunction. Further, when used in a high temperature state, a safety mechanism that mechanically interrupts the current path is activated, and charging / discharging cannot be performed.
こうした現象は、電池パックの外観に変化がなくても発生するため、外観から問題を特定することは難しい。また、電池パックは安全のために容易に分解できないように形成されており、ユーザが内部を見て故障原因を判断することも難しい。 Such a phenomenon occurs even if there is no change in the appearance of the battery pack, so it is difficult to identify the problem from the appearance. The battery pack is formed so that it cannot be easily disassembled for safety, and it is difficult for the user to determine the cause of the failure by looking inside.
こうした問題点に関して、特許文献1には、リチウム電池とリチウム電池の制御回路と電池利用機器からなる電池システムに、電池本体または電池利用機器に固定した加速センサーを設け、加速度センサーの信号を処理することにより機器の異常を予測診断し電池回路を遮断する構造が開示されている。 Regarding such problems, Patent Document 1 discloses that a battery system including a lithium battery, a lithium battery control circuit, and a battery using device is provided with an acceleration sensor fixed to the battery body or the battery using device, and processes the signal of the acceleration sensor. Thus, a structure for predicting and diagnosing an abnormality in a device and shutting off a battery circuit is disclosed.
しかし、上記した特許文献1記載の構成では、制御回路が異常を予測診断して電池回路を遮断するため、ユーザは電池パックが使用できなくなった原因を知ることはできない。例えば、予測診断により電池回路が遮断されたのか、他の理由により電池パックが故障したのかを判別することができない。よって、電池パックのメーカ等に修理に出さなければ電池パックの故障原因が分からないという問題があった。また、電池パックのメーカ等も、分解しなければ電池パックの故障原因が分からないという問題があった。 However, in the configuration described in Patent Document 1 described above, the control circuit predicts and diagnoses an abnormality and shuts down the battery circuit. Therefore, the user cannot know the cause of the battery pack being unusable. For example, it is impossible to determine whether the battery circuit has been shut off by the predictive diagnosis or whether the battery pack has failed for other reasons. Therefore, there has been a problem that the cause of the failure of the battery pack cannot be known unless the battery pack maker or the like sends it for repair. In addition, battery pack manufacturers have a problem that the cause of the failure of the battery pack is not known unless it is disassembled.
また、上記した特許文献1記載の構成では、ユーザは電池パックが使用できなくなったときに初めて動作不良の原因となる異常な負荷が発生したことを知ることになる。よって、異常な負荷が発生したことを事前に知ることができないという問題があった。 Further, in the configuration described in Patent Document 1 described above, the user knows that an abnormal load that causes a malfunction is generated only when the battery pack cannot be used. Therefore, there is a problem that it is impossible to know in advance that an abnormal load has occurred.
そこで、本発明は、分解しなくても故障原因を知ることができ、また、異常な負荷が発生したことを事前に知ることができる電池パックを提供することを課題とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a battery pack that can know the cause of a failure without disassembling and know in advance that an abnormal load has occurred.
本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、以下を特徴とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and is characterized by the following.
請求項1記載の発明は、異常な負荷が発生したことを検知する異常検知部と、前記異常検知部が異常な負荷を検知したか否かを記憶する不揮発性のメモリと、前記メモリに記憶された情報を基に異常の報知を行う異常報知部と、を備えることを特徴とする。 The invention according to claim 1 is an abnormality detection unit that detects that an abnormal load has occurred, a nonvolatile memory that stores whether or not the abnormality detection unit has detected an abnormal load, and a memory that stores the abnormal load And an abnormality notifying unit for notifying of abnormality based on the information thus obtained.
請求項2に記載の発明は、上記した請求項1に記載の発明の特徴点に加え、電池残量を表示する残量表示部を前記異常報知部として使用したことを特徴とする。 The invention described in claim 2 is characterized in that, in addition to the feature of the invention described in claim 1, the remaining amount display unit for displaying the remaining battery level is used as the abnormality notification unit.
請求項3に記載の発明は、上記した請求項1又は2に記載の発明の特徴点に加え、前記電池パックと対象機器とを電気的に接続するための複数の接続端子を備え、前記異常検知部は、前記接続端子の電圧値の変化を検知することで、水濡れを検知することを特徴とする。 The invention according to claim 3 includes a plurality of connection terminals for electrically connecting the battery pack and the target device in addition to the features of the invention according to claim 1 or 2, and the abnormality. The detection unit detects water wetting by detecting a change in the voltage value of the connection terminal.
請求項1に記載の発明は上記の通りであり、異常な負荷が発生したことを検知する異常検知部と、前記異常検知部が異常な負荷を検知したか否かを記憶する不揮発性のメモリと、前記メモリに記憶された情報を基に異常の報知を行う異常報知部と、を備える。よって、故障が発生したときに異常報知部を使用することで、分解しなくても故障原因を知ることができる。また、故障が発生する前のタイミングでも、現時点で異常な負荷が発生しているか否かがメモリに記憶されているので、異常報知部を使用して異常な負荷の発生を事前に知ることができる。 The invention according to claim 1 is as described above, and an abnormality detection unit that detects that an abnormal load has occurred, and a nonvolatile memory that stores whether or not the abnormality detection unit has detected an abnormal load And an abnormality notifying unit for notifying abnormality based on the information stored in the memory. Therefore, by using the abnormality notification unit when a failure occurs, the cause of the failure can be known without being disassembled. Also, even at the timing before the failure occurs, whether or not an abnormal load has occurred at the present time is stored in the memory, so it is possible to know in advance that an abnormal load has occurred using the abnormality notification unit it can.
また、請求項2に記載の発明は上記の通りであり、電池残量を表示する残量表示部を前記異常報知部として使用した。このような構成によれば、異常報知部を実現するためだけに部品を追加する必要がないので、部品点数を減らして製造コストを下げることができる。 Further, the invention according to claim 2 is as described above, and the remaining amount display unit for displaying the remaining battery level is used as the abnormality notification unit. According to such a configuration, since it is not necessary to add a part only to realize the abnormality notification unit, the number of parts can be reduced and the manufacturing cost can be reduced.
また、請求項3に記載の発明は上記の通りであり、前記異常検知部は、接続端子の電圧値の変化を検知することで、水濡れを検知する。すなわち、接続端子が濡れると、信号端子と電源端子とが導通し、本来は電圧が印加されない信号端子に電圧が印加される。異常検知部は、この電圧変化を検知し、これにより水濡れの発生をメモリに記憶させる。よって、異常報知部を使用して水濡れがあった否かを確認することができる。 The invention according to claim 3 is as described above, and the abnormality detection unit detects water wetting by detecting a change in the voltage value of the connection terminal. That is, when the connection terminal gets wet, the signal terminal and the power supply terminal become conductive, and a voltage is applied to the signal terminal to which no voltage is originally applied. The abnormality detection unit detects this voltage change, and thereby stores the occurrence of water wetting in the memory. Therefore, it is possible to confirm whether or not there is water wetting using the abnormality notification unit.
なお、水濡れを検知する方法としては水濡れシールなどが公知であるが、水濡れシールは湿気等による誤検知防止のために密閉した空間等に貼付する必要がある。このため、水濡れを確認するために電池パックを分解する必要があった。この点、本発明によれば、電池パックを分解しなくても水濡れを確認することができる。 As a method for detecting water wetting, a water wetting seal or the like is known, but it is necessary to attach the water wetting seal to a sealed space or the like in order to prevent erroneous detection due to moisture or the like. For this reason, it was necessary to disassemble the battery pack in order to confirm water wetting. In this regard, according to the present invention, water wetting can be confirmed without disassembling the battery pack.
本発明の実施形態について、図を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
本実施形態に係る電池パック10は、充電器(図示せず)で充電した上で外部機器の動力源として使用されるものであり、充電器や電動工具等の対象機器に取り付けて使用される。この電池パック10は、図1及び図2に示すように、上カバー11と下カバー12とを組み合わせて構成される箱体の内部に、複数の電池セル14を収容している。複数の電池セル14の上部には、電池パック10を対象機器に取り付ける際に使用されるラッチ13と、電池セル14の充放電制御等を行うための基板20と、が配置されている。
The
上カバー11の上面には、後述する接続端子21を覆う端子カバー部11aと、電池パック10を対象機器に取り付ける際に使用されるスライド部11bと、後述するボタンスイッチ22を押下操作可能に覆うボタンカバー部11cと、後述するLED23の点灯状態を視認可能に覆うLED窓11dと、ラッチ13を出没可能に突出させるためのラッチ用開口11eと、が設けられている。
On the upper surface of the
端子カバー部11aは、接続端子21の前方を開放した状態で接続端子21を覆っており、前方から充電器又は電動機器の端子を挿入して接続端子21に接続できるように形成されている。
The
スライド部11bは、電池パック10を対象機器に着脱する際に、電池パック10をスライド可能に案内するためのものである。このスライド部11bに沿って電池パック10をスライドさせることで、後述するラッチ13が対象機器に係脱し、電池パック10の着脱ができるようになっている。
The
ボタンカバー部11cは、ボタンスイッチ22の上方を覆っており、軟質の部材で形成されている。このボタンカバー部11cが押下されると、下方に配置されたボタンスイッチ22が押下されるようになっている。
The
LED窓11dは、LED23の上方を覆っており、透光性の部材で形成されている。LED23が点灯すると、このLED窓11dを通してLED23の点灯状態が確認できるようになっている。
The
ラッチ13は、ラッチ用開口11eを貫通して上カバー11の上面に出没可能に突出しており、バネによって常時突出方向へと付勢されている。電池パック10を対象機器に装着するときには、電池パック10を対象機器に対してスライドさせ、ラッチ13を対象機器の装着部の底面に形成された凹部に係合させる。これにより電池パック10が対象機器に対して装着される。なお、特に図示しないが、電池パック10の後面にはラッチ13を操作する操作部が設けられており、この操作部を操作することでラッチ13と凹部との係合を解除できるようになっている。よって、電池パック10を対象機器から取り外す際には、この操作部を操作しつつ電池パック10をスライドさせて取り外す。
The latch 13 projects through the latch opening 11e so as to protrude from the top surface of the
基板20は、図2に示すように、上カバー11の裏面に臨むように配置されており、上面に、接続端子21と、ボタンスイッチ22と、LED23と、を備える。
As shown in FIG. 2, the
接続端子21は、電池パック10と対象機器とを電気的に接続するための端子である。電動工具への放電、充電器からの充電、電動工具または充電器との信号授受などは、この接続端子21を介して実行される。本実施形態においては、第1の接続端子21a〜第8の接続端子21hの8つの接続端子21が横並びに併設されている。この8つの接続端子21のうち、第1の接続端子21a及び第2の接続端子21bは、電池セル14への電源供給または電池セル14からの電源供給を行うための電源端子として使用される。また、残りの6つの接続端子21(第3の接続端子21c〜第8の接続端子21h)は、充電器または電動機器との制御信号のやり取りを行うための信号端子として使用される。
The
ボタンスイッチ22は、電池の残量表示を行わせるために操作可能に設けられたプッシュボタンである。このボタンスイッチ22が押下されると、後述する表示制御部34によって所定の表示が実行される。
The
LED23は、電池の残量表示及び異常報知を行うためのものである。上記したボタンスイッチ22が押下されたときに、後述する表示制御部34の制御によって点灯する。本実施形態においては、3つのLED23が設けられており、これらの3つのLED23によって残量表示部40が構成されている。なお、この残量表示部40は、異常の報知を行う異常報知部としても機能する。
The
また、上記した基板20には、図3に示すように、MPU等の演算装置を備えて構成された制御装置30が実装されている。制御装置30は、電池パック10の充放電を制御する充放電制御部31と、異常な負荷が発生したことを検知する異常検知部32と、異常検知部32が異常な負荷を検知したか否かを記憶する不揮発性のメモリ33と、ボタンスイッチ22が押下されたときに電池の残量表示及び異常報知の制御を行う表示制御部34と、を備える。
充放電制御部31は、接続端子21を介して対象機器から出力された信号を受信し、受信した信号を基に充放電の制御を行う。
Further, as shown in FIG. 3, a control device 30 configured with an arithmetic device such as an MPU is mounted on the
The charge / discharge control unit 31 receives a signal output from the target device via the
異常検知部32は、接続端子21の電圧値の変化を検知することで、水濡れを検知する。本実施形態に係る異常検知部32は、信号端子のうちの特定の信号端子の電圧値を監視し、この電圧値が所定の閾値を超えて変化した場合に水濡れが発生したと判断する。
The abnormality detection unit 32 detects water wetting by detecting a change in the voltage value of the
すなわち、信号端子には、通常、大きな電圧が印加されることはないが、水濡れにより電源端子と導通している場合には大きな電圧が印加される。これを検知することで水濡れを検知する。なお、異常検知部32が監視する信号端子は、電源端子と隣り合う信号端子を使用することが望ましい。電源端子と隣り合う信号端子は水濡れ時に電源端子と導通し易いので、電源端子と隣り合う信号端子を監視することで水濡れが検知し易くなる。 That is, normally, a large voltage is not applied to the signal terminal, but a large voltage is applied when the signal terminal is electrically connected to the power supply terminal due to water wetting. By detecting this, wetting is detected. The signal terminal monitored by the abnormality detection unit 32 is desirably a signal terminal adjacent to the power supply terminal. Since the signal terminal adjacent to the power supply terminal is easily connected to the power supply terminal when wet, it is easy to detect the wetness by monitoring the signal terminal adjacent to the power supply terminal.
異常検知部32は、水濡れを検知すると、メモリ33に水濡れ履歴を保存する。なお、水濡れ履歴は、水濡れがあったか否かだけを記憶するものであってもよいし、水濡れが何回あったかを記憶したり、水濡れがいつあったかを記憶したりするものであってもよい。
なお、異常検知部32が異常を検知したときに、即時、異常報知部が異常を報知するようにしてもよい。
The abnormality detection unit 32 stores a water wetting history in the memory 33 when detecting water wetting. In addition, the water wetting history may only memorize whether or not there has been water wetting, memorize how many times the water has been wet, or memorize when there has been water wetting. Also good.
Note that when the abnormality detection unit 32 detects an abnormality, the abnormality notification unit may immediately notify the abnormality.
異常検知部32による異常検知は、例えばボタンスイッチ22が押下されたときに行うようにしてもよい。または、制御装置30が起動している間は、常に異常検知部32による異常検知が行われるようにしてもよい。
The abnormality detection by the abnormality detection unit 32 may be performed, for example, when the
表示制御部34は、残量表示部40の制御を行う。具体的には、ボタンスイッチ22が押下されたときに、電池の残量を確認してLED23を所定の態様で点灯させることで、電池の残量表示を行う。また、メモリ33に記憶されている水濡れ履歴を読み込んでLED23を所定の態様で点灯させることで、異常(水濡れ)の報知を行う。
The display control unit 34 controls the remaining amount display unit 40. Specifically, when the
表示制御部34による異常報知は、例えばボタンスイッチ22が特定の操作をされたとき(ボタンスイッチ22が所定時間以上長押しされたときや、ボタンスイッチ22が所定回数連続して押下されたとき、など)に行ってもよい。または、ボタンスイッチ22が押下されたときには、必ず、電池の残量表示の後に異常報知がされるようにしてもよい。
以下に、表示制御部34の処理の流れの例について、図4を参照しつつ説明する。
The abnormality notification by the display control unit 34 is, for example, when the
Hereinafter, an example of the processing flow of the display control unit 34 will be described with reference to FIG.
まず、図4のステップS100に示すように、ボタンスイッチ22が押下されたことを検知する。そして、ステップS101に進む。
First, as shown in step S100 of FIG. 4, it is detected that the
ステップS101では、電池の残量を確認して電池の残量表示を行う。たとえば、電池の残量を段階的に判別し、その段階に応じた数のLED23を点灯させることで電池の残量表示を行う。そして、LED23を消灯させ、ステップS102に進む。
In step S101, the remaining battery level is confirmed and the remaining battery level is displayed. For example, the remaining amount of the battery is determined in stages, and the remaining amount of the battery is displayed by turning on the number of
ステップS102では、ボタンスイッチ22が所定時間以上押下されたか否か(例えば2秒以上長押しされたか)を判定する。ボタンスイッチ22が所定時間以上押下されていない場合には処理を終了する。ボタンスイッチ22が所定時間以上押下された場合にはステップS103に進む。
In step S102, it is determined whether or not the
ステップS103では、メモリ33に水濡れ履歴が記憶されているか否かをチェックする。水濡れ履歴が記憶されていない場合には処理を終了する。水濡れ履歴が記憶されている場合にはステップS104に進む。 In step S103, it is checked whether or not a water wetting history is stored in the memory 33. If the water wetting history is not stored, the process is terminated. If the water wetting history is stored, the process proceeds to step S104.
ステップS104では、水濡れ履歴に応じた異常報知を実行する。異常報知は、電池の残量表示とは異なる態様でLED23を点灯させるものであればよく、その態様は種々のものが考えられる。たとえば、3つのLED23が順番に点灯と消灯とを繰り返すように制御することで、異常報知を行うようにしてもよい。そして、LED23を消灯させ、処理を終了する。
In step S104, abnormality notification according to the water wetting history is executed. The abnormality notification is not particularly limited as long as the
なお、上記した例では、水濡れ履歴が記憶されていない場合には異常報知を実行しないようにしたが、これに限らず、水濡れ履歴が記憶されていない場合には水濡れ履歴が記憶されていないことを示す異常報知を実行するようにしてもよい。 In the above example, the abnormality notification is not executed when the water wetting history is not stored. However, the present invention is not limited to this, and the water wetting history is stored when the water wetting history is not stored. An abnormality notification indicating that the error has not occurred may be executed.
以上説明したように、本実施形態によれば、異常な負荷が発生したことを検知する異常検知部32と、異常検知部32が異常な負荷を検知したか否かを記憶する不揮発性のメモリ33と、メモリ33に記憶された情報を基に異常の報知を行う異常報知部と、を備える。よって、故障が発生したときに異常報知部を使用することで、分解しなくても故障原因を知ることができる。また、故障が発生する前のタイミングでも、現時点で異常な負荷が発生しているか否かがメモリ33に記憶されているので、異常報知部を使用して異常な負荷の発生を事前に知ることができる。 As described above, according to the present embodiment, the abnormality detection unit 32 that detects that an abnormal load has occurred, and the nonvolatile memory that stores whether or not the abnormality detection unit 32 has detected an abnormal load. 33 and an abnormality notifying unit for notifying abnormality based on information stored in the memory 33. Therefore, by using the abnormality notification unit when a failure occurs, the cause of the failure can be known without being disassembled. In addition, since the memory 33 stores whether or not an abnormal load is generated at the current time even before the failure occurs, it is possible to know in advance the occurrence of the abnormal load using the abnormality notification unit. Can do.
また、電池残量を表示する残量表示部40を異常報知部として使用した。このような構成によれば、異常報知部を実現するためだけに部品を追加する必要がないので、部品点数を減らして製造コストを下げることができる。 Moreover, the remaining amount display part 40 which displays a battery remaining charge was used as an abnormality alerting | reporting part. According to such a configuration, since it is not necessary to add a part only to realize the abnormality notification unit, the number of parts can be reduced and the manufacturing cost can be reduced.
また、異常検知部32は、接続端子21の電圧値の変化を検知することで、水濡れを検知する。すなわち、接続端子21が濡れると、信号端子と電源端子とが導通し、本来は電圧が印加されない信号端子に電圧が印加される。異常検知部32は、この電圧変化を検知し、これにより水濡れの発生をメモリ33に記憶させる。よって、異常報知部を使用して水濡れがあった否かを確認することができる。
Further, the abnormality detection unit 32 detects water wetting by detecting a change in the voltage value of the
なお、水濡れを検知する方法としては水濡れシールなどが公知であるが、水濡れシールは湿気等による誤検知防止のために密閉した空間等に貼付する必要がある。このため、水濡れを確認するために電池パック10を分解する必要があった。この点、本実施形態によれば、電池パック10を分解しなくても水濡れを確認することができる。
As a method for detecting water wetting, a water wetting seal or the like is known, but it is necessary to attach the water wetting seal to a sealed space or the like in order to prevent erroneous detection due to moisture or the like. For this reason, it was necessary to disassemble the
なお、上記した実施形態においては、異常検知部32は、接続端子21の電圧値の変化を検知することで、水濡れを検知するようにしたが、他の異常を他の方法で検知するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the abnormality detection unit 32 detects water wetting by detecting a change in the voltage value of the
例えば、電池パック10の内部に加速度センサーを設け、この加速度センサーによって落下の衝撃を検出するようにしてもよい。そして、落下の衝撃が所定レベルを超えている場合に、その内容をメモリ33に記憶させてもよい。
For example, an acceleration sensor may be provided inside the
また、電池パック10の内部に温度測定用センサーを設け、この温度測定用センサーによって高温を検出するようにしてもよい。そして、温度が所定レベルを超えている場合に、その内容をメモリ33に記憶させてもよい。
Further, a temperature measuring sensor may be provided inside the
なお、複数種類の異常をメモリ33に記憶させる場合、その異常の内容ごとに異なる表示態様でLED23を点灯させるようにしてもよい。
When a plurality of types of abnormalities are stored in the memory 33, the
なお、本発明の電池パック10が取り付けられる対象機器は電動工具に限らない。本発明の電池パック10が取り付けられる対象機器には、農業機器、園芸機器、クリーナ、コンプレッサなどの動力機器や、ランタン、音響機器(ラジオ)なども含まれる。
The target device to which the
10 電池パック
11 上カバー
11a 端子カバー部
11b スライド部
11c ボタンカバー部
11d LED窓
11e ラッチ用開口
12 下カバー
13 ラッチ
14 電池セル
20 基板
21 接続端子
21a 第1の接続端子
21b 第2の接続端子
21c 第3の接続端子
21d 第4の接続端子
21e 第5の接続端子
21f 第6の接続端子
21g 第7の接続端子
21h 第8の接続端子
22 ボタンスイッチ
23 LED
30 制御装置
31 充放電制御部
32 異常検知部
33 メモリ
34 表示制御部
40 残量表示部(異常報知部)
DESCRIPTION OF
30 control device 31 charge / discharge control unit 32 abnormality detection unit 33 memory 34 display control unit 40 remaining amount display unit (abnormality notification unit)
Claims (3)
前記異常検知部が異常な負荷を検知したか否かを記憶する不揮発性のメモリと、
前記メモリに記憶された情報を基に異常の報知を行う異常報知部と、
を備えることを特徴とする、電池パック。 An anomaly detector that detects that an abnormal load has occurred;
A non-volatile memory that stores whether or not the abnormality detection unit has detected an abnormal load;
An abnormality notifying unit for notifying abnormality based on the information stored in the memory;
A battery pack comprising:
前記異常検知部は、前記接続端子の電圧値の変化を検知することで、水濡れを検知することを特徴とする、請求項1又は2記載の電池パック。 A plurality of connection terminals for electrically connecting the battery pack and the target device,
The battery pack according to claim 1, wherein the abnormality detection unit detects water wetting by detecting a change in the voltage value of the connection terminal.
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