JP2023023030A - 電源装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の蓄電池パックを電気的に直列に接続する構成としながらも、蓄電池パックの数を適宜変更することのできる電源装置、を提供する。
【解決手段】蓄電池パック４０が接続される複数の接続部５０と、接続部５０に接続されたそれぞれの蓄電池パック４０を、電気的に直列に接続する内部回路１００と、蓄電池パック４０からの電力を出力する交流出力部３０と、を備える。それぞれの接続部５０毎に、内部回路１００は、蓄電池パック４０の一方の電極４０１が接続される端子５１と、蓄電池パック４０の他方の電極４０２が接続される端子５２と、蓄電池パック４０が接続部５０に接続されていないときに、端子５１と端子５２との間を電気的に接続する接続経路１１０と、を有している。
【選択図】図８

Description

本発明は、電源装置に関する。

例えば屋外等のような、商用電源を直接利用できない場所においても電気機器を使用可能とするために、可搬型の電源装置の需要が高まっている。このような電源装置としては、蓄電池を内蔵しており、当該蓄電池から電力を出力する構成のものが一般的である。しかしながら、そのような構成では、蓄電池に蓄えられた電力がなくなると、電源装置を商用電源に接続し、時間をかけて蓄電池への充電を行う必要がある。

下記特許文献１には、電動工具用の蓄電池パックを着脱可能とした構成の電源装置が記載されている。このような構成においては、蓄電池パックに蓄えられた電力がなくなった後、当該蓄電池パックを充電済みの蓄電池パックに交換すれば、電源装置からの電力の供給を継続して行うことができる。

また、下記特許文献２には、複数の蓄電池パックを着脱可能とした構成の電源装置が記載されている。複数の蓄電池パックから同時に電力を出力することで、負荷に向けて大きな電力を出力することができる。

特開２０１３－４６４８１号公報 特許第５６１６１０４号公報

上記特許文献２に記載された電源装置は、複数の蓄電池パックの接続態様を切り換え可能とするために、複数のスイッチング素子やダイオードにより構成されたバッテリ接続回路を備えた構成となっている。このような構成においては、電源装置の構成が複雑化し且つ大型化してしまうことに加え、状況に応じたバッテリ接続回路の制御も必要となる。

そこで、本発明者らは、複数の蓄電池パックを電気的に直列に接続し、比較的簡易な構成で、電源装置から大きな電力を出力可能とすることについて検討を進めてきた。

しかしながら、そのような構成においては、複数の蓄電池パックのうちの１つを取り外すと、当該部分において回路が切断されてしまうので、電源装置から電力を出力することができなくなってしまう。このため、電源装置に設けられた蓄電池パックの接続部の全てに対し、使用時においては常に蓄電池パックを接続しておく必要がある。

しかしながら、電源装置の使い勝手に鑑みれば、電源装置に接続される蓄電池パックの数は、出力すべき電力の大きさ等に応じて、使用者が適宜選択できることが好ましい。

本発明は、複数の蓄電池パックを電気的に直列に接続する構成としながらも、蓄電池パックの数を適宜変更することのできる電源装置、を提供することを目的とする。

本発明の一実施形態に係る電源装置は、蓄電池パックが接続される複数の接続部と、接続部に接続されたそれぞれの蓄電池パックを、電気的に直列に接続する内部回路と、蓄電池パックからの電力を出力する出力部と、を備える。それぞれの接続部毎に、内部回路は、蓄電池パックの一方の電極が接続される第１端子と、蓄電池パックの他方の電極が接続される第２端子と、蓄電池パックが接続部に接続されていないときに、第１端子と第２端子との間を電気的に接続する接続経路と、を有している。

このような構成の電源装置では、複数の蓄電池パックが、内部回路により電気的に直列に接続されるので、蓄電池パックの数に応じた大きさの電力を出力することができる。一部の接続部に蓄電池パックが取り付けられていない状態においては、当該接続部では、第１端子と第２端子との間が接続経路により電気的に接続される。これにより、その他の接続部に接続された蓄電池パックから電力が出力される経路は、切断されることなく維持される。また、第１端子と第２端子との間の電気的な接続は、蓄電池パックが接続部に接続されていないときに行われる。このため、接続部に蓄電池パックが接続されているときに、第１端子と第２端子との間が短絡してしまうことは無い。

上記構成の電源装置では、複数の接続部のうちの一部に蓄電池パックが取り付けられていない状態であっても、負荷に電力を供給することができる。このため、接続される蓄電池パックの個数を、使用者が適宜変更することができる。尚、上記のような電源装置は、出力部に対して外部機器である負荷を接続して使用するような、汎用型の電源装置であってもよいが、負荷と一体の装置として構成された電源装置であってもよい。つまり、例えば可搬型電動工具のような電気機器の一部として、上記の電源装置が構成されていてもよい。

本発明によれば、複数の蓄電池パックを電気的に直列に接続する構成としながらも、蓄電池パックの数を適宜変更することのできる電源装置、が提供される。

図１は、第１実施形態に係る電源装置の正面図である。 図２は、第１実施形態に係る電源装置の側面図である。 図３は、第１実施形態に係る電源装置の斜視図である。 図４は、第１実施形態に係る電源装置から、下部筐体を外した状態を示す図である。 図５は、第１実施形態に係る電源装置のうち、下部筐体及びその内部に収容された蓄電池パックを示す図である。 図６は、第１実施形態に係る電源装置から、上部筐体を外した状態を示す図である。 図７は、図２のＶＩＩ－ＶＩＩ断面を示す図である。 図８は、第１実施形態に係る電源装置の内部構成を模式的に示す回路図である。 図９は、変形例に係る電源装置の一部構成を示す回路図である。 図１０は、第１実施形態に係る電源装置の一部構成を示す回路図である。 図１１は、比較例に係る電源装置の一部構成を示す回路図である。 図１２は、第１実施形態に係る電源装置で実行される処理の流れを示すフローチャートである。 図１３は、第２実施形態に係る電源装置の内部構成を模式的に示す回路図である。 図１４は、第２実施形態に係る電源装置で実行される処理の流れを示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

第１実施形態について説明する。本実施形態に係る電源装置１０は、屋外でも利用可能な可搬型の電源装置であって、例えば電動工具のような機器に電力を供給可能な装置である。電源装置１０には、電力源として複数の蓄電池パック４０が接続される。蓄電池パック４０としては、例えば、電動工具用として市販されているものを用いることができる。

図１乃至図５を主に参照しながら、電源装置１０の構成について説明する。図１は電源装置１０の正面図であり、図２は電源装置１０の側面図であり、図３は電源装置１０の斜視図である。図４は、電源装置１０から後述の下部筐体２３を取り外した状態を示す図である。図５は、下部筐体２３及びその内部に収容された蓄電池パック４０を示す図である。これらの各図に示されるように、電源装置１０は、上部筐体２１と、中部筐体２２と、下部筐体２３と、を備えており、全体の形状が概ね直方体となっている。

上部筐体２１は、電源装置１０のうち最も上方側の部分である。上部筐体２１は、次に述べる中部筐体２２を上方側から覆う蓋体として構成されている。上部筐体２１の上面には把持部２０１が形成されている。把持部２０１は、電源装置１０を使用者が持ち運ぶ際において、使用者によって把持される取手である。通常時においては、上部筐体２１は中部筐体２２に対して固定されている。

中部筐体２２は、上記の上部筐体２１と、後述の下部筐体２３との間の部分である。中部筐体２２の内部には空間が形成されており、当該空間に、後に説明する基板８０やファン９０等（図６を参照）の構成部品が収容されている。図１等に示されるように、中部筐体２２の左右の側面のそれぞれには、一対の把持部２０２が形成されている。また、中部筐体２２の前後の側面のそれぞれには、一対の把持部２０３が形成されている。これらはいずれも、上記の把持部２０１と同様に、持ち運びの際において使用者によって把持される取手として設けられている。

図１に示されるように、中部筐体２２の前方側側面には、交流出力部３０と、報知部６０と、操作部７０と、が設けられている。

交流出力部３０は、電源装置１０から外部に向けて交流電力を出力する部分である。交流出力部３０から出力される電力は、蓄電池パック４０に蓄えられている電力であって、後に説明するインバータ回路１２４等（図８を参照）を経て交流電力へと変換されたものである。本実施形態では、交流出力部３０はＡＣコンセントとして設けられている。交流出力部３０には、電動工具等の機器が有するコンセントプラグが接続される。交流出力部３０は、本実施形態における「出力部」の一つに該当する。交流出力部３０には、開閉カバー３１が設けられている。交流出力部３０にコンセントプラグが接続されていない不使用時等においては、開閉カバー３１を閉じることにより、交流出力部３０を開閉カバー３１によって覆われた状態とすることができる。

尚、電源装置１０には、交流出力部３０に加えて、直流出力部３２（図８を参照）も設けられているのであるが、図１等においてはその図示が省略されている。直流出力部３２は、電源装置１０から外部に向けて直流電力を出力する部分である。直流出力部３２から出力される電力は、蓄電池パック４０に蓄えられている電力であって、後に説明するＤＣ－ＤＣコンバータ１２５（図８を参照）を経て電圧調整されたものである。直流出力部３２は、例えばＵＳＢコネクタとして設けられていてもよい。直流出力部３２は、上記の交流出力部３０と共に、本実施形態における「出力部」の一つに該当する。尚、出力部として、交流出力部３０及び直流出力部３２のうちいずれか一方のみを備えた構成としてもよい。

報知部６０は、電源装置１０の動作状態を示す各種情報を表示して、使用者に対し当該情報を報知する部分である。本実施形態では、報知部６０は液晶の表示パネルとして構成されている。このような態様に換えて、報知部６０による各種情報の報知が、例えば音声によって行われる態様としてもよい。報知部６０によって報知される情報の種類については後に説明する。

操作部７０は、電源装置１０の使用者によって操作される部分である。操作部７０には複数のスイッチが含まれる。これらのスイッチには、電圧切り換えスイッチ７１と、周波数切り換えスイッチ７２と、が含まれる。

電圧切り換えスイッチ７１は、交流出力部３０から出力される交流電力の実効値を、例えば１００Ｖと２００Ｖとの間で切り換えるためのスイッチである。周波数切り換えスイッチ７２は、交流出力部３０から出力される交流電力の周波数を、例えば５０Ｈｚと６０Ｈｚとの間で切り換えるためのスイッチである。

中部筐体２２の前方側側面には更に、一次側スイッチ７３と、二次側スイッチ７４と、が設けられている。これらはいずれも、電圧切り換えスイッチ７１や周波数切り換えスイッチ７２とは別の位置に設けられているのであるが、本実施形態における操作部７０に含まれるものである。

一次側スイッチ７３は、蓄電池パック４０から電源装置１０の各部へと電力が出力される部分の開閉を切り換えるためのスイッチである。一次側スイッチ７３が開状態となっているときには、後述の昇圧回路１２３やコントローラ１２１に対する電力の供給が停止される。一次側スイッチ７３が閉状態となっているときには、昇圧回路１２３やコントローラ１２１等の各部に対して電力が供給され、電源装置１０が動作可能な状態となる。

二次側スイッチ７４は、交流出力部３０や直流出力部３２からの電力が出力される部分の開閉を切り換えるためのスイッチである。二次側スイッチ７４が開状態となっているときには、インバータ回路１２４やＤＣ－ＤＣコンバータ１２５が動作中であっても、交流出力部３０等からの電力の出力は行われない。二次側スイッチ７４が閉状態となっているときには、交流出力部３０からの交流電力の出力、及び、直流出力部３２からの直流電力の出力がそれぞれ行われる。

下部筐体２３は、電源装置１０のうち最も下方側の部分である。下部筐体２３は、中部筐体２２に対して下方側から接続されている。下部筐体２３には、蓄電池パック４０が接続される部分である接続部５０が、計４つ設けられている。図５に示されるように、このうちの２つは、電源装置１０の正面側から蓄電池パック４０を接続するように構成されており、残りの２つは、電源装置１０の背面側から蓄電池パック４０を接続するように構成されている。このように、本実施形態では、接続部５０が４つ設けられており、最大で４つの蓄電池パック４０を接続可能となっている、。

図４に示されるように、中部筐体２２の底板２２０のうち、接続部５０の上方側となる部分のそれぞれには、一対のスライドガイド２３０が設けられている。それぞれのスライドガイド２０は、中部筐体２２の底板から下方側に向かって伸びる垂直壁２３１と、垂直壁２３１の下端から蓄電池パック４０側（内側）に向かって伸びる水平壁２３２と、を有している。接続部５０に接続される際において、蓄電池パック４０は、垂直壁２３１によって左右方向の動きを規制され、水平壁２３２によって上下方向の動きを規制された状態で、前後方向（図１における紙面奥行き方向）に沿ってスライドすることができる。

図４に示されるように、中部筐体２２の底板２２０のうち、一対のスライドガイド２３０の間の部分には、下方側に向けて突出する端子５１、５２、５３、５４が設けられている。また、図５に示されるように、蓄電池パック４０の上面には、４つの端子５１、５２、５３、５４のそれぞれに対応する４つの凹部４１０が設けられている。それぞれの凹部４１０の内側には電極４０１等（図５においては不図示、図１０を参照）が設けられている。蓄電池パック４０を奥側にスライドさせて接続部５０に接続すると、端子５１、５２、５３、５４のそれぞれが蓄電池パック４０の凹部４１０に入り込み、その内側の電極４０１等に対して電気的に接続された状態となる。端子５１、５２、５３、５４や電極４０１等のそれぞれの機能については後に説明する。

図４に示されるように、中部筐体２２の底板２２０のうち、一対のスライドガイド２３０よりも蓄電池パック４０の入口側となる部分のそれぞれには、下方側に向けて突出する一対の案内突起２５１が設けられている。図１のように正面側から見た場合において、それぞれの案内突起２５１は、蓄電池パック４０を左右両側から挟み込むような位置に設けられている。案内突起２５１同士の間の幅は、手前側から奥側に行くに従って次第に狭くなっている。このため、蓄電池パック４０を接続部５０に挿入する際には、蓄電池パック４０は、案内突起２５１に当たることでその左右方向の位置が矯正され、正しい接続位置へと導かれる。「正しい接続位置」とは、端子５１、５２、５３、５４のそれぞれが、対応する凹部４１０へと入り込むような位置である。

図５に示されるように、下部筐体２３の側壁のうち下方側の部分には、内側に向かって凹状に後退する凹部２０４が形成されている。また、下部筐体２３の側壁のうち、蓄電池パック４０と対向する内面側には、傾斜面２６１が形成されている。傾斜面２６１は、蓄電池パック４０を受け入れる空間の幅が、手前側から奥側に行くに従って次第に狭くなるように形成された面であって、凹部２０４の内面へと繋がっている。図１のように電源装置１０を正面側から見た場合において、凹部２０４、及び傾斜面２６１は、左側の蓄電池パック４０の更に左側にある側壁、及び、右側の蓄電池パック４０の更に右側にある側壁、のそれぞれに設けられている。電源装置１０を背面側から見た場合においても同様である。

蓄電池パック４０を接続部５０に挿入する際には、蓄電池パック４０は、先ず傾斜面２６１に当たることでその左右方向の位置が大まかに矯正される。その後、蓄電池パック４０は、案内突起２５１へと当たることで、先に述べたように正しい接続位置へと導かれる。このように、凹部２０４は、案内突起２５１と協業することで、蓄電池パック４０を正しい接続位置へと導くためのものである。使用者は、接続部５０に設けられた端子５１等の位置を気にすることなく、蓄電池パック４０を接続部５０に容易に接続することができる。

図５に示されるように、下部筐体２３の側壁に凹部２０４が形成されたことの結果として、凹部２０４の上部には把持部２０５が形成されている。図１のように電源装置１０を正面側から見た場合において、把持部２０５は電源装置１０の左右両側に形成されている。使用者は、それぞれの把持部２０５を下方側から把持して電源装置１０を持ち上げることができる。

このように、電源装置１０では、様々な位置に複数の把持部２０１、２０２、２０３、２０５が形成されているので、使用者は、電源装置１０の設置場所の高さや自らの姿勢等に応じて、持ちやすい位置の把持部２０１等を選んで把持することができる。

図５等に示されるように、下部筐体２３は底板２３３を有しており、それぞれの蓄電池パック４０は底板２３３の上面側において接続部５０に接続される。このため、電源装置１０が設置される場所の上面に対して、スライドする蓄電池パック４０が接触してしまうことは無い。その結果、電源装置１０は、その下方側の部分に蓄電池パック４０を接続する構成としながらも、蓄電池パック４０をスムーズに着脱することが可能となっている。

電源装置１０の内部構成について、図６及び図７を参照しながら説明する。図６は、電源装置１０から上部筐体２１を外した状態を、斜め上方から見て描いた斜視図である。図７は、図２のＶＩＩ－ＶＩＩ断面を示す図である。図６等に示されるように、電源装置１０は、基板８０と、ファン９０と、を備えており、これらが中部筐体２２の内側に収容されている。

基板８０は、電源装置１０が備えるコントローラ１２１や昇圧回路１２３等（図８を参照）が構成されている電子基板である。基板８０はケース８１の内側に収容されている。ケース８１の周囲には、中部筐体２２の底面から上方側に向かって伸びる４つの支持柱８２が設けられている。ケース８１は、これらの支持柱８２によって、中部筐体２２の底面から上方側へと離間した位置において保持されている。その結果、図７に示されるように、基板８０及びケース８１の下方側には空間ＳＰ１が形成されている。また、基板８０及びケース８１の上方側には空間ＳＰ２が形成されている。

ファン９０は、基板８０を空冷して適温に保つための送風装置である。図７のように電源装置１０を後方側から見た場合においては、ファン９０は、基板８０の左側となる位置に配置されている。ファン９０は、例えば基板８０側に向けて空気を送り出すことで基板８０を空冷する。中部筐体２２の側面のうち、空気が通過する方向に沿った一方側の側面、及び他方側の側面には、当該側面を貫通する複数の通気孔２１０が形成されている。ファン９０によって送り出される空気は、一方側の側面にある通気孔２１０から中部筐体２２の内部に流入し、空間ＳＰ１、ＳＰ２を通過した後、他方側の側面にある通気孔２１０から中部筐体２２の外へと排出される。このように、本実施形態では、基板８０の上下両側に空気の通る空間ＳＰ１、ＳＰ２が形成されているので、基板８０を効率的に空冷することが可能となっている。

基板８０の冷却効率を高めるために、ケース８１を金属材料により形成し、ケース８１にヒートシンクとしての機能を持たせてもよい。この場合、ケース８１の一部に例えばフィンを設けてもよい。

図４に示されるように、中部筐体２２の底板２２０のうち、それぞれの接続部５０の上方側となる部分には、底板２２０を上下に貫く開口２２１が形成されている。これによりファン９０によって送り出された空気の一部を、開口２２１を通じて蓄電池パック４０に到達させ、蓄電池パック４０の温度上昇を抑制することができる。

図８を主に参照しながら、電源装置１０の回路構成について説明する。図８に示される各構成要素のうち、コントローラ１２１、レギュレータ１２２、昇圧回路１２３、インバータ回路１２４、及びＤＣ－ＤＣコンバータ１２５は、基板８０上の回路要素として構成されている。

先ず、蓄電池パック４０の構成について説明する。図８において符号「４０」が付されている点線は、接続部５０に接続された蓄電池パック４０を模式的に表している。蓄電池パック４０は、セル４１と、一対の電極４０１、４０２とを有している。

セル４１は、電力を蓄える部分であって、具体的にはリチウムイオンバッテリである。尚、図８においては、一つの蓄電池パック４０が一つのセル４１を有しているように模式的に描かれているのであるが、実際には、一つの蓄電池パック４０は複数のセル４１を有しており、それぞれのセル４１が電気的に直列に接続されている（図１０を参照）。セル４１の形状は略円柱形状である。図７には、一部のセル４１の断面が示されている。

電極４０１、４０２は、セル４１からの電力を外部に出力するための一対の端子である。このうち、電極４０１は正極側の端子であり、電極４０２は負極側の端子である。電極４０１、４０２は、蓄電池パック４０の上面側に設けられた凹部４１０（図５を参照）の内側に設けられている。尚、蓄電池パック４０には、電極４０１、４０２の他にあと二つの端子（過放電端子４０３、温度端子４０４）が設けられているのであるが、図８においてはその図示が省略されている。これらの端子については、図１０を参照しながら後に説明する。

先に述べたように、電源装置１０は、蓄電池パック４０が接続されるそれぞれの接続部５０毎に、４つの端子５１、５２、５３、５４を有している。図８においては、このうち２つの端子５１、５２のみが図示されており、残りの端子５３、５４については図示が省略されている。端子５３、５４については、図１０を参照しながら後に説明する。

端子５１、５２は、蓄電池パック４０からの電力供給を受けるための端子である。端子５１は、蓄電池パック４０の正極側の電極４０１が接続される端子であり、本実施形態における「第１端子」に該当する。端子５２は、蓄電池パック４０の負極側の電極４０２が接続される端子であり、本実施形態における「第２端子」に該当する。

図８に示される回路のうち、符号「１００」が付された点線で囲まれた部分においては、蓄電池パック４０が電気的に直列に接続されている。符号「１００」が付された点線で囲まれた部分の回路、すなわち、接続部５０に接続されたそれぞれの蓄電池パック４０を電気的に直列に接続するように構成された回路のことを、以下では「内部回路１００」とも称する。

図８において符号「１０１」が付されている部分は、内部回路１００のうち正極側の端部である。また、図８において符号「１０２」が付されている部分は、内部回路１００のうち負極側の端部である。これらは、互いに直列に接続された蓄電池パック４０の電力を、内部回路１００の外にある昇圧回路１２３等の要素に対して入力する部分、ということができる。以下では、当該部分のことを「電力入力部１０１、１０２」のように表記する。

本実施形態では、接続部５０に接続される蓄電池パック４０のそれぞれが直列に接続される。このため、電力入力部１０１、１０２から各部へと入力される電圧は、単一の蓄電池パック４０から入力される電圧に比べて高くなる。このため、蓄電池パック４０からの電流を抑えながらも、大きな電力を取り出すことが可能となる。

また、蓄電池パック４０のそれぞれが直列に接続される構成においては、各蓄電池パック４０の端子間電圧（つまり、電極４０１と電極４０２との間の電圧）を、全ての蓄電池パック４０について揃える必要は無い。このため、異なる種類の蓄電池パック４０を混在させた状態で電源装置１０を動作させることができる。例えば、端子間電圧が１８Ｖの蓄電池パック４０を一部の接続部５０に接続し、端子間電圧が３６Ｖの蓄電池パック４０を他の一部の接続部５０に接続した状態で、電源装置１０から外部へと電力を供給することができる。

ところで、蓄電池パック４０のそれぞれが直列に接続される構成においては、一部の接続部５０から蓄電池パック４０が取り外されると、当該部分において回路が切断されてしまい、内部回路１００の電力入力部１０１、１０２から電力を入力することができなくなってしまうようにも思われる。このような事態を防止するために、本実施形態に係る電源装置１０では、蓄電池パック４０が接続される接続部５０のそれぞれに対応して、内部回路１００に接続経路１１０が設けられている。接続経路１１０は、接続部５０の蓄電池パック４０に対し電気的に並列となるように設けられた経路であって、端子５１と端子５２との間を繋いでいる。それぞれの接続経路１１０の途中には、ダイオード１１１が設けられている。ダイオード１１１は、そのアノードが端子５２側であり、カソードが端子５１側となるように配置されている。つまり、端子５２から端子５１へと向かう方向が順方向となるようにダイオード１１１が配置されている。

一部の接続部５０に蓄電池パック４０が取り付けられていない状態においては、当該接続部５０では、端子５１と端子５２との間が接続経路１１０によって電気的に接続される。これにより、その他の接続部５０に接続された蓄電池パック４０から電力が出力される経路は、切断されることなく維持される。

尚、接続部５０に蓄電池パック４０が接続されている状態においては、蓄電池パック４０の端子５１と端子５２との間が接続経路１１０によって短絡してしまい、端子５１から接続経路１１０を経て端子５２へと電流が流れてしまうことが懸念される。しかしながら、そのような電流はダイオード１１１によって遮断されるので、端子５１と端子５２との間が短絡してしまうことは無い。このように、ダイオード１１１は、蓄電池パック４０が接続部５０に接続されているときに、接続経路１１０における電流を遮断する機能を発揮するものであり、本実施形態における「遮断部」に該当する。

遮断部としては、ダイオード１１１とは別の回路要素を用いることもできる。図９には、ダイオード１１１に換えて、遮断部としてスイッチ１１２を用いた変形例の構成が示されている。接続部５０に蓄電池パック４０が接続されている状態においては、図９（Ａ）に示されるように、当該接続部５０ではスイッチ１１２が開状態とされる。一方、接続部５０に蓄電池パック４０が接続されていない状態においては、図９（Ｂ）に示されるように、当該接続部５０ではスイッチ１１２が閉状態とされる。このような遮断部の制御を実現するためには、例えば、後述のコントローラ１２１が、蓄電池パック４０の接続状態を電圧等に基づいて検知し、当該接続状態に応じてスイッチ１１２の開閉を切り換えることとすればよい。スイッチ１１２としては、例えばＭＯＦＳＥＴのようなスイッチング素子や、有接点のメカニカルリレー等を用いることができる。また、遮断部は、ダイオード１１１やスイッチ１１２に加えて、他の回路要素を含んでいてもよい。

以上のような構成により、電源装置１０では、複数の蓄電池パック４０を接続可能な構成としながらも、接続部５０の全てに対して蓄電池パック４０を接続しておく必要が無い。例えば、電源装置１０から比較的小さな電力しか出力する必要が無い場合には、接続部５０の総数よりも少ない数の蓄電池パック４０を接続した状態で、電源装置１０を使用することができる。この場合、電源装置１０の総重量が小さくなるので、電源装置１０を持ち運びやすくすることができる。このように、電源装置１０は、複数の蓄電池パック４０を電気的に直列に接続する構成としながらも、接続される蓄電池パック４０の数を適宜変更することが可能となっている。

このため、電源装置１０に接続される蓄電池パック４０の数は、用途に応じて適宜変更することができる。例えば、大型の電動工具のように比較的消費電力の大きな機器に電力を供給する際には、４つの蓄電池パック４０を接続する一方で、スマートフォンのように比較的消費電力の小さな機器に電力を供給する際には、１つの蓄電池パック４０のみを接続し、電源装置１０の全体を軽量化することができる。

また、電源装置１０に接続された複数の蓄電池パック４０のうち、一部の蓄電池パック４０で電池残量が０となった場合には、当該蓄電池パック４０のみを電源装置１０から取り外し、残りの蓄電池パック４０からの出力によって電源装置１０を使い続けることも可能となる。

更に、電源装置１０は、仕様や残量において互いに異なる複数の蓄電池パック４０が接続された状態であっても、問題なく動作することができる。例えば、電池容量において互いに異なる複数の蓄電池パック４０を同時に接続することができるので、使用者の手元にある既存の蓄電池パック４０を組み合わせて有効に活用することができる。また、フル充電された蓄電池パック４０と、使いかけの蓄電池パック４０とを同時に接続することもできるので、例えば工具等で使用されていた蓄電池パック４０を適宜使い回すことが可能となり、必要以上の蓄電池パック４０を持ち歩かなくてもよくなるという利点も生じる。

再び図８を参照しながら、電源装置１０の回路構成についての説明を続ける。電源装置１０は、先に述べた内部回路１００の他、コントローラ１２１と、レギュレータ１２２と、昇圧回路１２３と、インバータ回路１２４と、ＤＣ－ＤＣコンバータ１２５と、を備えている。

コントローラ１２１は、電源装置１０の全体の動作を制御するマイクロコンピュータである。コントローラ１２１の動作用の電力は、蓄電池パック４０からレギュレータ１２２を経てコントローラ１２１へと供給される。コントローラ１２１は、操作部７０に設けられた各種スイッチの状態に基づいて、インバータ回路１２４やＤＣ－ＤＣコンバータ１２５等の動作を制御する。また、コントローラ１２１は、電源装置１０の動作状態を示す信号を報知部６０に送信し表示させることで、使用者に対し各種情報の報知を行う。コントローラ１２１は、本実施形態における「制御部」に該当する。

レギュレータ１２２は、蓄電池パック４０の電力から一定の電圧を生成し、当該電圧をコントローラ１２１等の各部へと供給するための装置である。本実施形態では、電力入力部１０１とレギュレータ１２２との間に一次側スイッチ７３が配置されている。このため、一次側スイッチ７３が使用者によって閉状態とされると、レギュレータ１２２からの電圧が直ちにコントローラ１２１に供給され、コントローラ１２１が動作し始める。このように、一次側スイッチ７３は、電源装置１０の電源スイッチとして機能する。

このような構成に換えて、コントローラ１２１へは動作用の電力が常に供給されている構成としてもよい。この場合、例えば一次側スイッチ７３とは別に電源スイッチを設けた構成とした上で、電源スイッチが使用者によってＯＦＦからＯＮとされると、これを検知したコントローラ１２１が、インバータ回路１２４やＤＣ－ＤＣコンバータ１２５等の電源をＯＮとする構成としてもよい。

昇圧回路１２３は、電力入力部１０１の電圧を昇圧し、昇圧後の電圧をインバータ回路１２４へと供給する電力変換器である。インバータ回路１２４は、昇圧回路１２３から入力される直流電圧を、例えばＰＷＭ制御によって交流電圧に変換し、変換後の交流電力を交流出力部３０に供給する電力変換器である。インバータ回路１２４から交流出力部３０に供給される交流電力の実効値は、電圧切り換えスイッチ７１により予め設定されていた実効値とされる。同様に、インバータ回路１２４から交流出力部３０に供給される交流電力の周波数は、周波数切り換えスイッチ７２により予め設定されていた周波数とされる。また、昇圧回路１２３からインバータ回路１２４へと入力される電圧は、上記の実効値及び周波数に応じた電圧となるように適宜調整される。昇圧回路１２３及びインバータ回路１２４のそれぞれの動作はコントローラ１２１により制御される。図８においては図示が省略されているが、交流出力部３０から交流電力が出力される経路は、二次側スイッチ７４への操作に基づいて開閉可能となっている。

このように、コントローラ１２１は、操作部７０に対して行われた操作に応じて、交流出力部３０から出力される交流電力の仕様を変更する。ここでいう「仕様」には、交流出力部３０から出力される交流電力の実効値、及び、交流出力部３０から出力される交流電力の周波数が含まれる。このような態様に換えて、実効値又は周波数のうちの何れか一方のみが、操作部７０に対して行われた操作に応じて変更される態様であってもよい。

ＤＣ－ＤＣコンバータ１２５は、電力入力部１０１の電圧を調整し、調整後の電圧を直流出力部３２へと供給する電力変換器である。ＤＣ－ＤＣコンバータ１２５は、直流出力部３２に接続される機器の仕様に合わせた電圧、例えば５Ｖの電圧を生成し、当該電圧を直流出力部３２へと供給する。操作部７０に対し使用者が行う操作に基づいて、ＤＣ－ＤＣコンバータ１２５による電圧の調整が行われることとしてもよい。ＤＣ－ＤＣコンバータ１２５の動作はコントローラ１２１により制御される。図８においては図示が省略されているが、直流出力部３２から直流電力が出力される経路は、二次側スイッチ７４への操作に基づいて開閉可能となっている。

昇圧回路１２３、インバータ回路１２４、及びＤＣ－ＤＣコンバータ１２５のそれぞれは、接続部５０と出力部（交流出力部３０や直流出力部３２）との間で電力変換を行うものであり、本実施形態における「電力変換部」に該当する。

電源装置１０の回路構成のうち、図８においては省略されている部分の構成について、図１０を参照しながら説明する。図１０において符号「４０」が付されている点線は、接続部５０に接続された蓄電池パック４０を模式的に表している。図１０においては、電源装置１０に接続された４つの蓄電池パック４０のうちの２つのみ、具体的には、図８において最も上段に接続された蓄電池パック４０と、その１つ下段に接続された蓄電池パック４０と、の２つのみが示されている。説明の便宜上、図１０の上段に示される蓄電池パック４０のことを、以下では「蓄電池パック４０Ａ」とも称することがある。また、図１０の下段に示される蓄電池パック４０のことを、以下では「蓄電池パック４０Ｂ」とも称することがある。

それぞれの蓄電池パック４０には、図８を参照しながら先に説明した一対の電極４０１、４０２に加えて、過放電端子４０３と、温度端子４０４と、が設けられている。

過放電端子４０３は、セル４１を通る電流が所定値以上となったこと、すなわち、蓄電池パック４０において過放電が生じたことを示す信号を、外部に出力するための端子である。蓄電池パック４０の内部において、過放電端子４０３と電極４０２とを結ぶ経路の途中となる位置には、スイッチング素子４２が設けられている。通常時においては、スイッチング素子４２は閉状態となっている。セル４１を通る電流が所定値以上になると、蓄電池パック４０の内部に設けられた不図示の制御回路がこれを検知し、スイッチング素子４２を開状態に切り換える。図１０のように、過放電端子４０３に対し外部から所定の電圧が印加された状態においては、スイッチング素子４２の開閉状態に応じて過放電端子４０３の電位が変化する。過放電端子４０３の電位が、蓄電池パック４０において過放電が生じたことを示す信号として用いられる。

温度端子４０４は、蓄電池パック４０の内部温度、具体的にはセル４１の温度を示す信号を、外部に出力するための端子である。蓄電池パック４０の内部において、温度端子４０４と電極４０２とを結ぶ経路の途中となる位置には、サーミスタ４３が設けられている。サーミスタ４３は所謂「ＮＴＣサーミスタ」であり、検知された温度の上昇に伴ってその電気抵抗を減少させるものである。図１０のように、温度端子４０４に対し外部から所定の電圧が印加された状態においては、サーミスタ４３の電気抵抗に応じて温度端子４０４の電位が変化する。温度端子４０４の電位が、蓄電池パック４０の内部温度を示す信号として用いられる。

蓄電池パック４０において過放電が生じたか否かの情報や、蓄電池パック４０の内部温度は、いずれも蓄電池パック４０の状態を示す「電池情報」に該当する。過放電端子４０３及び温度端子４０４は、いずれも電池情報を示す信号（具体的には電位）を蓄電池パック４０の外部へと出力するための端子であって、本実施形態における「情報端子」に該当する。また、過放電端子４０３及び温度端子４０４から出力される信号は、本実施形態における「第１信号」に該当する。

尚、上記の電池情報には、蓄電池パック４０において過放電が生じたか否かの情報に替えて、もしくは当該情報に加えて、蓄電池パック４０において過電流が生じたか否かの情報が含まれていてもよい。つまり、過放電端子４０３から出力される信号は、蓄電池パック４０において過放電又は過電流のうち少なくとも一方が生じたか否かを示すものであればよい。また、蓄電池パック４０において過放電が生じたか否かの情報と、蓄電池パック４０において過電流が生じたか否かの情報とが、互いに別の端子から出力される構成であってもよい。

先ず、蓄電池パック４０Ａが接続された接続部５０と、その近傍における回路構成について説明する。蓄電池パック４０Ａが接続された接続部５０では、図８を参照しながら説明したように、端子５１にレギュレータ１２２が接続されている。レギュレータ１２２は、コントローラ１２１に供給するための電圧としてＶＣＣ１を生成する。ＶＣＣ１は、コントローラ１２１に供給される他、図１０において「ＶＣＣ１」が付された各電源ラインにも供給される。

蓄電池パック４０Ａが接続された接続部５０の端子５１には、レギュレータ１２２のみならず、レギュレータ１２２Ａも接続されている。レギュレータ１２２Ａは、蓄電池パック４０Ａが接続された接続部５０の端子５２、の電位を基準としてＶＣＣ２の電圧を生成する。ＶＣＣ２は、図１０において「ＶＣＣ２」が付された各電源ラインに供給される。

内部回路１００には、それぞれの接続部５０ごとに、端子５３、５４が更に設けられている。端子５３、５４は、端子５１、５２と共に、蓄電池パック４０の有する凹部４１０の内側に入り込むものである。

端子５３は、蓄電池パック４０の過放電端子４０３が接続される端子である。情報端子である過放電端子４０３が接続される端子５３は、本実施形態における「第３端子」に該当する。

蓄電池パック４０Ａが接続された接続部５０の端子５３には、抵抗Ｒ１を介してＶＣＣ２の電圧が印加されている。また、端子５３から伸びる配線は、フォトカプラＰＣ１の一次側（発光素子側）を介して、レギュレータ１２２Ａの基準電位へと接続されている。

フォトカプラＰＣ１の二次側（受光素子側）は、一端がコントローラ１２１の信号入力端子Ｐ１１に接続され、他端がコントローラ１２１の基準電位へと接続されている。また、フォトカプラＰＣ１と信号入力端子Ｐ１１との間の部分には、抵抗Ｒ５を介してＶＣＣ１の電圧が印加されている。

先に述べたように、蓄電池パック４０Ａにおいて過放電が生じていない通常時においては、スイッチング素子４２は閉状態となっている。このとき、端子５３の電位は端子５２の電位と同じとなるので、フォトカプラＰＣ１の一次側には電流が流れず、フォトカプラＰＣ１の二次側は開状態となる。このため、コントローラ１２１の信号入力端子Ｐ１１には、ＶＣＣ１の電圧が入力される。

蓄電池パック４０Ａにおいて過放電が生じると、スイッチング素子４２は開状態とされる。このとき、端子５３の電位はＶＣＣ２と同じとなるので、フォトカプラＰＣ１の一次側には電流が流れて、フォトカプラＰＣ１の二次側は閉状態となる。このため、コントローラ１２１の信号入力端子Ｐ１１の電位は、コントローラ１２１の基準電位まで低下する。

このように、コントローラ１２１の信号入力端子Ｐ１１の電位は、蓄電池パック４０Ａにおける過放電の有無に応じて、コントローラ１２１の基準電位とＶＣＣ１との間で変化する。コントローラ１２１は、信号入力端子Ｐ１１に入力される信号、すなわち信号入力端子Ｐ１１の電位の変化に応じて、蓄電池パック４０Ａにおいて過放電が生じたか否かを判定することができる。信号入力端子Ｐ１１に入力される信号は、端子５３の電位の変化に応じた信号（第１信号）を、コントローラ１２１に入力される信号（第２信号）に変換したもの、ということができる。また、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ５、及びフォトカプラＰＣ１により構成された回路は、上記の第１信号を第２信号に変換するための回路であって、本実施形態における「信号変換部」の一つに該当する。

端子５４は、蓄電池パック４０の温度端子４０４が接続される端子である。情報端子である温度端子４０４が接続される端子５４は、先に述べた端子５３と共に、本実施形態における「第３端子」に該当する。

蓄電池パック４０Ａが接続された接続部５０の端子５４には、抵抗Ｒ２を介してＶＣＣ２の電圧が印加されている。また、端子５４から伸びる配線は、比較器ＣＰの第１入力端子ｔ１へと接続されている。

蓄電池パック４０Ａが接続された接続部５０の端子５２には、蓄電池パック４０Ｂに向かって伸びる配線が接続されていることに加え、抵抗Ｒ３及び抵抗Ｒ４を介してＶＣＣ２の電圧が印加されている。互いに直列に接続された抵抗Ｒ３と抵抗Ｒ４との間は、比較器ＣＰの第２入力端子ｔ２へと接続されている。比較器ＣＰの出力端子ｔ３から伸びる配線は、フォトカプラＰＣ２の一次側（発光素子側）を介して、レギュレータ１２２Ａの基準電位へと接続されている。

フォトカプラＰＣ２の二次側（受光素子側）は、一端がコントローラ１２１の信号入力端子Ｐ１２に接続され、他端がコントローラ１２１の基準電位へと接続されている。また、フォトカプラＰＣ２と信号入力端子Ｐ１２との間の部分には、抵抗Ｒ６を介してＶＣＣ１の電圧が印加されている。

比較器ＣＰは、第１入力端子ｔ１の電位が第２入力端子ｔ２の電位以上の時に、出力端子ｔ３の電位がＬｏｗとなり、第１入力端子ｔ１の電位が第２入力端子ｔ２の電位を下回ると、出力端子ｔ３の電位がＨｉｇｈとなるように構成された素子である。

蓄電池パック４０Ａの温度が所定温度以下に収まっている通常時においては、サーミスタ４３の電気抵抗は比較的大きくなり、第１入力端子ｔ１の電位は第２入力端子ｔ２の電位以上となる。この場合、フォトカプラＰＣ２の一次側には電流が流れず、フォトカプラＰＣ２の二次側は開状態となる。このため、コントローラ１２１の信号入力端子Ｐ１２には、ＶＣＣ１の電圧が入力される。

蓄電池パック４０Ａの温度が上昇して上記所定温度を超えると、すなわち、蓄電池パック４０Ａで過昇温が生じると、サーミスタ４３の電気抵抗は比較的小さくなり、第１入力端子ｔ１の電位は第２入力端子ｔ２の電位を下回る。この場合、フォトカプラＰＣ２の一次側には電流が流れて、フォトカプラＰＣ２の二次側は閉状態となる。このため、コントローラ１２１の信号入力端子Ｐ１２の電位は、コントローラ１２１の基準電位まで低下する。

このように、コントローラ１２１の信号入力端子Ｐ１２の電位は、蓄電池パック４０における過昇温の有無に応じて、コントローラ１２１の基準電位とＶＣＣ１との間で変化する。コントローラ１２１は、信号入力端子Ｐ１２に入力される信号、すなわち信号入力端子Ｐ１２の電位の変化に応じて、蓄電池パック４０において過昇温が生じたか否かを判定することができる。信号入力端子Ｐ１２に入力される信号は、端子５４の電位の変化に応じた信号（第１信号）を、コントローラ１２１に入力される信号（第２信号）に変換したもの、ということができる。また、抵抗Ｒ２、抵抗Ｒ３、抵抗Ｒ４、抵抗Ｒ６、比較器ＣＰ、及びフォトカプラＰＣ２により構成された回路は、上記の第１信号を第２信号に変換するための回路であって、本実施形態における「信号変換部」の一つに該当する。

蓄電池パック４０Ｂが接続された接続部５０と、その近傍における回路構成については、蓄電池パック４０Ａについて説明した上記の構成と概ね同じである。蓄電池パック４０Ｂに繋がる回路部分では、上記のレギュレータ１２２Ａがレギュレータ１２２Ｂに置き換えられている。レギュレータ１２２Ｂは、蓄電池パック４０Ｂが接続された接続部５０の端子５２、の電位を基準としてＶＣＣ３の電圧を生成するものである。ＶＣＣ３は、図１０において「ＶＣＣ３」が付された各電源ラインに供給される。

蓄電池パック４０Ｂにおいて過放電が生じたか否かを示す信号は、蓄電池パック４０Ａの場合と同様にフォトカプラＰＣ１の二次側から送出され、コントローラ１２１の信号入力端子Ｐ２１に入力される。コントローラ１２１は、信号入力端子Ｐ２１に入力される信号、すなわち信号入力端子Ｐ２１の電位の変化に応じて、蓄電池パック４０Ｂにおいて過放電が生じたか否かを判定することができる。

また、蓄電池パック４０Ｂにおいて過昇温が生じたか否かを示す信号は、蓄電池パック４０Ａの場合と同様にフォトカプラＰＣ２の二次側から送出され、コントローラ１２１の信号入力端子Ｐ２２に入力される。コントローラ１２１は、信号入力端子Ｐ２２に入力される信号、すなわち信号入力端子Ｐ２２の電位の変化に応じて、蓄電池パック４０Ｂにおいて過昇温が生じたか否かを判定することができる。

図１０においては一部の図示が省略されているが、以上のような信号変換部を構成する回路は、電源装置１０が備える４つの接続部５０のそれぞれに対応して個別に設けられている。コントローラ１２１は、４つの接続部５０のそれぞれに対応して、蓄電池パック４０において過放電が生じたか否かを示す信号が入力される信号入力端子と、蓄電池パック４０において過昇温が生じたか否かを示す信号が入力される信号入力端子と、を有している。また、４つの接続部５０のそれぞれに対応して、レギュレータ１２２Ａやレギュレータ１２２Ｂと同様のレギュレータが設けられている。それぞれのレギュレータは、当該接続部５０の端子５２の電位を基準として、信号変換部の動作に必要な電圧を生成し各部に供給する。

以上のような構成により、コントローラ１２１は、接続された複数の蓄電池パック４０のそれぞれについて、過放電や過昇温が生じているか否かを常に把握することができる。

尚、情報端子である過放電端子４０３及び温度端子４０４を有する蓄電池パック４０の構成自体は、従来から知られているものである。蓄電池パック４０の情報端子から電池情報を取り出すための回路構成としては、例えば、図１１に示される比較例の構成とするのが一般的である。この比較例では、本実施形態と異なり接続部５０を１つしか有しておらず、蓄電池装置には単一の蓄電池パック４０のみが接続される構成となっている。コントローラ１２１の信号入力端子Ｐ１１には、端子５３の電位が直接入力される。また、コントローラ１２１の信号入力端子Ｐ１２には、端子５４の電位が直接入力される。

このような構成であっても、コントローラ１２１は、蓄電池パック４０において過放電や過昇温が生じているか否かを判定することが可能である。そこで、本実施形態のように複数の接続部５０を有する構成についても、図１１と同様の簡易な回路構成を採用してもよいように思われる。

しかしながら、図１１の回路構成を採用した場合には、それぞれの蓄電池パック４０の状態を、情報端子の電位に基づいて正確に判定することができなくなってしまう。その理由は以下の通りである。

本実施形態のように複数の蓄電池パック４０が直列に接続される構成においては、負極側の電極４０２の電位が、蓄電池パック４０ごとに異なる電位となる。このため、最も電力入力部１０２側（図８において最も下段）となる位置に配置された蓄電池パック４０を除いて、電極４０２の電位は、コントローラ１２１の基準電位とは一致しなくなってしまう。その結果、コントローラ１２１に入力される情報端子（過放電端子４０３及び温度端子４０４）の電位と、蓄電池パック４０の状態と、の対応関係が変化してしまうので、コントローラ１２１が蓄電池パック４０の状態を把握できなくなってしまうのである。

また、蓄電池パック４０の電極４０２の電位は、当該蓄電池パック４０の接続位置が電力入力部１０１側（図８において上段側）に近い程、高くなる。このため、最も電力入力部１０１側（図８において最も上段）となる位置に配置された蓄電池パック４０では、過放電端子４０３及び温度端子４０４の電位が高くなり過ぎて、コントローラ１２１の入力レンジを超えてしまうという問題も生じ得る。

そこで、本実施形態に係る電源装置１０では、図１０を参照しながら説明した回路構成を採用することで、上記の各問題を解決している。

先に述べたように、本実施形態では、蓄電池パック４０の情報端子（過放電端子４０３及び温度端子４０４）からの信号（第１信号）がコントローラ１２１に直接入力されるのではなく、信号変換部であるフォトカプラＰＣ１等によって変換された後の信号（第２信号）がコントローラ１２１に入力される構成となっている。

例えば過放電端子４０３からの信号については、端子５２と端子５３との間の電圧に基づいてフォトカプラＰＣ１が動作し、フォトカプラＰＣ１の動作で生じた信号が、第２信号としてコントローラ１２１に入力される。また、温度端子４０４からの信号については、端子５２と端子５４との間の電圧に基づいて比較器ＣＰ及びフォトカプラＰＣ２が動作し、フォトカプラＰＣ２の動作で生じた信号が、第２信号としてコントローラ１２１に入力される。いずれの場合であっても、信号変換部は、コントローラ１２１に入力される第２信号が、第２端子である端子５２と、第３端子である端子５３、５４との間の電圧に基づいた信号となるように、第１信号から第２信号への変換を行う。これにより、コントローラ１２１は、直列接続された複数の蓄電池パック４０のいずれについても、その状態を第２信号に基づいて正確に把握することができる。

尚、信号変換部による変換後の第２信号は、本実施形態のように第２端子（端子５２）と第３端子（端子５３、５４）との間の電圧に基づいた信号として生成されてもよいが、第１端子（端子５１）と第３端子（端子５３、５４）との間の電圧に基づいた信号として生成されてもよい。

端子５３とコントローラ１２１との間には、絶縁素子であるフォトカプラＰＣ１が介在している。また、端子５４とコントローラ１２１との間にも、絶縁素子であるフォトカプラＰＣ２が介在している。このように、第３端子である端子５３、５４は、コントローラ１２１のうち第２信号が入力される部分から電気的に絶縁されている。このため、蓄電池パック４０が直列接続されている状態において、一部の過放電端子４０３や温度端子４０４の電位が高くなっていたとしても、コントローラ１２１の信号入力端子Ｐ１１等に、その入力レンジを超えた高い電圧が印加されてしまうことは無い。

端子５２、５３とコントローラ１２１との間に介在する信号変換部は、本実施形態のように、比較器ＣＰや抵抗Ｒ１等を含む回路として構成されてもよいのであるが、信号変換部の少なくとも一部が、マイクロコンピュータのような制御回路として構成されていてもよい。この場合、コントローラ１２１は、当該制御回路との間で送受信される信号に基づいて、各蓄電池パック４０の状態を把握することとすればよい。フォトカプラＰＣ１等の絶縁素子は、上記制御回路の一部として設けられていてもよく、制御回路とコントローラ１２１との間に介在する形で設けられていてもよい。

主にコントローラ１２１によって実行される処理の具体的な流れについて、図１２を参照しながら説明する。同図のフローチャートで示される一連の処理は、電源スイッチに該当する一次側スイッチ７３がＯＮに切り換えられた時点で開始されるものである。

当該処理の最初のステップＳ０１では、電源装置１０の電源がＯＮとなり、蓄電池パック４０からの電力がコントローラ１２１を含む各部へと供給される。コントローラ１２１は、電力の供給により起動され、自動的にステップＳ０２以降の処理を実行し始める。

ステップＳ０１に続くステップＳ０２では、いずれかの蓄電池パック４０において過放電が検出されたか否かが判定される。コントローラ１２１は、電源装置１０に接続された蓄電池パック４０のそれぞれについて、過放電が生じているか否かを、端子５３からフォトカプラＰＣ１を介して入力される信号に基づいて常に監視している。いずれかの蓄電池パック４０で過放電が生じていると判定された場合には、後述のステップＳ１６に移行する。いずれの蓄電池パック４０においても過放電が生じていないと判定された場合には、ステップＳ０３に移行する。

ステップＳ０３では、いずれかの蓄電池パック４０において過昇温が検出されたか否かが判定される。コントローラ１２１は、電源装置１０に接続された蓄電池パック４０のそれぞれについて、過昇温が生じているか否かを、端子５４からフォトカプラＰＣ２を介して入力される信号に基づいて常に監視している。いずれかの蓄電池パック４０で過昇温が生じていると判定された場合には、ステップＳ１６に移行する。いずれの蓄電池パック４０においても過昇温が生じていないと判定された場合には、ステップＳ０４に移行する。

ステップＳ０４では、交流出力部３０からの交流電力の出力、及び、直流出力部３２からの直流電力の出力、のそれぞれが開始される。先に述べたように、コントローラ１２１は、昇圧回路１２３、インバータ回路１２４、及びＤＣ－ＤＣコンバータ１２５のそれぞれの動作を制御することで、交流出力部３０等から出力される電力を調整する。

ステップＳ０４に続くステップＳ０５では、入力電圧の検出が行われる。ここでいう「入力電圧」とは、互いに直列に接続された蓄電池パック４０の全体から、昇圧回路１２３等へと入力される直流電圧のことであり、具体的には、電力入力部１０１と電力入力部１０２との間に印加されている電圧のことである。入力電圧は、例えば、電源装置１０に設けられた不図示の電圧センサによって検出することができる。

ステップＳ０５に続くステップＳ０６では、出力可能電力の算出が行われる。「出力可能電力」とは、電源装置１０から、出力部（交流出力部３０及び直流出力部３２）を介して外部に出力することが許容される電力の上限値、のことである。本実施形態において、コントローラ１２１は、所定の定格電流値に対し、ステップＳ０５で検出された入力電圧を乗算して得られる電力の値を、上記の「出力可能電力」として算出する。出力可能電力の算出に用いられる上記の「定格電流値」とは、電源装置１０の回路構成に応じて予め設定された固定値である。例えば、電力変換部を構成する各要素の定格電流のうち最も小さい値が、上記の「定格電流値」として予め設定される。このように算出される出力可能電力は、電源装置１０に接続されている蓄電池パック４０の個数や、各蓄電池パック４０の端子間電圧等に基づいて、都度変化するものである。

ステップＳ０６に続くステップＳ０７では、ステップＳ０６で算出された出力可能電力の値を使用者に報知する処理が行われる。コントローラ１２１は、出力可能電力の値を、報知部６０の画面に表示させることで使用者に報知する。これにより、使用者は、電源装置１０に対しどのような負荷を接続できるのかを、容易に知ることができる。このように、報知部６０によって使用者へと報知される情報には、出力部から出力可能な電力の大きさが含まれる。

出力可能電力の値は、交流出力部３０から交流電力が出力される場合と、直流出力部３２から直流電力が出力される場合と、の両方について個別に算出され、それぞれの値が報知部６０に表示されることとしてもよい。

ステップＳ０７に続くステップＳ０８では、入力電流の検出が行われる。ここでいう「入力電流」とは、互いに直列に接続された蓄電池パック４０の全体から、昇圧回路１２３等へと入力される直流電流のことであり、具体的には、電力入力部１０１と電力入力部１０２との間で流れている電流のことである。入力電流は、例えば、電源装置１０に設けられた不図示の電流センサによって検出することができる。

ステップＳ０８に続くステップＳ０９では、消費電力の算出が行われる。ここでいう「消費電力」とは、電源装置１０の出力部から外部へと出力されている電力の値のことである。コントローラ１２１は、例えば、ステップＳ０５で検出された入力電圧の値に、ステップＳ０８で検出された入力電流の値を乗算することで、現時点における消費電力の値を算出する。

ステップＳ０９に続くステップＳ１０では、ステップＳ０９で算出された消費電力が、ステップＳ０６で算出された出力可能電力を上回っているか否かが判定される。消費電力が出力可能電力を上回っている場合には、ステップＳ１６に移行する。消費電力が出力可能電力以下に収まっている場合には、ステップＳ１１に移行する。

ステップＳ１１では、ステップＳ０２と同様に、いずれかの蓄電池パック４０において過放電が検出されたか否かが再び判定される。いずれかの蓄電池パック４０で過放電が生じていると判定された場合には、ステップＳ１６に移行する。いずれの蓄電池パック４０においても過放電が生じていないと判定された場合には、ステップＳ１２に移行する。

ステップＳ１１に続くステップＳ１２では、ステップＳ０３と同様に、いずれかの蓄電池パック４０において過昇温が検出されたか否かが再び判定される。いずれかの蓄電池パック４０で過昇温が生じていると判定された場合には、ステップＳ１６に移行する。いずれの蓄電池パック４０においても過昇温が生じていないと判定された場合には、ステップＳ１３に移行する。

ステップＳ１３において、電源スイッチに該当する一次側スイッチ７３がＯＮのままであれば、ステップＳ０５以降の処理が再度実行される。一次側スイッチ７３がＯＦＦとされた場合には、蓄電池パック４０からの電力供給が停止される。この場合、ステップＳ１４において出力部からの電力の出力が停止すると共に、ステップＳ１５において電源装置１０が電源ＯＦＦの状態になる。

ステップＳ０２やステップＳ１１において、いずれかの蓄電池パック４０で過放電が生じていると判定された場合や、ステップＳ０３やステップＳ１２において、いずれかの蓄電池パック４０で過昇温が生じていると判定された場合は、いずれかの蓄電池パック４０で異常が生じているということであるから、電源装置１０から電力を出力し続けることは好ましくない。また、ステップＳ１０において、消費電力が出力可能電力を上回っている場合には、過剰な電力が電源装置１０から出力されているということであるから、やはり電源装置１０から電力を出力し続けることは好ましくない。このため、ステップＳ１６では、電源装置１０において異常が生じている旨を使用者に報知する処理が行われる。コントローラ１２１は、例えば、異常が生じていることを示す文字列等を、報知部６０の画面に表示させる。

このように、報知部６０によって使用者へと報知される情報には、蓄電池パック４０の異常が生じたことを示す情報や、出力部から出力される電力が上限値（出力可能電力）を超えたことを示す情報が含まれる。

ステップＳ１６の処理が完了した後は、ステップＳ１４に移行する。この場合、コントローラ１２１は、電力変換部である昇圧回路１２３等の動作を停止させることで、交流出力部３０からの交流電力の出力、及び、直流出力部３２からの直流電力の出力、のそれぞれを停止させる。その後のステップＳ１５では、コントローラ１２１は自動的にシャットダウンすることで、電源装置１０を電源ＯＦＦの状態とする。このように、出力部から出力される電力が上限値（出力可能電力）を超えた場合には、本実施形態に係るコントローラ１２１は、出力部からの電力の出力を停止させる処理を行う。

尚、ステップＳ１５の処理が行われた以降においても、報知部６０による報知は継続して行われることとしてもよい。

第２実施形態について説明する。本実施形態は、内部回路１００の構成において第１実施形態と異なっている。図１３には、本実施形態に係る電源装置１０の構成が、図８と同様の方法で模式的に示されている。

図１３に示されるように、本実施形態の内部回路１００では、蓄電池パック４０から電流が出力される経路の途中となる位置に、リレーＲＬが設けられている。リレーＲＬは有接点のメカニカルリレーである。リレーＲＬは、接続部５０の蓄電池パック４０と直列に並ぶ位置に設けられており、リレーＲＬ及び蓄電池パック４０の全体が、ダイオード１１１に対して電気的に並列に接続されている。換言すれば、ダイオード１１１を含む接続経路１１０は、リレーＲＬと接続部５０の全体を迂回する電流経路として設けられている。

４つの接続部５０に対応して設けられたそれぞれのリレーＲＬは、コントローラ１２１に接続されており、コントローラ１２１からの信号に基づいて開閉動作を行う。蓄電池パック４０に異常が生じていない通常時においては、リレーＲＬは閉状態とされる。一方、蓄電池パック４０の異常が検知された際には、当該蓄電池パック４０に対応して設けられたリレーＲＬが開状態に切り換えられる。これにより、異常が生じた蓄電池パック４０から電流が出力される経路が、リレーＲＬによって遮断される。リレーＲＬは、本実施形態における「異常遮断部」に該当する。異常遮断部としては、本実施形態のようなリレーＲＬに換えて、例えばＭＯＦＳＥＴのようなスイッチング素子を用いることとしてもよい。

本実施形態において実行される処理の具体的な流れについて、図１４を参照しながら説明する。同図のフローチャートで示される一連の処理は、図１２に示される一連の処理に換えて実行されるものである。

図１４のフローチャートは、図１２のフローチャートに対し、ステップＳ２１乃至Ｓ２９の処理を追加したものとなっている。以下においては、図１２の第１実施形態と異なる点について主に説明し、第１実施形態と共通する点については適宜説明を省略する。

ステップＳ０２で、いずれかの蓄電池パック４０で過放電が生じていると判定された場合や、ステップＳ０３で、いずれかの蓄電池パック４０で過昇温が生じていると判定された場合には、本実施形態ではステップＳ２１に移行する。ステップＳ２１では、電源装置１０に接続された複数の蓄電池パック４０の全てにおいて異常が生じたのか、それとも、複数の蓄電池パック４０の一部においてのみ異常が生じたのか、が判定される。

電源装置１０に接続された複数の蓄電池パック４０の全てにおいて異常が生じている場合には、ステップＳ１６に移行する。この場合、正常に電力供給し得る蓄電池パック４０が存在しないということである。このため、先に述べたように、異常が生じている旨が報知部６０によって報知されると共に、電源装置１０からの電力の出力が停止されることとなる。

ステップＳ２１において、複数の蓄電池パック４０の一部においてのみ異常が生じている場合、すなわち、正常に電力供給し得る蓄電池パック４０が存在する場合には、ステップＳ２２に移行する。ステップＳ２２では、異常が生じている蓄電池パック４０に対応するリレーＲＬが開状態に切り換えられ、当該蓄電池パック４０からの電流の出力経路が遮断される。尚、異常が生じていない蓄電池パック４０に対応するリレーＲＬは、閉状態のままに維持される。このため、正常な蓄電池パック４０からの電力の供給は、以降においても継続される。

異常が生じている蓄電池パック４０が接続された端子５１と端子５２との間は、当該蓄電池パック４０が接続されていない場合と同様に、接続経路１１０によって電気的に接続されている。このため、その他の蓄電池パック４０から電力を供給する経路が遮断されてしまうことはない。このように、本実施形態の接続経路１１０は、蓄電池パック４０の異常が検知された際に、当該蓄電池パック４０が接続された端子５１と端子５２との間を電気的に接続するもの、ということができる。

尚、ステップＳ２１の判定においては、蓄電池パック４０の電池残量が０（又は所定値以下）となった場合に、当該蓄電池パック４０において異常が生じている、と判定されることとしてもよい。このような構成とすることで、電源装置１０に接続された複数の蓄電池パック４０のうち、一部の蓄電池パック４０で電池残量が０となった場合には、当該蓄電池パック４０を取り外すことなく、残りの蓄電池パック４０からの出力によって電源装置１０を使い続けることも可能となる。

ステップＳ２２に続くステップＳ２３では、一部の蓄電池パック４０において異常が生じている旨が、報知部６０に表示され、使用者に報知される。当該蓄電池パック４０の取り外しや交換を促すメッセージが、併せて報知部６０に表示されてもよい。

ステップＳ２３の後は、ステップＳ０４以降の処理が行われる。これにより、異常が生じていない蓄電池パック４０のみを用いて、電源装置１０から引き続き電力が出力される。尚、異常が生じた蓄電池パック４０からの出力経路がリレーＲＬによって遮断されることにより、ステップＳ０５において検出される入力電圧は、それまでよりも小さな電圧となる。また、ステップＳ０７で報知される出力可能電力の値は、正常な蓄電池パック４０の数に応じた値に変化することとなる。これにより、使用者は、蓄電池パック４０の状態に応じて変化する出力可能電力の値を、リアルタイムで知ることができる。

ステップＳ１１で、いずれかの蓄電池パック４０で過放電が生じていると判定された場合には、ステップＳ２４に移行する。その後、ステップＳ２４、Ｓ２５、Ｓ２６で実行されるそれぞれの処理は、ステップＳ２１、Ｓ２２、Ｓ２３で実行されるそれぞれの処理と同じである。これにより、異常（過放電）が生じている蓄電池パック４０からの電力供給が停止され、その旨が報知されると共に、正常な蓄電池パック４０からの電力供給が継続される。ステップ２６の後は、ステップＳ１２以降の処理が行われる。

ステップＳ１２で、いずれかの蓄電池パック４０で過昇温が生じていると判定された場合には、ステップＳ２７に移行する。その後、ステップＳ２７、Ｓ２８、Ｓ２９で実行されるそれぞれの処理は、ステップＳ２１、Ｓ２２、Ｓ２３で実行されるそれぞれの処理と同じである。これにより、異常（過昇温）が生じている蓄電池パック４０からの電力供給が停止され、その旨が報知されると共に、正常な蓄電池パック４０からの電力供給が継続される。ステップ２９の後は、ステップＳ１３以降の処理が行われる。

以上のように、本実施形態に係る電源装置１０では、接続された複数の蓄電池パック４０のうちの一部において過昇温等の異常が生じた場合でも、残りの正常な蓄電池パック４０を用いて、電源装置１０からの外部への電力供給を継続して行うことができる。このような効果は、接続部５０に接続される蓄電池パック４０の数を、適宜変更可能としたことにより得られるもう一つの効果、ということができる。

尚、以上のような動作は、コントローラ１２１によって自動的に行われるのであるが、使用者の手動操作によって行われることとしてもよい。例えば、異常遮断部として、リレーＲＬに換えて手動で操作される開閉スイッチを設けてもよい。この場合、使用者は、例えば報知部６０に表示される各蓄電池パック４０の状態に応じて、一部の開閉スイッチを開状態に切り換えることで、異常な蓄電池パック４０からの電力供給を遮断することができる。

以上に説明した電源装置１０には、種々の変更や改良を加えることができる。例えば、交流出力部３０等の出力部に接続された負荷の大きさ（例えば、電気機器の消費電力）に応じて、コントローラ１２１が、インバータ回路１２４等の電力変換部の動作を変化させることとしてもよい。

例えば、電源装置１０に接続された電気機器の消費電力が大きい場合には、昇圧回路１２３がより高い電圧まで昇圧することとしたり、インバータ回路１２４におけるＰＷＭ制御のデューティをより大きくしたりすることとしてもよい。このように、出力する必要のある電力に応じて、電力変換部の動作を適宜変化させることで、電源装置１０からの電力の供給をより効率的に行うことが可能となる。

以上においては、電源装置１０が、様々な外部機器を接続することのできる汎用の電源装置である場合の例について説明した。しかしながら、以上のような電源装置１０の構成は、例えば可搬型電動工具に内蔵される電源回路のような、電気機器と一体に設けられる電源装置にも適用することができる。上記の電気機器としては、例えば、大型の電動工具等を挙げることができる。電動工具等に内蔵された電源部、又は電動工具等に外付けされる電源部に対し、これまでに説明した本発明技術を適用すれば、蓄電池パックの仕様や個数、電池残量を気にせずに、接続された蓄電池パックに応じた大出力を得ることが可能になる。

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

１０：電源装置
３０：交流出力部
３２：直流出力部
４０：蓄電池パック
５０：接続部
５１，５２，５３，５４：端子
１００：内部回路
１１０：接続経路
１１１：ダイオード

Claims (21)

1. 蓄電池パックが接続される複数の接続部と、
   前記接続部に接続されたそれぞれの前記蓄電池パックを、電気的に直列に接続する内部回路と、
   前記蓄電池パックからの電力を出力する出力部と、を備え、
   それぞれの前記接続部毎に、前記内部回路は、
   前記蓄電池パックの一方の電極が接続される第１端子と、
   前記蓄電池パックの他方の電極が接続される第２端子と、
   前記蓄電池パックが前記接続部に接続されていないときに、前記第１端子と前記第２端子との間を電気的に接続する接続経路と、を有している電源装置。
2. 前記内部回路は、
   前記蓄電池パックが前記接続部に接続されているときに、前記接続経路における電流を遮断する遮断部を有する、請求項１に記載の電源装置。
3. 前記遮断部はダイオードを含む、請求項２に記載の電源装置。
4. 前記遮断部は、前記接続経路の開閉を切り換えるスイッチを含む、請求項２に記載の電源装置。
5. 電源装置の動作を制御する制御部を更に備え、
   前記蓄電池パックは、電池情報を示す第１信号を出力する情報端子、を有するものであり、
   それぞれの前記接続部毎に、前記内部回路は、
   前記情報端子が接続される第３端子と、
   前記情報端子から前記第３端子に入力された前記第１信号を、前記制御部に入力される第２信号に変換する信号変換部と、を有している、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電源装置。
6. 前記信号変換部は、
   前記第２信号が、前記第１端子又は前記第２端子のいずれか一方と、前記第３端子との間の電圧に基づいた信号となるように、前記第１信号を前記第２信号に変換する、請求項５に記載の電源装置。
7. 前記第３端子は、前記制御部のうち前記第２信号が入力される部分から電気的に絶縁されている、請求項５又は６に記載の電源装置。
8. 前記電池情報とは、前記蓄電池パックの内部温度を示す情報である、請求項５乃至７のいずれか１項に記載の電源装置。
9. 前記電池情報とは、前記蓄電池パックにおいて過放電又は過電流のうち少なくとも一方が生じたか否かを示す情報である、請求項５乃至７のいずれか１項に記載の電源装置。
10. 前記接続部と前記出力部との間で電力変換を行う電力変換部を更に備える、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の電源装置。
11. 前記出力部は、直流電力を出力する直流出力部を含む、請求項１０に記載の電源装置。
12. 前記出力部は、交流電力を出力する交流出力部を含む、請求項１０に記載の電源装置。
13. 電源装置の動作を制御する制御部と、
    使用者によって操作される部分である操作部と、を更に備え、
    前記制御部は、
    前記操作部に対して行われた操作に応じて、前記交流出力部から出力される交流電力の仕様を変更する、請求項１２に記載の電源装置。
14. 前記仕様には、前記交流出力部から出力される交流電力の実効値、及び、前記交流出力部から出力される交流電力の周波数、のうち少なくとも１つが含まれる、請求項１３に記載の電源装置。
15. 前記出力部に接続された負荷の大きさに応じて、前記電力変換部の動作を変化させる、請求項１０乃至１４のいずれか１項に記載の電源装置。
16. 蓄電池パックが接続される複数の接続部と、
    前記接続部に接続されたそれぞれの前記蓄電池パックを、電気的に直列に接続する内部回路と、
    前記蓄電池パックからの電力を出力する出力部と、を備え、
    それぞれの前記接続部毎に、前記内部回路は、
    前記蓄電池パックの一方の電極が接続される第１端子と、
    前記蓄電池パックの他方の電極が接続される第２端子と、
    前記蓄電池パックの異常が検知された際に、前記第１端子と前記第２端子との間を電気的に接続する接続経路と、を有しており、
    前記蓄電池パックの異常が検知された際に、当該蓄電池パックから電流が出力される経路を遮断する異常遮断部、を更に備える電源装置。
17. 電源装置の動作を制御する制御部を更に備え、
    前記出力部から出力される電力が上限値を超えた場合には、
    前記制御部は、前記出力部からの電力の出力を停止させる、請求項１乃至１６のいずれか１項に記載の電源装置。
18. 使用者に対し情報を報知する報知部を更に備える、請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の電源装置。
19. 前記報知部は、前記出力部から出力可能な電力の大きさを報知する、請求項１８に記載の電源装置。
20. 前記報知部は、前記蓄電池パックの異常が生じたことを報知する、請求項１８に記載の電源装置。
21. 前記報知部は、前記出力部から出力される電力が上限値を超えたことを報知する、請求項１８に記載の電源装置。

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