JP2023134808A - バッテリパック - Google Patents
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Abstract
【課題】電力の損失を抑制しつつ、汎用性に優れたバッテリパックを提供する。【解決手段】バッテリパックは、複数のバッテリブロックと、接続部と、を備える。接続部は、電動作業機の正極入力端子及び負極入力端子に接続されるように構成された正極出力端子及び負極出力端子を含む。複数のバッテリブロックのうちの接続数のバッテリブロックそれぞれの正極及び負極が、正極出力端子及び負極出力端子を介して正極入力端子及び負極入力端子と導通し、接続数は、接続部を介して入力される電動作業機の機器情報に応じた個数である。【選択図】図12
Description
本開示は、電動作業機に用いるバッテリパックに関する。
近年、バッテリ技術の進歩やセルの大型化により、バッテリパックの高容量化や高出力化が進み、様々な特性のバッテリパックが市場に提供されている。そのため、適合しない電動作業機とバッテリパックの組み合わせが生じることがあり得る。このような不適合な組み合わせの例として、低インピーダンスに対応していない電動作業機と低インピーダンスのバッテリパックとの組み合わせが挙げられる。
低インピーダンスのバッテリパックは、高インピーダンスのバッテリパックと比べて、バッテリパック内の電圧降下が小さくなる。そのため、低インピーダンスに対応していない電動作業機に低インピーダンスのバッテリパックを装着して使用すると、電動作業機に想定よりも大きな電力が供給される。その結果、電動作業機の動作に支障が生じる可能性がある。
そこで、特許文献1に記載の電池パックは、電池パックの本来の内部抵抗値が電動工具にとって不足している場合には、本来の内部抵抗に調整用抵抗が直列に接続されて、電池パックの内部抵抗値が高くなるように構成されている。
しかしながら、バッテリパックの内部抵抗に調整用抵抗を接続した場合、調整用抵抗に放電電流が流れて、調整用抵抗によって電力が消費される。すなわち、調整用抵抗を追加したことによって、電力の損失が生じる。
本開示の1つの局面は、電力の損失を抑制しつつ、汎用性に優れたバッテリパックを提供する。
本開示の1つの局面は、バッテリパックであって、複数のバッテリブロックと、接続部と、を備える。接続部は、電動作業機の正極入力端子及び負極入力端子に接続されるように構成された正極出力端子及び負極出力端子を含む。複数のバッテリブロックのうちの接続数のバッテリブロックそれぞれの正極及び負極が、正極出力端子及び負極出力端子を介して正極入力端子及び負極入力端子と導通する。接続数は、接続部を介して入力される電動作業機の機器情報に応じた個数である。
本開示の1つの局面によれば、電動作業機の作業機正極端子及び作業機負極端子と導通させるバッテリブロックの個数を変化させることにより、バッテリパックのインピーダンスを変化させることができる。よって、機器情報に応じた個数のバッテリブロックと電動作業機とを導通させることにより、バッテリパックのインピーダンスを電動作業機に応じて調整することができる。すなわち、電力の損失を抑制しつつ、汎用性に優れたバッテリパックを実現することができる。
また、接続数は、機器情報に応じて決まる正極入力端子及び負極入力端子に導通させることが可能なバッテリブロックの最大個数以下の個数であってもよい。
電動作業機に導通させるバッテリブロックの個数を、機器情報に応じて決まる最大個数以下にすることにより、バッテリパックのインピーダンスを、電動作業機が適応可能な範囲内にすることができる。
電動作業機に導通させるバッテリブロックの個数を、機器情報に応じて決まる最大個数以下にすることにより、バッテリパックのインピーダンスを、電動作業機が適応可能な範囲内にすることができる。
また、接続部は、通信端子を含んでもよい。バッテリパックは、選択処理と導通処理とを実行するように構成された制御部を備えてもよい。選択処理は、通信端子を介した電動作業機との通信によって得られた機器情報に基づいて、複数のバッテリブロックから接続数のバッテリブロックを選択する。導通処理は、選択した接続数のバッテリブロックのそれぞれの正極及び負極と、正極出力端子及び負極出力端子とを導通させ、複数のバッテリブロックのうちの選択していないバッテリブロックの正極及び負極の少なくとも一方と、正極出力端子及び負極出力端子とを非導通にさせる。
通信端子を介した電動作業機との通信によって、機器情報を取得し、取得した機器情報に基づいて、電動作業機に応じた個数のバッテリブロックを選択することができる。ひいては、電動作業機に応じた個数のバッテリブロックと電動作業機とを導通させ、残りのバッテリブロックと電動作業機とを非導通にさせることができる。
また、制御部は、接続数のバッテリブロックの選択が完了するまで、複数のバッテリブロックのうちのいずれか1個のバッテリブロックの正極及び負極と、正極出力端子及び負極出力端子とを導通させて、電動作業機へ電力を供給する電力供給処理を実行するように構成されていてもよい。
バッテリブロックの選択が完了するまでは、いずれか1個のバッテリブロックと電動作業機とが導通する。これにより、バッテリパックのインピーダンスを最も高い値にした状態で、バッテリパックから電動作業機へ電力を供給することができる。ひいては、バッテリパックは、電動作業機と通信を実行し、バッテリブロックを選択するための機器情報を得ることができる。
また、バッテリパックは、報知部を備えてもよい。制御部は、接続数が電動作業機の対応可能なバッテリブロックの最大個数である場合と、接続数が最大個数未満である場合とで、報知部に異なる報知をさせる報知処理を実行するように構成されていてもよい。
電動作業機の対応可能な最大個数のバッテリブロックから電動作業機へ電力が供給されている場合と、最大個数よりも少ないバッテリブロックから電動作業機へ電力が供給されている場合とで、異なる報知が実行される。これにより、使用者は、電動作業機が最大電力で作動しているか否かを認識することができる。
また、制御部は、接続数が電動作業機の対応可能なバッテリブロックの最大個数である場合と、接続数が最大個数未満である場合とで、電動作業機が備える作業機報知部に異なる報知をさせるように、電動作業機へ報知指令を出力する報知指令処理を実行するように構成されていてもよい。
電動作業機の対応可能な最大個数のバッテリブロックから電動作業機へ電力が供給されている場合と、最大個数よりも少ないバッテリブロックから電動作業機へ電力が供給されている場合とで、異なる報知をさせるように、バッテリパックから電動作業機へ報知指令が出力される。これにより、使用者は、電動作業機を使用中に認識しやすい電動作業機の作業機報知部を介して、電動作業機が最大電力で作業しているか否かを容易に認識するこ
とができる。
とができる。
また、バッテリパックは報知部を備えてもよい。制御部は、複数のバッテリブロックのいずれからも放電を禁止する場合に、報知部に放電禁止を報知させる禁止報知処理を実行するように構成されていてもよい。
複数のバッテリブロックのいずれからも放電を禁止する場合には、放電禁止が報知される。これにより、使用者は、バッテリパックが使用できない状態であることを認識することができる。
また、正極出力端子は、複数のバッテリブロックに応じた個数の複数の正極端子を含み、負極出力端子は、複数のバッテリブロックに応じた個数の複数の負極端子を含んでいてもよい。1個のバッテリブロックに対応した電動作業機が接続されたことに応じて、複数のバッテリブロックのうちの第1のバッテリブロックの正極及び負極が、対応する正極端子及び負極端子を介して正極入力端子及び負極入力端子と導通し、2個のバッテリブロックに対応した電動作業機が接続されたことに応じて、複数のバッテリブロックのうちの第1及び第2のバッテリブロックの正極及び負極が、それぞれに対応する正極端子及び負極端子を介して正極入力端子及び負極入力端子と導通してもよい。
正極出力端子及び負極出力端子が、複数のバッテリブロックに応じた個数の正極端子及び負極端子を含んでいる。これにより、複数のバッテリブロックを個別に、電動作業機の正極入力端子及び負極入力端子と導通させることができる。
また、複数の正極端子は、正極入力端子の挿入方向に沿って配列されており、負極出力複数の負極端子は、負極入力端子の挿入方向に沿って配列されていてもよい。第1のバッテリブロックの正極及び負極に対応する正極端子及び負極端子は、正極入力端子及び負極入力端子の挿入側に最も近い位置に配置されており、第2のバッテリブロックの正極及び負極に対応する正極端子及び負極端子は、第1のバッテリブロックの正極及び負極に対応する正極端子及び負極端子の隣に配置されていてもよい。
電動作業機の正極入力端子及び負極入力端子の挿入側に近い位置に配置された正極端子及び負極端子から順番に用いられるため、バッテリパックの接続部を簡易な構成にすることができる。
また、バッテリパックは、2個のバッテリブロックの容量をバランスさせるように構成された1個のバランス回路を備えてもよい。複数のバッテリブロックは、3個のバッテリブロックを備えていてもよい。3個のバッテリブロックは、1個のバッテリブロックに対応した電動作業機が接続されたことに応じて、3個のバッテリブロックのうちの第1のバッテリブロックの正極及び負極が正極入力端子及び負極入力端子と導通し、且つ、3個のバッテリブロックのうちの第2のバッテリブロックと第3のバッテリブロックとが並列に接続されてもよい。バランス回路は、第1のバッテリブロックと第2のバッテリブロックとに接続されていてもよい。
3個のバッテリブロックのうちの第1のバッテリブロックから電動作業機へ電力を供給する場合には、残りの第2のバッテリブロックと第3のバッテリブロックとが並列に接続されるため、第2のバッテリブロックと第3のバッテリブロックの容量のバランスを取ることができる。さらに、バランス回路によって、第1のバッテリブロックと第2のバッテリブロックの容量のバランスを取ることができる。よって、3個のバッテリブロックのバランスを取ることができる。また、2個のバッテリブロックから電動作業機へ電力を供給する場合には、第1のバッテリブロック及び第2のバッテリブロックのうちのいずれかを
使用しないことによって、3個のバッテリブロックの容量のバランスを取ることができる。したがって、最小限のバランス回路によって、3個のバッテリブロックの容量をバランスさせることができる。
使用しないことによって、3個のバッテリブロックの容量のバランスを取ることができる。したがって、最小限のバランス回路によって、3個のバッテリブロックの容量をバランスさせることができる。
[項目A-1]
前記正極入力端子及び前記負極入力端子は、前記電動作業機が対応可能な前記バッテリブロックの個数である対応可能数に応じて構成されており、
前記接続部は、前記機器情報により、前記正極入力端子及び前記負極入力端子を受容可能に構成されている、上述のバッテリパック。
前記正極入力端子及び前記負極入力端子は、前記電動作業機が対応可能な前記バッテリブロックの個数である対応可能数に応じて構成されており、
前記接続部は、前記機器情報により、前記正極入力端子及び前記負極入力端子を受容可能に構成されている、上述のバッテリパック。
このようなバッテリパックによれば、電動作業機が対応可能なバッテリブロックの個数に応じて構成された正極入力端子及び負極入力端子が、バッテリパックの正極出力端子及び負極出力端子に接続される。これにより、電動作業機が対応可能な個数のバッテリブロックを、正極出力端子及び負極出力端子を介して、正極入力端子及び負極入力端子に導通させることができる。
以下、図面を参照しながら、本開示を実施するための形態を説明する。
(第1実施形態)
<1.システムの構成>
まず、本実施形態に係るバッテリシステムの概要について、図1を参照して説明する。本実施形態に係るバッテリシステムは、電動作業機5とバッテリパック10とを備える。電動作業機5は、バッテリパック10から電力の供給を受けて作動する園芸機器、電動工具などである。園芸機器は、例えば、草刈機、ヘッジトリマなどである。電動工具は、インパクトドライバ、チェーンソー、ブロワ―などである。本実施形態では、電動作業機5として、インパクトドライバを例にして説明する。
(第1実施形態)
<1.システムの構成>
まず、本実施形態に係るバッテリシステムの概要について、図1を参照して説明する。本実施形態に係るバッテリシステムは、電動作業機5とバッテリパック10とを備える。電動作業機5は、バッテリパック10から電力の供給を受けて作動する園芸機器、電動工具などである。園芸機器は、例えば、草刈機、ヘッジトリマなどである。電動工具は、インパクトドライバ、チェーンソー、ブロワ―などである。本実施形態では、電動作業機5として、インパクトドライバを例にして説明する。
電動作業機5は、柱状のグリップ6と、円柱状のヘッド7と、直方体状のバッテリ装着部9と、を備える。ヘッド7は、グリップ6の上側に設けられており、バッテリ装着部9は、グリップ6の下側に設けられている。本実施形態では、グリップ6の延伸方向を上下方向、ヘッド7の延伸方向を前後方向、上下方向及び前後方向に垂直な方向を左右方向と称する。
ヘッド7は、図示しないモータと、モータを制御するコントローラと、を内蔵している。また、ヘッド7の前側の先端には、先端工具3が装着可能になっている。モータは、バッテリパック10から電力の供給を受けて駆動する。先端工具3は、モータの駆動により生じた回転力を受けて回転する。ヘッド7の後面には、機器表示部8が設けられている。すなわち、機器表示部8は、使用者がグリップ6を握って、先端工具3を被加工材に向けた場合に、使用者に視認しやすい位置に設けられている。機器表示部8は、例えば、複数のLEDを備え、各LEDは、バッテリパック10から受信したバッテリ情報や、電動作業機5の情報に応じて、点灯や、点滅、消灯する。機器表示部8は、作業機報知部の一例に相当する。
また、グリップ6の前面にはトリガ2が設けられている。トリガ2は、使用者により操作される操作部である。使用者がトリガ2を引くことにより、バッテリパック10からモータへ電力が供給され、先端工具3が回転する。
バッテリパック10は、直方体状の樹脂ケースを備え、バッテリ装着部9の下側に装着される。バッテリパック10は、バッテリ表示部11を備える。バッテリ表示部11は、例えば、バッテリパック10の後面に設けられている。バッテリ表示部11は、例えば、複数のLEDを備え、各LEDは、バッテリパック10の状態に応じて、点灯や、点滅、消灯する。バッテリ表示部11は、報知部の一例に相当する。
<2.バッテリパックの構成>
<2-1.バッテリパックの回路構成>
次に、バッテリパック10の構成について、図2及び図3を参照して説明する。バッテリパック10は、樹脂ケースの上面に接続部15を備える。また、バッテリパック10は
、樹脂ケース内に、3個のバッテリブロック20,21,22と、第1のバッテリ回路200と、第2のバッテリ回路210と、第3のバッテリ回路220と、を備える。
<2-1.バッテリパックの回路構成>
次に、バッテリパック10の構成について、図2及び図3を参照して説明する。バッテリパック10は、樹脂ケースの上面に接続部15を備える。また、バッテリパック10は
、樹脂ケース内に、3個のバッテリブロック20,21,22と、第1のバッテリ回路200と、第2のバッテリ回路210と、第3のバッテリ回路220と、を備える。
バッテリブロック20,21,22は、同じ定格電圧、同じインピーダンスのバッテリブロックであり、それぞれ、複数のバッテリセルが直接接続されて構成されている。バッテリブロック20,21,22は、例えばリチウムイオン二次電池であり、その定格電圧は、例えば18Vであり、また、インピーダンスは、例えば100mΩである。バッテリブロック20,21,22のうちの2つのバッテリブロックを並列に接続すると、バッテッパック10のインピーダンスは約50mΩになる。また、3つのバッテリブロックを並列に接続すると、バッテリパック10のインピーダンスは約33mΩになる。
図2に示すように、バッテリブロック20の正極には、第1のバッテリ回路200の第1の正極ラインを介して、第1の正極端子TP0が接続されている。バッテリブロック20の負極には、第1のバッテリ回路200の第1の負極ラインを介して、第1の負極端子TN0が接続されている。第1の正極ラインに接続された第1の充電ラインには、第1の充電端子TC0が接続されている。第1の負極ラインの電位が、第1のバッテリ回路200のグランドレベルになる。
また、バッテリブロック21の正極には、第2のバッテリ回路210の第2の正極ラインを介して、第2の正極端子TP1が接続されている。バッテリブロック21の負極には、第2のバッテリ回路210の第2の負極ラインを介して、第2の負極端子TN1が接続されている。第2の正極ラインに接続された第2の充電ラインには、第2の充電端子TC1が接続されている。第2の負極ラインの電位が、第2のバッテリ回路210のグランドレベルになる。
また、バッテリブロック22の正極には、第3のバッテリ回路220の第3の正極ラインを介して、第3の正極端子TP2が接続されている。バッテリブロック22の負極には、第3のバッテリ回路220の第3の負極ラインを介して、第3の負極端子TN2が接続されている。第3の正極ラインに接続された第3の充電ラインには、第3の充電端子TC2が接続されている。第3の負極ラインの電位が、第3のバッテリ回路220のグランドレベルになる。
第1のバッテリ回路200と、第2のバッテリ回路210と、第3のバッテリ回路220は、基本的な構成は同じである。まず、第1のバッテリ回路200と、第2のバッテリ回路210と、第3のバッテリ回路220とで共通する構成について説明する。
第1、第2、第3のバッテリ回路200,210,220は、セル状態検出部420,421,422と、温度検出部410,411,412と、レギュレータ430,431,432と、Self Control Protector(以下、SCP)回路560,561,562と、放電逆流防止FET530,531,532と、半導通抵抗510,511,512と、充電逆流防止FET550,551,552と、放電検出回路570,571,572と、充電検出回路580,581,582と、スイッチ60,61,62と、保護FET590,591,592と、を備える。
レギュレータ430,431,432は、第1,第2,第3の正極ラインに接続されている。レギュレータ430,431,432は、それぞれバッテリブロック20,21,22から電源供給を受けて、第1,第2,第3のバッテリ回路200,210,220において使用する電源電圧を生成する。レギュレータ430により生成される電源電圧は、第1のバッテリ回路200のグランドレベルを基準にした電圧であり、レギュレータ431により生成される電源電圧は、第2のバッテリ回路210のグランドレベルを基準にし
た電圧である。レギュレータ432により生成される電源電圧は、第3のバッテリ回路220のグランドレベルを基準にした電圧である。
た電圧である。レギュレータ432により生成される電源電圧は、第3のバッテリ回路220のグランドレベルを基準にした電圧である。
セル状態検出部420,421,422は、バッテリブロック20,21,22に接続されており、バッテリブロック20,21,22に含まれる各バッテリセルのセル電圧を検出する。また、セル状態検出部420,421,422は、バッテリブロック20,21,22に流れ込む充電電流、及びバッテリブロック20,21,22から流れ出る放電電流を検出する。セル状態検出部420,421,422は、検出した各検出値をデジタル信号に変換し、後述するマイコン30へ出力する。
温度検出部410,411,412は、サーミスタを含み、バッテリブロック20,21,22に含まれる少なくとも1つのバッテリセルのセル温度を検出する。温度検出部410,411,412は、検出したセル温度をアナログ信号で、後述するマイコン30へ出力する。
SCP回路560,561,562は、第1,第2,第3の充電ライン上に設けられており、バッテリブロック20,21,22の過充電状態を回避するための回路である。スイッチ60,61,62は、SCP回路560,561,562と第1,第2,第3の負極ラインのそれぞれとの間に接続されている。
SCP回路560,561,562は、自己溶断ヒューズと発熱抵抗体とを備える。マイコン30は、バッテリブロック20,21,22が継続的に利用不可能な場合に、スイッチ60,61,62へオンを指令する。マイコン30からの指令によってスイッチ60,61,62がオンになると、通電によりSCP回路560,561,562の発熱抵抗体が発熱して、自己溶断ヒューズが溶断する。これにより、第1,第2,第3の充電ラインが遮断され、バッテリブロック20,21,22の充電が不可能な状態になる。
放電逆流防止FET530,531,532は、第1,第2,第3の正極ラインに設けられている。放電逆流防止FET530,531,532は、寄生ダイオード520,521,522を備える。寄生ダイオード520,521,522は、アノード側が保護FET590,591,592のドレイン端子に接続され、カソード側が第1,第2,第3の正極端子TP0,TP1,TP2に接続されている。放電検出回路570,571,572は、寄生ダイオード520,521,522を用いて、第1,第2,第3の正極端子TP0,TP1,TP2からバッテリブロック20,21,22の正極へ電流が流れることを防止する。
詳しくは、放電検出回路570,571,572は、放電逆流防止FET530,531,532のそれぞれのドレイン端子及びソース端子に接続されており、放電逆流防止FET530,531,532のそれぞれのドレイン-ソース間の電位差を測定する。放電検出回路570,571,572は、この電位差により、寄生ダイオード520,521,522の順方向に放電電流が流れたことを検出するまでは、放電逆流防止FET530,531,532をオフにする。また、放電検出回路570,571,572は、寄生ダイオード520,521,522の順方向に放電電流が流れたことを検出すると、放電逆流防止FET530,531,532をオンにする。
半導通抵抗510,511,512は、放電逆流防止FET530,531,532のドレイン-ソース間に並列に接続されている。半導通抵抗510,511,512は、バッテリブロック20,21,22の正極と第1,第2,第3の正極端子TP0,TP1,TP2との間を半導通状態にする。半導通状態は、バッテリブロック20,21,22の正極と第1,第2,第3の正極端子TP0,TP1,TP2との導通を遮断する遮断状態
と、バッテリブロック20,21,22の正極と第1,第2,第3の正極端子TP0,TP1,TP2とを導通させる導通状態との中間の状態である。半導通状態は、バッテリブロック20,21,22の正極と第1,第2,第3の正極端子TP0,TP1,TP2との間で、導通状態よりも少ない電流を流す。
と、バッテリブロック20,21,22の正極と第1,第2,第3の正極端子TP0,TP1,TP2とを導通させる導通状態との中間の状態である。半導通状態は、バッテリブロック20,21,22の正極と第1,第2,第3の正極端子TP0,TP1,TP2との間で、導通状態よりも少ない電流を流す。
すなわち、半導通抵抗510,511,512は、放電逆流防止FET530,531,532がオンのときよりも、少ない電流を流すように抵抗値が調整されている。これにより、使用によって電圧差が生じたバッテリブロック20,21,22を並列に接続した場合に、電圧が高いバッテリブロックから電圧が低いバッテリブロックへ、過電流が流れることが抑制される。
保護FET590,591,592は、第1,第2,第3の正極ラインに設けられている。詳しくは、保護FET590,591,592のドレイン端子は、放電逆流防止FET530,531,532のソース端子に接続されており、保護FET590,591,592のソース端子は、バッテリブロック20,21,22の正極に接続されている。保護FET590,591,592は、後述するマイコン30によりオンオフが制御される。マイコン30は、電動作業機5のバッテリ装着部9にバッテリパック10が装着されている場合、保護FET590,591,592のうち電動作業機5が対応可能なバッテリブロックの個数に応じたFETをオンにし、残りのFETをオフにする。
充電逆流防止FET550,551,552は、第1,第2,第3の充電ラインに設けられている。充電逆流防止FET550,551,552は、寄生ダイオード540,541,542を備える。寄生ダイオード540,541,542は、アノード側が第1,第2,第3の充電端子TC0,TC1,TC2に接続され、カソード側がSCP回路560,561,562に接続されている。充電検出回路580,581,582は、寄生ダイオード540,541,542を用いて、バッテリブロック20,21,22の正極から第1,第2,第3の充電端子TC0,TC1,TC2へ電流が流れることを防止する。
詳しくは、充電検出回路580,581,582は、充電逆流防止FET550,551,552のそれぞれのドレイン端子及びソース端子に接続されており、充電逆流防止FET550,551,552のそれぞれのドレイン-ソース間の電位差を測定する。充電検出回路580,581,582は、この電位差により、寄生ダイオード540,541,542の順方向に受電電流が流れたことを検出するまでは、充電逆流防止FET550,551,552をオフにする。また、充電検出回路580,581,582は、寄生ダイオード540,541,542の順方向に充電電流が流れたことを検出すると、充電逆流防止FET550,551,552をオンにする。
次に、第2,第3のバッテリ回路210,220と、第1のバッテリ回路200との異なる構成について説明する。第2のバッテリ回路210と第3のバッテリ回路220の構成は同じである。
第2,第3のバッテリ回路210,220は、フォトカプラ44,46と、電源45,47と、を備える。一方、第1のバッテリ回路200は、マイコン30を備える。
バッテリパック10は、第1のバッテリ回路200の第1の負極ラインが基準電位(すなわち、基準のグランドレベル)となるように、接続対象に接続される。よって、マイコン30は、基準電位となる第1のバッテリ回路200に設けられており、第2,第3のバッテリ回路210,220には設けられていない。
バッテリパック10は、第1のバッテリ回路200の第1の負極ラインが基準電位(すなわち、基準のグランドレベル)となるように、接続対象に接続される。よって、マイコン30は、基準電位となる第1のバッテリ回路200に設けられており、第2,第3のバッテリ回路210,220には設けられていない。
マイコン30は、CPU31と、ROM及びRAM等のメモリ32と、を備えるマイクロコンピュータである。マイコン30は、CPU31がメモリ32に記憶されているプロ
グラムを実行することにより、各種処理を実行する。
グラムを実行することにより、各種処理を実行する。
マイコン30は、信号線を介して第1の通信端子TASに接続されているとともに、信号線を介して第2の通信端子TDに接続されている。第1の通信端子TASは、バッテリパック10が電動作業機5に装着された場合に、電動作業機5の第1の作業機通信端子に接続される。また、第2の通信端子TDは、バッテリパック10が電動作業機5に装着された場合に、電動作業機5の第2の作業機通信端子に接続される。さらに、第2の通信端子TDは、バッテリパック10が充電器に接続された場合に、充電器の充電器通信端子に接続される。第1の通信端子TASは、放電禁止信号又は放電許可信号を出力するための専用端子であり、第2の通信端子TDはUART等のシリアル通信を行うための端子である。
マイコン30は、信号線を介して温度検出部410,411,412及びセル状態検出部420に接続されている。さらに、マイコン30は、信号線を介してフォトカプラ46,44に接続されている。フォトカプラ46,44の入力側は、セル状態検出部420,421に接続されており、フォトカプラ46,44の出力側は、マイコン30に接続されている。フォトカプラ46,44の入力側は電源47,45からの給電によって動作し、フォトカプラ46,44の出力側は第1のバッテリ回路200からの給電によって動作する。よって、バッテリブロック21,22とマイコン30とは絶縁されている。そのため、マイコン30は、バッテリブロック21,22の電位に影響されない。
マイコン30と、セル状態検出部420、フォトカプラ46,44のそれぞれとを接続する信号線は、互いに異なるレベルにプルアップされている。したがって、マイコン30は、セル状態検出部420,421,422から入力される信号を区別することができる。
マイコン30は、温度検出部410,411,412及びセル状態検出部420,421,422から取得したバッテリブロック20,21,22のバッテリ情報に基づいて、バッテリブロック20,21,22が放電可能な状態か否か判断する。そして、マイコン30は、バッテリパック10が電動作業機5に装着された場合に、判断したバッテリブロック20,21,22の状態に応じて、第1の通信端子TASを介して、放電禁止信号又は放電許可信号を電動作業機5へ送信する。また、マイコン30は、第2の通信端子TDを介して、後述する電動作業機5の電動作業機情報を取得する。さらに、マイコン30は、第2の通信端子TDを介して、バッテリブロック20,21,22の状態に応じた報知をするために、電動作業機5へ報知指令を送信する。電動作業機5は、受信した報知指令に応じて、機器表示部8の表示を制御する。なお、第1のバッテリ回路200は、第2の通信端子TDを備えず、第1の通信端子TASを、放電禁止信号又は放電禁止信号を出力するための端子と、シリアル通信を行うための端子として兼用してもよい。
また、マイコン30は、バッテリパック10が充電器に装着された場合に、バッテリブロック20,21,22を纏めて、纏めたバッテリ情報を、第2の通信端子TDを介して充電器へ送信する。さらに、マイコン30は、第2の通信端子TDを介して、充電器から充電情報を受信する。
さらに、バッテリパック10は、バランス回路50を備える。バランス回路50は、バッテリブロック20の正極と、バッテリブロック22の正極との間に設けられている。バランス回路50は、直列に接続されたスイッチ51と抵抗器52とダイオード53とを備える。ダイオード53のアノード端子はバッテリブロック22の正極側に接続されており、ダイオード53のカソード端子はバッテリブロック20の正極側に接続されている。スイッチ51のオンオフは、マイコン30により制御される。なお、本実施形態では、バッ
テリブロック20が第1のバッテリブロックの一例に相当し、バッテリブロック21が第3のバッテリブロックの一例に相当し、バッテリブロック22が第2のバッテリブロックの一例に相当する。
テリブロック20が第1のバッテリブロックの一例に相当し、バッテリブロック21が第3のバッテリブロックの一例に相当し、バッテリブロック22が第2のバッテリブロックの一例に相当する。
本実施形態では、3個のバッテリブロック20,21,22のうちの接続数のバッテリブロックが、電動作業機5に接続される。接続数は、電動作業機5が対応している内部インピーダンスに応じた個数である。例えば、電動作業機5が低インピーダンスに対応している場合には、3個のバッテリブロック20,21,22が並列に電動作業機5に接続される。一方、電動作業機5が高インピーダンスにしか対応していない場合には、3個のバッテリブロック20,21,22のうちの1個のバッテリブロックが電動作業機5に接続される。また、電動作業機5が中インピーダンスに対応している場合には、3個のバッテリブロック20,21,22のうちの2個のバッテリブロックが並列に電動作業機5に接続される。
本実施形態において、バッテリブロック20,21,22は、バッテリブロック20、バッテリブロック21の順に優先的に使用される。そのため、バッテリブロック20の電圧は、バッテリブロック22よりも低下する傾向になる。そこで、マイコン30は、バッテリブロック20とバッテリブロック22との電圧差又は残容量差が閾値を超えた場合に、スイッチ51をオンにする。これにより、バッテリブロック22からバッテリブロック20へ電流が流れ、バッテリブロック20とバッテリブロック22の残容量が均等化される。さらに、バッテリブロック22とバッテリブロック21とを並列に接続することで、バッテリブロック22とバッテリブロック21の残容量が均等化される。したがって、バッテリブロック20,21,22の残容量を均等化することができる。
なお、本実施形態では、マイコン30を備える第1のバッテリ回路200に接続されているバッテリブロック20から優先的に使用しているが、バッテリブロック20,21,22を優先的に使用する順はこれに限定されるものではない。例えば、バッテリブロック22、バッテリブロック21の順に優先的に使用してもよい。この場合、バランス回路50に含まれるダイオード53のアノード端子をバッテリブロック20の正極側に接続し、ダイオード53のカソード端子をバッテリブロック22の正極側に接続する。このようにすれば、バッテリブロック20からバッテリブロック22へ電流が流れ、バッテリブロック20とバッテリブロック22の残容量が均等化される。さらに、バッテリブロック20とバッテリブロック21とを並列に接続することで、バッテリブロック20とバッテリブロック21の残容量が均等化される。
<2-2.バッテリパックの接続部の構成>
次に、バッテリパック10の接続部15の詳細な構成について、図3を参照して説明する。図3は、接続部15を上から見た平面の模式図である。接続部15は、接続対象の板状の端子が挿入される4個の挿入溝を備える。第1の挿入溝には、第1の正極端子TP0と、第2の正極端子TP1と、第3の正極端子TP2と、第1の並列接続用端子T31と、第3の並列接続用端子T33とが、この順で後から前へ配置されている。
次に、バッテリパック10の接続部15の詳細な構成について、図3を参照して説明する。図3は、接続部15を上から見た平面の模式図である。接続部15は、接続対象の板状の端子が挿入される4個の挿入溝を備える。第1の挿入溝には、第1の正極端子TP0と、第2の正極端子TP1と、第3の正極端子TP2と、第1の並列接続用端子T31と、第3の並列接続用端子T33とが、この順で後から前へ配置されている。
第2の挿入溝には、第1の充電端子TC0と、第2の充電端子TC1と、第3の充電端子TC2とが、この順で後から前へ配置されている。第3の挿入溝には、第2の通信端子TDと、第1の通信端子TASとが、この順で後から前へ配置されている。第4の挿入溝には、第1の負極端子TN0と、第2の負極端子TN1と、第3の負極端子TN2と、第2の並列接続用端子T32と、第4の並列接続用端子T34と、が、この順で後から前へ配置されている。
第1の正極端子TP0は、金属製の平板をU字形状に曲げて構成されており、挿入口T
P0a付近の両側面を内側に向けて凹ませた形状の凹み部TP0bを有する。第1の正極端子TP0は、挿入口TP0aが後側になるように配置され、凹み部TP0bが板状の端子の両面と接触するように構成されている。また、第1の正極端子TP0は、接触する板状の端子を後方から前方へ貫通させた状態で保持するため、挿入口TP0aと反対側の前側に開口部TP0cが形成されている。
P0a付近の両側面を内側に向けて凹ませた形状の凹み部TP0bを有する。第1の正極端子TP0は、挿入口TP0aが後側になるように配置され、凹み部TP0bが板状の端子の両面と接触するように構成されている。また、第1の正極端子TP0は、接触する板状の端子を後方から前方へ貫通させた状態で保持するため、挿入口TP0aと反対側の前側に開口部TP0cが形成されている。
第2,第3の正極端子TP1,TP2と、第1,第2,第3の充電端子TC0,TC1,TC2と、第1の通信端子TASと、第2の通信端子TDと、第1,第2,第3の負極端子TN0,TN1,TN2は、第1の正極端子TP0と同様の形状に構成されている。
第1の並列接続用端子T31は、第1の部材T31aと第2の部材T31bとを備える。第1の部材T31a及び第2の部材T31bは板状の金属部材であり、前後方向に延伸するように配置されている。また、第1の部材T31a及び第2の部材T31bは、左右に並べて配置されている。そして、第1の部材T31aは、後端付近が第2の部材T31bに向かって凹んだ形状の凹み部T31aaを有する。また、第2の部材T31bは、後端付近が第1の部材T31aに向かって凹んだ形状の凹み部T31bbを有する。
第1の部材T31a及び第2の部材T31bは、凹み部T31aaと凹み部T31bbとを接触させることで電気的に接続し、凹み部T31aaと凹み部T31bbとを遠ざけることで電気的に切り離される。すなわち、第1の部材T31a及び第2の部材T32bは、接続又は切り離し可能に構成されている。第1の部材T31a及び第2の部材T31bは、第1の並列接続用端子T31に何も挿入されていない場合には、接続されている。また、第1の部材T31a及び第2の部材T31bは、第1の並列接続用端子T31に後述する板状端子の縁部分が挿入されている場合に、切り離される。
第2,第3,第4の並列接続用端子T32,T33,T34は、第1の並列接続用端子T31と同様に構成されている。具体的には、第2,第3,第4の並列接続用端子T32,T33,T34は、第1の並列接続用端子T31と同様に、第1の部材T32a,T33a,T34aと、第2の部材T32b,T33b,T34bと、を備える。第1の部材T32a,T33a,T34aは、第1の部材T31aと同様に、凹み部T32aa,T33aa,T34aaを有する。第2の部材T32b,T33b,T34bは、第2の部材T31bと同様に、凹み部T32bb,T33bb,T34bbを有する。
第1の部材T32a,T33a,T34a及び第2の部材T32b,T33b,T33cは、第2,第3,第4の並列接続用端子T32,T33,T34に何も挿入されていない場合には、接続されている。また、第1の部材T32a,T33a,T34a及び第2の部材T32b,T33b,T34bは、第2,第3,第4の並列接続用端子T32,T33,T34に板状端子の絶縁部分が挿入されている場合に、切り離される。
第1,第3の並列接続用端子T31,T33の第1の部材T31a,T33aは、第3の正極端子TP2とバッテリブロック22の正極に接続されている。また、第1の並列接続用端子T31の第2の部材T31bは、第2の正極端子TP1に接続されており、第3の並列接続用端子T33の第2の部材T33bは、第1の正極端子TP0に接続されている。
また、第2,第4の並列接続用端子T32,T34の第1の部材T32a,T34aは、第3の負極端子TN2とバッテリブロック22の負極に接続されている。また、第2の並列接続用端子T32の第2の部材T32bは、第2の負極端子TN1に接続されており、第4の並列接続用端子T34の第2の部材T34bは、第1の負極端子TN0に接続されている。
よって、接続部15に接続対象が接続されていない場合には、バッテリブロック20とバッテリブロック21とバッテリブロック22とは並列に接続される。すなわち、バッテリパック10を接続対象から外して保管している際には、バッテリブロック20とバッテリブロック21とバッテリブロック22とは並列に接続され、残容量が均等化される。
<3.接続機器の構成>
<3-1.第1の電動作業機の装着部の構成>
第1の電動作業機5は、低インピーダンスに対応している。すなわち、第1の電動作業機5は、並列に接続された3個のバッテリブロックに対応している。そのため、第1の電動作業機5のバッテリ装着部9の装着面55Aは、3個のバッテリブロックに接続されるように構成されている。
<3-1.第1の電動作業機の装着部の構成>
第1の電動作業機5は、低インピーダンスに対応している。すなわち、第1の電動作業機5は、並列に接続された3個のバッテリブロックに対応している。そのため、第1の電動作業機5のバッテリ装着部9の装着面55Aは、3個のバッテリブロックに接続されるように構成されている。
図4は、装着面55Aを下側から見た平面図である。装着面55Aは、バッテリパック10の接続部15と対向する面である。装着面55Aは、正極入力端子111と、負極入力端子112と、第1の作業機通信端子113と、第2の作業機通信端子114と、を備える。各端子は、金属製の板状端子であり、左右方向に垂直な面を有し、上から下へ突出している。正極入力端子111と負極入力端子112は、3個のバッテリブロック20,21,22の正極及び負極端子に接続されるように構成されている。
図5に示すよう、正極入力端子111は、第1の正極端子TP0を含む端子列に対応する位置に設けられている。正極入力端子111は、第1,第2の正極端子TP0,TP1を貫通し、且つ、第3の正極端子TP2の凹み部を通って第3の正極端子TP2を貫通しない長さに構成されている。
負極入力端子112は、第1の負極端子TN0を含む端子列に対応する位置に設けられている。負極入力端子112は、第1,第2の負極端子TN0,TN1を貫通し、且つ、第3の負極端子TN2の凹み部を通って第3の負極端子TN2を貫通しない長さに構成されている。
第1の作業機通信端子113は、第1の通信端子TASに対応する位置に設けられている。第1の作業機通信端子113は、第1の通信端子TASの挿入口から第1の通信端子TASの凹み部までの距離よりも長く構成されている。また、第2の作業機通信端子114は、第2の通信端子TDに対応する位置に設けられている。第2の作業機通信端子114は、第2の通信端子TDの挿入口から第2の通信端子TDの凹み部までの距離よりも長く構成されている。
図5に示すように、バッテリ装着部9にバッテリパック10を装着することにより、正極入力端子111と第1,第2,第3の正極端子TP0,TP1,TP2とが導通する。また、負極入力端子112と第1,第2,第3の負極端子TN0,TN1,TN2とが導通する。また、第1の作業機通信端子113と第1の通信端子TASとが導通し、第2の作業機通信端子114と第2の通信端子TDとが導通する。
したがって、バッテリ装着部9にバッテリパック10が装着されると、バッテリブロック20とバッテリブロック21とバッテリブロック22とが並列に接続され、バッテリパック10の接続部15から第1の電動作業機5へ、並列接続されたバッテリブロック20,21,22の電力が出力される。
<3-2.第2の電動作業機の装着部の構成>
第2の電動作業機5は、中インピーダンスに対応している。すなわち、第2の電動作業
機5は、並列に接続された2個のバッテリブロックに対応している。そのため、第2の電動作業機5のバッテリ装着部9の装着面55Bは、2個のバッテリブロックに接続されるように構成されている。
第2の電動作業機5は、中インピーダンスに対応している。すなわち、第2の電動作業
機5は、並列に接続された2個のバッテリブロックに対応している。そのため、第2の電動作業機5のバッテリ装着部9の装着面55Bは、2個のバッテリブロックに接続されるように構成されている。
図6は、装着面55Bを下側から見た平面図である。装着面55Bは、バッテリパック10の接続部15と対向する面である。装着面55Bは、正極入力端子121と、負極入力端子122と、第1の作業機通信端子123と、第2の作業機通信端子124と、を備える。正極入力端子121及び負極入力端子122は、板状端子であり、導電性の金属部分と絶縁性の樹脂部分とを含む。第1,第2の作業機通信端子123,124は、金属製の板状端子である。
詳しくは、正極入力端子121は、後側の正極通電部121aと、前側の正極絶縁部121bと、を含む。負極入力端子122は、後側の負極通電部122aと、前側の負極絶縁部122bと、を含む。正極通電部121aと正極絶縁部121bとは隣接しており、負極通電部122aと負極絶縁部122bとは隣接している。
図7に示すように、正極入力端子121は、第1の正極端子TP0を含む端子列に対応する位置に設けられており、負極入力端子122は、第1の負極端子TN0を含む端子列に対応する位置に設けられている。正極通電部121aは、第1,第2の正極端子TP0,TP1を貫通し、且つ、第3の正極端子TP2に挿入されない長さに構成されている。負極通電部122aは、正極通電部121aと同様に構成されている。また、正極絶縁部121bは、第3の正極端子TP2と、第1の並列接続用端子T31と、第3の並列接続用端子33とを貫通する長さに構成されている。負極絶縁部122bは、正極絶縁部121bと同様に構成されている。
第1,第2の作業機通信端子123,124は、第1,第2の作業機通信端子113,114と同様に構成されており、第1,第2の通信端子TAS,TDに対応する位置に設けられている。
図7に示すように、バッテリ装着部9にバッテリパック10を装着することにより、正極通電部121aと第1,第2の正極端子TP0,TP1とが導通する。また、負極通電部122aと第1,第2の負極端子TN0,TN1とが導通する。つまり、第2の電動作業機5の正極入力端子121及び負極入力端子122の挿入方向に配置された接続部15の正極側及び負極側の端子列のうち、挿入側に一番近い端子と、その隣の端子との2個の端子に、正極通電部121a及び負極通電部122aが接続される。また、第1の作業機通信端子123と第1の通信端子TASとが導通し、第2の作業機通信端子124と第2の通信端子TDとが導通する。
さらに、第1,第2,第3,第4の並列接続用端子T31,T32,T33,T34の第1の部材T31a,T32a,T33a,T34aと第2の部材T31b,T32b,T33b,T34bとが電気的に切り離される。すなわち、バッテリブロック20とバッテリブロック21とが並列接続され、バッテリブロック20,21と、バッテリブロック22との接続が切り離される。したがって、バッテリ装着部9にバッテリパック10が装着されると、バッテリパック10の接続部15から第2の電動作業機5へ、並列接続されたバッテリブロック20,21の電力が出力される。
また、3個のバッテリブロック20,21,22のうちの2個のバッテリブロック20,21を使用する場合、バッテリブロック20,21とバッテリブロック22との電圧差又は残容量差が閾値を超えたことに応じて、マイコン30は、バランス回路50のスイッチ51をオンにする。これにより、バッテリブロック20,21,22の残容量が均等化
される。
される。
<3-3.第3の電動作業機の装着部の構成>
第3の電動作業機5は、高インピーダンスに対応している。すなわち、第3の電動作業機5は、1個のバッテリブロックに対応している。そのため、第3の電動作業機5のバッテリ装着部9の装着面55Cは、1個のバッテリブロックに接続されるように構成されている。
第3の電動作業機5は、高インピーダンスに対応している。すなわち、第3の電動作業機5は、1個のバッテリブロックに対応している。そのため、第3の電動作業機5のバッテリ装着部9の装着面55Cは、1個のバッテリブロックに接続されるように構成されている。
図8は、装着面55Cを下側から見た平面図である。装着面55Cは、バッテリパック10の接続部15と対向する面である。装着面55Cは、正極入力端子131と、負極入力端子132と、第1の作業機通信端子133と、第2の作業機通信端子134と、を備える。正極入力端子121及び負極入力端子122は、板状端子であり、導電性の金属部分と絶縁性の樹脂部分とを含む。第1,第2の作業機通信端子133,134は、金属製の板状端子である。
詳しくは、正極入力端子121は、第1の正極通電部131aと、第1の正極絶縁部131bと、第2の正極通電部131cと、第2の正極絶縁部131dと、を含む。第1の正極通電部131a、第1の正極絶縁部131b、第2の正極通電部131c、第2の正極絶縁部131dは、この順に、後方から前方に向けて前後する部が接触するように配置されている。また、負極入力端子132は、第1の負極通電部132aと、第1の負極絶縁部132bと、第2の負極通電部132cと、第2の負極絶縁部132dと、を含む。第1の負極通電部132a、第1の負極絶縁部132b、第2の負極通電部132c、第2の負極絶縁部132dは、この順に、後方から前方に向けて前後する部が接触するように配置されている。
図9に示すように、正極入力端子131は、第1の正極端子TP0を含む端子列に対応する位置に設けられており、負極入力端子132は、第1の負極端子TN0を含む端子列に対応する位置に設けられている。第1の正極通電部131aは、第1の正極端子TP0を貫通し、且つ、第2の正極端子TP2に挿入されない長さに構成されている。第1の負極通電部132aは、第1の正極通電部131aと同様に構成されている。また、第1の正極絶縁部131bは、第2,第3の正極端子TP1,TP2を貫通し、第1の並列接続用端子T31に挿入されない長さに構成されている。また、第1の負極絶縁部132bは、第1の正極絶縁部131bと同様に構成されている。
第2の正極通電部131cは、第1の並列接続用端子T31を貫通し、且つ、第3の並列接続用端子33に挿入されない長さに構成されている。また、第2の負極通電部132cは、第2の正極通電部131cと同様に構成されている。第2の正極絶縁部131dは、第3の並列接続用端子33を貫通する長さに構成されている。また、第2の負極絶縁部132dは、第2の正極絶縁部131dと同様に構成されている。
第1,第2の作業機通信端子133,134は、第1,第2の作業機通信端子113,114と同様に構成されており、第1,第2の通信端子TAS,TDに対応する位置に設けられている。
図9に示すように、バッテリ装着部9にバッテリパック10を装着することにより、第1の正極通電部131aと第1の正極端子TP0とが導通する。また、第1の負極通電部132aと第1の負極端子TN0とが導通する。つまり、第3の電動作業機5の正極入力端子131及び負極入力端子132の挿入方向に配置された接続部15の正極側及び負極側の端子列のうち、挿入側に一番近い端子に、第1の正極通電部131a及び第1の負極通電部132aが接続される。また、第1の作業機通信端子133と第1の通信端子TA
Sとが導通し、第2の作業機通信端子134と第2の通信端子TDとが導通する。
Sとが導通し、第2の作業機通信端子134と第2の通信端子TDとが導通する。
さらに、第1,第2の並列接続用端子T31,T32の第1の部材T31a,T32aと第2の部材T31b,T32bとが導通し、第3,第4の並列接続用端子T33,T34の第1の部材T33a,T34aと第2の部材T33b,T34bとが電気的に切り離される。すなわち、バッテリブロック21とバッテリブロック22とが、第1,第2の並列接続用端子T31,T32と、第2の正極端子TP1と、第2の負極端子TP1とを介して、並列接続される。また、バッテリブロック21,22と、バッテリブロック20との接続が切り離される。したがって、バッテリ装着部9にバッテリパック10が装着されると、バッテリパック10の接続部15から第2の電動作業機5へ、バッテリブロック20のみの電力が出力される。
なお、第2の正極通電部131cが孔状に形成されていて、第1の部材T31aと第2の部材T31bとが直接接触して導通していてもよい。同様に、第2の負極通電部132cが孔状に形成されていて、第1の部材T32aと第2の部材T32bとが直接接触して導通していてもよい。
また、3個のバッテリブロック20,21,22のうちの1個のバッテリブロック20,を使用する場合、バッテリブロック20とバッテリブロック22との電圧差又は残容量差が閾値を超えたことに応じて、マイコン30は、バランス回路50のスイッチ51をオンにする。これにより、バッテリブロック20,21,22の残容量が均等化される。すなわち、使用しないバッテリブロック21,22を並列接続することにより、1個のバランス回路50により、3個のバッテリブロック20,21,22の残容量を均等化することができる。
<3-4.充電器の装着部の構成>
図10は、充電器の装着面155を下側から見た平面図である。装着面155は、バッテリパック10の接続部15と対向する面である。装着面155Cは、充電器正極端子211と、充電器負極端子212と、充電器通信端子213と、を備える。各端子は、金属製の板状端子である。
図10は、充電器の装着面155を下側から見た平面図である。装着面155は、バッテリパック10の接続部15と対向する面である。装着面155Cは、充電器正極端子211と、充電器負極端子212と、充電器通信端子213と、を備える。各端子は、金属製の板状端子である。
充電器正極端子211は、第1の充電端子TC0を含む端子列に対応する位置に設けられている。充電器正極端子211は、第1,第2の充電端子TC0,TC1を貫通し、第3の充電端子TC2の凹み部を通って第3の充電端子TC2を貫通しない長さに構成されている。充電器負極端子212は、第1の負極端子TN0を含む端子列に対応する位置に設けられている。充電器負極端子212は、第1,第2の負極端子TN0,TN1を貫通し、且つ、第3の負極端子TN2の凹み部を通って第3の負極端子TN2を貫通しない長さに構成されている。
充電器通信端子213は、第2の通信端子TDに対応する位置に設けられている。充電器通信端子213は、第2の通信端子TDの挿入口から第2の通信端子TDの凹み部までの距離よりも長く構成されている。
充電器の装着部にバッテリパック10を装着することにより、充電器正極端子211と第1,第2,第3の充電端子TC0,TC1,TC2とが導通する。また、充電器負極端子212と第1,第2,第3の負極端子TN0,TN1,TN2とが導通する。また、充電器通信端子213と、第2の通信端子TDとが導通する。これにより、充電器とバッテリパック10とで通信しながら、バッテリブロック20,21,22が充電される。
<4.効果>
以上説明した第1実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1)電動作業機5の正極入力端子111,121,131及び負極入力端子112,122,132と導通させるバッテリブロック20,21,22の個数を変化させることにより、バッテリパック10のインピーダンスを変化させることができる。よって、電動作業機5の正極入力端子111,121,131及び負極入力端子112,122,132の構成に応じた個数のバッテブロックを電動作業機5と導通させることにより、バッテリパック10のインピーダンスを電動作業機5に応じて調整することができる。すなわち、電力の損失を抑制しつつ、汎用性に優れたバッテリパック10を実現することができる。
以上説明した第1実施形態によれば、以下の効果が得られる。
(1)電動作業機5の正極入力端子111,121,131及び負極入力端子112,122,132と導通させるバッテリブロック20,21,22の個数を変化させることにより、バッテリパック10のインピーダンスを変化させることができる。よって、電動作業機5の正極入力端子111,121,131及び負極入力端子112,122,132の構成に応じた個数のバッテブロックを電動作業機5と導通させることにより、バッテリパック10のインピーダンスを電動作業機5に応じて調整することができる。すなわち、電力の損失を抑制しつつ、汎用性に優れたバッテリパック10を実現することができる。
(2)3個のバッテリブロック20,21,22のうちのバッテリブロック20から電動作業機5へ電力を供給する場合には、残りのバッテリブロック21とバッテリブロック22とが並列に接続されるため、バッテリブロック21とバッテリブロック22との残容量を均等化することができる。さらに、バランス回路50によって、バッテリブロック20とバッテリブロック22の残容量を均等化することができる。よって、3個のバッテリブロック20,21,22の残容量を均等化することができる。また、3個のバッテリブロック20,21,22のうちのバッテリブロック20,21から電動作業機5へ電力を供給する場合には、3個のバッテリブロック20,21,22の残容量を均等化することができる。したがって、最小限のバランス回路50によって、3個のバッテリブロック20,21,22の残容量を均等化させることができる。
(第2実施形態)
<1.第1実施形態との相違点>
第2実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
<1.第1実施形態との相違点>
第2実施形態は、基本的な構成は第1実施形態と同様であるため、共通する構成については説明を省略し、相違点を中心に説明する。なお、第1実施形態と同じ符号は、同一の構成を示すものであって、先行する説明を参照する。
上述した第1実施形態では、電動作業機5のバッテリ装着部9に設けられた正極入力端子111,121,131と負極入力端子112,122,132が、電動作業機5が対応するバッテリブロックの接続数に応じて構成されていた。そのため、電動作業機5のバッテリ装着部9にバッテリパック10を装着すると、3個のバッテリブロック20,21,22のうちの電動作業機5が対応する接続数のバッテリブロックが電動作業機5に接続された。
これに対し、第2実施形態では、電動作業機5が対応するバッテリブロックの接続数にかかわらず、電動作業機5のバッテリ装着部9の構成が同じである。具体的には、第2実施形態に係る電動作業機5のバッテリ装着部9は、正極入力端子111と負極入力端子112と第1の作業機通信端子113と第2の作業機通信端子114とが設けられた装着面55Aを備える。そして、マイコン30が、電動作業機5が対応するバッテリブロックの接続数に応じて、保護FET590,591,592のオンオフすることによって、電動作業機5の正極入力端子111及び負極入力端子112と導通するバッテリブロックの個数を変更する点で、第1実施形態と相違する。
<2.バッテリパックの構成>
図11に、第1,第2,第3のバッテリ回路200,210,220の構成を示す。第2,第3のバッテリ回路210,220は、第1実施形態の第2,第3のバッテリ回路210,220の構成に加えて、フォトカプラ70,71を備える。マイコン30は、フォトカプラ70,71を介して、保護FET590,591のゲート端子に、オン指令信号又はオフ指令信号を出力する。したがって、マイコン30は、バッテリブロック21,22とマイコン30とが絶縁された状態で、保護FET590,591のオンオフを制御す
る。
図11に、第1,第2,第3のバッテリ回路200,210,220の構成を示す。第2,第3のバッテリ回路210,220は、第1実施形態の第2,第3のバッテリ回路210,220の構成に加えて、フォトカプラ70,71を備える。マイコン30は、フォトカプラ70,71を介して、保護FET590,591のゲート端子に、オン指令信号又はオフ指令信号を出力する。したがって、マイコン30は、バッテリブロック21,22とマイコン30とが絶縁された状態で、保護FET590,591のオンオフを制御す
る。
<3.放電処理>
次に、マイコン30が実行する放電処理について、図12のフローチャートを参照して説明する。マイコン30は、ウェイクアップしている間、本処理を所定の周期で繰り返し実行する。
次に、マイコン30が実行する放電処理について、図12のフローチャートを参照して説明する。マイコン30は、ウェイクアップしている間、本処理を所定の周期で繰り返し実行する。
まず、S205では、保護FET590,591,592をすべてオフにし、第1の通信端子TASを介して、放電を禁止するための放電禁止信号を電動作業機5へ出力する。
続いて、S215では、バッテリブロック20,21,22が放電可能か否か確認する。具体的には、バッテリブロック20,21,22のそれぞれについて、バッテリ電圧、セル温度等に基づいて、放電可能か否か確認する。
続いて、S215では、バッテリブロック20,21,22が放電可能か否か確認する。具体的には、バッテリブロック20,21,22のそれぞれについて、バッテリ電圧、セル温度等に基づいて、放電可能か否か確認する。
続いて、S225では、バッテリブロック20,21,22の中に、放電可能なバッテリブロックが含まれているか否か判定する。バッテリブロック20,21,22のうちのすくなくとも1個が放電可能であると判定した場合は、S235の処理へ進む。また、すべてのバッテリブロックが放電不可であると判定した場合は、S245の処理へ進む。
S235では、保護FET590,591,592のうちの、S225において放電可能であると判定したバッテリブロックのうちの任意の1個に対応する保護FETをオンにする。これにより、バッテリパック10のインピーダンスを最も高い状態にして、バッテリパック10から電動作業機5へ電力の供給が開始される。これにより、電動作業機5が備えるコントローラがウェイクアップして、バッテリパック10と電動作業機5との通信可能になる。その後、S255の処理へ進む。
一方、S245では、バッテリブロック20,21,22のすべてに対応する保護FET590,591,592をオフにして、S215の処理へ戻る。
次に、S255では、バッテリパック10が電動作業機5に接続されているか否か判定する。電動作業機5に接続されていると判定した場合は、S265の処理へ進み、電動作業機5に接続されていないと判定した場合は、S215の処理へ戻る。
次に、S255では、バッテリパック10が電動作業機5に接続されているか否か判定する。電動作業機5に接続されていると判定した場合は、S265の処理へ進み、電動作業機5に接続されていないと判定した場合は、S215の処理へ戻る。
S265では、第2の通信端子TDを介して、電動作業機5から電動作業機情報を取得する。電動作業機情報は、電動作業機5が対応可能なインピーダンスでもよいし、電動作業機5が対応可能なバッテリブロックの接続数でもよい。マイコン30は、電動作業機情報として対応可能なインピーダンスを取得した場合は、取得したインピース値以上となるように、電動作業機5の正極入力端子111と負極入力端子112とに導通可能なバッテリブロックの最大個数を判定する。
S275では、S265において取得した電動作業機情報に基づいて、電動作業機5が3並列以上に対応しているか否か判定する。すなわち、電動作業機5に接続可能なバッテリブロックの最大個数が3個以上か否か判定する。S275において、電動作業機5が3並列以上に対応していると判定した場合は、S285の処理へ進んで、3並列対応処理を実行する。3並列対応処理の詳細は後述する。
一方、S275において、電動作業機5が3並列以上に対応していないと判定した場合は、S295において、電動作業機5が2並列に対応しているか否か判定する。すなわち、電動作業機5に接続可能なバッテリブロックの最大個数が2個か否か判定する。S295において、電動作業機5が2並列に対応していると判定した場合は、S305の処理へ進んで、2並列対応処理を実行する。2並列対応処理の詳細は後述する。
一方、S295において、電動作業機5が2並列に対応していないと判定した場合、すなわち、電動作業機5に接続可能なバッテリブロックの最大個数が1個であると判定した場合は、S315において、並列未対応処理を実行する。並列未対応処理の詳細は後述する。
なお、電動作業機5の対応可能なインピーダンスが、バッテリブロック20,21,22のそれぞれのインピーダンスよりも高く、1個のバッテリブロックも接続できない場合には、保護FET590,591,592をすべてオフにしてもよい。あるいは、このような電動作業機5のバッテリ装着部9には、バッテリパック10を接続できないようにしてもよい。
<3-1.3並列対応処理>
次に、マイコン30が実行する3並列対応処理について、図13A及び図13Bのフローチャートを参照して説明する。
次に、マイコン30が実行する3並列対応処理について、図13A及び図13Bのフローチャートを参照して説明する。
まず、S10において、バッテリパック10が電動作業機5に接続されているか否か判定する。電動作業機5に接続されていると判定した場合は、S20の処理へ進み、電動作業機5に接続されていないと判定した場合は、S205の処理へ戻る。
S20では、バッテリブロック20,21,22が放電可能か否か確認する。
S30では、3個の以上のバッテリブロック20,21,22が放電可能か否か判定する。S30において、3個以上のバッテリブロックが放電可能と判定した場合は、S40の処理へ進む。
S30では、3個の以上のバッテリブロック20,21,22が放電可能か否か判定する。S30において、3個以上のバッテリブロックが放電可能と判定した場合は、S40の処理へ進む。
S40では、3個のバッテリブロック20,21,22を使用している高パワー出力状態であることを報知するため、第2の通信端子TDを介して、電動作業機5へ高パワー出力報知指令を出力する。これにより、電動作業機5の機器表示部8に、高パワー出力が表示される。また、バッテリ表示部11に高パワー出力を表示させる。
次に、S50では、バッテリブロック20,21,22の各電圧をチェックする。
次に、S60では、バッテリパック10が備えるバッテリブロックのうちの放電可能なバッテリブロックから、電圧値が上位の3個のバッテリブロックを選択する。本実施形態では、バッテリパック10は、3個のバッテリブロック20,21,22しか備えていないので、3個のバッテリブロック20,21,22を選択する。バッテリパック10が、4個以上のバッテリブロックを備えている場合には、その中から3個のバッテリブロックを選択する。
次に、S60では、バッテリパック10が備えるバッテリブロックのうちの放電可能なバッテリブロックから、電圧値が上位の3個のバッテリブロックを選択する。本実施形態では、バッテリパック10は、3個のバッテリブロック20,21,22しか備えていないので、3個のバッテリブロック20,21,22を選択する。バッテリパック10が、4個以上のバッテリブロックを備えている場合には、その中から3個のバッテリブロックを選択する。
次に、S70では、S60で選択した3個のバッテリブロックに対応する保護FETをオンにする。本実施形態では、3個のバッテリブロック20,21,22に対応する保護FET590,591,592をオンにする。
続いて、S80では、第1の通信端子TASを介して、放電を許可するための放電許可信号を電動作業機5へ出力する。
続いて、S90では、トリガ2がオンか否か、すなわち、使用者によりトリガ2が引かれているか否か判定する。S90において、トリガ2がオンであると判定した場合は、S100の処理へ進み、トリガ2がオフであると判定した場合は、S10の処理へ戻る。
続いて、S90では、トリガ2がオンか否か、すなわち、使用者によりトリガ2が引かれているか否か判定する。S90において、トリガ2がオンであると判定した場合は、S100の処理へ進み、トリガ2がオフであると判定した場合は、S10の処理へ戻る。
S100では、使用中の3個のバッテリブロック20,21,22が放電可能か否か判定する。S100において、使用中の3個のバッテリブロック20,21,22が放電可能であると判定した場合は、S110の処理へ進む。
S110では、トリガ2がオフか否か判定する。S110において、トリガ2がオフであると判定した場合は、S10の処理へ戻り、S110において、トリガ2がオンであると判定した場合は、S100の処理へ戻る。
図18は、3個のバッテリブロック20,21,22からの放電が継続された場合における、各バッテリブロックの出力の時間変化を示す。バッテリブロックA,B,Cは、バッテリブロック20,21,22に対応する。
一方、S100において、使用中の3個のバッテリブロック20,21,22のうちの少なくとも1個のバッテリブロックが放電不可であると判定した場合は、S120の処理へ進む。
S120では、第1の通信端子TASを介して、放電禁止信号を電動作業機5へ出力する。さらに、放電不可を報知するため、第2の通信端子TDを介して、電動作業機5へ放電不可報知指令を出力する。これにより、電動作業機5の機器表示部8に、放電不可が表示される。また、バッテリ表示部11に放電不可を表示させる。
なお、電動作業機5の使用中に出力が変化すると使用に支障が生じる可能性がある。そこで、3個のバッテリブロック20,21,22のうちのいずれか1個又は2個のバッテリブロックが放電可能であった場合でも、一旦トリガ2がオフになってからオンになるまで、使用するバッテリブロックの個数を変更しない。
また、S30において、2個以下のバッテリブロックが放電可能であると判定した場合は、S130の処理へ進む。
S130では、電動作業機5が2個以下のバッテリブロックの使用を許可しているか否か判定する。電動作業機5の種類によっては、出力を落として使用すると支障があるため、2個以下のバッテリブロックの使用を許可していないことがある。
S130では、電動作業機5が2個以下のバッテリブロックの使用を許可しているか否か判定する。電動作業機5の種類によっては、出力を落として使用すると支障があるため、2個以下のバッテリブロックの使用を許可していないことがある。
S130において、2個以下のバッテリブロックの使用を許可していると判定した場合は、S140の処理へ進む。一方、S130において、2個以下のバッテリブロックの使用を許可していないと判定した場合は、S330の処理へ進み、S120と同様の処理を実行する。
S140では、3個のバッテリブロック20,21,22のうちの2個のバッテリブロックが放電可能か否か判定する。S140において、2個のバッテリブロックが放電可能と判定した場合は、S150へ進む。
S150では、3個のバッテリブロック20,21,22のうちの2個のバッテリブロックを使用している中パワー出力状態であることを報知するため、第2の通信端子TDを介して、電動作業機5へ中パワー出力報知指令を出力する。これにより、電動作業機5の機器表示部8に、中パワー出力が表示される。また、バッテリ表示部11に中パワー出力を表示させる。
次に、S160では、バッテリブロック20,21,22の各電圧をチェックする。
次に、S170では、バッテリブロック20,21,22のうちの放電可能なバッテリブロックから、電圧値が上位の2個のバッテリブロックを選択する。
次に、S170では、バッテリブロック20,21,22のうちの放電可能なバッテリブロックから、電圧値が上位の2個のバッテリブロックを選択する。
次に、S180では、保護FET590,591,592のうち、S170で選択した2個のバッテリブロックに対応する保護FETをオンにする。
続いて、S190では、第1の通信端子TASを介して、放電を許可するための放電許可信号を電動作業機5へ出力する。
続いて、S190では、第1の通信端子TASを介して、放電を許可するための放電許可信号を電動作業機5へ出力する。
続いて、S200では、トリガ2がオンか否か判定する。S200において、トリガ2がオンであると判定した場合は、S210の処理へ進み、トリガ2がオフであると判定した場合は、S10の処理へ戻る。
S210では、使用中の2個のバッテリブロックが放電可能か否か判定する。S210において、使用中の2個のバッテリブロックが放電可能であると判定した場合は、S220の処理へ進む。
S220では、トリガ2がオフか否か判定する。S220において、トリガ2がオフであると判定した場合は、S10の処理へ戻り、S220において、トリガ2がオンであると判定した場合は、S210の処理へ戻る。
一方、S210において、使用中の2個のバッテリブロックのうちの少なくとも1個のバッテリブロックが放電不可であると判定した場合は、S230の処理へ進み、S120と同様の処理を実行する。
また、S140において、1個以下のバッテリブロックが放電可能と判定した場合は、S240の処理へ進む。
S240では、1個のバッテリブロックが放電可能か否か判定する。S240において、1個のバッテリブロックが放電可能であると判定した場合は、S250の処理へ進む。一方、S240において、放電可能なバッテリブロックが存在しないと判定した場合は、S330の処理へ進み、S120と同様の処理を実行する。
S240では、1個のバッテリブロックが放電可能か否か判定する。S240において、1個のバッテリブロックが放電可能であると判定した場合は、S250の処理へ進む。一方、S240において、放電可能なバッテリブロックが存在しないと判定した場合は、S330の処理へ進み、S120と同様の処理を実行する。
S250では、3個のバッテリブロック20,21,22のうちの1個のバッテリブロックを使用している低パワー出力状態であることを報知するため、第2の通信端子TDを介して、電動作業機5へ低パワー出力報知指令を出力する。これにより、電動作業機5の機器表示部8に、低パワー出力が表示される。また、バッテリ表示部11に低パワー出力を表示させる。
次に、S260では、バッテリブロック20,21,22の各電圧をチェックする。
次に、S270では、バッテリブロック20,21,22のうちの放電可能なバッテリブロックから、電圧値が最上位の1個のバッテリブロックを選択する。
次に、S270では、バッテリブロック20,21,22のうちの放電可能なバッテリブロックから、電圧値が最上位の1個のバッテリブロックを選択する。
次に、S280では、保護FET590,591,592のうち、S270で選択した1個のバッテリブロックに対応する保護FETをオンにする。
次に、S290では、第1の通信端子TASを介して、放電を許可するための放電許可信号を電動作業機5へ出力する。
次に、S290では、第1の通信端子TASを介して、放電を許可するための放電許可信号を電動作業機5へ出力する。
続いて、S300では、トリガ2がオンか否か判定する。S300において、トリガ2がオンであると判定した場合は、S310の処理へ進み、トリガ2がオフであると判定した場合は、S10の処理へ戻る。
S310では、使用中の1個のバッテリブロックが放電可能か否か判定する。S310において、使用中の1個のバッテリブロックが放電可能であると判定した場合は、S320の処理へ進む。
S320では、トリガ2がオフか否か判定する。S320において、トリガ2がオフで
あると判定した場合は、S10の処理へ戻り、S320において、トリガ2がオンであると判定した場合は、S310の処理へ戻る。
あると判定した場合は、S10の処理へ戻り、S320において、トリガ2がオンであると判定した場合は、S310の処理へ戻る。
一方、S310において、使用中の1個のバッテリブロックが放電不可であると判定した場合は、S330の処理へ進み、S120と同様の処理を実行する。
<3-2.2並列対応処理>
次に、マイコン30が実行する2並列対応処理について、図14のフローチャートを参照して説明する。
<3-2.2並列対応処理>
次に、マイコン30が実行する2並列対応処理について、図14のフローチャートを参照して説明する。
まず、S400及びS410では、S10及びS20と同様の処理を実行する。
続いて、S420では、3個のバッテリブロック20,21,22のうちの2個以上のバッテリブロックが放電可能か否か判定する。S420において、2個以上のバッテリブロックが放電可能と判定した場合は、S430の処理へ進む。
続いて、S420では、3個のバッテリブロック20,21,22のうちの2個以上のバッテリブロックが放電可能か否か判定する。S420において、2個以上のバッテリブロックが放電可能と判定した場合は、S430の処理へ進む。
続いて、S430では、3個のバッテリブロック20,21,22のうちの2個のバッテリブロックを使用している高パワー出力状態であることを報知するため、第2の通信端子TDを介して、電動作業機5へ高パワー出力報知指令を出力する。これにより、電動作業機5の機器表示部8に、高パワー出力が表示される。また、バッテリ表示部11に高パワー出力を表示させる。なお、2並列バッテリブロックに対応可能な電動作業機5では、最大個数である2個のバッテリブロックを使用している状態を、高パワー出力状態としている。
続いて、S440~S510では、S160~S230と同様の処理を実行する。
また、S420において、1個以下のバッテリブロックが放電可能であると判定した場合は、S520の処理へ進む。
また、S420において、1個以下のバッテリブロックが放電可能であると判定した場合は、S520の処理へ進む。
S520では、1個のバッテリブロックが放電可能か否か判定する。S520において、1個のバッテリブロックが放電可能であると判定した場合は、S530の処理へ進む。一方、S520において、放電可能なバッテリブロックが存在しないと判定した場合は、S610の処理へ進み、S120と同様の処理を実行する。
S530では、3個のバッテリブロック20,21,22のうちの1個のバッテリブロックを使用している中パワー出力状態であることを報知するため、第2の通信端子TDを介して、電動作業機5へ低パワー出力報知指令を出力する。これにより、電動作業機5の機器表示部8に、中パワー出力が表示される。また、バッテリ表示部11に中パワー出力を表示させる。続いて、S540~S610では、S260~S330と同様の処理を実行する。
<3-3.並列未対応処理>
次に、マイコン30が実行する並列未対応処理について、図15のフローチャートを参照して説明する。
次に、マイコン30が実行する並列未対応処理について、図15のフローチャートを参照して説明する。
まず、S700及びS710では、S10及びS20と同様の処理を実行する。
続いて、S720では、3個のバッテリブロック20,21,22の中に放電可能なバッテリブロックが存在するか否か判定する。S720において、放電可能なバッテリブロックが存在すると判定した場合は、S730の処理へ進む。一方、S520において、放電可能なバッテリブロックが存在しないと判定した場合は、S810の処理へ進み、S120と同様の処理を実行する。
続いて、S720では、3個のバッテリブロック20,21,22の中に放電可能なバッテリブロックが存在するか否か判定する。S720において、放電可能なバッテリブロックが存在すると判定した場合は、S730の処理へ進む。一方、S520において、放電可能なバッテリブロックが存在しないと判定した場合は、S810の処理へ進み、S120と同様の処理を実行する。
S730では、3個のバッテリブロック20,21,22のうちの1個のバッテリブロ
ックを使用している高パワー出力状態であることを報知するため、第2の通信端子TDを介して、電動作業機5へ高パワー出力報知指令を出力する。これにより、電動作業機5の機器表示部8に、高パワー出力が表示される。また、バッテリ表示部11に高パワー出力を表示させる。なお、1個のバッテリブロックのみに対応可能な電動作業機5では、最大個数である1個のバッテリブロックを使用している状態を、高パワー出力状態としている。続いて、S740~S810では、S260~S330と同様の処理を実行する。
ックを使用している高パワー出力状態であることを報知するため、第2の通信端子TDを介して、電動作業機5へ高パワー出力報知指令を出力する。これにより、電動作業機5の機器表示部8に、高パワー出力が表示される。また、バッテリ表示部11に高パワー出力を表示させる。なお、1個のバッテリブロックのみに対応可能な電動作業機5では、最大個数である1個のバッテリブロックを使用している状態を、高パワー出力状態としている。続いて、S740~S810では、S260~S330と同様の処理を実行する。
<4.放電処理の別例>
次に、マイコン30が実行する放電処理の別例について説明する。放電処理の別例は、基本的には上述した放電処理と同じであるが、一部の処理が異なる。具体的には、上述した放電処理では、2個又は1個のバッテリブロックを使用する場合、選択した2個又は1個のバッテリブロックを継続して使用した。これに対して、放電処理の別例では、2個又は1個のバッテリブロックを使用する場合に、3個のバッテリブロック20,21,22の中から使用する2個又は1個のバッテリブロックを所定の条件で変更する。所定の条件は、例えば、所定時間が経過したことや、3個のバッテリブロック20,21,22の容量のうちの最大値と最小値との差が、規定の容量差以下となること、などである。
次に、マイコン30が実行する放電処理の別例について説明する。放電処理の別例は、基本的には上述した放電処理と同じであるが、一部の処理が異なる。具体的には、上述した放電処理では、2個又は1個のバッテリブロックを使用する場合、選択した2個又は1個のバッテリブロックを継続して使用した。これに対して、放電処理の別例では、2個又は1個のバッテリブロックを使用する場合に、3個のバッテリブロック20,21,22の中から使用する2個又は1個のバッテリブロックを所定の条件で変更する。所定の条件は、例えば、所定時間が経過したことや、3個のバッテリブロック20,21,22の容量のうちの最大値と最小値との差が、規定の容量差以下となること、などである。
<4-1.第1のブロック切替え処理>
次に、マイコン30が実行する第1のブロック切替え処理について、図16のフローチャートを参照して説明する。第1のブロック切替え処理は、3個のバッテリブロック20,21,22のうちの2個のバッテリブロックを使用する場合の処理である。マイコン30は、図16に示すフローチャートを、S200~S230の処理、及びS480~S510の処理の代わりに実行する。
次に、マイコン30が実行する第1のブロック切替え処理について、図16のフローチャートを参照して説明する。第1のブロック切替え処理は、3個のバッテリブロック20,21,22のうちの2個のバッテリブロックを使用する場合の処理である。マイコン30は、図16に示すフローチャートを、S200~S230の処理、及びS480~S510の処理の代わりに実行する。
まず、S15では、トリガ2がオンか否か判定する。S200において、トリガ2がオンであると判定した場合は、S25の処理へ進み、トリガ2がオフであると判定した場合は、S10の処理へ戻る。
S25では、使用中の2個のバッテリブロックの両方が放電可能であるか否か判定する。S25において、使用中の2個のバッテリブロックの両方が放電可能であると判定した場合は、S35の処理へ進む。
S35では、トリガ2がオフか否か判定する。S35において、トリガ2がオフであると判定した場合は、S10の処理へ戻る。一方、S35において、トリガ2がオンであると判定した場合は、S45の処理へ進む。
S45では、バッテリブロック20,21,22のそれぞれの残容量の差が、規定値以上か否か判定する。すなわち、バッテリブロック20とバッテリブロック21との残容量の差、バッテリブロック20とバッテリブロック22との残容量の差、及びバッテリブロック21とバッテリブロック22との残容量の差が、規定値以上か否か判定する。
S45において、すべての残容量の差が規定値未満であると判定された場合は、S15の処理へ戻る。一方、S45において、いずれかの残容量の差が規定値以上であると判定された場合は、S55の処理へ進む。
S55では、保護FET590,591,592のうち、最小残容量のバッテリブロックに対応する保護FETをオフにし、残りの2個のバッテリブロックに対応する保護FETをオンにする。その後、S15の処理へ戻る。
また、S25において、使用中の2個のバッテリブロックのうちの少なくとも一方が放
電不可であると判定した場合は、S65の処理へ進む。
S65では、3個のバッテリブロック20,21,22のうちの任意の2個のバッテリブロックが放電可能か否か判定する。例えば、S30の処理において、1個のバッテリブロックが放電不可と判定された場合でも、その後、そのバッテリブロックが回復して放電可になることがある。S65において、任意の2個のバッテリブロックが放電可能であると判定した場合は、S75の処理へ進む。一方、S65において、任意の2個のバッテリブロックが放電不可能であると判定した場合は、S85の処理へ進み、S120と同様の処理を実行する。
電不可であると判定した場合は、S65の処理へ進む。
S65では、3個のバッテリブロック20,21,22のうちの任意の2個のバッテリブロックが放電可能か否か判定する。例えば、S30の処理において、1個のバッテリブロックが放電不可と判定された場合でも、その後、そのバッテリブロックが回復して放電可になることがある。S65において、任意の2個のバッテリブロックが放電可能であると判定した場合は、S75の処理へ進む。一方、S65において、任意の2個のバッテリブロックが放電不可能であると判定した場合は、S85の処理へ進み、S120と同様の処理を実行する。
S75では、保護FET590,591,592のうち、放電不可の1個のバッテリブロックに対応する保護FETをオフにし、放電可能な2個のバッテリブロックに対応する保護FETをオンにする。その後、S15の処理へ戻る。
図19は、第1のブロック切替え処理を実行して、3個のバッテリブロック20,21,22のうちの2個のバッテリブロックからの放電を継続した場合における、各バッテリブロックの出力の時間変化を示す。このように、第1のブロック切替え処理を実行することにより、放電する2個のバッテリブロックが所定の条件に応じて変化する。
<4-2.第2のブロック切替え処理>
次に、マイコン30が実行する第2のブロック切替え処理について、図17のフローチャートを参照して説明する。第2のブロック切替え処理は、3個のバッテリブロック20,21,22のうちの1個のバッテリブロックを使用する場合の処理である。マイコン30は、図17に示すフローチャートを、S580~S610の処理、及びS780~S810の処理の代わりに実行する。
次に、マイコン30が実行する第2のブロック切替え処理について、図17のフローチャートを参照して説明する。第2のブロック切替え処理は、3個のバッテリブロック20,21,22のうちの1個のバッテリブロックを使用する場合の処理である。マイコン30は、図17に示すフローチャートを、S580~S610の処理、及びS780~S810の処理の代わりに実行する。
まず、S115では、トリガ2がオンか否か判定する。S115において、トリガ2がオンであると判定した場合は、S125の処理へ進み、トリガ2がオフであると判定した場合は、S10の処理へ戻る。
S125では、使用中の1個のバッテリブロックが放電可能であるか否か判定する。S125において、使用中の1個のバッテリブロックが放電可能であると判定した場合は、S135の処理へ進む。
S135では、トリガ2がオフか否か判定する。S135において、トリガ2がオフであると判定した場合は、S10の処理へ戻る。一方、S135において、トリガ2がオンであると判定した場合は、S145の処理へ進む。
S145では、バッテリブロック20,21,22のそれぞれの残容量の差が、規定値以上か否か判定する。S145において、すべての残容量の差が規定値未満であると判定された場合は、S115の処理へ戻る。一方、S145において、いずれかの残容量の差が規定値以上であると判定された場合は、S155の処理へ進む。
S155では、保護FET590,591,592のうち、現在使用中のバッテリブロックに対応する保護FETをオフにする。そして、放電可能なバッテリブロックのうちの最大残容量のバッテリブロックに対応する保護FETをオンにする。その後、S115の処理へ戻る。
また、S125において、使用中の1個のバッテリブロックが放電不可であると判定した場合は、S165の処理へ進む。
S165では、3個のバッテリブロック20,21,22のうちの任意の1個のバッテ
リブロックが放電可能か否か判定する。S165において、任意の1個のバッテリブロックが放電可能であると判定した場合は、S175の処理へ進む。一方、S165において、任意の1個のバッテリブロックが放電不可能であると判定した場合は、S185の処理へ進み、S120と同様の処理を実行する。
S165では、3個のバッテリブロック20,21,22のうちの任意の1個のバッテ
リブロックが放電可能か否か判定する。S165において、任意の1個のバッテリブロックが放電可能であると判定した場合は、S175の処理へ進む。一方、S165において、任意の1個のバッテリブロックが放電不可能であると判定した場合は、S185の処理へ進み、S120と同様の処理を実行する。
S175では、保護FET590,591,592のうち、放電不可の1個のバッテリブロックに対応する保護FETをオフにし、放電可能な最大容量のバッテリブロックに対応する保護FETをオンにする。その後、S115の処理へ戻る。
図20は、第1のブロック切替え処理を実行して、3個のバッテリブロック20,21,22のうちの1個のバッテリブロックからの放電を継続した場合における、各バッテリブロックの出力の時間変化を示す。このように、第2のブロック切替え処理を実行することにより、放電する1個のバッテリブロックが所定の条件に応じて変化する。
<5.効果>
以上説明した第2実施形態によれば、上述した第1実施形態の効果(1)~(2)に加え、以下の効果が得られる。
以上説明した第2実施形態によれば、上述した第1実施形態の効果(1)~(2)に加え、以下の効果が得られる。
(3)電動作業機5に導通させるバッテリブロックの個数を、電動作業機情報に応じて決まる最大個数以下にすることにより、バッテリパック10のインピーダンスを、電動作業機5が適応可能な範囲内にすることができる。
(4)第2の通信端子TDを介した電動作業機5との通信によって、電動作業機情報を取得し、取得した電動作業機情報に基づいて、電動作業機5に応じた個数のバッテリブロックを選択することができる。ひいては、電動作業機5に応じた個数のバッテリブロックと電動作業機5とを導通させ、残りのバッテリブロックと電動作業機5とを非導通にさせることができる。
(5)電動作業機5と導通させるバッテリブロックの選択が完了するまでは、いずれか1個のバッテリブロックと電動作業機5とが導通する。これにより、バッテリパック10のインピーダンスを最も高い値にした状態で、バッテリパック10から電動作業機5へ電力を供給することができる。ひいては、バッテリパック10は、電動作業機5と通信を実行し、電動作業機5と導通させるバッテリブロックを選択するための電動作業機情報を得ることができる。
(6)電動作業機5の対応可能な最大個数のバッテリブロックから電動作業機5へ電力が供給されている場合と、最大個数よりも少ないバッテリブロックから電動作業機5へ電力が供給されている場合とで、バッテリパック10において異なる報知が実行される。これにより、使用者は、電動作業機5が最大電力で作動しているか否かを認識することができる。
(6)電動作業機5の対応可能な最大個数のバッテリブロックから電動作業機5へ電力が供給されている場合と、最大個数よりも少ないバッテリブロックから電動作業機5へ電力が供給されている場合とで、異なる報知をさせるように、バッテリパック10から電動作業機5へ報知指令が出力される。これにより、使用者は、電動作業機5を使用中に認識しやすい電動作業機5の機器表示部8を介して、電動作業機5が最大電力で作業しているか否かを容易に認識することができる。
(7)バッテリブロック20,21,22のいずれからも放電を禁止する場合には、機器表示部8及びバッテリ表示部11により放電禁止が報知される。これにより、使用者は
、バッテリパック10が使用できない状態であることを認識することができる。
、バッテリパック10が使用できない状態であることを認識することができる。
(他の実施形態)
以上、本開示を実施するための形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
以上、本開示を実施するための形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
(a)上記実施形態では、バッテリパック10が、バッテリブロック20とバッテリブロック22との間に設けられた1個のバランス回路50を備えていたが、2個のバランス回路を備えていてもよい。例えば、バッテリパック10は、バランス回路50に加えて、バッテリブロック21とバッテリブロック22との間に設けられたバランス回路を備えていてもよい。この場合、第1の電動作業機5は、装着面55Aの代わりに、図21に示す装着面55Dを備えていてもよい。
装着面55Dは、正極入力端子141と、負極入力端子142と、第1の作業機通信端子143と、第2の作業機通信端子144と、を備える。第1,第2の作業機通信端子143,144は、第1,第2の作業機通信端子113,114と同じ位置に設けられた同様の端子である。正極入力端子141は、後側の正極通電部141aと、前側の正極絶縁部141bと、を含む。負極入力端子142は、後側の負極通電部142aと、前側の負極絶縁部142bと、を含む。正極通電部141aと正極絶縁部141bとは隣接しており、負極通電部142aと負極絶縁部142bとは隣接している。
図22に示すように、正極入力端子141は、第1の正極端子TP0を含む端子列に対応する位置に設けられており、負極入力端子142は、第1の負極端子TN0を含む端子列に対応する位置に設けられている。正極通電部141aは、第1の正極端子TP0を貫通し、且つ、第2の正極端子TP1に挿入されない長さに構成されている。負極通電部142aは、正極通電部141aと同様に構成されている。また、正極絶縁部141bは、第2,3の正極端子TP1,TP2と、第1の並列接続用端子T31と、第3の並列接続用端子33とを貫通する長さに構成されている。負極絶縁部142bは、正極絶縁部141bと同様に構成されている。
図22に示すように、バッテリ装着部9にバッテリパック10を装着することにより、正極通電部141aと第1の正極端子TP0とが導通する。また、負極通電部142aと第1の負極端子TN0とが導通する。
さらに、第1,第2,第3,第4の並列接続用端子T31,T32,T33,T34の第1の部材T31a,T32a,T33a,T34aと第2の部材T31b,T32b,T33b,T34bとが電気的に切り離される。すなわち、バッテリブロック20とバッテリブロック21とバッテリブロック22とが、互いに電気的に切り離される。しかしながら、バランス回路50によりバッテリブロック20とバッテリブロック22との残容量が均等化され、もう1個のバランス回路によりバッテリブロック21とバッテリブロック22との残容量が均等化される。したがって、バッテリブロック20,21,22の残容量を均等化することができる。
(b)上記実施形態では、電動作業機5が対応可能な最大個数に対するバッテリブロックの使用個数に応じて、機器表示部8及びバッテリ表示部11に出力状態を表示させていた。これに対して、電動作業機5の対応可能な最大個数にかかわらず、バッテリブロックの使用個数に応じて、機器表示部8及びバッテリ表示部11に出力状態を表示させてもよい。すなわち、電動作業機5がバッテリブロック20,21,22のうちの3個を使用している場合は、機器表示部8及びバッテリ表示部11に高パワー出力を表示させてもよい。また、電動作業機5がバッテリブロック20,21,22のうちの2個を使用している
場合は、機器表示部8及びバッテリ表示部11に中パワー出力を表示させて、1個を使用している場合は、機器表示部8及びバッテリ表示部11に低パワー出力を表示させてもよい。
場合は、機器表示部8及びバッテリ表示部11に中パワー出力を表示させて、1個を使用している場合は、機器表示部8及びバッテリ表示部11に低パワー出力を表示させてもよい。
(c)上記実施形態では、機器表示部8とバッテリ表示部11の両方に、出力及び放電不可を表示させたが、いずれか一方のみに表示させてもよい。また、機器表示部8とバッテリ表示部11のいずれか一方が設けられていなくてもよい。
(d)バッテリパック10が備えるバッテリブロックの個数は3個に限らず、2個でもよいし、4個以上でもよい。
(e)マイコン30は、マイコン30に代えて、またはマイコン30に加えて、個別の各種電子部品の組み合わせを備えてもよいし、ASIC(Application Specified Integrated Circuit)を備えてもよいし、Application Specific Standard Product(ASSP)を備えてもよいし、例えばFPGA(Field Programmable Gate Array)などのプログラマブル・ロジック・デバイスを備えてもよいし、あるいはこれらの組み合わせを備えてもよい。
(e)マイコン30は、マイコン30に代えて、またはマイコン30に加えて、個別の各種電子部品の組み合わせを備えてもよいし、ASIC(Application Specified Integrated Circuit)を備えてもよいし、Application Specific Standard Product(ASSP)を備えてもよいし、例えばFPGA(Field Programmable Gate Array)などのプログラマブル・ロジック・デバイスを備えてもよいし、あるいはこれらの組み合わせを備えてもよい。
(f)上記実施形態における1つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、1つの構成要素が有する1つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、1つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される1つの機能を、1つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。
(g)上述したバッテリパックの他、当該バッテリパックを構成要素とする電動作業機システム、バッテリパックのマイクロコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体など、種々の形態で本開示を実現することもできる。
2…トリガ、3…先端工具、5…電動作業機、8…機器表示部、9…バッテリ装着部、10…バッテリパック、11…バッテリ表示部、15…接続部、20,21,22…バッテリブロック、30…マイコン、T31,T32,T33,T34…第1,第2,第3,第4の並列接続用端子、50…バランス回路、55A,55B,55C,55D,155C…装着面、111,121,131,141…正極入力端子、112,122,132,142…負極入力端子、113,123,133,143…第1の作業機通信端子、114,124,134,144…第2の作業機通信端子、121a,141a…正極通電部、121b,141b…正極絶縁部、122a,142a…負極通電部、122b,142b…負極絶縁部、131a,131c…第1,第2の正極通電部、131b,131d…第1,第2の正極絶縁部、132a,132c…第1,第2の負極通電部、132b,132d…第1,第2の負極絶縁部、132d…第2の負極絶縁部、200,210,220…第1,第2,第3のバッテリ回路、211…充電器正極端子、212…充電器負極端子、213…充電器通信端子、590,591,592…保護FET、TAS…第1の通信端子、TC0,TC1,TC2…第1,第2,第3の充電端子、TN0,TN1,TN2…第1,第2,第3の負極端子、TP0,TP1,TP2…第1,第2,第3の正極端子。
Claims (10)
- 複数のバッテリブロックと、
電動作業機の正極入力端子及び負極入力端子に接続されるように構成された正極出力端子及び負極出力端子を含む接続部と、を備え、
前記複数のバッテリブロックのうちの接続数のバッテリブロックそれぞれの正極及び負極が、前記正極出力端子及び前記負極出力端子を介して前記正極入力端子及び前記負極入力端子と導通し、前記接続数は、前記接続部を介して入力される前記電動作業機の機器情報に応じた個数である、
バッテリパック。 - 前記接続数は、前記機器情報に応じて決まる前記正極入力端子及び前記負極入力端子に導通させることが可能なバッテリブロックの最大個数以下の個数である、
請求項1に記載のバッテリパック。 - 前記接続部は、通信端子を含み、
前記通信端子を介した前記電動作業機との通信によって得られた前記機器情報に基づいて、前記複数のバッテリブロックから前記接続数のバッテリブロックを選択する選択処理と、
選択した前記接続数のバッテリブロックのそれぞれの正極及び負極と、前記正極出力端子及び前記負極出力端子とを導通させ、前記複数のバッテリブロックのうちの選択していないバッテリブロックの正極及び負極の少なくとも一方と、前記正極出力端子及び前記負極出力端子とを非導通にさせる導通処理と、を実行するように構成された制御部を備える、
請求項1又は2に記載のバッテリパック。 - 前記制御部は、前記接続数のバッテリブロックの選択が完了するまで、前記複数のバッテリブロックのうちのいずれか1個のバッテリブロックの正極及び負極と、前記正極出力端子及び前記負極出力端子とを導通させて、前記電動作業機へ電力を供給する電力供給処理を実行するように構成されている、
請求項3に記載のバッテリパック。 - 報知部を備え、
前記制御部は、前記接続数が前記電動作業機の対応可能な前記バッテリブロックの最大個数である場合と、前記接続数が前記最大個数未満である場合とで、前記報知部に異なる報知をさせる報知処理を実行するように構成されている、
請求項3又は4に記載のバッテリパック。 - 前記制御部は、前記接続数が前記電動作業機の対応可能な前記バッテリブロックの最大個数である場合と、前記接続数が前記最大個数未満である場合とで、前記電動作業機が備える作業機報知部に異なる報知をさせるように、前記電動作業機へ報知指令を出力する報知指令処理を実行するように構成されている、
請求項3~5のいずれか1項に記載のバッテリパック。 - 報知部を備え、
前記制御部は、前記複数のバッテリブロックのいずれからも放電を禁止する場合に、前記報知部に放電禁止を報知させる禁止報知処理を実行するように構成されている、
請求項3~6のいずれか1項に記載のバッテリパック。 - 前記正極出力端子は、前記複数のバッテリブロックに応じた個数の複数の正極端子を含
み、
前記負極出力端子は、前記複数のバッテリブロックに応じた個数の複数の負極端子を含み、
1個の前記バッテリブロックに対応した前記電動作業機が接続されたことに応じて、前記複数のバッテリブロックのうちの第1のバッテリブロックの正極及び負極が、対応する前記正極端子及び前記負極端子を介して前記正極入力端子及び前記負極入力端子と導通し、
2個の前記バッテリブロックに対応した前記電動作業機が接続されたことに応じて、前記複数のバッテリブロックのうちの第1及び第2のバッテリブロックの正極及び負極が、それぞれに対応する前記正極端子及び前記負極端子を介して前記正極入力端子及び前記負極入力端子と導通する、
請求項1又は2に記載のバッテリパック。 - 前記複数の正極端子は、前記正極入力端子の挿入方向に沿って配列されており、
前記複数の負極端子は、前記負極入力端子の挿入方向に沿って配列されており、
前記第1のバッテリブロックの正極及び負極に対応する前記正極端子及び前記負極端子は、前記正極入力端子及び前記負極入力端子の挿入側に最も近い位置に配置されており、
前記第2のバッテリブロックの正極及び負極に対応する前記正極端子及び前記負極端子は、前記第1のバッテリブロックの正極及び負極に対応する前記正極端子及び前記負極端子の隣に配置されている、
請求項8に記載のバッテリパック。 - 2個のバッテリブロックの容量をバランスさせるように構成された1個のバランス回路を備え、
前記複数のバッテリブロックは、3個のバッテリブロックを備え、
前記3個のバッテリブロックは、1個の前記バッテリブロックに対応した前記電動作業機が接続されたことに応じて、前記3個のバッテリブロックのうちの第1のバッテリブロックの正極及び負極が前記正極入力端子及び前記負極入力端子と導通し、且つ、前記3個のバッテリブロックのうちの第2のバッテリブロックと第3のバッテリブロックとが並列に接続され、
前記バランス回路は、前記第1のバッテリブロックと前記第2のバッテリブロックとに接続されている、
請求項1~9のいずれか1項に記載のバッテリパック。
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