JP6416665B2 - バッテリ接続システム及びバッテリパック - Google Patents

バッテリ接続システム及びバッテリパック Download PDF

Info

Publication number
JP6416665B2
JP6416665B2 JP2015048611A JP2015048611A JP6416665B2 JP 6416665 B2 JP6416665 B2 JP 6416665B2 JP 2015048611 A JP2015048611 A JP 2015048611A JP 2015048611 A JP2015048611 A JP 2015048611A JP 6416665 B2 JP6416665 B2 JP 6416665B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
battery
resistance
detection
resistance value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2015048611A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2016170908A (ja
Inventor
卓也 梅村
卓也 梅村
峻平 山路
峻平 山路
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Makita Corp
Original Assignee
Makita Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Makita Corp filed Critical Makita Corp
Priority to JP2015048611A priority Critical patent/JP6416665B2/ja
Priority to US15/044,593 priority patent/US9941553B2/en
Priority to DE202016001563.0U priority patent/DE202016001563U1/de
Priority to CN201620190748.7U priority patent/CN205609700U/zh
Publication of JP2016170908A publication Critical patent/JP2016170908A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6416665B2 publication Critical patent/JP6416665B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0029Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with safety or protection devices or circuits
    • H02J7/00309Overheat or overtemperature protection
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44Methods for charging or discharging
    • H01M10/443Methods for charging or discharging in response to temperature
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/007188Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
    • H02J7/007192Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature
    • H02J7/007194Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature of the battery
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

本発明は、バッテリパックとこのバッテリパックを着脱可能に構成された接続機器とを備えたバッテリ接続システム、及びバッテリパックに関する。
バッテリを充電する充電器として、バッテリの種類を識別し、その識別したバッテリの種類に応じた充電制御を行うように構成された充電器が知られている。
特許文献1には、バッテリパックに内蔵されたサーミスタによって検出される検出電圧を用いてバッテリの種類を識別する技術が開示されている。具体的に、バッテリパック内において、サーミスタと直列に抵抗を接続することで、検出電圧をオフセットさせる。このオフセット量は、バッテリの種類に応じて異なる値となるようにしておく。そして、充電器は、検出電圧のレベルに基づいて、バッテリの種類を識別する。例えば、検出電圧がある閾値以下ならばAタイプのバッテリと判断し、検出電圧がその閾値より大きければBタイプのバッテリと判断する。
特開平11−69645号公報
特許文献1に記載の技術では、バッテリの種類を識別するために、バッテリの種類に対応した検出電圧のレベル(換言すればバッテリの種類に対応したオフセット量)を予め充電器に記憶させておく必要がある。そのため、予め記憶されている検出電圧レベルに対応した種類のバッテリしか識別できない。上記例の場合、閾値に基づいてAタイプ及びBタイプの何れかを識別することは可能であるが、A,B各タイプの何れでもない新たなタイプのバッテリには対応できない。
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、バッテリパックが装着される接続機器が、バッテリパック内のバッテリの種類によらず、バッテリの特性及びバッテリパック内の温度に応じた適切な制御を実行できるようにすることを目的とする。
上記課題を解決するためになされた本発明の第1の局面は、バッテリパックと、そのバッテリパックが着脱可能に構成された接続機器と、を備えるバッテリ接続システムである。バッテリパックは、バッテリと、当該バッテリパック内の特定の場所の温度に応じた検出信号を出力可能に構成された温度検出回路と、を備える。
温度検出回路は、温度検出素子と、少なくとも1つの抵抗素子と、を有する。温度検出素子は、特定の場所の温度を検出するためにその特定の場所に設けられ、温度に応じて抵抗値が変化するような抵抗温度特性を持つ素子である。抵抗素子は、温度検出素子に直列又は並列に接続され、バッテリの特性に応じて決められた抵抗値を有する素子である。そして、温度検出回路は、温度検出素子及び少なくとも1つの抵抗素子に基づく検出信号を出力可能に構成されている。
接続機器は、動作部と、温度関連制御部とを備える。動作部は、バッテリパックが接続機器に装着されているときに、バッテリの電力に基づく動作又はバッテリの充電動作の少なくとも一方であるバッテリ関連動作を実行可能に構成されている。温度関連制御部は、バッテリパックが接続機器に装着されているときに、バッテリパックから入力される検出信号に基づき、バッテリの種類を識別することなく特定の温度関連制御を実行するように構成されている。
このように構成されたバッテリ接続システムでは、接続機器は、バッテリの種類を識別することはなく、バッテリパックから入力される検出電圧に基づいて温度関連制御を実行する。そのため、バッテリの特性に応じた適切な温度関連制御が接続機器で実行されるよう、抵抗素子の抵抗値をバッテリの特性に応じて適切に決めることで、結果として、接続機器は、バッテリの種類を識別することなしに、異なる特性のバッテリに対してそれぞれそのバッテリの特性及びバッテリパック内の特定の場所の温度に応じた適切な温度関連制御を実行することができる。
上記構成のバッテリ接続システムにおいて、接続機器は、バッテリパックから入力される検出信号が示す、上記特定の場所の温度に応じた検出値と、予め設定された、バッテリの特性に依存しない閾値とを比較して、その比較結果に基づいて温度関連制御を実行するよう構成されていてもよい。その場合、温度検出回路は、上記特定の場所の温度が特定の温度になった場合に、上記閾値に対応した特定の検出値を示す検出信号が出力されるように構成されていてもよい。
このように構成されたバッテリ接続システムでは、接続機器は、バッテリの特性に依存しない閾値を用いて、バッテリの種類を識別することなく、温度関連制御を実行する。これに対し、バッテリパック内の温度検出回路は、特定の場所の温度が特定の温度になった場合に特定の検出信号(閾値に対応した特定の検出値を示す信号)が出力されるように構成されている。このような構成により、結果として、接続機器は、バッテリの種類を識別することなしに、異なる特性のバッテリに対してそれぞれそのバッテリの特性及びバッテリパック内の特定の場所の温度に応じた適切な温度関連制御を実行することができる。
温度検出素子には、少なくとも、1つの抵抗素子が直列に接続されていてもよい。温度検出素子に抵抗素子を直列接続することで、その分、温度検出回路全体の抵抗値を、抵抗素子がない場合よりも増加させることができ、検出信号が示す検出値を増加させることができる。つまり、同じ温度に対する検出値を、直列接続される抵抗素子がない場合よりも大きい値にオフセットさせることができる。
そのため、直列接続される抵抗素子の抵抗値をバッテリ特性に応じて適切に設定する(つまり検出値のオフセット量を適切に設定する)ことで、結果として、接続機器に、バッテリの種類を識別させることなしに、バッテリの特性及びバッテリパック内の特定の場所の温度に応じた適切な温度関連制御を実行させることができる。
温度検出素子に、少なくとも、1つの抵抗素子が直列に接続されている場合は、温度検出回路は、その直列に接続されている抵抗素子の抵抗値が大きいほど、上記特定の検出値を示す検出信号が出力されるときの上記特定の温度が高くなるように構成されていてもよい。
なお、直列に接続されている抵抗素子の抵抗値は、その抵抗素子がない場合に上記特定の検出値の検出信号が出力されるときの温度よりも所定温度高い温度のときに特定の検出値の検出信号が出力されるような値に設定されていてもよい。
例えば、温度検出素子の抵抗温度特性が負特性であるとする。即ち、温度が高くなるほど抵抗値が小さくなって検出値も小さくなるものとする。そして、接続機器側では、温度検出素子で検出される温度の上昇により検出値が低下していって閾値以下になると特定の処理を実行するようにされているとする。
この場合、より低い温度で特定の処理を実行してほしい場合は、直列接続される抵抗素子の抵抗値をより小さくすればよい。抵抗素子の抵抗値を小さくするほど、閾値に到達する実際の温度をより低くすることができる。つまり、より低い温度で特定の処理を実行させることができる。
逆に、より高い温度で特定の処理を実行してほしい場合は、直列接続される抵抗素子の抵抗値をより高くすればよい。抵抗素子の抵抗値を大きくするほど、閾値に到達する実際の温度をより高くすることができる。つまり、より高い温度で特定の処理を実行させることができる。
よって、この例の場合、直列接続される抵抗素子の抵抗値を調整することで、接続機器側で特定の処理が実行される実際の温度を適宜調整することができる。特に、温度が上昇していくような状況において特定の処理を実行させるべき実際の温度をより高くしたい場合に、より適切かつ柔軟に対応できる。
温度検出素子が、抵抗温度特性が負特性のサーミスタである場合に、そのサーミスタに抵抗素子が直列に接続されている場合は、その直列に接続されている抵抗素子の抵抗値は、温度が10℃以上40℃以下の常温域中の所定温度のときのサーミスタの抵抗値に対して40%以下の値であってもよい。
このように構成されたバッテリ接続システムによれば、検出値のオフセット量を適切に調整することができる。特に、サーミスタの負特性が、温度が高くなるほど抵抗値の変化率が小さくなって逆に温度が低くなるほど抵抗値の変化率が大きくなるような特性を有している場合、低温側でのオフセット量を抑えつつ高温側のオフセット量を相対的に大きくとることができる。そのため、高温側での温度関連制御の実行タイミング(実行させるべき実際の温度)を柔軟に調整することができる。
温度検出素子には、少なくとも、1つの抵抗素子が並列に接続されていてもよい。温度検出素子に抵抗素子を並列接続することで、その分、温度検出回路全体の抵抗値を、抵抗素子がない場合よりも低下させることができ、検出信号が示す検出値を低下させることができる。つまり、同じ温度に対する検出値を、並列接続される抵抗素子がない場合よりも小さい値にオフセットさせることができる。
そのため、並列接続される抵抗素子の抵抗値をバッテリ特性に応じて適切に設定する(つまり検出値のオフセット量を適切に設定する)ことで、結果として、接続機器に、バッテリの種類を識別することなしに、バッテリの特性及びバッテリパック内の特定の場所の温度に応じた適切な温度関連制御を実行させることができる。
温度検出素子に、少なくとも、1つの抵抗素子が並列に接続されている場合は、温度検出回路は、その並列に接続されている抵抗素子の抵抗値が小さいほど、上記特定の検出値を示す検出信号が出力されるときの上記特定の温度が低くなるように構成されていてもよい。
なお、並列に接続されている抵抗素子の抵抗値は、その抵抗素子がない場合に上記特定の検出値の検出信号が出力されるときの温度よりも所定温度低い温度のときに上記特定の検出値の検出信号が出力されるような値に設定されていてもよい。
例えば、温度検出素子の抵抗温度特性が負特性であるとする。そして、接続機器側では、温度検出素子で検出される温度の低下により検出値上昇していって閾値以上になると特定の処理を実行するようにされているとする。
この場合、より低い温度で特定の処理を実行してほしい場合は、並列接続される抵抗素子の抵抗値をより小さくすればよい。抵抗素子の抵抗値を小さくするほど、閾値に到達する実際の温度をより低くすることができる。つまり、より低い温度で特定の処理を実行させることができる。
逆に、より高い温度で特定の処理を実行してほしい場合は、並列接続される抵抗素子の抵抗値をより高くすればよい。抵抗素子の抵抗値を大きくするほど、閾値に到達する実際の温度をより高くすることができる。つまり、より高い温度で特定の処理を実行させることができる。
よって、この例の場合、並列接続される抵抗素子の抵抗値を調整することで、接続機器側で特定の処理が実行される実際の温度を適宜調整することができる。特に、温度が低下していく状況において特定の処理を実行させるべき実際の温度をより低くしたい場合に、より適切かつ柔軟に対応できる。
温度検出素子が、抵抗温度特性が負特性のサーミスタであって、そのサーミスタに抵抗素子が並列接続されている場合、その並列に接続されている抵抗素子の抵抗値は、温度が10℃以上40℃以下の常温域中の所定温度のときのサーミスタの抵抗値に対して4倍以上の値であってもよい。
このように構成されたバッテリ接続システムによれば、検出値のオフセット量を適切に調整することができる。特に、サーミスタの負特性が、温度が高くなるほど抵抗値の変化率が小さくなって逆に温度が低くなるほど抵抗値の変化率が大きくなるような特性を有している場合、高温側でのオフセット量を抑えつつ低温側のオフセット量を相対的に大きくとることができ、低温側での温度関連制御の実行タイミング(実行させるべき実際の温度)を柔軟に調整することができる。
温度検出素子が、抵抗温度特性が負特性のサーミスタである場合、そのサーミスタには、抵抗素子とこの抵抗素子に直列接続されたツェナーダイオードとを有する直列回路が、並列に接続されていてもよい。
このように構成されたバッテリ接続システムでは、サーミスタ両端の電圧が低い間はツェナーダイオードが降伏せず、サーミスタに並列に接続されている直列回路は実質的には機能しない。サーミスタ両端の電圧が高くなっていくと、直列回路にかかる電圧も高くなっていき、ある特定電圧値のときにツェナーダイオードが降伏して、サーミスタだけでなく直列回路側にも電流が流れることになる。
よって、例えばサーミスタが負特性の場合、ある一定温度以上の領域では直列回路を機能させないようにし、温度がその一定温度より低い領域でのみ直列回路を機能させて検出値をオフセットさせる、という用途に応えることができる。
また、本発明の第2の局面は、上述した各種構成のバッテリ接続システムを構成するバッテリパックである。このようなバッテリパックによれば、上述した各種構成のバッテリ接続システムで利用することができ、上述した各種の効果を得ることができる。
次に、本発明の第3の局面は、外部機器に装着されてその外部機器への電力供給又はその外部機器からの充電用電力の入力が可能に構成されたバッテリパックであって、バッテリと、当該バッテリパック内の特定の場所の温度に応じた検出値を示す検出信号を出力可能に構成された温度検出回路と、を備える。
温度検出回路は、温度検出素子と、少なくとも1つの抵抗素子と、を備える。温度検出素子は、特定の場所の温度を検出するためにその特定の場所に設けられ、温度に応じて抵抗値が変化する素子である。抵抗素子は、温度検出素子に直列又は並列に接続された素子である。
そして、温度検出回路は、温度検出素子及び少なくとも1つの抵抗素子に基づく検出信号を出力可能である。また、外部機器においては、バッテリの特性に依存しない制御パラメータが設定されており、温度検出回路は、特定の場所の温度が特定の温度になった場合に出力される検出信号がその制御パラメータに対応した内容を示す信号となるように、構成されている。
このように構成されたバッテリパックでは、温度検出回路が、特定の場所の温度が特定の温度になった場合に特定の検出信号(接続機器側の制御パラメータに対応した内容を示す信号)が出力されるように構成されている。このような構成により、結果として、接続機器に対し、バッテリの種類を識別させることなしに、異なる特性のバッテリに対してそれぞれそのバッテリの特性及びバッテリパック内の特定の場所の温度に応じた適切な温度関連制御を実行させることができる。
第1実施形態の充電システムの概略構成を示す構成図である。 第1実施形態の電動工具の概略構成を示す構成図である。 温度検出回路の検出抵抗値Rsの温度特性を示す説明図である。 図4Aは、図3の温度特性のうち高温側の領域を拡大した拡大図であり、図4Bは、図3の温度特性のうち低温側の領域を拡大した拡大図である。 図5Aは第2実施形態の温度検出回路を示す回路図であり、図5Bはその温度検出回路の検出抵抗値Rsの温度特性を示す説明図である。 図6Aは第3実施形態の温度検出回路を示す回路図であり、図6Bはその温度検出回路の検出抵抗値Rsの温度特性を示す説明図である。 第4実施形態の温度検出回路を示す回路図である。 充電システムの他の例を示す構成図である。 温度検出回路の他の例を示す回路図である。 サーミスタのB定数を変化させた場合の温度特性の変化を説明するための説明図である。
以下、本発明が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
[第1実施形態]
(1)充電システムの構成
図1に示すように、本第1実施形態の充電システムは、バッテリパック10と、充電器40とを備える。バッテリパック10は、充電器40に対して着脱可能に構成されている。図1は、充電器40にバッテリパック10が装着された状態を示している。バッテリパック10は、充電器40だけでなく、後述する工具本体60(図2参照)を含む、各種の外部機器に対して着脱可能に構成されている。
バッテリパック10は、外部機器に装着されたときに外部機器と機械的且つ電気的に接続される端子として、正極端子21と、負極端子22と、第1セル電圧出力端子23と、第2セル電圧出力端子24と、検出信号出力端子25と、を備えている。一方、充電器40は、正極端子51と、負極端子52と、第1セル電圧入力端子53と、第2セル電圧入力端子54と、検出信号入力端子55と、を備えている。
バッテリパック10が充電器40に装着されると、図1に示すように、各正極端子21,51が電気的に導通し、各負極端子22,52が電気的に導通し、第1セル電圧出力端子23と第1セル電圧入力端子53が電気的に導通し、第2セル電圧出力端子24と第2セル電圧入力端子54が電気的に導通し、検出信号出力端子25と検出信号入力端子55が電気的に導通する。
バッテリパック10は、図1に示すように、バッテリ15と、残容量検出回路16と、残容量表示部17と、温度検出回路18とを備える。
バッテリ15は、直列接続された複数の二次電池セルを有する。具体的に、本実施形態では、バッテリ15は、第1セル11と、第2セル12と、第3セル13とが直列接続されている。各セル11〜13はいずれも同じ温度特性、同じ電気的特性を有する。
バッテリ15の正極(即ち第3セル13の正極)は、バッテリパック10の正極端子21及び残容量検出回路16に接続されている。バッテリ15の負極(即ち第1セル11の負極)は、バッテリパック10の負極端子22及び残容量検出回路16に接続されている。よって、バッテリ15から外部機器への放電は、正極端子21及び負極端子22を介して行われ、外部機器からバッテリ15への充電電力の供給も、正極端子21及び負極端子22を介して行われる。
バッテリ15における、第1セル11の正極は、抵抗26を介して第1セル電圧出力端子23に接続されている。第1セル電圧出力端子23からは、第1セル11の電圧を示す第1セル電圧信号が出力される。バッテリ15における、第2セル12の正極は、抵抗27を介して第2セル電圧出力端子24に接続されている。第2セル電圧出力端子24からは、第2セル12の電圧を示す第2セル電圧信号が出力される。
残容量検出回路16は、バッテリ15の残容量を検出し、その検出した残容量に応じて残容量表示部17を動作させる。残容量表示部17は、4つのLED31〜34を備えている。残容量検出回路16は、バッテリ15の残容量に応じて、4つのLED31〜34の点灯又は消灯を制御することにより、バッテリ15の残容量を示す情報を報知させる。例えば、バッテリ15が満充電状態のときの残容量を100%としたとき、残容量が例えば80%以上のときは4つのLED31〜34を全て点灯させ、残容量が例えば60%以上80%未満のときは3つのLED31〜33を点灯させ、残容量が例えば40%以上60%未満のときは2つのLED31,32を点灯させ、残容量が例えば20%以上40%未満のときは1つのLED31を点灯させ、残容量が例えば20%未満のときは4つのLED31〜34を全て消灯させる。
温度検出回路18は、バッテリ15の温度(以下「バッテリ温度」という)を検出するために設けられている。温度検出回路18は、サーミスタ28と、抵抗1とを備え、サーミスタ28と抵抗1とが直列接続されている。そして、温度検出回路18の一端(サーミスタ28の一端)は検出信号出力端子25に接続され、温度検出回路18の他端(抵抗1の一端)は負極端子22に接続されている。
サーミスタ28は、本実施形態では、抵抗温度特性が負特性の、いわゆるNTCサーミスタである。即ち、サーミスタ28の抵抗値Rmは、サーミスタ28にて検出されるサーミスタ28周囲の温度が高くなればなるほど低い値となり、温度と抵抗値との関係は反比例に近い関係となる。
サーミスタ28は、バッテリ温度を適切に検出すべく、バッテリ15の近傍に配置されている。そのため、サーミスタ28の抵抗値Rmは、バッテリ温度に応じて変化し、バッテリ温度が高いほど低い値となる。なお、サーミスタ28の配置位置は、検出対象物(本実施形態ではバッテリ15)の温度を適切に検出することができる限り、適宜決めることができる。
温度検出回路18全体の抵抗値を検出抵抗値Rsとすると、検出抵抗値Rsは、次式(1)で表される。なお、R1は、抵抗1の抵抗値である。
Rs=Rm+R1 ・・・(1)
よって、検出抵抗値Rsは、バッテリ温度に応じて変化し、バッテリ温度が高くなるほど低い値となる。
ここで、バッテリパック10が充電器40に接続されると、温度検出回路18のサーミスタ28の一端は、充電器40内において、抵抗8を介して、制御電圧Vccが供給される制御電源ラインに接続される。よって、バッテリパック10の検出信号出力端子25からは、制御電圧Vccがバッテリパック10側の温度検出回路18と充電器40側の抵抗8とによって分圧された電圧Vsが、検出信号として出力される。検出信号Vsは、具体的には、次式(2)で表すことができる。なお、R0は、充電器40側の抵抗8の抵抗値である。
Vs=Vcc・Rs/(Rs+R0) ・・・(2)
よって、検出信号Vsは、バッテリ温度に応じて変化し、バッテリ温度が高くなるほど低い値となる。また、検出信号Vsは、検出抵抗値Rsに依存し、検出抵抗値Rsの変化(即ち温度の変化)に伴って変化する。そのため、検出信号Vsは、検出抵抗値Rsを示す情報であるとも言える。
充電器40は、図1に示すように、入力整流回路41と、充電用スイッチング電源回路42と、電源回路43と、第1電圧検出回路44と、第2電圧検出回路45と、検出信号入力回路46と、制御回路47と、を備える。
入力整流回路41は、外部から入力される交流電圧(例えば商用の交流100V)を整流して直流に変換する。充電用スイッチング電源回路42は、入力された電圧を降圧して出力するスイッチングレギュレータを有する。具体的に、充電用スイッチング電源回路42は、入力整流回路41によって直流に整流された電圧を、直流の所定電圧値の充電用電圧に降圧して、正極端子51から出力する。
電源回路43は、入力整流回路41によって直流に整流された電圧を降圧して、直流の所定電圧値の制御電圧Vccを生成し出力する。電源回路43で生成される制御電圧Vccは、制御回路47や検出信号入力回路46を含む、充電器40内の各部の動作用電源として用いられる。
第1電圧検出回路44は、バッテリパック10から第1電圧入力端子53を介して入力される第1セル電圧信号に基づいて、第1セル11の電圧(第1セル電圧)を検出し、その第1セル電圧を示す情報を制御回路47へ出力する。第2電圧検出回路45は、バッテリパック10から第2電圧入力端子54を介して入力される第2セル電圧信号に基づいて、第2セル12の電圧(第2セル電圧)を検出し、その第2セル電圧を示す情報を制御回路47へ出力する。
検出信号入力回路46は、抵抗8と、フィルタ48とを備える。既述の通り、抵抗8の一端は制御電源ラインに接続されていて制御電圧Vccが印加されている。抵抗8の他端は、検出信号入力端子55に接続されている。充電器40にバッテリパック10が装着された状態では、抵抗8の他端は、検出信号入力端子55、及びバッテリパック10の検出信号出力端子25を介して、温度検出回路18の一端(詳しくはサーミスタ28の一端)に接続される。
このような構成により、検出信号入力回路46には、バッテリパック10の温度検出回路18からの検出信号Vsが入力される。そして、入力された検出信号Vsは、フィルタ48によって雑音成分(例えば所定周波数以上の高周波成分)が除去されて、制御回路47に入力される。
制御回路47は、第1電圧検出回路44から入力される情報、第2電圧検出回路45から入力される情報、バッテリパック10から検出信号入力回路46を経て入力される検出信号Vsなどの各種情報に基づいて、充電用スイッチング電源回路42の動作を制御することにより、バッテリ15の充電を制御する。
制御回路47による各種制御として、少なくとも、基本充電制御と、温度保護制御とがある。基本充電制御は、バッテリ15が満充電状態となるまでバッテリ15へ充電用電圧を供給してバッテリ15を充電させ、バッテリ15が満充電状態になると充電用電圧の供給を停止してバッテリ15の充電を停止させる制御である。つまり、装着されているバッテリパック内のバッテリを充電するための基本的な制御である。
温度保護制御は、検出信号入力回路46を経て入力される検出信号Vsに基づいてバッテリ温度を監視し、監視結果に応じて(つまり検出信号Vsの値に応じて)、バッテリ15の充電を強制的に停止させる制御である。
具体的に、基本充電制御によってバッテリ15への充電が行われている間、バッテリ温度が高くなって検出信号Vsが所定の高温側電圧閾値Vth1以下となった場合に、バッテリ15の充電を強制的に停止させる。基本充電制御による充電が継続中であってまだ満充電状態になっていなくても、バッテリ15の過熱によって検出信号Vsが高温側電圧閾値Vth1以下になったら、充電が強制停止される。
また、基本充電制御によってバッテリ15への充電が行われている間、バッテリ温度が低くなって検出信号Vsが所定の低温側電圧閾値Vth1以上となった場合も、バッテリ15の充電を強制的に停止させる。基本充電制御による充電が継続中であってまだ満充電状態になっていなくても、周囲環境等の何らかの要因によってバッテリ15の低温下が進み、検出信号Vsが低温側電圧閾値Vth2以上になったら、充電が強制停止される。高温側電圧閾値Vth1及び低温側電圧閾値Vth2のいずれも、バッテリ15の種類ごとに個別に設定されてはおらず、バッテリ15の種類とは無関係に設定されている。
つまり、充電器40の制御回路47は、検出信号Vsに基づき、バッテリ15の種類を識別することなく、温度保護制御を実行する。即ち、制御回路47は、バッテリ15の種類を識別することなく、検出信号Vsが高温側電圧閾値Vth1より高く低温側電圧閾値Vth2より低い範囲(以下「充電許容電圧範囲」ともいう)内の値をとっている場合は充電を許可するが、過熱或いは過冷却等によって検出信号Vsが充電許容電圧範囲外の値になった場合は充電を強制停止させる。
(2)電動工具の構成
図2に示すように、本第1実施形態の電動工具は、バッテリパック10と、工具本体60とを備える。工具本体60は、バッテリパック10を着脱可能に構成されている。図2は、工具本体60にバッテリパック10が装着された状態を示している。
バッテリパック10は、図1に示した充電システムにおけるバッテリパック10と同じ構成であるため、説明を省略する。
工具本体60は、正極端子71と、負極端子72と、検出信号入力端子75と、を備えている。バッテリパック10が工具本体60に装着されると、図2に示すように、各正極端子21,71が電気的に導通し、各負極端子22,72が電気的に導通し、検出信号出力端子25と検出信号入力端子75が電気的に導通する。
工具本体60は、図2に示すように、モータ61と、トリガスイッチ62と、スイッチ検出回路63と、制御マイコン64と、スイッチング制御回路65と、通電制御スイッチ66と、電源回路67と、パック電圧検出回路68と、検出信号入力回路69と、を備える。
正極端子71からモータ61を経て負極端子72に至る通電経路において、モータ61の上流側にトリガスイッチ62が設けられ、モータ61の下流側に通電制御スイッチ66が設けられている。トリガスイッチ62は、電動工具の使用者により操作されるスイッチである。
トリガスイッチ62がオンされると、バッテリ15の電圧(バッテリ電圧)がトリガスイッチ62を介して電源回路67に入力される。電源回路67は、バッテリ電圧が入力されると、そのバッテリ電圧を所定電圧値の制御電圧Vddに降圧して出力する。電源回路67で生成される制御電圧Vddは、制御マイコン64や検出信号入力回路69を含む、工具本体60内の各部の動作用電源として用いられる。
スイッチ検出回路63は、トリガスイッチ62の操作状態を検出し、その検出結果を示す信号を制御マイコン64へ出力する。パック電圧検出回路68は、装着されているバッテリパック10内のバッテリ15のバッテリ電圧を検出し、そのバッテリ電圧を示す信号を制御マイコン64へ出力する。
検出信号入力回路69は、抵抗9と、フィルタ70とを備える。抵抗9の一端は、制御電圧Vddが供給される制御電源ラインに接続されていて制御電圧Vddが印加されている。抵抗9の他端は、検出信号入力端子75に接続されている。工具本体60にバッテリパック10が装着された状態では、抵抗9の他端は、検出信号入力端子75、及びバッテリパック10の検出信号出力端子25を介して、温度検出回路18の一端(詳しくはサーミスタ28の一端)に接続される。
このような構成により、検出信号入力回路69には、バッテリパック10の温度検出回路18からの検出信号Vsが入力される。そして、入力された検出信号Vsは、フィルタ70によって雑音成分(例えば所定周波数以上の高周波成分)が除去されて、制御マイコン64に入力される。
制御マイコン64は、CPU、ROM、RAM、I/Oなどを備えたマイクロコンピュータである。制御マイコン64は、スイッチ検出回路63によってトリガスイッチ62がオンされたことを検出すると、トリガスイッチ62の操作量に応じた目標回転数でモータ61を回転させるべく、その目標回転数に応じた駆動指令をスイッチング制御回路65へ出力する。駆動指令は、本実施形態では、デューティ比を示す指令である。スイッチング制御回路65は、制御マイコン64から駆動指令が入力されると、その駆動指令が示すデューティ比にて通電制御スイッチ66をオン・オフさせることで、モータ61を駆動する。
なお、モータ61は、本実施形態ではブラシ付き直流モータであるが、これはあくまでも一例である。また、通電制御スイッチ66は、本実施形態ではNチャネルMOSFETであるが、これもあくまでも一例である。
モータ61が回転すると、その回転駆動力によって、図示しない工具要素が動作し、これにより電動工具としての機能が発揮される。トリガスイッチ62がオフされると、制御マイコン64は駆動指令の出力を停止し、これによりスイッチング制御回路65が通電制御スイッチ66をオフさせることで、モータ61が停止する。
また、制御マイコン64は、トリガスイッチ62がオンされてモータ61を駆動させている間、即ちバッテリ15からモータ61へ電力が供給されてモータ61が駆動されている間、温度保護制御を実行する。具体的に、バッテリ温度が高くなって検出信号Vsが所定のモータ停止電圧閾値Vthd以下となった場合に、トリガスイッチ62がオンされていても、通電制御スイッチ66をオフさせることによりバッテリ15からモータ61への放電を強制的に停止させる。モータ停止電圧閾値Vthdは、バッテリ15の種類ごとに個別に設定されてはおらず、バッテリ15の種類とは無関係に設定されている。
つまり、工具本体60の制御マイコン64は、検出電圧Vsに基づき、バッテリ15の種類を識別することなく、温度保護制御を実行する。即ち、制御マイコン64は、バッテリ15の種類を識別することなく、検出信号Vsがモータ停止電圧閾値Vthdより高い範囲(以下「放電許容電圧範囲」ともいう)の値をとっている場合はバッテリ15からモータ61への放電を許可するが、過熱等によって検出信号Vsが放電許容電圧範囲外の値になった場合はモータ61への放電を強制停止させる。
(3)温度検出回路の設計方法
次に、バッテリパック10が備える温度検出回路18について、特にサーミスタ28に直列接続されている抵抗1の抵抗値R1の決め方を中心に、より詳しく説明する。
本実施形態では、バッテリパック10が装着されて使用される充電器40、工具本体60の何れも、バッテリパック10から出力される検出信号Vsに基づいて温度保護制御を実行する。換言すれば、温度検出回路18全体の抵抗(サーミスタ28と抵抗1の直列合成抵抗)の抵抗値である検出抵抗値Rsに基づいて温度保護制御を実行する。ただし、充電器40、工具本体60の何れも、検出信号Vsに基づいて温度保護制御を行うにあたり、バッテリ15の識別は行わない。
一方、バッテリパック側においては、内蔵されているバッテリの種類によっては、保護動作を実行させるべき温度が異なる。例えば、高温に強い特性を有していて70℃程度までの温度上昇は許容できる、というタイプAのバッテリがある一方で、高温に弱い特性を有していて50℃程度を超えた場合はもう充放電を停止させるべき、というタイプBのバッテリもある。
このように内蔵されているバッテリの種類が異なるにもかかわらず、温度検出回路18の構成を同じ構成にすると、当然ながら、各バッテリの特性に応じた適切な温度保護制御が実現されない。
そこで本実施形態では、温度検出回路18における、サーミスタ28と直列接続される抵抗(以下「直列抵抗」ともいう)1の抵抗値(以下「直列抵抗値」ともいう)R1を、バッテリ15の特性と、装着する外部機器側において温度保護制御で用いられる制御パラメータに基づいて、決定する。ここでいうバッテリの特性とは、特に温度に対する特性であり、換言すれば、温度に対する耐性である。
図3に、検出抵抗値Rsの温度特性の一例を示す。図3は、直列抵抗値R1を、R1=0(つまり直列抵抗1がなくサーミスタ28のみ)、R1=R1a=1kΩ、及びR1=R1b=2.2kΩ、の3通りに変化させた場合の各検出抵抗値Rsの温度特性を示している。
図3に示すように、サーミスタ28の温度特性は負特性であり、より詳しくは、高温になるほど抵抗値の変化率が小さくなり、低温になるほど抵抗値の変化率が大きくなる。そして、サーミスタ28に直列抵抗1が接続された場合の検出抵抗値Rsの特性は、サーミスタ28のみの場合の特性が直列抵抗値R1の分だけオフセットされた特性となる。
また、温度検出回路18から出力される検出信号Vsは、検出抵抗値Rsに依存し、検出抵抗値Rsが小さくなるほど検出信号Vsも小さくなる。そのため、図3に示した検出抵抗値Rsの温度特性は、全体的な傾向としては、検出信号Vsの温度特性とみなすことができる。つまり、検出信号Vsの温度特性も検出抵抗値Rsとほぼ同等の負特性であり、直列抵抗値R1の大きさに応じて、サーミスタ28のみの場合の温度特性よりもオフセットされた特性となる。
一方、既述の通り、充電器40においては、バッテリパック側のバッテリの特性等に依存しない高温側電圧閾値Vth1及び低温側電圧閾値Vth2が設定されており、充電器40は、バッテリパック10から入力される検出信号Vsが充電許容電圧範囲を外れた場合(つまりVs<Vth1の高温側、Vs>Vth2の低温側の何れかになった場合)、充電を強制的に停止させる。
充電器40において実際に設定されている上記各閾値Vth1,Vth2は、検出信号Vsに対する閾値であるが、これは見方を変えると、温度検出回路18全体の抵抗の抵抗値である検出抵抗値Rsに対する閾値であると見なすことができる。即ち、検出信号Vsが高温側電圧閾値Vth1に一致するときの検出抵抗値Rsを高温側抵抗閾値Rth1、検出信号Vsが低温側電圧閾値Vth2に一致するときの検出抵抗値Rsを低温側抵抗閾値Rth2とすると、充電器40においては、高温側抵抗閾値Rth1及び低温側抵抗閾値Rth2が設定されていると見なすことができる。そして、充電器40は、バッテリパック10から検出抵抗値Rsを取得し、その検出抵抗値Rsが高温側抵抗閾値Rth1より高く低温側抵抗閾値Rth2より低い範囲(以下「充電許容抵抗範囲」ともいう)内の値をとっている場合は充電を許可し、検出抵抗値Rsが充電許容抵抗範囲外の値になった場合は充電を強制停止させる、と見なすことができる。
工具本体60についても同様であり、検出信号Vsがモータ停止電圧閾値Vthdに一致するときの検出抵抗値Rsをモータ停止抵抗閾値Rthdとすると、工具本体60においてはモータ停止抵抗閾値Rthdが設定されていると見なすことができる。そして、工具本体60は、バッテリパック10から検出抵抗値Rsを取得し、その検出抵抗値Rsがモータ停止抵抗閾値Rthdより高い範囲(以下「放電許容抵抗範囲」ともいう)の値をとっている場合はバッテリ15からモータ61への放電を許可し、検出抵抗値Rsが放電許容抵抗範囲外(つまりモータ停止抵抗閾値Rthd以下)の値になった場合はモータ61への放電を強制停止させる、と見なすことができる。
そこで、以下の説明では、温度検出回路18から出力される検出信号Vsと充電器40側の各電圧閾値Vth1,Vth2との関係に関する説明を、適宜、その関係と実質的に等価な関係である、温度検出回路18の検出抵抗値Rsと充電器40側の各抵抗閾値Rth1,Rth2との関係に代えて説明することとする。また工具本体60についても、温度検出回路18から出力される検出信号Vsと工具本体60側のモータ停止電圧閾値Vthdとの関係に関する説明を、適宜、その関係と実質的に等価な関係である、温度検出回路18の検出抵抗値Rsと工具本体60側のモータ停止抵抗閾値Rthdとの関係に代えて説明することとする。
充電器40においては、バッテリパック10のバッテリ15の種類に依存しない高温側抵抗閾値Rth1が予め設定されており、温度検出回路18の検出抵抗値Rsが高温側抵抗閾値Rth1以下になると保護機能が作動し、充電が強制停止される。なお、高温側抵抗閾値Rth1の値は、一例として、5kΩである。検出抵抗値Rsの温度特性は、図3に示す通りであり、そのうち特に高温側の領域の温度特性は、図4Aに示す通りである。図4Aに示すように、検出抵抗値Rsの温度特性は、サーミスタ28に直列接続されている直列抵抗1の直列抵抗値R1の値を調整することでオフセットさせることができる。
図4Aに例示するように、例えば直列抵抗1がなくサーミスタ28のみの場合、高温側で保護機能が作動する温度(つまり温度上昇により検出抵抗値Rsが低下していって高温側抵抗閾値Rth1に一致する温度)は約45℃である。これに対し、例えば直列抵抗値R1=R1a=1kΩの直列抵抗1をサーミスタ28に直列接続すると、高温側で保護機能が作動する温度は、約51℃になる。さらに直列抵抗値R1を増加させて例えばR1=R1b=2.2kΩとすると、高温側で保護機能が作動する温度は、約63℃になる。
つまり、直列抵抗値R1を調整することで、高温側で保護機能を作動させる実際の温度を調整することができる。具体的には、直列抵抗値R1を大きくすればするほど、高温側で保護機能を作動させる実際の温度を高くすることができる。そのため、例えば、バッテリ温度が60℃以上になったら保護機能を作動させてほしい場合は、バッテリ温度が60℃のときに検出抵抗値Rsが高温側抵抗閾値Rth1に一致するように直列抵抗値R1を決めればよい。具体的には、バッテリ温度が60℃のときのサーミスタ28の抵抗値と高温側抵抗閾値Rth1とに基づいて、直列抵抗値R1を導出することができる。
なお、充電器40において実際に設定されている、高温側の領域に対応した制御パラメータは、高温側電圧閾値Vth1である。そのため、上述したバッテリ温度60℃の場合の例は、言い換えると、バッテリ温度が60℃のときに検出信号Vsが高温側電圧閾値Vth1に一致するように直列抵抗値R1を決めればよい、ということになる。具体的に、バッテリ温度が60℃のときのサーミスタ28の抵抗値と、高温側電圧閾値Vth1と、検出信号入力回路46の抵抗8の抵抗値R0と、制御電圧Vccとに基づいて、直列抵抗値R1を導出することができる。
工具本体60において保護機能を作動させるべき温度(つまり温度上昇により検出抵抗値Rsが低下していってモータ停止抵抗閾値Rthdに一致する温度)も、検出抵抗値Rsに応じて変化する。
例えば、図4Aに例示するように、直列抵抗1がなくサーミスタ28のみの場合、高温側で保護機能が作動する温度は約51℃である。これに対し、例えば直列抵抗値R1=R1a=1kΩの直列抵抗1をサーミスタ28に直列接続すると、高温側で保護機能が作動する温度は約60℃になる。さらに直列抵抗値R1を増加させて例えばR1=R1b=2.2kΩとすると、高温側で保護機能が作動する温度は、約77℃になる。なお、モータ停止抵抗閾値Rthdの値は、一例として、4kΩである。
つまり、直列抵抗値R1を調整することで、工具本体60において保護機能を作動させる実際の温度を調整することができる。例えば、バッテリ温度が60℃以上になったら保護機能を作動させてほしい場合は、バッテリ温度が60℃のときに検出抵抗値Rsがモータ停止抵抗閾値Rthdに一致するように直列抵抗値R1を決めればよい。具体的には、バッテリ温度が60℃のときのサーミスタ28の抵抗値とモータ停止抵抗閾値Rthdとに基づいて、直列抵抗値R1を導出することができる。
なお、工具本体60において実際に設定されている制御パラメータは、モータ停止電圧閾値Vthdである。そのため、上述したバッテリ温度60℃の場合の例は、言い換えると、バッテリ温度が60℃のときに検出信号Vsがモータ停止電圧閾値Vthdに一致するように直列抵抗値R1を決めればよい、ということになる。具体的に、バッテリ温度が60℃のときのサーミスタ28の抵抗値と、モータ停止電圧閾値Vthdと、検出信号入力回路69の抵抗9の抵抗値R0と、制御電圧Vddとに基づいて、直列抵抗値R1を導出することができる。
充電器40においては、高温側抵抗閾値Rth1のほか、バッテリパック10のバッテリ15の種類に依存しない低温側抵抗閾値Rth2も予め設定されており、温度検出回路18の検出抵抗値Rsが低温側抵抗閾値Rth2以上になると保護機能が作動し、充電が強制停止される。
検出抵抗値Rsの温度特性のうち特に低温側の領域の温度特性は、図4Bに示す通りである。なお、低温側抵抗閾値Rth2の値は、一例として、図4Bに示すように30kΩである。
図4Bに例示するように、例えば直列抵抗1がなくサーミスタ28のみの場合、低温側で保護機能が作動する温度(つまり温度低下により検出抵抗値Rsが上昇していって低温側抵抗閾値Rth2に一致する温度)は約−2℃である。これに対し、例えば直列抵抗値R1=R1a=1kΩの直列抵抗1をサーミスタ28に直列接続すると、低温側で保護機能が作動する温度は約−1℃になる。さらに直列抵抗値R1を増加させて例えばR1=R1b=2.2kΩとすると、低温側で保護機能が作動する温度は、約0℃になる。
つまり、直列抵抗値R1を調整することで、低温側で保護機能を作動させる実際の温度も調整される。具体的には、直列抵抗値R1が大きくなるほど、低温側で保護機能を作動させる実際の温度が高くなる。
ただし、サーミスタ28の温度特性に起因し、直列抵抗値R1をある値からそれより所定値大きい値に変化させた場合の保護機能作動時の実際の温度の変化量は、低温側よりも高温側の方が大きい。例えば、直列抵抗値R1を1kΩから2.2kΩに変えると、高温側における保護機能作動温度は、図4Aに示すように、約51℃から約63℃へと、約12℃上昇するのに対し、低温側における保護機能作動温度は、図4Bに示すように、約−1℃から約0℃へと、約1℃しか上昇しない。
そのため、サーミスタ28に抵抗1が直列接続された本第1実施形態の温度検出回路18は、特に、低温側の保護機能作動温度の変動量を抑えつつ高温側の保護機能作動温度を比較的大きく調整したい場合に有効な回路構成である。
なお、逆に、高温側の保護機能作動温度の変動量を抑えつつ低温側の保護機能作動温度を比較的大きく調整したい場合は、後述する第2実施形態の温度検出回路100(図5A参照)のように、サーミスタ28に抵抗を並列接続して、その並列接続する抵抗の抵抗値を調整するとよい。また、高温側及び低温側の双方ともに保護機能作動温度を大きく調整したい場合は、後述する第3実施形態の温度検出回路110(図6A参照)のように、サーミスタ28に対して直列及び並列にそれぞれ抵抗を接続して各抵抗の抵抗値を調整するとよい。
本第1実施形態の温度検出回路18は、直列抵抗1の直列抵抗値R1が、バッテリ15の特性、充電器40側の各抵抗閾値Rth1,Rth2(実際には各電圧閾値Vth1,Vth2)、及び工具本体側の抵抗閾値Rthd(実際にはモータ電圧閾値Vthd)に基づき、充電器40及び工具本体60の双方においてそれぞれ、バッテリ15の特性に応じた所望の温度で保護機能が作動するように、設計される。
例えば、充電器40による充電時においてはバッテリ温度が63℃以上又は0℃以下になった場合は充電を強制停止させるようにし、且つ、工具本体60のモータ61への放電時においてはバッテリ温度が77℃以上になった場合はモータ61への放電を強制停止させるようにしたい場合は、直列抵抗1として抵抗値R1=2.2kΩの抵抗を用いればよい。
また、仮に、高温側抵抗閾値Rth1とモータ停止抵抗閾値Rthdが同じ4kΩに設定されていて、且つ、充電時及び放電時の何れも高温側においては60℃以上で保護機能を作動させるようにしたい場合は、直列抵抗1として抵抗値R1=1kΩの抵抗を用いればよい。
また、高温側の保護機能作動温度を柔軟に調整しつつも低温側の保護機能作動温度の変動量を可能な限り抑えるためには、直列抵抗1の直列抵抗値R1を、温度が10℃以上40℃以下の常温域中の特定の温度のときのサーミスタ28の抵抗値Rmに対して40%以下の値にするとよい。本実施形態のサーミスタ28は、例えば、25℃のときの抵抗値Rmが10kΩである。そのため、25℃を上記特定の温度とした場合、直列抵抗値R1として例示した上記各値(2.2kΩ、1kΩ)はいずれも、その特定の温度のときのサーミスタ28の抵抗値Rm(10kΩ)に対して40%以下の値となっている。
(4)第1実施形態の効果
以上説明したように、本実施形態では、充電器40及び工具本体60のいずれも、バッテリパック10が装着されている場合に、バッテリ15の種類を識別することはなく、バッテリパック10から入力される検出電圧Vsに基づいて温度保護制御を実行する。これに対し、バッテリパック10においては、直列抵抗1の直列抵抗値R1を、バッテリ15の特性に応じて適切に決めることで、結果として、充電器40及び工具本体60の双方で、所望の温度で所望の制御を実行させることができる。
具体的に、本第1実施形態では、直列抵抗値R1が、バッテリ15の特性、サーミスタ28の抵抗温度特性、充電器40及び工具本体60において設定されている各閾値などに基づき、充電及び放電それぞれ、所望の温度範囲内では許可されて所望の温度範囲を外れると強制停止されるような値に設定される。
充電及び放電を強制停止させるべき温度は、直列抵抗値R1によって任意に調整することができる。つまり、直列抵抗値R1をバッテリ15の種類に応じて適宜設定することで、バッテリパックごとに(即ちバッテリの種類ごとに)、充電時に充電を強制停止させるべき温度範囲及び放電時に放電を強制停止させるべき温度範囲を、任意に設定することができる。
これにより、充電器40及び工具本体60は、バッテリ15の種類を識別することなしに、異なる特性のバッテリに対してそれぞれそのバッテリの特性及びバッテリ温度に応じた適切な温度保護制御を実行することができる。
また、充電器40は、バッテリパック10の温度検出回路18の検出抵抗値Rsと、予め設定された、バッテリ15の特性に依存しない各抵抗閾値Rth1,Rth2とを比較して、その比較結果に基づいて温度保護制御を実行する。なお実際には、充電器40は、バッテリパック10から入力される検出信号Vs(検出抵抗値Rsに応じた値)と、予め設定された、バッテリ15の特性に依存しない各電圧閾値Vth1,VRth2(それぞれ各抵抗閾値Rth1,Rth2に応じた値)とを比較して、その比較結果に基づいて温度保護制御を実行する。工具本体60も、バッテリパック10から入力される検出信号Vsと、予め設定された、バッテリ15の特性に依存しないモータ停止電圧閾値Vthdとを比較して(つまり検出抵抗値Rsとモータ停止抵抗閾値Rthdとを比較して)、その比較結果に基づいて温度保護制御を実行する。
これに対し、バッテリパック10の温度検出回路18は、バッテリ温度が上昇していってバッテリ15の特性に応じた所望の許容上限値になった場合に検出抵抗値Rsが高温側抵抗閾値Rth1になるよう、且つ、バッテリ温度が低下していってバッテリ15の特性に応じた所望の許容下限値になった場合に検出抵抗値Rsが低温側抵抗閾値Rth2になるよう、直列抵抗値R1が設定されている。
バッテリパック10側において直列抵抗値R1が上記のように設定されていることで、充電器40は、バッテリ15の特性に依存しない各閾値Vth1,Vth2を用いて、バッテリの種類を識別することなく、温度保護制御を実行することができる。
また、本第1実施形態では、温度検出回路18において、サーミスタ28に抵抗1が直列接続されている。サーミスタ28に抵抗1を直列接続することで、その分、温度検出回路18全体の抵抗値(検出抵抗値Rs)を、抵抗1がない場合よりも増加させることができ、検出信号Vsが示す検出値を増加させることができる。つまり、同じ温度に対する検出信号Vsを、直列抵抗1がない場合よりも大きい値にオフセットさせることができる。
そのため、直列抵抗1の抵抗値R1をバッテリ15の特性に応じて適切に設定することで、結果として、充電器40及び工具本体60に、バッテリ15の種類を識別させることなしに、バッテリ15の特性及びバッテリ温度に応じた適切な温度保護制御を実行させることができる。
[第2実施形態]
バッテリパックが備える温度検出回路は、図1に示した第1実施形態の温度検出回路18(図1参照)の構成に限らず、様々な構成を採ることができる。温度検出回路の他の構成例の1つを、第2実施形態として説明する。
本第2実施形態の温度検出回路100は、図5Aに示すように、サーミスタ28と、抵抗3とを有する。抵抗3は、サーミスタ28に対して並列接続されている。そのため、温度検出回路100全体の抵抗値(検出抵抗値Rs)は、次式(3)で表される。なお、R3は、抵抗3の抵抗値である。
Rs=Rm・R3/(Rm+R3) ・・・(3)
よって、検出抵抗値Rsは、バッテリ温度に応じて変化し、バッテリ温度が高くなるほど低い値となる。また、検出抵抗値Rsは、並列抵抗3の抵抗値(並列抵抗値)R3によっても変化し、並列抵抗値R3が小さくなるほど検出抵抗値Rsは小さい値となる。
また、温度検出回路100が充電器40に接続されたときに温度検出回路100から充電器40へ出力される検出信号Vsは、バッテリ温度が高くなるほど低い値となる。また、検出信号Vsは、並列抵抗値R3に依存し、並列抵抗値R3が小さくなるほど小さい値となる。
そのため、並列抵抗値R3を調整することで、充電器40及び工具本体60で保護機能を動作させるべき実際の温度を調整することができる。具体的に、図5Bに示すように、検出抵抗値Rsの温度特性は、サーミスタ28に並列接続されている並列抵抗3の並列抵抗値R3の値を調整することでオフセットさせることができる。
並列抵抗3によるオフセット量は、図5Bから明らかなように、温度が高いほど小さく、温度が低いほど大きくなる。つまり、並列抵抗3を用いることで、高温側での保護機能作動温度の変動を抑えつつ、低温側での保護機能作動温度をダイナミックに調整することができる。
具体的に、並列抵抗値R3を小さくすればするほど、低温側での保護機能作動温度を低くすることができる。例えば、低温側抵抗閾値Rth2が30kΩに設定されているとする。このとき、並列抵抗3がなくサーミスタ28のみの場合は、バッテリ温度が0℃より低くなると保護機能が作動する。これに対し、保護機能を作動させるべき温度を例えば−10℃近傍の下限温度まで下げたい場合は、抵抗値R3=100kΩの並列抵抗3を用いればよい。また例えば、保護機能を作動させるべき温度を例えば−20℃近傍の下限温度まで下げたい場合は、抵抗値R3=50kΩの並列抵抗3を用いればよい。
なお、充電器40において実際に設定されている、低温側の領域に対応した制御パラメータは、低温側電圧閾値Vth2である。そのため、上述した−10℃近傍の下限温度の例は、言い換えると、バッテリ温度が−10℃近傍の下限温度のときに検出信号Vsが低温側電圧閾値Vth2に一致するように並列抵抗値R3を決めればよい、ということになる。
このように、サーミスタ28に抵抗3が並列接続された本第2実施形態の温度検出回路100は、主に、高温側の保護機能作動温度の変動量を抑えつつ低温側の保護機能作動温度を大きく調整したい場合に有効な回路構成である。
また、本第2実施形態の温度検出回路100も、並列抵抗3の並列抵抗値R3が、バッテリ15の特性、充電器40側の各抵抗閾値Rth1,Rth2(実際には各電圧閾値Vth1,Vth2)、及び工具本体側の抵抗閾値Rthd(実際にはモータ電圧閾値Vthd)に基づき、充電器40及び工具本体60の双方においてそれぞれ、バッテリ15の特性に応じた所望の温度で保護機能が作動するように、設計される。
例えば、充電器40における高温側抵抗閾値Rth1及び工具本体60におけるモータ停止抵抗閾値Rthdがいずれも5kΩに設定されていて、充電器40における低温側抵抗閾値Rth2が30kΩに設定されているとする。この場合に、例えば充電時及び放電時のいずれもバッテリ温度が50℃以上になったら強制停止させるようにし、且つ充電時においてはバッテリ温度が−10℃以下になったら充電を強制停止させるようにしたい場合は、並列抵抗3として、並列抵抗値R3が約100kΩの抵抗を用いればよい。
また、低温側の保護機能作動温度を柔軟に調整しつつも高温側の保護機能作動温度の変動量は可能な限り抑えるためには、並列抵抗3の並列抵抗値R3を、温度が10℃以上40℃以下の常温域中の特定の温度のときのサーミスタ28の抵抗値Rmに対して4倍以上の値にするとよい。本実施形態のサーミスタ28は、既述の通り、25℃のときの抵抗値Rmが10kΩである。そのため、25℃を上記特定の温度とした場合、並列抵抗値R3は、40kΩ以上の値に設定してもよい。
以上説明したように、本第2実施形態の温度検出回路100は、サーミスタ28に抵抗R3が並列接続されている。サーミスタ28に抵抗3が並列接続されていることで、その分、温度検出回路100全体の抵抗値(検出抵抗値Rs)を、抵抗3がない場合よりも低下させることができ、検出信号Vsを低下させることができる。つまり、同じ温度に対する検出信号Vsの値を、並列抵抗3がない場合よりも小さい値にオフセットさせることができる。
そのため、並列抵抗3の抵抗値R3をバッテリ15の特性に応じて適切に設定することで、結果として、充電器40及び工具本体60に、バッテリ15の種類を識別させることなしに、バッテリ15の特性及びバッテリ温度に応じた適切な温度保護制御を実行させることができる。
[第3実施形態]
温度検出回路の他の構成例の1つを、第3実施形態として説明する。本第3実施形態の温度検出回路110は、図6Aに示すように、サーミスタ28と、直列抵抗1と、並列抵抗3とを有する。直列抵抗1は,サーミスタ28に対して直列接続されている。並列抵抗3は、サーミスタ28に対して並列接続されている。より詳しくは、並列抵抗3は、サーミスタ28と直列抵抗1からなる直列回路に対して並列接続されている。
そのため、温度検出回路110全体の抵抗値(検出抵抗値Rs)は、次式(4)で表される。
Rs=(Rm+R1)・R3/(Rm+R1+R3) ・・・(4)
よって、検出抵抗値Rs、及びこの検出抵抗値Rsに応じた値をとる検出信号Vsは、いずれもバッテリ温度に応じて変化し、バッテリ温度が高くなるほど低い値となる。また、検出抵抗値Rs及び検出信号Vsは、直列抵抗値R1及び並列抵抗値R3によっても変化し、直列抵抗値R1が大きくなればなるほど検出抵抗値Rs及び検出信号Vsは大きくなり、並列抵抗値R3が小さくなればなるほど検出抵抗値Rs及び検出信号Vsは小さい値となる。
また、直列抵抗値R1は、検出抵抗値Rsの温度特性全体のうち、特に、高温側の領域の特性に影響を与える。図6Bに例示するように、直列抵抗値R1を大きくすればするほど、高温側領域における検出抵抗値Rsを高くすることができる。逆に、並列抵抗値R3は、検出抵抗値Rsの温度特性全体のうち、特に、低温側の領域の特性に影響を与える。図6Bに例示するように、並列抵抗値R3を小さくすればするほど、低温側領域における検出抵抗値Rsを低くすることができる。
そのため、高温側及び低温側の双方で保護機能作動温度をダイナミックに調整したい場合は、本第3実施形態の温度検出回路110のように、直列抵抗1及び並列抵抗3を設け、所望の充電許容抵抗範囲に応じて、各抵抗1,3の各抵抗値R1,R3を調整すればよい。
例えば、充電器40における高温側抵抗閾値Rth1及び工具本体60におけるモータ停止抵抗閾値Rthdがいずれも5kΩに設定されていて、充電器40における低温側抵抗閾値Rth2が30kΩに設定されているとする。この場合に、例えば充電時及び放電時のいずれもバッテリ温度が50℃以上になったら強制停止させるようにし、且つ充電時においてはバッテリ温度が−8℃以下になったら充電を強制停止させるようにしたい場合は、図6Bにおいて破線で示す特性を有する温度検出回路110を構成すればよい。即ち、直列抵抗1として直列抵抗値R1が約1kΩの抵抗を用い、並列抵抗3として並列抵抗値R3が約100kΩの抵抗を用いればよい。
[第4実施形態]
温度検出回路の他の構成例の1つを、第4実施形態として説明する。本第4実施形態の温度検出回路130は、図7に示すように、サーミスタ28と、並列抵抗3と、ツェナーダイオード131とを備えている。並列抵抗3とツェナーダイオード131は互いに直列接続されており、その直列接続されてなる直列回路が、サーミスタ28に対して並列接続されている。
このように構成された温度検出回路130では、バッテリ温度が高い領域では、サーミスタ28の両端の電圧(即ち検出電圧Vs)が低いため、ツェナーダイオード131は降伏せず、並列抵抗3は実質的に機能しない。つまり、温度検出回路130は実質的にサーミスタ28のみの回路と等価となる。
一方、バッテリ温度が低下していくことによってサーミスタ28の両端の電圧が上昇していき、ある一定レベル以上になると、ツェナーダイオード131が降伏し、並列抵抗3に電流が流れる。つまり、温度検出回路130は、サーミスタ28と並列抵抗3との並列回路として機能するようになる。
従って、本第4実施形態の温度検出回路130は、ある一定温度以上の領域では並列抵抗3を機能させないようにし、一定温度以下の領域でのみ並列抵抗3を機能させたい、というニーズに適切に対応することができる。例えば、0℃以上の場合は並列抵抗3を機能させないようにし、0℃より低い領域でのみ並列抵抗3を機能させたい場合は、0℃におけるサーミスタ28の抵抗値Rmやサーミスタ28両端の電圧値に基づいて、0℃未満の領域でツェナーダイオード131が降伏するように、並列抵抗3の並列抵抗値R3や使用するツェナーダイオード131の特性を選定すればよい。
[他の実施形態]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得る。
(1)第1実施形態〜第3実施形態の各温度検出回路18,100,110は、いずれも、温度検出回路全体の抵抗値である検出抵抗値Rsが、同じ温度に対しては固定された値となる。これに対し、同じ温度であっても、充電器に接続された場合と工具本体に接続された場合とで、検出抵抗値Rsが変化するように構成してもよい。具体的な回路例を図8に示す。
図8に示す充電システムは、図1に示した第1実施形態の充電システムと比較して、主に次の4点で異なる。一つ目は、バッテリパック80の温度検出回路81の構成である。二つ目は、バッテリパック80が、充電器90と接続される端子として指令入力端子86を備えていることである。三つ目は、充電器90が、バッテリパック80の指令入力端子86と接続される指令出力端子92を備えていることである。四つ目は、充電器90の制御回路91が、バッテリパック80に対して指令出力端子92からオフセット指令信号を出力することである。
図8の温度検出回路81は、サーミスタ28に対し、直列抵抗1が直列接続されているのに加え、さらに、直列抵抗1に対して、抵抗値R2の抵抗2とスイッチ回路82が直列接続されてなるオフセット調整回路が並列接続されている。
スイッチ回路82は、スイッチング素子83を備える。図8の例では、スイッチング素子83はNPN型バイポーラトランジスタである。スイッチング素子83のコレクタは抵抗2を介してサーミスタ28の他端に接続され、スイッチング素子83のエミッタは負極端子22に接続されている。スイッチング素子83のベース・エミッタ間には抵抗85が接続されている。また、スイッチング素子83のベースは、抵抗84を介して指令入力端子86に接続されている。
指令入力端子86に入力されるオフセット指令信号は、ハイレベル又はローレベルの二値信号である。オフセット指令信号としてローレベルの信号が入力されている場合は、スイッチング素子83はオフするため、抵抗2には電流は流れない。そのため、温度検出回路81は実質的にはサーミスタ28と直列抵抗1のみの回路として機能する。一方、オフセット指令信号としてハイレベルの信号が入力されている場合は、スイッチング素子83がオンし、抵抗2にも電流が流れる。
つまり、スイッチング素子83がオンされると、オフされている場合に比べて温度検出回路81全体の検出抵抗値Rsは小さくなる。よって、充電器90に装着されていて抵抗R2が機能している場合の検出抵抗値Rsと、工具本体60に装着されていて抵抗R2が機能していない場合の検出抵抗値Rsとは、異なる値となる。
そのため、例えば、工具本体60に装着されてモータ61への放電が行われているときの高温側の許容温度よりも、充電器90に装着されてバッテリ15の充電が行われているときの高温側の許容温度をより低くしたい場合などのように、放電時と充電時とで許容温度を異なる値にしたい場合は、図8の温度検出回路81の構成を採用すると有効である。
また例えば、充電器側の高温側抵抗閾値Rth1と工具本体側のモータ停止抵抗閾値Rthdの差異によっては、温度検出回路の検出抵抗値Rsが固定されていると、充電時及び放電時の双方で所望の温度で保護機能を作動させることが難しい場合があることも予想される。そのような場合、充電時と放電時とで検出抵抗値Rsを変化させることが可能な図8の温度検出回路81を採用することで、充電時及び放電時の双方で所望の温度で保護機能を作動させることが可能となる。
(2)温度検出回路の他の構成例として、例えば図9に示すような構成を採用してもよい。図9に示す温度検出回路120は、サーミスタ28に対して2つの並列抵抗3,4がそれぞれ並列接続されている。ただし、2つの並列抵抗3,4のうち一方の並列抵抗4には、スイッチ121が直列接続されている。このスイッチ121は、バッテリパックが装着される外部機器からのオフセット指令信号に従ってオン・オフされる。
スイッチ121がオフされている場合は、並列抵抗4には電流が流れないため、温度検出回路120は、実質的には、サーミスタ28に1つの並列抵抗3のみ並列接続された回路として機能する。一方、スイッチ121がオンされると、並列抵抗4にも電流が流れるようになるため、温度検出回路120は、サーミスタ28に2つの並列抵抗3,4が並列接続された回路として機能する。
よって、例えば、主に低温域での許容温度をダイナミックに調整したい場合であって、外部装置によってその調整量を可変設定できるようにしたい場合は、図9に示したような構成の温度検出回路120を採用すると有効である。
(3)低温域での許容温度をダイナミックに調整する方法は、サーミスタ28に抵抗を並列接続する方法に限定されない。サーミスタ28と直列抵抗のみの構成であっても、低温域での許容温度をダイナミックに調整することができる。
具体的には、バッテリ15の種類に応じて、サーミスタ28のB定数を調整する。B定数の異なるサーミスタ28を用いることで、サーミスタ28と直列抵抗のみの構成であっても、図10に例示するように、高温域での許容温度の変化量を抑えつつ、低温域での許容温度を大きく変化させることができる。
図10は、サーミスタ28に直列抵抗1が直列接続されてなる温度検出回路の検出抵抗値Rsの温度特性として、B定数がBaで直列抵抗値R1が1kΩの温度検出回路の温度特性と、B定数がBb(≠Ba)で直列抵抗値R1が1.5kΩの温度検出回路の温度特性とが示されている。
このように、少なくともサーミスタ28のB定数を調整することによっても、図5Aに示したような、サーミスタ28に並列抵抗3を並列接続することにより得られる効果と同等の効果を得ることができる。
(4)温度検出回路の具体的構成は、上述した各種の温度検出回路の構成に限定されない。即ち、サーミスタ28に対する抵抗の接続方法や接続数、接続する抵抗の抵抗値などは、バッテリ15の特性や、バッテリパックが装着される外部機器側の制御パラメータ(各種閾値)などに基づいて、適宜決めることができる。
(5)温度検出回路で用いられる温度検出素子として、負特性のサーミスタを用いることは、必須ではない。負特性ではない温度特性を有するサーミスタを用いた温度検出回路に対しても本発明を適用できる。また、温度検出素子としてサーミスタを用いること自体、必須ではない。サーミスタ以外の他の温度検出素子を用いた温度検出回路に対しても本発明を適用できる。
(6)本発明を適用可能な外部機器は、図1,図8に示した充電器40,90や図2に示した工具本体60に限定されない。本発明は、温度に応じた検出信号Vsを出力可能(換言すれば、温度に応じた検出抵抗値Rsを示す情報を出力可能)に構成された温度検出回路を備えたバッテリパックを装着して使用可能なあらゆる外部機器に対して適用可能である。
(7)温度検出回路から出力される検出信号Vs(検出抵抗値Rsを示す情報)に基づいて外部機器が実行する制御として、上述した温度保護制御はあくまでも一例である。温度検出回路からの検出信号Vsに基づいて外部機器が実行する処理の具体的内容は特に限定されない。また、検出信号Vsに基づいて外部機器が処理を実行するために外部機器において設定される制御パラメータも、上述した各閾値に限定されない。外部機器においては、実行する処理に応じて各種の制御パラメータを設定することができ、その制御パラメータを用いて、検出信号Vsに基づく各種処理を実行することができる。
また、温度検出回路の検出抵抗値Rsを示す情報として検出信号Vsを生成・出力することはあくまで一例である。検出抵抗値Rsを示す情報を外部機器へ伝達することができる限り、具体的にどのような検出信号を生成・出力するかについては適宜決めることができる。例えば、バッテリパック内で、検出抵抗値Rsを示すデジタルデータを生成し、そのデジタルデータを外部機器へ送信するようにしてもよい。
(8)その他、上記実施形態における1つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を1つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。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。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。
1,2,3,4,8,9,26,27,84,85…抵抗、10,80…バッテリパック、11…第1セル、12…第2セル、13…第3セル、15…バッテリ、16…残容量検出回路、17…残容量表示部、18,81,100,110,120,130…温度検出回路、21,51,71…正極端子、22,52,72…負極端子、23…第1セル電圧出力端子、24…第2セル電圧出力端子、25…検出信号出力端子、28…サーミスタ、31〜34…LED、40,90…充電器、41…入力整流回路、42…充電用スイッチング電源回路、43,67…電源回路、44…第1電圧検出回路、45…第2電圧検出回路、46,69…検出信号入力回路、47,91…制御回路、48…フィルタ、53…第1セル電圧入力端子、54…第2セル電圧入力端子、55,75…検出信号入力端子、60…工具本体、61…モータ、62…トリガスイッチ、63…スイッチ検出回路、64…制御マイコン、65…スイッチング制御回路、66…通電制御スイッチ、68…パック電圧検出回路、70…フィルタ、82…スイッチ回路、83…スイッチング素子、86…指令入力端子、92…指令出力端子、121…スイッチ、131…ツェナーダイオード。

Claims (10)

  1. バッテリパックと、
    前記バッテリパックが着脱可能に構成された接続機器と、
    を備えるバッテリ接続システムであって、
    前記バッテリパックは、
    バッテリと、
    当該バッテリパック内の特定の場所の温度に応じた検出信号を出力可能に構成された温度検出回路と、
    を備え、
    前記温度検出回路は、
    前記特定の場所の温度を検出するためにその特定の場所に設けられ、温度に応じて抵抗値が変化するような抵抗温度特性を持つ温度検出素子と、
    前記温度検出素子に直列又は並列に接続され、前記バッテリの特性に応じて決められた抵抗値を有する、少なくとも1つの抵抗素子と、
    を有し、前記温度検出素子及び前記少なくとも1つの抵抗素子に基づく前記検出信号を出力可能に構成されており、
    前記接続機器は、
    前記バッテリパックが装着されているときに、前記バッテリの電力に基づく動作又は前記バッテリの充電動作の少なくとも一方であるバッテリ関連動作を実行可能に構成された動作部と、
    前記バッテリパックが装着されているときに、前記バッテリパックから入力される前記検出信号が示す、前記特定の場所の温度に応じた検出値と、予め設定された、前記バッテリの特性に依存しない一定の閾値とを比較して、その比較結果に基づいて、前記バッテリの種類を識別することなく特定の温度関連制御を実行するように構成された温度関連制御部と、
    を備え
    前記温度検出回路は、前記特定の場所の温度が特定の温度になった場合に、前記閾値に対応した特定の検出値を示す前記検出信号が出力されるように構成されている、
    バッテリ接続システム。
  2. 請求項1に記載のバッテリ接続システムであって、
    前記温度検出素子には、少なくとも、1つの前記抵抗素子が直列に接続されている、
    バッテリ接続システム。
  3. 請求項1又は請求項2に記載のバッテリ接続システムであって、
    前記温度検出素子には、少なくとも、1つの前記抵抗素子が直列に接続されており、
    前記温度検出回路は、前記直列に接続されている抵抗素子の抵抗値が大きいほど、前記特定の検出値を示す検出信号が出力されるときの前記特定の温度が高くなるように構成されている、
    バッテリ接続システム。
  4. 請求項又は請求項に記載のバッテリ接続システムであって、
    前記温度検出素子は、前記抵抗温度特性が負特性のサーミスタであり、
    前記直列に接続されている前記抵抗素子の抵抗値は、前記温度が10℃以上40℃以下の常温域中の所定温度のときの前記サーミスタの抵抗値に対して40%以下の値である、
    バッテリ接続システム。
  5. 請求項1〜請求項の何れか1項に記載のバッテリ接続システムであって、
    前記温度検出素子には、少なくとも、1つの前記抵抗素子が並列に接続されている、
    バッテリ接続システム。
  6. 請求項に記載のバッテリ接続システムであって、
    前記温度検出素子には、少なくとも、1つの前記抵抗素子が並列に接続されており、
    前記温度検出回路は、前記並列に接続されている抵抗素子の抵抗値が小さいほど、前記特定の検出値を示す検出信号が出力されるときの前記特定の温度が低くなるように構成されている、
    バッテリ接続システム。
  7. 請求項又は請求項に記載のバッテリ接続システムであって、
    前記温度検出素子は、前記抵抗温度特性が負特性のサーミスタであり、
    前記並列に接続されている前記抵抗素子の抵抗値は、前記温度が10℃以上40℃以下の常温域中の所定温度のときの前記サーミスタの抵抗値に対して4倍以上の値である、
    バッテリ接続システム。
  8. 請求項〜請求項の何れか1項に記載のバッテリ接続システムであって、
    前記温度検出素子は、前記抵抗温度特性が負特性のサーミスタであり、
    前記サーミスタには、前記抵抗素子とこの抵抗素子に直列接続されたツェナーダイオードとを有する直列回路が、並列に接続されている、
    バッテリ接続システム。
  9. 請求項1〜請求項の何れか1項に記載のバッテリ接続システムを構成するバッテリパック。
  10. 外部機器に装着されてその外部機器への電力供給又はその外部機器からの充電用電力の入力が可能に構成されたバッテリパックであって、
    バッテリと、
    当該バッテリパック内の特定の場所の温度に応じた検出値を示す検出信号を出力可能に構成された温度検出回路と、
    前記バッテリパックに装着された前記外部機器と電気的に接続される端子と、
    を備え、
    前記温度検出回路は、
    前記特定の場所の温度を検出するためにその特定の場所に設けられ、温度に応じて抵抗値が変化する温度検出素子と、
    前記温度検出素子に直列又は並列に接続され、前記バッテリの特性に応じて決められた抵抗値を有する、少なくとも1つの抵抗素子と、
    を有し、
    前記温度検出回路は、前記温度検出素子及び前記少なくとも1つの抵抗素子に基づく前記検出信号を前記端子に出力可能であって、前記特定の場所の温度が特定の温度になった場合に前記端子に出力される前記検出信号が、前記外部機器において設定されている前記バッテリの特性に依存しない一定の制御パラメータに対応した特定の検出値を示す信号となるように、構成されている、
    バッテリパック。
JP2015048611A 2015-03-11 2015-03-11 バッテリ接続システム及びバッテリパック Active JP6416665B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015048611A JP6416665B2 (ja) 2015-03-11 2015-03-11 バッテリ接続システム及びバッテリパック
US15/044,593 US9941553B2 (en) 2015-03-11 2016-02-16 Battery-connection system, battery pack, and method of forming temperature-detection circuit
DE202016001563.0U DE202016001563U1 (de) 2015-03-11 2016-03-09 Batterieverbindungssystem und Batteriepack
CN201620190748.7U CN205609700U (zh) 2015-03-11 2016-03-11 电池连接系统以及电池组

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015048611A JP6416665B2 (ja) 2015-03-11 2015-03-11 バッテリ接続システム及びバッテリパック

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2016170908A JP2016170908A (ja) 2016-09-23
JP6416665B2 true JP6416665B2 (ja) 2018-10-31

Family

ID=55855262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015048611A Active JP6416665B2 (ja) 2015-03-11 2015-03-11 バッテリ接続システム及びバッテリパック

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9941553B2 (ja)
JP (1) JP6416665B2 (ja)
CN (1) CN205609700U (ja)
DE (1) DE202016001563U1 (ja)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018074355A1 (ja) * 2016-10-17 2018-04-26 株式会社マキタ 電気器具
US10950912B2 (en) 2017-06-14 2021-03-16 Milwaukee Electric Tool Corporation Arrangements for inhibiting intrusion into battery pack electrical components
US10425894B2 (en) * 2017-06-16 2019-09-24 Stryker Corporation System and method for providing power from a battery to a medical device
CN109601009A (zh) * 2017-08-01 2019-04-09 泰合意株式会社 温度传感器的校正方法
CN109786880B (zh) * 2019-01-23 2023-11-10 成都市银隆新能源产业技术研究有限公司 一种测试电池内部温度的方法
EP3928410A1 (de) * 2019-02-20 2021-12-29 Goryunov, Vladimir N. Vorrichtung und verfahren der überwachung (monitoring) und des ausgleichens von blockakkumulatoren
DE102019110994B4 (de) * 2019-04-29 2021-02-18 Sennheiser Electronic Gmbh & Co. Kg Vorrichtung und Verfahren zur Korrektur eines Messwertes
US11233282B2 (en) 2019-06-17 2022-01-25 Makita Corporation Battery-powered portable tool
KR20210058142A (ko) * 2019-11-13 2021-05-24 주식회사 엘지에너지솔루션 배터리를 위한 강제 방전 테스트 장치 및 그 방법
US11569535B1 (en) * 2020-03-30 2023-01-31 Amazon Technologies, Inc. Thermistor-based thermal run-away detection for battery packs
US20210372861A1 (en) * 2020-05-29 2021-12-02 Samsung Sdi Co., Ltd. Temperature-dependent resistor network for temperature anomaly monitoring in a battery system
CN111965554B (zh) * 2020-07-31 2023-05-30 蜂巢能源科技股份有限公司 电池包中铜排连接检测方法、装置、存储介质及电子设备
CA3157172A1 (en) 2021-04-27 2022-10-27 Techtronic Cordless Gp Battery temperature based tool power reduction
CN114274822A (zh) * 2021-12-30 2022-04-05 江西五十铃汽车有限公司 一种新能源汽车充电功率的控制方法、装置、存储介质及设备

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0244845U (ja) * 1988-09-20 1990-03-28
US5411816A (en) * 1992-07-02 1995-05-02 Motorola, Inc. Method and apparatus for determining battery characteristics
US5550453A (en) * 1994-01-24 1996-08-27 Motorola, Inc. Battery charging method and apparatus
JP3291402B2 (ja) * 1994-10-20 2002-06-10 三洋電機株式会社 二次電池の充電方法
JPH1169645A (ja) * 1997-08-27 1999-03-09 Ryobi Ltd 電池パック、充電器および充電方法
US6407390B1 (en) * 2000-03-27 2002-06-18 Saint-Gobain Industrial Ceramics, Inc. Temperature compensated scintillation detector and method
JP2006318682A (ja) * 2005-05-10 2006-11-24 Makita Corp 充電器
JP2008253129A (ja) * 2007-03-07 2008-10-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd リチウム系二次電池の急速充電方法およびそれを用いる電子機器
JP5146726B2 (ja) * 2007-10-25 2013-02-20 日立工機株式会社 充電装置
JP5061884B2 (ja) * 2007-12-21 2012-10-31 ミツミ電機株式会社 電池パック

Also Published As

Publication number Publication date
US20160268647A1 (en) 2016-09-15
DE202016001563U1 (de) 2016-04-12
JP2016170908A (ja) 2016-09-23
US9941553B2 (en) 2018-04-10
CN205609700U (zh) 2016-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6416665B2 (ja) バッテリ接続システム及びバッテリパック
JP5201281B2 (ja) 充電制御装置
US10541542B2 (en) System and method for charging a battery pack
JP5951959B2 (ja) 温度検出装置及びバッテリパック
US9768625B2 (en) Battery pack, and method for controlling the same
TWI425737B (zh) 充電裝置及充電方法
US7956575B2 (en) Charging device for battery
JP5029862B2 (ja) 充電装置
US11637433B2 (en) Battery pack and electrical apparatus
CN106253365B (zh) 充电器
JP2008301638A (ja) 充電回路
JP4845512B2 (ja) 温度検出装置
US9653931B2 (en) Battery protection device and operation method thereof
JP2009239989A (ja) 充電器
JP4817054B2 (ja) 充電装置
JP6273643B2 (ja) 充電制御装置及びそれを用いた非常用照明装置
JP2015035924A (ja) 過電流保護装置
KR100986191B1 (ko) 전원 공급 장치
JP5348339B2 (ja) 半導体集積回路装置及びこれを用いた電子機器
JP2009268345A (ja) 二次電池パックの充電装置
JP2014204641A (ja) パック電池及び電子機器
JP2013115924A (ja) 充電器
TWI463158B (zh) 車用檢測裝置
JP2005312104A (ja) 二次電池の充電装置
JPH09238432A (ja) 定電流充電装置、充電器及び避難進路誘導装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170920

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180522

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180523

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180712

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180918

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20181004

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6416665

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250