JP6416665B2 - バッテリ接続システム及びバッテリパック - Google Patents
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Description
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。
[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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (10)
- 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。 - 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。 - 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。 - 請求項2又は請求項3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。 - 請求項1〜請求項4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。 - 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。 - 請求項5又は請求項6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。 - 請求項5〜請求項7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。 - 請求項1〜請求項8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。
- 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。
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