JP7110129B2 - 電源制御装置、電力供給装置および電動作業システム - Google Patents
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Description
例えば、電動作業機からの指令信号の出力時点から、電源制御装置を介して電池パックに指令信号が到達し、その応答信号が電池パックから電源制御装置を介して電動作業機に到達するまでの時間には、電源制御装置での信号処理時間が追加される。この信号処理時間が追加されることで、指令信号の出力時点から電動作業機に電力供給されるまでの応答時間が長くなり、電動作業機の応答性が低下する可能性がある。
そこで、本開示の一局面においては、電池パックと接続可能に構成された電源制御装置であって、電動作業機の応答性の低下を抑制できる電源制御装置を提供すること、および、そのような電源制御装置を備える電力供給装置、そのような電力供給装置を備える電動作業システムを提供できることが望ましい。
電池パックは、バッテリと、機器接続部と、バッテリ状態判定部と、を備える。バッテリは、充放電可能に構成されている。機器接続部は、バッテリの放電による電力供給先となる電動機器を着脱可能に構成されている。バッテリ状態判定部は、機器接続部を介して電力供給指令信号を受信すると、バッテリが放電可能状態であるか否かを判定し、機器接続部を介して放電可否判定結果を出力するように構成されている。
このように電力供給制御部がダミー指令信号の送信を継続することで、電池パック(詳細には、バッテリ)の状態が変化した場合でも、変化後の状態に応じた判定結果を取得できる。例えば、電池パックの接続直後は放電可能状態であっても、その後の電力消費や温度条件などの要因により電池パックが放電不可能状態に変化することがある。このような場合でも、この電源制御装置は、ダミー指令信号の送信を継続することで、電池パックの最新の状態に応じた判定結果を取得できる。
この電力供給装置は、電池パックを用いて電動作業機に電力供給するにあたり、電源制御装置を備える構成であっても、電動作業機の応答性が低下することを抑制できる。よって、この電力供給装置は、追加機能を有する電源制御装置を用いる場合であっても、電動作業機の応答性が低下することを抑制でき、電動作業機の使用者にとって操作性が低下することを抑制できる。
この電動作業システムは、電力供給装置が電源制御装置を備える場合であっても、電動作業機の応答性が低下することを抑制できる。よって、この電動作業システムは、追加機能を有する電源制御装置を用いる場合であっても、電動作業機の応答性が低下することを抑制でき、電動作業機の使用者にとって操作性が低下することを抑制できる。
尚、本開示は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。
[1-1.全体構成]
図1Aに示すように、第1実施形態の電動作業システム1は、電力供給装置3と、電動作業機100と、を備える。電力供給装置3は、バッテリパック2と、電源制御装置200と、を備える。
電源制御装置200は、バッテリパック2を着脱可能(接続可能)に構成されたパック接続部204と、電動作業機100を着脱可能(接続可能)に構成された作業機接続部214と、を備えている。第1正極端子201,第1負極端子202,第1信号端子203は、パック接続部204に配置されている。第2正極端子211,第2負極端子212,第2信号端子213は、作業機接続部214に配置されている。
図2に示すように、バッテリパック2は、バッテリ10、正極端子11、負極端子12、信号端子13、機器接続部14、監視回路20、電流検出素子24、信号入力制御部26、信号出力制御部28、バッテリ制御回路30を備える。
監視回路20は、バッテリ10の両端電圧(バッテリ電圧)や各セルの電圧(セル電圧)を監視する監視回路(IC)である。監視回路20は、電流検出素子24の両端電圧を取り込むことで、バッテリ10への充電時及び放電時に流れる充電電流及び放電電流を監視する。監視回路20は、バッテリ10の各セルの電圧(セル電圧)を取り込むことで、バッテリ10の電圧(バッテリ電圧)、各セルのセル電圧を監視する。監視回路20は、監視結果(バッテリ電圧、セル電圧、充電電流又は放電電流)をバッテリ制御回路30に送信する。
図3に示すように、電源制御装置200は、電源ユニット制御回路220、第1信号出力制御部222、第1信号入力制御部224、第2信号入力制御部226、第2信号出力制御部228、スイッチ部230を備える。また、上述のとおり、電源制御装置200は、第1正極端子201,第1負極端子202,第1信号端子203、パック接続部204、第2正極端子211,第2負極端子212,第2信号端子213、作業機接続部214を備える。
第1信号出力制御部222は、電源ユニット制御回路220からの指令に従い、第1信号端子203から出力する各種の出力信号を制御する。バッテリパック2への出力信号としては、ダミー指令信号SAinなどがある。第1信号入力制御部224は、電源ユニット制御回路220からの指令に従い、第1信号端子203を介して入力される各種の入力信号を制御する。バッテリパック2からの入力信号としては、放電許可信号SAoutなどがある。
図4に示すように、電動作業機100は、ドライブ回路111と、モータ112と、スイッチング素子113と、トリガスイッチ114と、電源回路115と、正極端子101と、負極端子102と、信号端子103と、機器接続部104と、を備えている。
電源制御装置200で実行される電池パック状態確認処理について、図5を用いて説明する。
電源ユニット制御回路220は、電池パック状態確認処理を開始すると、まず、S10(Sはステップを表す)で、パック接続部204にバッテリパック2が接続されているか否かを判定し、肯定判定するとS20に移行し、否定判定するとS80に移行する。
電源ユニット制御回路220は、S50,S70,S80のいずれかの処理を終了すると、電池パック状態確認処理を終了する。
電源ユニット制御回路220は、各種制御処理の1つとしてダミー許可信号制御処理を実行する。電源ユニット制御回路220は、電動作業機100から電力供給指令信号SBinを受信すると、ダミー許可信号制御処理を実行する。
以上説明したように、本実施形態の電動作業システム1の電力供給装置3に備えられる電源制御装置200は、が電動作業機100から電力供給指令信号SBinを受信する前に、バッテリパック2が放電可能状態であるか否かの判定結果を保持できる。このため、電源制御装置200は、電動作業機100から電力供給指令信号SBinを受信すると、バッテリパック2に対する問合せ処理を行うこと無く、バッテリパック2の状態(放電可能状態であるか否か)を電動作業機100に対して出力することが可能となる。
ここで、本実施形態における文言の対応関係について説明する。
電動作業システム1が電動作業システムの一例に相当し、電力供給装置3が電力供給装置の一例に相当し、バッテリパック2が電池パックの一例に相当し、電源制御装置200が電源制御装置の一例に相当し、電動作業機100が電動作業機の一例に相当する。
[2-1.全体構成]
図6に示すように、第2実施形態の電力供給システム301は、電力供給装置310と、放電アダプタ320と、を備える。電力供給システム301は、電力供給装置310に蓄積された電力を、放電アダプタ320に接続された電動機器に供給するように構成されている。
電池収容本体部310aは、内部に複数の電池パックを収容可能に構成されている。電池パックは、電池収容本体部310aの内部に備えられるため図6では図示を省略する。第2実施形態では、後述するように、電池収容本体部310aは、8個の電池パック33c1~33c4、35c1~35c4(図7参照)を備えている。第2実施形態の電池パックは、定格出力電圧が18Vである。
[2-2.電力供給装置]
上記のように、電力供給装置310は、電池収容本体部310aと、出力コネクタ313と、出力延長ケーブル15と、を備える。
上述のように、放電アダプタ320は、電動機器に対する電圧出力状態が異なる複数種類の放電アダプタを備えている。本第2実施形態の放電アダプタ320は、第1電圧用アダプタ320aと、複数出力用アダプタ320bと、第2電圧用アダプタ320cと、を備える。
[2-3-1.第1電圧用アダプタ]
図8に示すように、第1電圧用アダプタ320aは、第1電圧用コネクタ21aと、機器接続ケーブル23aと、機器側ユニット25aと、を備える。
機器側ユニット25aは、第1電動機器40aのバッテリ装着部43に着脱可能に構成されている。機器側ユニット25aは、グランド機器端子25a1と、第1機器端子25a2と、許可信号機器端子25a3と、を備える。
次に、図9に示すように、複数出力用アダプタ320bは、複数出力用コネクタ21bと、機器接続ケーブル23bと、機器側ユニット25bと、を備える。機器側ユニット25bは、第1機器側ユニット25b1と、第2機器側ユニット25b2と、を備える。
次に、図10に示すように、第2電圧用アダプタ320cは、第2電圧用コネクタ21cと、機器接続ケーブル23cと、機器側ユニット25cと、を備える。
電力供給装置310が実行する各種制御処理のうち出力電圧制御処理について説明する。出力電圧制御処理などの各種制御処理は、電力供給装置310のうち制御部31が実行する。出力電圧制御処理は、出力コネクタ313に接続された放電アダプタ320から識別子情報IDを取得し、その識別子情報IDに応じた電圧出力状態で出力コネクタ313から電圧出力するための処理である。
S110で肯定判定されてS110に移行すると、制御部31は、出力コネクタ313に放電アダプタ320が接続されたか否かを判定し、肯定判定するとS120に移行し、否定判定すると同ステップを繰り返し実行することで待機する。
制御部31は、第1電圧制御処理を開始すると、まず、S210では、第1電圧フラグF1をセットする。
制御部31は、次のS290では、放電アダプタ320が接続されているか否かを判定し、肯定判定するとS300に移行し、否定判定するとS330に移行する。
制御部31は、第2電圧制御処理を開始すると、まず、S410では、第2電圧フラグF2をセットする。
制御部31は、次のS480では、放電アダプタ320の接続があるか否かを判定し、肯定判定するとS490に移行し、否定判定するとS520に移行する。
制御部31は、待機モード処理を開始すると、まず、S610では、S100と同様の処理を実行して、第1パック並列接続部33に接続された複数の電池パック33c1~33c4、および第2パック並列接続部35に接続された複数の電池パック35c1~35c4について、放電可能状態であるか否かを確認する。
以上説明したように、第2実施形態の電力供給システム301における電力供給装置310は、複数のパック接続部33a1~33a4,35a1~35a4を備えており、複数の電池パック33c1~33c4,35c1~35c4を着脱可能(接続可能)に構成されている。
次に、制御部31は、電池パック状態確認処理(S100,S220,S420,S610)を繰り返し実行するため、空き状態のパック接続部33a1~33a4,35a1~35a4に新たな電池パックが接続された場合には、新たに接続された電池パックに対してダミー指令信号SAinを送信するように構成されている。つまり、制御部31は、空き状態のパック接続部33a1~33a4,35a1~35a4に新たな電池パックが接続された場合には、既にダミー指令信号SAinを送信している電池パックに加えて、新たに接続された電池パックに対してもダミー指令信号SAinを送信できる。
[2-6.文言の対応関係]
ここで、本実施形態における文言の対応関係について説明する。
第1パック並列接続部33(複数のパック接続部33a1~33a4)および第2パック並列接続部35(複数のパック接続部35a1~35a4)のそれぞれが複数のパック接続部の一例に相当する。放電アダプタ320(詳細には、機器側ユニット25a,25b,25c)が作業機接続部の一例に相当する。制御部31が電力供給制御部の一例に相当する。識別子情報ID(第1識別子情報ID1,第2識別子情報ID2)が電力供給指令信号の一例に相当する。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
Claims (9)
- 電池パックと接続可能に構成された電源制御装置であって、
前記電池パックは、
充放電可能なバッテリと、
前記バッテリの放電による電力供給先となる電動機器を着脱可能に構成された機器接続部と、
前記機器接続部を介して電力供給指令信号を受信すると、前記バッテリが放電可能状態であるか否かを判定し、前記機器接続部を介して放電可否判定結果を出力するバッテリ状態判定部と、
を備え、
当該電源制御装置は、
前記電池パックと接続可能に構成されたパック接続部と、
前記電池パックからの供給電力により駆動する電動作業機を着脱可能に構成された作業機接続部と、
前記バッテリが放電可能状態であり、かつ前記電動作業機から電力供給指令信号を受信した場合に、前記電池パックからの供給電力を前記電動作業機に供給するように構成された電力供給制御部と、
を備えており、
前記電力供給制御部は、前記パック接続部に前記電池パックが接続されると、前記電池パックに対して、前記電力供給指令信号を模擬したダミー指令信号を前記電池パックの前記バッテリ状態判定部に送信する、
電源制御装置。 - 請求項1に記載の電源制御装置であって、
前記電力供給制御部は、前記パック接続部に前記電池パックが接続されると、前記ダミー指令信号の送信を継続して実行する、
電源制御装置。 - 請求項2に記載の電源制御装置であって、
前記電力供給制御部は、前記電池パックが放電可能状態から放電不可能状態に状態変化すると、前記ダミー指令信号の送信を停止する、
電源制御装置。 - 請求項3に記載の電源制御装置であって、
前記電力供給制御部は、前記ダミー指令信号の送信を停止した後、所定の待機時間が経過すると、前記ダミー指令信号を送信する、
電源制御装置。 - 請求項1から請求項4のうちいずれか一項に記載の電源制御装置であって、
当該電源制御装置は、前記パック接続部を複数備えており、
前記電力供給制御部は、前記複数のパック接続部に接続された全ての前記電池パックに対して、前記ダミー指令信号を送信する、
電源制御装置。 - 請求項5に記載の電源制御装置であって、
前記電力供給制御部は、前記複数のパック接続部のうちいずれかの前記パック接続部に接続された前記電池パックに対して前記ダミー指令信号を送信している状況下において、空き状態の前記パック接続部に新たな電池パックが接続された場合には、既に前記ダミー指令信号を送信している前記電池パックに加えて、新たに接続された前記電池パックに対して前記ダミー指令信号を送信する、
電源制御装置。 - 請求項5または請求項6に記載の電源制御装置であって、
前記電力供給制御部は、複数の前記電池パックに対して前記ダミー指令信号を送信するにあたり、全ての前記電池パックに対して同時に前記ダミー指令信号を送信する並列信号送信処理、および、複数の前記電池パックに対して1個ずつ順番に前記ダミー指令信号を送信する順次信号送信処理、のうちいずれかの送信処理を行う、
電源制御装置。 - 請求項1から請求項7のうちいずれか一項に記載の電源制御装置と、
前記電源制御装置の前記パック接続部に接続される電池パックと、
を備える電力供給装置。 - 請求項8に記載の電力供給装置と、
前記電源制御装置の前記作業機接続部に接続される電動作業機と、
を備える電動作業システム。
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