JP7159042B2 - バッテリシステム - Google Patents

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Description

本開示は、バッテリパックと電動作業機とを備えるバッテリシステムに関する。
特許文献1に記載の電池パックは、複数のセルユニット(すなわち、バッテリブロック)を備え、複数のセルユニットを並列に接続して低電圧を出力できるとともに、複数のセルユニットを直列に接続して高電圧を出力できるように構成されている。このため、上記電池パックは、定格電圧が異なる複数の電気機器に適用することができる。
WO2018/079724号公報
ところで、複数のセルユニットの電圧は、複数のセルユニットを直列に接続して使用した場合などに、セルユニット間で不均衡になることがある。上記電池パックは、電気機器から外した場合に、複数のセルユニットが独立した状態になる。そのため、上記電池パックは、複数のセルユニットの電圧が不均衡になっていても、保管中にその不均衡を解消することができない。
複数のセルユニットの電圧が不均衡な状態で電池パックを使用すると、電圧の低いセルユニットによって電池パックの使用が制限されることがある。また、複数のセルユニットの電圧が不均衡な状態で電池パックを充電すると、電圧の高いセルユニットによって充電が停止されることがある。したがって、複数のセルユニットの電圧が不均衡な状態のままで電池パックを運用すると、効率よく運用できない可能性がある。
本開示の1つの局面は、複数の定格電圧に対応し、複数のバッテリブロック間の電圧を均衡させることが可能なバッテリシステムを提供する。
本開示の1つの局面は、バッテリパックと、第1電動作業機と、第2電動作業機と、を備えるバッテリシステムである。バッテリパックは、複数のバッテリブロックと端子部とを有する。第1電動作業機は、第1電圧に適合する。第2電動作業機は、第1電圧よりも高い第2電圧に適合する。端子部は、少なくとも1つの並列接続用端子と、複数の出力用端子と、を備える。少なくとも1つの並列接続用端子は、複数のバッテリブロックを並列に接続するように構成される。複数の出力用端子は、出力用端子のそれぞれが複数のバッテリブロックのそれぞれに接続されている。第1電動作業機は、複数の出力用端子の少なくとも1つに接続されるように構成された第1接続端子を備える。第2電動作業機は、複数の出力用端子のそれぞれに電気的に分離して接続されるように構成された第2接続端子を備える。少なくとも一つの並列接続用端子は、複数の出力用端子の少なくとも1つに第1接続端子が接続されている場合、及び、複数の出力用端子のいずれにも接続対象が接続されていない場合に、複数のバッテリブロックを並列に接続し、複数の出力用端子のそれぞれに第2接続端子が接続されている場合に、複数のバッテリブロックを互いに切り離して独立させるように構成される。バッテリパックは、端子部に第1電動作業機が接続されている場合に、第1電動作業機へ第1電圧を出力し、端子部に第2電動作業機が接続されている場合に、第2電動作業機へ複数の第1電圧を個別に出力する。
本開示の1つの局面のバッテリシステムによれば、出力用端子に第1電動作業機の第1接続端子が接続されている場合、複数のバッテリブロックが並列に接続される。これにより、バッテリパックから第1電動作業機へ並列接続されたバッテリブロックの第1電圧が出力され、第1電動作業機は比較的低い第1電圧を用いることができる。また、出力用端子に第2電動作業機の第2接続端子が接続されている場合、複数のバッテリブロックが切り離され独立する。これにより、バッテリパックから第2電動作業機へ複数のバッテリブロックの第1電圧が個別に出力される。よって、第2電動作業機は、複数の第1電圧を自由に組み合わせて使用することができる。また、バッテリパック内で各バッテリブロックを直列に接続してバッテリパックから高電圧を出力することを回避したことにより、バッテリパックの絶縁構造を簡素化し、バッテリパックを小型化することができる。さらに、端子部に接続対象が接続されていない場合、複数のバッテリブロックが並列に接続される。これにより、バッテリパックの保管中に、複数のバッテリブロック間の電圧を均衡させることができる。したがって、本開示の1つの局面のバッテリシステムは、複数の定格電圧に対応し、且つ、複数のバッテリブロック間の電圧を均衡させることができる。
また、第2電動作業機は、第2接続端子を介して入力された複数の第1電圧を加算するように構成された加算部を備えてもよい。
第2電動作業機は、加算部を備えていることにより、複数の第1電圧を加算して、第1電圧よりも高い第2電圧を使用することができる。
また、少なくとも一つの並列接続用端子は、それぞれ、接続又は切り離し可能な第1部材と第2部材とを含んでもよい。第1部材及び第2部材は、複数のバッテリブロックのうちの異なるバッテリブロックの同じ電極に接続されてもよい。
第1部材と第2部材とが接続されている場合には、第1部材と第2部材のそれぞれに接続されているバッテリブロックを並列に接続することができる。また、第1部材と第2部材とが切り離されている場合には、第1部材と第2部材のそれぞれに接続されているバッテリブロックを電気的に切り離すことができる。
また、複数のバッテリブロックは、それぞれ第1電極と第2電極とを備えてもよい。少なくとも一つの並列接続用端子は、それぞれ、複数のバッテリブロックのそれぞれの第1電極に接続される第1並列接続用端子と、複数のバッテリブロックのそれぞれの第2電極に接続される第2並列接続用端子と、を含んでもよい。
このような構成により、各バッテリブロックの第1電極を第1並列接続用端子によって接続し、且つ、各バッテリブロックの第2電極を第2並列用接続端子によって接続することによって、複数のバッテリブロックを並列に接続することができる。また、各バッテリブロックの第2電極を第1並列接続用端子によって切り離し、且つ、各バッテリブロックの第2電極を第2並列用接続端子によって切り離すことによって、各バッテリブロックを独立させることができる。
また、並列接続用端子は、バッテリパックの充電中に、複数のバッテリブロックを並列に接続してもよい。
複数のバッテリブロックを並列に接続して充電することにより、複数のバッテリブロックを直列に接続して充電する場合と比べて、充電器の出力電圧を低くすることができる。ひいては、充電器の絶縁構造を簡素化し小型化することができる。
また、バッテリパックは、通信端子と、1つの制御部と、を備えてもよい。制御部は、複数のバッテリブロックのそれぞれのバッテリ情報を纏め、纏めたバッテリ情報を、通信端子を介して端子部に接続された接続対象へ送信してもよい。
1つの制御部で複数のバッテリ情報を纏めて送信することにより、制御部の数を抑制し、バッテリパックの体格を小型化することができる。
また、第2電動作業機は、アダプタ部と、本体部と、を備えてもよい。アダプタ部は、第2接続端子と、アダプタ側端子と、を備えてもよい。本体部は、アダプタ側端子に接続される本体側端子を備えてもよい。
第2電圧に適合し、バッテリパックに適合しない本体部であっても、アダプタ部を接続することにより、バッテリパックを接続して第2電圧を使用することができる。
また、アダプタ部は、第2接続端子を介して入力された複数の第1電圧を加算するように構成された加算部を備えてもよい。
複数の第1電圧を加算する機能を備えていない本体部であっても、アダプタ部を接続することにより、複数の第1電圧を加算して使用することができる。
また、バッテリパックは、複数のバッテリブロックのそれぞれの正極に接続された切替部であって、端子部に接続対象が接続されていない場合に、正極と出力端子との導通を遮断する遮断状態と、正極と出力端子とを導通させる導通状態と、の中間の状態であって、導通状態よりも少ない電流を流す半導通状態に切り替えるように構成された切替部を備えてもよい。
このような構成によれば、バッテリパックの保管中に、バッテリブロックの正極と出力端子との間が半導通状態になる。これにより、バッテリブロック間の電圧差が比較的大きくなっている場合でも、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大な電流が流れることを抑制して、バッテリパックの故障を抑制することができる。
第1実施形態に係るバッテリパックの外観を示す図である。 第1実施形態に係るバッテリパックの構成を示すブロック図である。 第1実施形態に係るバッテリパックの端子部の各端子の形状及びバッテリブロックと各端子との接続状態を示す模式図である。 第1実施形態に係る第1電動作業機の構成を示すブロック図である。 第1実施形態に係る第1電動作業機の装着部の構成を示す模式図である。 第1実施形態に係るバッテリパックの端子部に第1電動作業機の装着部を装着した状態を示す模式図である。 第1実施形態に係る第2電動作業機の構成を示すブロック図である。 第1実施形態に係る第2電動作業機の装着部の構成を示す模式図である。 第1実施形態に係るバッテリパックの端子部に第2電動作業機の装着部を装着した状態を示す模式図である。 第1実施形態に係る充電器の構成を示すブロック図である。 第1実施形態に係る充電器の装着部の構成を示す模式図である。 第2実施形態に係る第2電動作業機の構成を示すブロック図である。 第3実施形態に係る第2電動作業機の構成を示すブロック図である。 第4実施形態に係るバッテリパックの構成を示すブロック図である。 第4実施形態に係るバッテリパックの端子部の各端子の形状及びバッテリブロックと各端子との接続状態を示す模式図である。 第4実施形態に係る第1電動作業機の装着部の構成を示す模式図である。 第4実施形態に係るバッテリパックの端子部に第1電動作業機の装着部を装着した状態を示す模式図である。 第4実施形態に係る第2電動作業機の装着部の構成を示す模式図である。 第4実施形態に係るバッテリパックの端子部に第2電動作業機の装着部を装着した状態を示す模式図である。 第4実施形態に係る充電器の装着部の構成を示すブロック図である。
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)
本実施形態に係るバッテリシステムは、バッテリパック10と、第1電動作業機70と、第2電動作業機80と、充電器90と、を備える。
<1-1.バッテリパックの構成>
まず、バッテリパック10の構成について、図1~図3を参照して説明する。バッテリパック10は、樹脂製のケースの後面に端子部15を備える。また、バッテリパック10は、ケース内に、2つのバッテリブロック21,22と、バッテリブロック21に接続された第1バッテリ回路210と、バッテリブロック22に接続された第2バッテリ回路220と、を備える。
バッテリブロック21,22は、同じ定格電圧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列接続されて構成されている。バッテリブロック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である。
図2に示すように、バッテリブロック21の正極には、第1正極ライン211が接続されており、バッテリブロック21の負極には、グランドに接続された第1負極ライン212が接続されている。第1負極ライン212の電位が、第1バッテリ回路210のグランドレベルになる。第1正極ライン211には、第1正極端子TP1が接続されており、第1負極ライン212には、第1負極端子TN1が接続されている。また、第1正極ライン211に接続された第1充電ライン213には、第1充電端子TC1が接続されている。
また、バッテリブロック22の正極には、第2正極ライン221が接続されており、バッテリブロック22の負極には、グランドに接続された第2負極ライン222が接続されている。第2負極ライン222の電位が、第2バッテリ回路220のグランドレベルになる。第2正極ライン221には、第2正極端子TP2が接続されており、第2負極ライン222には、第2負極端子TN2が接続されている。第1負極端子TN1と第2負極端子TN2とが電気的に接続されている場合、第1バッテリ回路210のグランドレベルと第2バッテリ回路220のグランドレベルとが同一電位になる。また、第2正極ライン221に接続された第2充電ライン223には、第2充電端子TC2が接続されている。
第1バッテリ回路210と第2バッテリ回路220は、基本的な構成は同じである。まず、第1バッテリ回路210と第2バッテリ回路220の共通する構成について説明する。第1バッテリ回路210及び第2バッテリ回路220は、セル状態検出部421,422、温度検出部411,412、レギュレータ431,432、Self Control Protector(以下、SCP)回路561,562、放電逆流防止FET531,532、半導通抵抗511,512、充電逆流防止FET551,552、放電検出回路571,572、充電検出回路581,582及びスイッチ61,62のそれぞれを備える。
レギュレータ431,432は、第1正極ライン211,第2正極ライン221に接続されている。レギュレータ431,432は、それぞれバッテリブロック21,22から電源供給を受けて、それぞれ第1バッテリ回路210,第2バッテリ回路220において使用する電源電圧を生成する。レギュレータ431により生成される電源電圧は、第1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り、レギュレータ432により生成される電源電圧は、第2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421,422は、バッテリブロック21,22に接続されており、バッテリブロック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421,422は、バッテリブロック21,22に流れ込む充電電流、及びバッテリブロック21,22から流れ出る放電電流を検出する。セル状態検出部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411,412は、サーミスタを含み、バッテリブロック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561,562は、第1充電ライン213,第2充電ライン223上に設けられており、バッテリブロック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61,62は、SCP回路561,562と第1負極ライン212,第2負極ライン222との間に接続されている。
SCP回路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21,22が継続的に利用不可能な場合に、スイッチ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61,62がオンになると、通電によりSCP回路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充電ライン213,第2充電ライン223が遮断され、バッテリブロック21,22の充電が不可能な状態になる。
放電逆流防止FET531,532は、第1正極ライン211,第2正極ライン221に設けられている。放電逆流防止FET531,532は、寄生ダイオード521,522を備え、寄生ダイオード521,522は、アノード側がバッテリブロック21,22の正極に接続され、カソード側が第1正極端子TP1,第2正極端子TP2に接続されている。放電検出回路571,572は、寄生ダイオード521,522を用いて、第1正極端子TP1,第2正極端子TP2からバッテリブロック21,22の正極へ電流が流れることを防止する。
放電検出回路571,572は、FET531,532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、FET531,532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571,572は、この電位差により、寄生ダイオード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FET531,532をオフにする。また、放電検出回路571,572は、寄生ダイオード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FET531,532をオンにする。
半導通抵抗511,512は、放電逆流防止FET531,532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511,512は、バッテリブロック21,22の正極と第1正極端子TP1,第2正極端子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21,22の正極と第1正極端子TP1,第2正極端子TP2との導通を遮断する遮断状態と、バッテリブロック21,22の正極と第1正極端子TP1,第2正極端子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21,22の正極と第1正極端子TP1,第2正極端子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511、512は、放電逆流防止FET531,532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。
バッテリブロック21とバッテリブロック22は、使用によって電圧差が生じることがある。特に、後述するように、バッテリブロック21とバッテリブロック22とを独立させた状態で長期間使用すると、電圧差が大きくなることがありうる。バッテリブロック21とバッテリブロック22は、電圧を均等にするため、後述するように、バッテリパック10の保管時に並列に接続される。
電圧差の大きいバッテリブロック21,22を並列接続する場合に、放電逆流防止FET531,532をオンにしていると、電圧が高い方から電圧が低い方へ過大な電流が流れ、故障が生じる可能性がある。そこで、バッテリパック10の保管時には、放電逆流防止FET531,532をオフにして、バッテリブロック21,22を並列接続する。これにより、バッテリブロック21,22の電圧差が大きい場合でも、半導通抵抗511,512を介して、高い方から低い方へ比較的小さい電流が流れる。その結果、過電流が抑制されつつ、バッテリブロック21,22の電圧が均等化される。半導通抵抗511,512の抵抗値は、過電流を抑制しつつ、数時間でバッテリブロック21,22の電圧を均等化できる程度の大きさに設定されている。
充電逆流防止FET551,552は、第1充電ライン213,第2充電ライン223に設けられている。充電逆流防止FET551,552は、寄生ダイオード541,542を備え、寄生ダイオード541,542は、アノード側が第1充電端子TC1,第2充電端子TC2に接続され、カソード側がSCP回路561,562に接続されている。充電検出回路581,582は、寄生ダイオード541,542を用いて、バッテリブロック21,22の正極から第1充電端子TC1,第2充電端子TC2へ電流が流れることを防止する。
充電検出回路581,582は、FET551,552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、FET551,552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581,582は、この電位差により、寄生ダイオード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FET551,552をオフにする。また、充電検出回路581,582は、寄生ダイオード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FET551,552をオンにする。
次に、第1バッテリ回路210と第2バッテリ回路220の異なる構成について説明する。第1バッテリ回路210は、フォトカプラ44と、電源45と、を備える。一方、第2バッテリ回路220は、マイコン30及びLED63を備える。
バッテリパック10は、第2バッテリ回路220の第2負極ライン222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2バッテリ回路220に設けられており、第1バッテリ回路210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。
マイコン30は、信号線を介して第1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通信端子TDに接続されている。第1通信端子TASは、第1電動作業機70又は第2電動作業機80に接続される。第2通信端子TDは、充電器90に接続される。
また、マイコン30は、信号線を介して温度検出部411,412及びセル状態検出部422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44に接続されている。フォトカプラ44の入力側は、セル状態検出部421に接続されており、フォトカプラ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44の入力側は電源45からの給電によって動作し、フォトカプラ44の出力側は第2バッテリ回路220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の電位に影響されない。
マイコン30は、温度検出部411,412及びセル状態検出部421,422から取得したバッテリブロック21,22のバッテリ情報に基づいて、バッテリブロック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、バッテリブロック21,22の両方が放電可能な状態の場合には、放電許可信号を、第1通信端子TASを介して、第1電動作業機70又は第2電動作業機80へ送信する。また、マイコン30は、バッテリブロック21,22の少なくとも一方が放電不可能な状態(すなわち、過放電状態)の場合には、放電停止信号を、第1通信端子TASを介して、第1電動作業機70又は第2電動作業機80へ送信する。また、マイコン30は、第1通信端子TASを介して、第1電動作業機70又は第2電動作業機80から作業機に関する情報を受信してもよい。
また、マイコン30は、バッテリブロック21のバッテリ情報とバッテリブロック22のバッテリ情報とを纏めて、纏めたバッテリ情報を、第2通信端子TDを介して充電器90へ送信する。さらに、マイコン30は、第2通信端子TDを介して、充電器90から充電情報を受信する。
また、マイコン30は、発光ダイオード(以下、LED)63に接続されており、バッテリパック10の状態に応じて、LED63を点灯、点滅、消灯させる。LED63は、バッテリパック10の使用者に視認しやすい場所に設けられている。マイコン30は、例えば、バッテリパック10の残容量をLED63に表示させる。
ここで、第1バッテリ回路210と第2バッテリ回路220との構成の違いにより、消費電力に差が生じる。第2バッテリ回路220は、マイコン30が搭載されているため、第1バッテリ回路210よりも消費電力が多くなる。その結果、バッテリブロック22は、バッテリブロック21よりも残容量の減少速度が速くなる。よって、バッテリパック10では、定期的に、バッテリブロック21,22の均等化が行われる。
具体的には、第1バッテリ回路210と第2バッテリ回路220との消費電力差は、予め算出することができる。そこで、消費電力差の蓄積が所定量に達する所定期間ごとに、バッテリブロック21にコンデンサを接続してバッテリブロック21の残容量の一部をコンデンサに移す。そして、コンデンサをバッテリブロック21から切り離してバッテリブロック22に接続して、コンデンサに蓄積されたエネルギーをバッテリブロック22へ移す。コンデンサの容量は、所定期間ごとに消費電力差を均等化できる値に設定されている。
次に、バッテリパック10の端子部15の詳細な構成について説明する。図1に示すように、バッテリパック10の端子部15は、第1挿入口11と、第2挿入口12と、第3挿入口13と、第4挿入口14と、を備える。第1挿入口11、第2挿入口12、第3挿入口13及び第4挿入口14は、それぞれ、上下方向に延伸し下端が開口した挿入口であり、接続対象の板状の接続端子が下端から上方へ向けて挿入される。また、第1挿入口11、第2挿入口12、第3挿入口13、第4挿入口14は、この順に、左から右へ配置されている。
図3に示すように、第1挿入口11には、第1正極端子TP1と、第2正極端子TP2と、第1並列接続用端子T31とが、この順で下から上へ設けられている。第2挿入口12には、第1充電端子TC1と、第2充電端子TC2とが、この順で下から上へ設けられている。第3挿入口13には、第2通信端子TDと、第1通信端子TASとが、この順で下から上へ設けられている。第4挿入口14には、第1負極端子TN1と、第2負極端子TN2と、第2並列接続用端子T32とが、この順で下から上へ設けられている。
図3では、端子部15を後側からみた平面面である。第1正極端子TP1は、金属製の平板をU字形状に曲げて構成されており、開口端部DP付近の両側側面を内側に向けて凹ませた形状の凹み部HPを有する。第1正極端子TP1は、開口端部DPが下側になるように配置され、凹み部HPが板状の接続端子の両面と接触するように構成されている。また、第1正極端子TP1は、接触する板状の接続端子を下方から上方へ貫通させた状態で保持するため、開口端部DPと反対側の上側にも開口部UPが形成されている。
第2正極端子TP2、第1充電端子TC1、第2充電端子TC2、第1通信端子TAS、第2通信端子TD、第1負極端子TN1及び第2負極端子TN2は、第1正極端子TP1と同様の形状に構成されている。
第1並列接続用端子T31は、第1部材T31aと第2部材T31bとを備える。第1部材T31a及び第2部材T31bは板状の金属部材であり、上下方向に延伸するように配置されている。また、第1部材T31a及び第2部材T31bは、左右に並べて配置されている。そして、第1部材T31aは、下端付近が第2部材T31bに向かって凹んだ形状の凹み部LHPを有する。また、第2部材T31bは、下端付近が第1部材T31aに向かって凹んだ形状の凹み部RHPを有する。
第1部材T31a及び第2部材T31bは、第1部材T31aの凹み部LHPと第2部材T31bの凹み部RHPとを接触させることで接続し、第1部材T31aの凹み部LHPと第2部材T31bの凹み部RHPとを遠ざけることで切り離される。すなわち、第1部材T31a及び第2部材T32bは、接続又は切り離し可能に構成されている。第1部材T31a及び第2部材T31bは、第1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部材T31a及び第2部材T31bは、第1並列接続用端子T31に板状の接続端子が挿入されている場合に、切り離される。
同様に、第2並列接続用端子T32は、第1部材T32aと第2部材T32bとを備える。第1部材T32a及び第2部材T32bは、第1部材T31a及び第2部材T31bと同様に構成されている。
そして、第1並列接続用端子T31の第1部材T31aは、第1正極端子TP1に接続されており、第1正極端子TP1は、バッテリブロック21の正極に接続されている。第1並列接続用端子T31の第2部材T31bは、第2正極端子TP2に接続されており、第2正極端子TP2は、バッテリブロック22の正極に接続されている。したがって、第1部材T31aと第2部材T31bとを接続することによって、バッテリブロック21の正極とバッテリブロック22の正極とが接続される。また、第1部材T31aと第2部材T31bとを切り離すことによって、バッテリブロック21の正極とバッテリブロック22の正極とが切り離される。
また、第2並列接続用端子T32の第1部材T32aは、第1負極端子TN1に接続されており、第1負極端子TN1は、バッテリブロック21の負極に接続されている。第2並列接続用端子T32の第2部材T32bは、第2負極端子TN2に接続されており、第2負極端子TN2は、バッテリブロック22の負極に接続されている。したがって、第1部材T32aと第2部材T32bとを接続することによって、バッテリブロック21の負極とバッテリブロック22の負極とが接続される。また、第1部材T32aと第2部材T32bとを切り離すことによって、バッテリブロック21の負極とバッテリブロック22の負極とが切り離される。よって、端子部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21とバッテリブロック22とは並列に接続される。
なお、本実施形態では、第1正極端子TP1及び第2正極端子TP2と、第1負極端子TN1及び第2負極端子TN2とが、端子部が備える出力用端子の一例に相当し、第1並列接続用端子T31及び第2並列接続用端子T32が、並列接続用端子の一例に相当する。また、本実施形態では、放電逆流防止FET531及び半導通抵抗511と、放電逆流防止FET532及び半導通抵抗512とが、切替部の一例に相当する。
<1-2.第1電動作業機の構成>
次に、第1電動作業機70の概略構成について、図4及び図5を参照して説明する。
第1電動作業機70は、比較的低い電圧(例えば、18V)に適合した作業機である。第1電動作業機70は、例えば、草刈機、インパクトドライバ、チェーンソー、ヘッジトリマ、ブロワ―などの電動工具である。
第1電動作業機70は、モータ72と、駆動回路73と、制御回路71と、トリガスイッチ74と、正極入力端子75と、負極入力端子76と、信号入力端子77と、装着部78と、を備える。モータ72は、3相のブラシ付き直流モータである。駆動回路73は、モータ72に電流を流すための回路である。トリガスイッチ74は、使用者により図示しないトリガが引かれるとオンになり、トリガオン信号を制御回路71へ送信する。制御回路71は、トリガオン信号を受信すると、駆動回路73を制御して、モータ72を回転させる。また、制御回路71は、信号入力端子77から放電停止信号が入力された場合に、駆動回路73を制御して、モータ72の回転を停止させる。なお、モータ72は、3相のブラシレスモータでもよい。
装着部78は、バッテリパック10の端子部15に装着される。装着部78は、正極側の接続端子である正極接続端子781と、負極側の接続端子である負極接続端子782と、通信接続端子783と、を備える。正極接続端子781、負極接続端子782、通信接続端子783は、それぞれ、正極入力端子75、負極入力端子76、信号入力端子77に接続されている。
図5は、装着部78を前側からみた平面図であり、バッテリパック10の端子部15と対向する面を示している。正極接続端子781、負極接続端子782、及び通信接続端子783は、それぞれ、板状の金属部材である。
図6に示すように、正極接続端子781は、第1挿入口11に対応する位置に設けられており、第1挿入口11に挿入される。正極接続端子781は、第1正極端子TP1を貫通し、且つ、第2正極端子TP2の凹み部HPを通って第2正極端子TP2を貫通しない長さに構成されている。
負極接続端子782は、第4挿入口14に対応する位置に設けられており、第4挿入口14に挿入される。負極接続端子782は、第1負極端子TN1を貫通し、且つ、第2負極端子TN2の凹み部HPを通って第2負極端子TN2を貫通しない長さに構成されている。
通信接続端子783は、第3挿入口13の第1通信端子TASに対応する位置に設けられており、第3挿入口13に挿入される。通信接続端子783は、第1通信端子TASの開口端部DPから第1通信端子TASの凹み部HPまでの距離よりも長く構成されている。
図6に示すように、バッテリパック10の端子部15に対して下方から上方へ装着部78を差し込むことにより、バッテリパック10の端子部15に装着部78が装着される。端子部15に装着部78が装着されると、正極接続端子781と第1正極端子TP1及び第2正極端子TP2とが電気的に接続される。その結果、正極入力端子75は、バッテリブロック21,22の正極に接続される。また、負極接続端子782と第1負極端子TN1及び第2負極端子TN2とが電気的に接続され、負極入力端子76は、バッテリブロック21,22の負極に接続される。
したがって、端子部15に装着部78が装着されると、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の端子部15から第1電動作業機70へ、並列接続されたバッテリブロック21,22の電圧が出力される。そして、第1電動作業機70の正極入力端子75と負極入力端子76との間には、並列接続されたバッテリブロック21,22の電圧が入力される。
また、端子部15に装着部78が装着されると、通信接続端子783と第1通信端子TASとが電気的に接続される。
なお、この場合、第1並列接続用端子T31の第1部材T31aと第2部材T31bとは接続されており、第2並列接続用端子T32の第1部材T32aと第2部材T32bとは接続されている。したがって、第1正極端子TP1及び第2正極端子TP2の一方と正極接続端子781とが接続され、第1負極端子TN1及び第2負極端子TN2の一方と負極接続端子782とが接続されれば、正極入力端子75と負極入力端子76との間に、並列接続されたバッテリブロック21,22の電圧が入力される。よって、正極接続端子781は、第1正極端子TP1及び第2正極端子TP2の一方のみと接続可能に構成されていてもよい。また、負極接続端子782は、第1負極端子TN1及び第2負極端子TN2の一方のみと接続可能に構成されていてもよい。
なお、本実施形態では、正極接続端子781及び負極接続端子782が、第1接続端子の一例に相当する。
<1-3.第2電動作業機の構成>
次に、第2電動作業機80の概略構成について、図7及び図8を参照して説明する。
第2電動作業機80は、比較的高い電圧(例えば、36V)に適合した作業機である。第2電動作業機80は、例えば、草刈機、インパクトドライバ、チェーンソー、ヘッジトリマ、ブロワ―などの電動工具である。
第2電動作業機80は、本体部81と、アダプタ部82と、装着部84と、を備える。装着部84は、アダプタ部82に設けられており、バッテリパック10の端子部15に装着される。本体部81とアダプタ部82は別個の機器であり、アダプタ部82は本体部81に接続されている。
本体部81は、モータ812と、駆動回路813と、レギュレータ814と、制御回路811と、停止回路815と、トリガスイッチ816と、を備える。また、本体部81は、本体側端子である、正極入力端子817と、負極入力端子818と、信号入力端子819と、を備える。
レギュレータ814は、本体部81内の各回路に供給する電源を生成する。モータ812は、3相のブラシ付き直流モータである。駆動回路813は、モータ812に電流を流すための回路である。トリガスイッチ816は、使用者により図示しないトリガが引かれるとオンになり、トリガオン信号を制御回路811へ送信する。制御回路811は、トリガオン信号を受信すると、駆動回路813を制御して、モータ812を回転させる。また、制御回路811は、信号入力端子819から放電停止信号が入力された場合に、駆動回路813を制御して、モータ812の回転を停止させる。停止回路815は、信号入力端子819から放電停止信号が入力された場合に、制御回路811を介さずに、駆動回路813を制御してモータ812を停止させる。停止回路815は、非常用の回路である。なお、モータ812は、3相のブラシレスモータでもよい。
アダプタ部82は、レギュレータ822、変換回路821と、を備える。また、アダプタ部82は、各種のアダプタ側端子を備える。アダプタ側端子は、正極出力端子823、負極出力端子824、信号出力端子825、正極入力端子826、負極入力端子827、第1入力端子828、第2入力端子829、及び信号入力端子830を含む。
正極入力端子826は、正極出力端子823を介して、本体部81の正極入力端子817に接続されている。負極入力端子827は、負極出力端子824を介して、本体部81の負極入力端子818に接続されている。信号入力端子830は、変換回路821及び信号出力端子825を介して、本体部81の信号入力端子819に接続されている。また、第1入力端子828と第2入力端子829とは、接続線831によって接続されている。
レギュレータ822は、変換回路821に供給する電源を生成する。変換回路821は、信号入力端子830から入力された放電許可信号又は放電停止信号を、本体部81のロジックや信号レベルに適合するように変換して、信号出力端子825から出力する。
装着部84は、正極側の接続端子である正極接続端子841と、負極側の接続端子である負極接続端子842と、通信接続端子843と、を備える。正極接続端子841、負極接続端子842、通信接続端子843は、それぞれ、アダプタ部82の正極入力端子826、負極入力端子827、信号入力端子830に接続されている。
図8は、装着部84を前側から見た平面図であり、バッテリパック10の端子部15と対向する面を示している。正極接続端子841、負極接続端子842、及び通信接続端子843は、それぞれ、板状の金属部材である。
図9に示すように、正極接続端子841は、第1挿入口11に対応する位置に設けられており、第1挿入口11に挿入される。正極接続端子841は、第1正極端子TP1及び第2正極端子TP2を貫通し、第1並列接続用端子T31の凹み部LHP,RHPを通る長さに構成されている。
また、正極接続端子841は、第1正極通電部841aと、第2正極通電部841bと、第1正極絶縁部841cと、第2正極絶縁部841dと、を含む。第1正極通電部841aは、正極接続端子841の下端、且つ、第1正極端子TP1の凹み部HPに対応する位置に設けられている。第1正極絶縁部841cは、第1正極通電部841aに隣接した上側、且つ、第1正極端子TP1の上側の開口部UPに対応する位置に設けられている。第2正極通電部841bは、第1正極絶縁部841cに隣接した上側、且つ、第2正極端子TP2の凹み部HPに対応する位置に設けられている。第2正極絶縁部841dは、第2正極通電部841bに隣接した上側、且つ、第2正極端子TP2の上側の開口部UP及び第1並列接続用端子T31の凹み部LHP,RHPに対応する位置に設けられている。
負極接続端子842は、第1負極通電部842aと、第2負極通電部842bと、第1負極絶縁部842cと、第2負極絶縁部842dと、を含む。第1負極通電部842aは、負極接続端子842の下端、且つ、第1負極端子TN1の凹み部HPに対応する位置に設けられている。第1負極絶縁部842cは、第1負極通電部842aに隣接した上側、且つ、第1負極端子TN1の上側の開口部UPに対応する位置に設けられている。第2負極通電部842bは、第1負極絶縁部842cに隣接した上側、且つ、第2負極端子TN2の凹み部HPに対応する位置に設けられている。第2負極絶縁部842dは、第2負極通電部842bに隣接した上側、且つ、第2負極端子TN2の上側の開口部UP及び第2並列接続用端子T32の凹み部LHP,RHPに対応する位置に設けられている。
そして、図7に示すように、第1正極通電部841aは、正極入力端子826に接続されており、第2正極通電部841bは、第2入力端子829に接続されている。また、第1負極通電部842aは、第1入力端子828に接続されており、第2負極通電部842bは、負極入力端子827に接続されている。
正極接続端子841及び負極接続端子842は、第1電動作業機70の正極接続端子781及び負極接続端子782よりも上下方向の長さが長く構成されている。また、通信接続端子843は、第1電動作業機70の通信接続端子783と同様に構成されている。
図9に示すように、端子部15に装着部84が装着されると、第1正極通電部841aと第1正極端子TP1とが電気的に接続され、第2正極通電部841bと第2正極端子TP2とが電気的に接続される。そして、第1正極端子TP1と第2正極端子TP2とは、第1正極絶縁部841cによって電気的に分離される。第1並列接続用端子T31の第1部材T31aと第2部材T31bとは、第2正極絶縁部841dによって電気的に切り離される。
また、第1負極通電部842aと第1負極端子TN1とが電気的に接続され、第2負極通電部842bと第2負極端子TN2とが電気的に接続される。そして、第1負極端子TN1と第2負極端子TN2とは、第1負極絶縁部842cによって電気的に分離される。第2並列接続用端子T32の第1部材T32aと第2部材T32bとは、第2負極絶縁部842dによって電気的に切り離される。
また、通信接続端子783と第1通信端子TASとが電気的に接続される。
したがって、端子部15に装着部84が装着されると、バッテリブロック21とバッテリブロック22とは互いに切り離されて独立し、バッテリパック10の端子部15から第2電動作業機80へ、バッテリブロック21,22の電圧が個別に出力される。そして、正極入力端子826と第1入力端子828との間には、バッテリブロック21の電圧が入力され、第2入力端子829と負極入力端子827との間には、バッテリブロック22の電圧が入力される。
ここで、第1入力端子828と第2入力端子829とは接続線831によって接続されている。よって、正極入力端子826と負極入力端子827との間には、バッテリブロック21とバッテリブロック22の電圧を足し合わせた電圧が印加される。ひいては、本体部81の正極入力端子817と負極入力端子818との間に、バッテリブロック21とバッテリブロック22の電圧を足し合わせた電圧が入力される。したがって、第2電動作業機80は、バッテリブロック21,22のそれぞれの電圧の略2倍の電圧を使用することができる。
なお、本実施形態では、正極接続端子841及び負極接続端子842が、第2接続端子の一例に相当する。また、接続線831が加算部の一例に相当する。
<1-4.充電器の構成>
次に、充電器90の概略構成について、図10及び図11を参照して説明する。
充電器90は、制御回路91と、充電用電源回路92と、装着部96と、正極出力端子93と、負極出力端子94と、通信端子95と、を備える。
制御回路91は、通信端子95を介して入力されたバッテリ情報に基づいて、充電用電源回路92を制御する。充電用電源回路92は、商業用のAC電源に接続されている。充電用電源回路92は、制御回路91からに指令に応じて、AC電源から直流電源を生成し、生成した直流電源を、正極出力端子93及び負極出力端子94を介して、バッテリパック10へ供給する。
装着部96は、バッテリパック10の端子部15に装着される。装着部96は、正極接続端子961と、負極接続端子962と、通信接続端子963と、を備える。正極接続端子961、負極接続端子962、通信接続端子963は、それぞれ、正極出力端子93、負極出力端子94、通信端子95に接続されている。
図11は、装着部96を前側から見た平面図であり、バッテリパック10の端子部15に対向する面を示している。正極接続端子961、負極接続端子962、及び通信接続端子963は、それぞれ、板状の金属部材である。正極接続端子961は、第2挿入口12に対応する位置に設けられており、第2挿入口12に挿入される。正極接続端子961は、第1充電端子TC1を貫通し、且つ、第2充電端子TC2の凹み部HPを通って第2充電端子TC2貫通しない長さに構成されている。
負極接続端子962は、第4挿入口に対応する位置に設けられており、第4挿入口14に挿入される。負極接続端子962は、第1電動作業機70の負極接続端子782と同様に構成されている。
通信接続端子963は、第3挿入口13の第2通信端子TDに対応する位置に設けられており、第3挿入口13に挿入される。通信接続端子963は、第2通信端子TDの開口端部HPから第2通信端子TDの凹み部DPまでの距離よりも長く構成されている。
端子部15に装着部96が装着されると、正極接続端子961と第1充電端子TC1及び第2充電端子TC2とが電気的に接続される。その結果、正極出力端子93は、バッテリブロック21,22の正極に接続される。また、負極接続端子962と第1負極端子TN1及び第2負極端子TN2とが電気的に接続され、負極出力端子94は、バッテリブロック21,22の負極に接続される。
第1並列接続用端子T31の第1部材T31aと第2部材T31bとは接続されており、第2並列接続用端子T32の第1部材T32aと第2部材T32bとは接続されている。したがって、端子部15に装着部78が装着されると、第1並列接続用端子T31及び第2並列接続用端子T32によって、バッテリブロック21及びバッテリブロック22は、並列に接続され、並列に接続された状態で充電される。
また、端子部15に装着部96が装着されると、通信接続端子963と第2通信端子TDとが電気的に接続される。
<1-6.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)端子部15に第1電動作業機70の装着部78が装着されている場合、バッテリブロック21,22が並列に接続される。これにより、バッテリパック10から第1電動作業機70へ、並列接続されたバッテリブロック21,22の電圧が出力され、第1電動作業機70は、比較的低い第1電圧を用いることができる。また、端子部15に第2電動作業機80の装着部84が装着されている場合、バッテリブロック21,22が切り離され独立する。これにより、バッテリパック10から第2電動作業機80へ、バッテリブロック21,22の電圧が個別に出力され、第2電動作業機80は、複数の出力電圧を自由に組み合わせて使用することができる。
(2)バッテリパック10内でバッテリブロック21,22を直列に接続してバッテリパック10から高電圧を出力することを回避したことにより、バッテリパック10の絶縁構造を簡素化し、バッテリパック10を小型化することができる。
(3)端子部15に接続対象が接続されていない場合、バッテリブロック21,22が並列に接続される。これにより、バッテリパック10の保管中に、バッテリブロック21,22の電圧を均衡させることができる。
(4)第2電動作業機80へ個別に入力されたバッテリブロック21,22の電圧は、接続線831によって加算される。このため、第2電動作業機80は、個々のバッテリブロック21,22の電圧よりも高い電圧を使用することができる。
(5)第1部材T31a,T32aと第2部材T31b,T32bとが接続されている場合には、バッテリブロック21,22の互いの正極を接続するとともに互いの負極を接続して、バッテリブロック21,22を並列に接続することができる。また、第1部材T31a,T32aと第2部材T31b,T32bとが切り離されている場合には、バッテリブロック21,22の互いの正極を電気的に切り離すとともに、互いの負極を電気的に切り離すことができる。
(6)バッテリブロック21,22を並列に接続して充電することにより、バッテリブロック21,22を直列に接続して充電する場合と比べて、充電器90の出力電圧を低くすることができる。ひいては、充電器90の絶縁構造を簡素化し小型化することができる。
(7)バッテリブロック21,22のバッテリ情報を纏めて1つのマイコン30で送信することにより、バッテリパック10に搭載するマイコンの数を抑制し、バッテリパック10の体格を小型化することができる。
(8)第2電動作業機80の本体部81にアダプタ部82を接続することにより、本体部81が、バッテリパック10を直接適用できない構成であっても、本体部81がバッテリパック10を使用することができる。
(9)アダプタ部82が接続線831を備えていることにより、本体部81がバッテリブロック21,22の電圧を加算する機能を備えていない場合であっても、本体部81は、加算された電圧を使用することができる。
(10)放電逆流防止FET531,532と半導通抵抗511,512とを備えていることにより、バッテリパック10の保管中に、バッテリブロック21,22の正極と第1及び第2正極端子TP1,TP2との間が半導通状態になる。これにより、バッテリブロック21,22間の電圧差が比較的大きくなっている場合でも、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大な電流が流れることを抑制して、バッテリパック10の故障を抑制することができる。
(第2実施形態)
<2-1.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。
第2実施形態では、第2電動作業機80Aの構成が、第1実施形態の第2電動作業機80の構成と異なる。それ以外のバッテリシステムの構成は、第1実施形態と同じである。
図12に示すように、第2電動作業機80Aは、第2電動作業機80のアダプタ部82が本体部81の内部に含まれた構成になっている。よって、第2電動作業機80Aは、正極入力端子817と、負極入力端子818と、信号入力端子819と、正極出力端子823と、負極出力端子824と、信号出力端子825と、変換回路821と、を備えていない。
<2-2.効果>
以上説明した第2実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果(1)~(7)及び(10)の効果を奏する。
(第3実施形態)
<3-1.第1実施形態との相違点>
第3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。
第3実施形態では、第2電動作業機80Bの構成が、第1実施形態の第2電動作業機80の構成と異なる。それ以外のバッテリシステムの構成は、第1実施形態と同じである。
図13に示すように、第2電動作業機80Bは、本体部81Bと、アダプタ部82Bと、装着部84と、を備える。本体部81Bは、元々は、2つのバッテリパックを接続して使用するように構成されている。
本体部81Bは、モータ112と、駆動回路113と、レギュレータ114と、制御回路111と、トリガスイッチ110と、を備える。また、本体部81Bは、本体側端子である、正極入力端子115と、第1入力端子116と、第1信号入力端子119と、第2入力端子117と、負極入力端子118と、第2信号入力端子120と、を備える。そして、第1入力端子116と第2入力端子117とは、接続線121によって接続されている。
正極入力端子115、第1入力端子116、及び第1信号入力端子119は、元々は、2つのバッテリパックのうちの一方に接続されるように構成されている。また、第2入力端子117、負極入力端子118、及び第2信号入力端子120は、元々は、2つのバッテリパックのうちの他方に接続されるように構成されている。そして、第2電動作業機80Bは、2つのバッテリパックの出力電圧を接続線121によって接続して、2つのバッテリパックの出力電圧を足し合わせた電力を使用可能に構成されている。
レギュレータ114は、本体部81B内の各回路に供給する電源を生成する。モータ112は、3相のブラシ付き直流モータである。駆動回路113は、モータ112に電流を流すための回路である。トリガスイッチ110は、使用者により図示しないトリガが引かれるとオンになり、トリガオン信号を制御回路111へ送信する。制御回路111は、トリガオン信号を受信すると、駆動回路113を制御して、モータ112を回転させる。また、制御回路111は、第1信号入力端子119及び第2信号入力端子120の少なくとも一方から放電停止信号が入力された場合に、駆動回路113を制御して、モータ112の回転を停止させる。なお、モータ112は、3相のブラシレスモータでもよい。
アダプタ部82Bは、変換回路131,132と、各種のアダプタ側端子を備える。アダプタ側端子は、正極出力端子133、第1出力端子134、第1信号出力端子137、第2出力端子135、負極出力端子136、第2信号出力端子138、正極入力端子141、負極入力端子142、第1入力端子143、第2入力端子144、及び信号入力端子145を含む。
正極入力端子141は、正極出力端子133を介して、本体部81Bの正極入力端子115に接続されている。第1入力端子143は、第2出力端子135を介して、本体部81Bの第2入力端子117に接続されている。第2入力端子144は、負極出力端子136を介して、本体部81Bの負極入力端子118に接続されている。負極入力端子142は、第1出力端子134を介して、本体部81Bの第1入力端子116に接続されている。
信号入力端子145は、変換回路131及び第1信号出力端子137を介して、本体部81Bの第1信号入力端子119に接続されているとともに、変換回路132及び第2信号出力端子138を介して、本体部81Bの第2信号入力端子120に接続されている。本体部81Bには2つの信号入力端子119,120が設けられているため、信号入力端子145から入力された信号は2つに分岐されて、2つの信号入力端子119,120に入力される。
そして、図13に示すように、第1正極通電部841aは、正極入力端子141に接続されており、第2正極通電部841bは、第1入力端子143に接続されている。また、第1負極通電部842aは、負極入力端子142に接続されており、第2負極通電部842bは、第2入力端子144に接続されている。
したがって、端子部15に第2電動作業機80Bの装着部84が装着されると、正極入力端子115と第1入力端子116との間には、バッテリブロック21の電圧が入力され、第2入力端子117と負極入力端子118との間には、バッテリブロック22の電圧が入力される。よって、第2電動作業機80Bは、本体部81Bに直接2つのバッテリパックを接続した場合と同様に、バッテリブロック21とバッテリブロック22との電圧を足し合わせた電圧を使用することができる。
なお、本実施形態では、接続線121が加算部の一例に相当する。
<3-2.効果>
以上説明した第3実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果(1)~(8)及び(10)の効果を奏する。
(第4実施形態)
次に、第4実施形態に係るバッテリシステムについて、図14~図20を参照して説明する。第4実施形態に係るバッテリシステムは、バッテリパック10Aと、第1電動作業機70Aと、第2電動作業機80Cと、充電器90Aと、を備える。
<4-1.バッテリパックの構成>
まず、バッテリパック10Aの構成について、バッテリパック10との相違点を中心に、図14及び図15を参照して説明する。
バッテリパック10Aは、3つのバッテリブロック21,22,20と、バッテリブロック21に接続された第1バッテリ回路210と、バッテリブロック22に接続された第2バッテリ回路220と、バッテリブロック20に接続された第3バッテリ回路200と、を備える。すなわち、バッテリパック10Aは、バッテリパック10よりもバッテリブロック及びバッテリ回路を多く備える。
バッテリブロック20は、バッテリブロック21,22と同じ定格電圧のバッテリブロックであり、バッテリブロック21,22と同様に、複数のバッテリセルが直列接続されて構成されている。第3バッテリ回路200は、第1バッテリ回路210と同じ構成であるため、説明は省略する。第3バッテリ回路200は、第1バッテリ回路210の第1正極端子TP1、第1負極端子TN1及び第1充電端子TC1の代わりに、第3正極端子TP0、第3負極端子TN0及び第3充電端子TC0を備える。
図15は、バッテリパック10Aの端子部15Aの構成を示す。端子部15Aは、端子部15の構成に加えて、第3正極端子TP0、第3負極端子TN0、第3充電端子TC0、第1並列接続用端子T33、及び第2並列接続用端子T34を備える。第3正極端子TP0、第3負極端子TN0、及び第3充電端子TC0は、第1正極端子TP1と同様に構成されている。また、第1並列接続用端子T33及び第2並列接続用端子T34は、第1並列接続用端子T31と同様に構成されている。
第1挿入口11には、第3正極端子TP0と、第1正極端子TP1と、第2正極端子TP2と、第1並列接続用端子T31と、第2並列接続用端子T33とが、この順で下から上へ設けられている。第2挿入口12には、第3充電端子TC0と、第1充電端子TC1と、第2充電端子TC2とが、この順で下から上へ設けられている。第3挿入口13には、第2通信端子TDと、第1通信端子TASとが、この順で下から上へ設けられている。第4挿入口には、第3負極端子TN0と、第1負極端子TN1と、第2負極端子TN2と、第2並列接続用端子T32と、第2並列接続用端子T34と、が、この順で下から上へ設けられている。
そして、第1並列接続用端子T33の第1部材T33aは、第3正極端子TP0に接続されており、第3正極端子TP0は、バッテリブロック20の正極に接続されている。第1並列接続用端子T33の第2部材T33bは、第2正極端子TP2に接続されており、第2正極端子TP2は、バッテリブロック22の正極に接続されている。したがって、第1部材T31aと第2部材T31bとを接続するとともに、第1部材T33aと第2部材T33bとを接続することによって、バッテリブロック20,21,22の各正極が接続される。また、第1部材T31aと第2部材T31bとを切り離すとともに、第1部材T33aと第2部材T33b切り離すことによって、バッテリブロック20,21,22の各正極が互に切り離される。
また、第2並列接続用端子T34の第1部材T34aは、第3負極端子TN0に接続されており、第3負極端子TN0は、バッテリブロック20の負極に接続されている。第2並列接続用端子T34の第2部材T34bは、第2負極端子TN2に接続されており、第2負極端子TN2は、バッテリブロック22の負極に接続されている。したがって、第1部材T32aと第2部材T32bとを接続し、第1部材T34aと第2部材T34bとを接続することによって、バッテリブロック20,21,22の各負極が接続される。また、第1部材T32aと第2部材T32bとを切り離し、第1部材T34aと第2部材T34bとを切り離すことによって、バッテリブロック20,21,22の各負極が互に切り離される。したがって、端子部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20,21,22は並列に接続される。
なお、本実施形態では、第1正極端子TP1、第2正極端子TP2及び第3正極端子TP0と、第1負極端子TN1、第2負極端子TN2及び第3負極端子TN0とが、端子部が備える出力用端子の一例に相当する。また、第1並列接続用端子T31,T33及び第2並列接続用端子T32,T34が、並列接続用端子の一例に相当する。また、本実施形態では、放電逆流防止FET531及び半導通抵抗511と、放電逆流防止FET532及び半導通抵抗512と、放電逆流防止FET530及び半導通抵抗510とが、切替部の一例に相当する。
<4-2.第1電動作業機の構成>
第4実施形態に係る第1電動作業機70Aの構成について、第1電動作業機70と異なる点について説明する。第1電動作業機70Aは、第1電動作業機70の装着部78と異なる装着部78Aを備える。装着部78Aは、バッテリパック10Aの端子部15Aに装着される。
図16に示すように、装着部78Aは、装着部78の正極接続端子781及び負極接続端子782の代わりに、正極接続端子781A及び負極接続端子782Aを備える。
図15及び図17に示すように、正極接続端子781Aは、第1挿入口11に対応する位置に設けられており、第1挿入口11に挿入される。正極接続端子781Aは、第3正極端子TP0及び第1正極端子TP1を貫通し、且つ、第2正極端子TP2の凹み部HPを通って第2正極端子TP2を貫通しない長さに構成されている。
負極接続端子782Aは、第4挿入口14に対応する位置に設けられており、第4挿入口14に挿入される。負極接続端子782Aは、第3負極端子TN0及び第1負極端子TN1を貫通し、且つ、第2負極端子TN2の凹み部HPを通って第2負極端子TN2を貫通しない長さに構成されている。
よって、図17に示すように、端子部15Aに装着部78Aを装着すると、正極接続端子781Aと、第3正極端子TP0、第1正極端子TP1及び第2正極端子TP2と、が電気的に接続される。その結果、正極入力端子75は、バッテリブロック20,21,22の正極に接続される。また、負極接続端子782Aと、第3負極端子TN0、第1負極端子TN1及び第2負極端子TN2と、が電気的に接続され、負極入力端子76は、バッテリブロック20,21,22の負極に接続される。
したがって、端子部15Aに装着部78Aが装着されると、バッテリブロック20,21,22が並列に接続され、バッテリパック10Aの端子部15Aから第1電動作業機70Aへ、並列接続されたバッテリブロック20,21,22の電圧が出力される。そして、第1電動作業機70Aの正極入力端子75と負極入力端子76との間には、並列接続されたバッテリブロック20,21,22の電圧が入力される。
なお、本実施形態では、正極接続端子781A及び負極接続端子782Aが、第1接続端子の一例に相当する。
<4-2.第2電動作業機の構成>
第4実施形態に係る第2電動作業機80Cの構成について、第2電動作業機80と異なる点について説明する。第2電動作業機80Cは、第2電動作業機80の装着部84と異なる装着部84Cを備える。装着部84Cは、バッテリパック10Aの端子部15Aに装着される。
図18に示すように、装着部84Cは、装着部84の正極接続端子841及び負極接続端子842の代わりに、正極接続端子841C及び負極接続端子842Cを備える。正極接続端子841Cは、第1~第3正極通電部841e~841gと、第1~第3正極絶縁部841h~841jと、を含む。負極接続端子842Cは、第1~第3負極通電部842e~842gと、第1~第3負極絶縁部842h~842jと、を含む。
図15及び19に示すように、第1正極通電部841e、第2正極通電部841f、第3正極通電部841gは、それぞれ、第3正極端子TP0、第1正極端子TP1、第2正極端子TP2の凹み部HPに対応する位置に設けられている。第1正極絶縁部841h、第2正極絶縁部841i、第3正極絶縁部841jは、それぞれ、第3正極端子TP0の上側の開口部UP、第1正極端子TP1の上側の開口部UP、第1並列接続用端子T31,T33の凹み部LHP,RHPに対応する位置に設けられている。
また、第1負極通電部842e、第2負極通電部842f、第3負極通電部842gは、それぞれ、第3負極端子TN0、第1負極端子TN1、第2負極端子TN2の凹み部HPに対応する位置に設けられている。第1負極絶縁部842h、第2負極絶縁部842i、第3負極絶縁部842jは、それぞれ、第3負極端子TN0の上側の開口部UP、第1負極端子TN1の上側の開口部UP、第2並列接続用端子T32,T34の凹み部LHP,RHPに対応する位置に設けられている。
したがって、端子部15Aに装着部84Cが装着されると、第1正極通電部841eと第3正極端子TP0とが電気的に接続され、第2正極通電部841fと第1正極端子TP1とが電気的に接続され、第3正極通電部841gと第2正極端子TP2とが電気的に接続される。そして、第3正極端子TP0と第1正極端子TP1と第2正極端子TP2とは、第1正極絶縁部841h及び第2正極絶縁部841iによって互いに電気的に分離される。第1並列接続用端子T31の第1部材T31aと第2部材T31b、及び第2並列接続用端子T33の第1部材T33aと第2部材T33bは、第3正極絶縁部841jによって電気的に切り離される。
また、第1負極通電部842eと第3負極端子TN0とが電気的に接続され、第2負極通電部842fと第1負極端子TN1とが電気的に接続され、第3負極通電部842gと第2負極端子TN2とが電気的に接続される。そして、第3負極端子TN0と第1負極端子TN1と第2負極端子TN2とは、第1負極絶縁部842h及び第2負極絶縁部842iによって互いに電気的に分離される。第2並列接続用端子T32の第1部材T32aと第2部材T32b、及び、第2並列接続用端子T34の第1部材T34aと第2部材T34bは、第3負極絶縁部842jによって電気的に切り離される。
したがって、端子部15Aに装着部84Cが装着されると、バッテリブロック20,21,22は互いに切り離されて独立し、バッテリパック10Aの端子部15Aから第2電動作業機80Cへ、バッテリブロック20,21,22の電圧が個別に出力される。第2電動作業機80Cは、バッテリブロック20,21,22の各出力電圧を加算して用いることができる。
なお、本実施形態では、正極接続端子841C及び負極接続端子842Cが、第2接続端子の一例に相当する。
<4-3.充電器の構成>
第4実施形態に係る充電器90Aの構成について、充電器90と異なる点について説明する。充電器90Aは、充電器90の装着部96と異なる装着部96Aを備える。装着部96Aは、バッテリパック10Aの端子部15Aに接続される。
図15及び図20に示すように、装着部96Aは、装着部96の正極接続端子961及び負極接続端子962の代わりに、正極接続端子961A及び負極接続端子962Aを備える。
正極接続端子961Aは、第2挿入口12に対応する位置に設けられており、第2挿入口12に挿入される。正極接続端子961Aは、第3充電端子TC0及び第1充電端子TC1を貫通し、且つ、第2充電端子TC2の凹み部HPを通って第2充電端子TC2貫通しない長さに構成されている。
負極接続端子962Aは、第4挿入口に対応する位置に設けられており、第4挿入口14に挿入される。負極接続端子962Aは、第1電動作業機70Aの負極接続端子782Aと同様に構成されている。
端子部15Aに装着部96Aが装着されると、正極接続端子961Aと、第3充電端子TC0、第1充電端子TC1及び第2充電端子TC2と、が電気的に接続される。その結果、正極出力端子93は、バッテリブロック20,21,22の正極に接続される。また、負極接続端子962Aと、第3負極端子TN0、第1負極端子TN1及び第2負極端子TN2と、が電気的に接続され、負極出力端子94は、バッテリブロック20,21,22の負極に接続される。よって、バッテリブロック20,21,22は、並列に接続された状態で充電される。
<4-4.効果>
以上説明した第4実施形態によれば、前述した第1実施形態の効果(1)~(10)の効果を奏する。また、3個のバッテリブロック20,21,22を備えるバッテリパック10Aを用いることにより、より高い電圧に適合した第2電動作業機80Cを使用することができる。さらに、第4実施形態と同様にして、4個以上のバッテリブロックを備えるバッテリパックを用いることもできる。
(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。
(a)上記実施形態では、第1~第3バッテリ回路210,220,200が、それぞれ、半導通抵抗511,512,510のそれぞれを備えていたが、半導通抵抗511,512,510を備えていなくてもよい。代わりに、バッテリパック10,10Aの保管中は、放電逆流防止FET531,532,530のソース-ドレイン間に印加する電圧を調整して、放電逆流防止FET531,532,530をハーフオン状態にしてもよい。放電逆流防止FET531,532,530をハーフオン状態にすることにより、第1~第3正極端子TP1,TP2,TP0とバッテリブロック21,22,20の正極との間を半導通状態にすることができる。
(b)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。
10,10A…バッテリパック、15,15A…端子部、20,21,22…バッテリブロック、30…マイコン、70,70A…第1電動作業機、78,78A,84,84C,96,96A…装着部、80,80A,80B,80C…第2電動作業機、81,81B…本体部、82,82B…アダプタ部、90,90A…充電器、121,831…接続線、200…第3バッテリ回路、210…第1バッテリ回路、220…第2バッテリ回路、510,511,512…半導通抵抗、530,531,532…放電逆流防止FET、781,781A,841,841C,961,961A…正極接続端子、782,782A,842,842C,962,962A…負極接続端子、783,843,963…通信接続端子、T31,T33…第1並列接続用端子、T31a,T32a,T33a,T34a…第1部材、T31b,T32b,T33b,T34b…第2部材、T32,T34…第2並列接続用端子、TC0…第3充電端子、TC1…第1充電端子、TC2…第2充電端子、TD…第2通信端子、TN0…第3負極端子、TN1…第1負極端子、TN2…第2負極端子。

Claims (8)

  1. 複数のバッテリブロックと端子部とを有するバッテリパックと、
    第1電圧に適合した第1電動作業機と、
    前記第1電圧よりも高い第2電圧に適合した第2電動作業機と、を備え、
    前記端子部は、
    前記複数のバッテリブロックを並列に接続するように構成された少なくとも1つの並列接続用端子と、
    複数の出力用端子であって、前記複数の出力用端子のそれぞれが前記複数のバッテリブロックのそれぞれに接続されている複数の出力用端子と、を備え、
    前記第1電動作業機は、前記複数の出力用端子の少なくとも1つに接続されるように構成された第1接続端子を備え、
    前記第2電動作業機は、前記複数の出力用端子のそれぞれに電気的に分離して接続されるように構成された第2接続端子を備え、
    前記少なくとも1つの並列接続用端子は、
    前記複数の出力用端子の少なくとも1つに前記第1接続端子が接続されている場合、及び、前記複数の出力用端子のいずれにも接続対象が接続されていない場合に、前記複数のバッテリブロックを並列に接続し、前記複数の出力用端子のそれぞれに前記第2接続端子が接続されている場合に、前記複数のバッテリブロックを互いに切り離して独立させるように構成され、
    前記バッテリパックは、
    前記端子部に前記第1電動作業機が接続されている場合に、前記第1電動作業機へ前記第1電圧を出力し、
    前記端子部に前記第2電動作業機が接続されている場合に、前記第2電動作業機へ複数の前記第1電圧を個別に出力し、
    前記第2電動作業機は、
    前記第2接続端子を介して入力された前記複数の前記第1電圧を加算するように構成された加算部を更に備える、
    バッテリシステム。
  2. 前記第2電動作業機は、
    前記第2接続端子と、アダプタ側端子と、を備えるアダプタ部と、
    前記アダプタ側端子に接続される本体側端子を備える本体部と、を備える、
    請求項に記載のバッテリシステム。
  3. 複数のバッテリブロックと端子部とを有するバッテリパックと、
    第1電圧に適合した第1電動作業機と、
    前記第1電圧よりも高い第2電圧に適合した第2電動作業機と、を備え、
    前記端子部は、
    前記複数のバッテリブロックを並列に接続するように構成された少なくとも1つの並列接続用端子と、
    複数の出力用端子であって、前記複数の出力用端子のそれぞれが前記複数のバッテリブロックのそれぞれに接続されている複数の出力用端子と、を備え、
    前記第1電動作業機は、前記複数の出力用端子の少なくとも1つに接続されるように構成された第1接続端子を備え、
    前記第2電動作業機は、
    前記複数の出力用端子のそれぞれに電気的に分離して接続されるように構成された第2接続端子と、アダプタ側端子と、を備えるアダプタ部と、
    前記アダプタ側端子に接続される本体側端子を備える本体部と、
    を備え、
    前記少なくとも1つの並列接続用端子は、
    前記複数の出力用端子の少なくとも1つに前記第1接続端子が接続されている場合、及び、前記複数の出力用端子のいずれにも接続対象が接続されていない場合に、前記複数のバッテリブロックを並列に接続し、前記複数の出力用端子のそれぞれに前記第2接続端子が接続されている場合に、前記複数のバッテリブロックを互いに切り離して独立させるように構成され、
    前記バッテリパックは、
    前記端子部に前記第1電動作業機が接続されている場合に、前記第1電動作業機へ前記第1電圧を出力し、
    前記端子部に前記第2電動作業機が接続されている場合に、前記第2電動作業機へ複数の前記第1電圧を個別に出力
    前記アダプタ部は、前記第2接続端子を介して入力された前記複数の前記第1電圧を加算するように構成された加算部を更に備える、
    バッテリシステム。
  4. 前記少なくとも1つの並列接続用端子は、それぞれ、接続又は切り離し可能な第1部材と第2部材とを含み、
    前記第1部材及び前記第2部材は、前記複数のバッテリブロックのうちの異なるバッテリブロックの同じ電極に接続される、
    請求項1~3のいずれか1項に記載のバッテリシステム。
  5. 前記複数のバッテリブロックは、それぞれ第1電極と第2電極とを備え、
    前記少なくとも1つの並列接続用端子は、それぞれ、前記複数のバッテリブロックのそれぞれの前記第1電極に接続される第1並列接続用端子と、前記複数のバッテリブロックのそれぞれの前記第2電極に接続される第2並列接続用端子と、を含む、
    請求項1~のいずれか1項に記載のバッテリシステム。
  6. 前記並列接続用端子は、前記バッテリパックの充電中に、前記複数のバッテリブロックを並列に接続する、
    請求項1~のいずれか1項に記載のバッテリシステム。
  7. 前記バッテリパックは、
    通信端子と、
    前記複数のバッテリブロックのそれぞれのバッテリ情報を纏め、纏めた前記バッテリ情報を、前記通信端子を介して前記端子部に接続された接続対象へ送信するように構成された1つの制御部と、を備える、
    請求項1~のいずれか1項に記載のバッテリシステム。
  8. 前記バッテリパックは、
    前記複数のバッテリブロックのそれぞれの正極に接続された切替部であって、前記端子部に接続対象が接続されていない場合に、前記正極と前記出力用端子との導通を遮断する遮断状態と、前記正極と前記出力用端子とを導通させる導通状態と、の中間の状態であって、前記導通状態よりも少ない電流を流す半導通状態に切り替えるように構成された切替部を備える、
    請求項1~のいずれか1項に記載のバッテリシステム。
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