JP7372396B2 - battery charger - Google Patents

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Description

本発明は、一般に電池を充電するための電池充電器に関し、さらに詳細には電動工具の電池を充電するための電池充電器に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION This invention relates generally to battery chargers for charging batteries, and more particularly to battery chargers for charging power tool batteries.

コードレスの電動工具は、持ち運び可能なバッテリパック(batterypacks)によって電力の供給を受けるのが典型的である。これらのバッテリパックは、電池化学的性質(batterychemistry)および公称電圧(nominal voltage)が様々であり、数多くの工具および電気装置に電力を供給するために使用可能である。典型的には、電動工具用電池の電池化学的性質は、ニッケルカドミウム(「NiCd」)またはニッケル水素(「NiMH」)である。バッテリパックの公称電圧は、通常では約2.4Vから約24Vの範囲にわたる。 Cordless power tools are typically powered by portable battery packs. These battery packs vary in battery chemistry and nominal voltage and can be used to power numerous tools and electrical devices. Typically, the battery chemistry for power tool batteries is nickel cadmium ("NiCd") or nickel metal hydride ("NiMH"). The nominal voltage of a battery pack typically ranges from about 2.4V to about 24V.

いくつかの電池化学的性質(例えば、リチウム(「Li」)、リチウムイオン(「Li-ion」)、およびリチウムベースの他の化学的性質)には、放電が制御された厳密な充電方式および充電動作が必要である。不十分な充電方式および無制御な放電方式は、過剰な熱の蓄積、過剰な過充電状態、および/または過剰な過放電状態を招く場合がある。これらの状態および蓄積は、電池に不可逆的な損傷を引き起こす恐れがあり、かつ電池容量に重大な影響を与える恐れがある。 Some battery chemistries (e.g., lithium (“Li”), lithium ion (“Li-ion”), and other lithium-based chemistries) require strict charging regimes with controlled discharge and Charging operation is required. Inadequate charging regimes and uncontrolled discharging regimes may result in excessive heat buildup, excessive overcharge conditions, and/or excessive overdischarge conditions. These conditions and accumulations can cause irreversible damage to the battery and can seriously impact battery capacity.

本発明は、電池を充電するためのシステムと方法を提供する。いくつかの構成およびいくつかの態様では、本発明は、異なる電池化学的性質を有する様々なバッテリパックを完全に充電できる電池充電器を提供する。いくつかの構成およびいくつかの態様では、本発明は、リチウムベースの電池、例えば、リチウムコバルト電池、リチウムマンガン電池、およびスピネル型の電池を完全に充電できる電池充電器を提供する。いくつかの構成およびいくつかの態様では、本発明は、異なる公称電圧のまたは異なる公称電圧範囲内にある、リチウムベースの化学的性質のバッテリパックを充電できる電池充電器を提供する。いくつかの構成およびいくつかの態様では、本発明は、異なる電池条件に基づいて実施される様々な充電モジュール(chargingmodules)を有する電池充電器を提供する。いくつかの構成およびいくつかの態様では、本発明は、定電流パルス(pulsesof constant current)を印加することによって、リチウムベースの電池を充電するための方法およびシステムを提供する。いくつかの電池特性に応じて、電池充電器によってパルス間の時間およびパルスの長さを増加または減少することができる。 The present invention provides a system and method for charging a battery. In some configurations and in some aspects, the invention provides a battery charger that can fully charge a variety of battery packs with different battery chemistries. In some configurations and in some aspects, the invention provides a battery charger that can fully charge lithium-based batteries, such as lithium cobalt batteries, lithium manganese batteries, and spinel-type batteries. In some configurations and in some aspects, the invention provides a battery charger that can charge battery packs of lithium-based chemistries at or within different nominal voltage ranges. In some configurations and in some aspects, the invention provides a battery charger having various charging modules implemented based on different battery conditions. In some configurations and in some aspects, the invention provides methods and systems for charging lithium-based batteries by applying pulses of constant current. Depending on some battery characteristics, the time between pulses and the length of the pulses can be increased or decreased by the battery charger.

本発明の独自の特徴および独自の利点は、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、および図面を検討すれば当業者には明らかであろう。 The unique features and advantages of the present invention will be apparent to those skilled in the art from consideration of the following detailed description, claims, and drawings.

電池を示す斜視図である。It is a perspective view showing a battery. 図1に示した電池などの、電池を示す別の斜視図である。2 is another perspective view of a battery, such as the battery shown in FIG. 1. FIG. 図1に示した電池などの、電池充電器に電気的かつ物理的に接続されている電池を示す斜視図である。2 is a perspective view of a battery, such as the battery shown in FIG. 1, electrically and physically connected to a battery charger; FIG. 図3に示した電池と電池充電器などの、電池充電器に電気接続されている電池を示す回路図である。4 is a circuit diagram illustrating a battery electrically connected to a battery charger, such as the battery and battery charger shown in FIG. 3; FIG. 図3に示した電池充電器などの、本発明の態様を具現する電池充電器の動作を示す流れ図である。4 is a flowchart illustrating the operation of a battery charger embodying aspects of the invention, such as the battery charger shown in FIG. 3. 図3に示した電池充電器などの、本発明の態様を具現する電池充電器の動作を示す流れ図である。4 is a flowchart illustrating the operation of a battery charger embodying aspects of the invention, such as the battery charger shown in FIG. 3. 図3に示した電池充電器などの、本発明の態様を具現する電池充電器に実施可能な第1モジュールを示す流れ図である。4 is a flowchart illustrating a first module that may be implemented in a battery charger embodying aspects of the invention, such as the battery charger shown in FIG. 3; 図3に示した電池充電器などの、本発明の態様を具現する電池充電器に実施可能な第2モジュールを示す流れ図である。4 is a flowchart illustrating a second module that may be implemented in a battery charger embodying aspects of the invention, such as the battery charger shown in FIG. 3. 図3に示した電池充電器などの、本発明の態様を具現する電池充電器に実施可能な第3モジュールを示す流れ図である。4 is a flowchart illustrating a third module that may be implemented in a battery charger embodying aspects of the invention, such as the battery charger shown in FIG. 3; 図3に示した電池充電器などの、本発明の態様を具現する電池充電器に実施可能な第4モジュールを示す流れ図である。4 is a flowchart illustrating a fourth module that may be implemented in a battery charger embodying aspects of the invention, such as the battery charger shown in FIG. 3. 図3に示した電池充電器などの、本発明の態様を具現する電池充電器に実施可能な第5モジュールを示す流れ図である。4 is a flowchart illustrating a fifth module that may be implemented in a battery charger embodying aspects of the present invention, such as the battery charger shown in FIG. 3. 図3に示した電池充電器などの、本発明の態様を具現する電池充電器に実施可能な第6モジュールを示す流れ図である。4 is a flowchart illustrating a sixth module that may be implemented in a battery charger embodying aspects of the invention, such as the battery charger shown in FIG. 3; 図3に示した電池充電器などの、本発明の態様を具現する電池充電器に実施可能な充電アルゴリズムを示す流れ図である。4 is a flowchart illustrating a charging algorithm that may be implemented in a battery charger embodying aspects of the present invention, such as the battery charger shown in FIG. 3; 電池充電器に電気接続されている電池を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a battery electrically connected to a battery charger. 電池の他の構成を示す図である。It is a figure showing other compositions of a battery. 電池の他の構成を示す図である。It is a figure showing other compositions of a battery. 図1、2、および14A~Bに示した電池の1つなどの、電動工具に電気的かつ物理的に接続された電池を示す斜視図である。14A-B is a perspective view of a battery electrically and physically connected to a power tool, such as one of the batteries shown in FIGS. 1, 2, and 14A-B. FIG. 図1、2、および14A~Bに示した電池の1つなどの、電動工具に電気的かつ物理的に接続された電池を示す斜視図である。14A-B is a perspective view of a battery electrically and physically connected to a power tool, such as one of the batteries shown in FIGS. 1, 2, and 14A-B. FIG. 電池に関する充電電流を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a charging current regarding a battery. 電池を示す別の回路図である。FIG. 3 is another circuit diagram showing a battery. 電池充電器に接続された逆変換装置を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing an inversion device connected to a battery charger. 図18の逆変換装置などの、電池充電器に接続されている逆変換装置を示す平面図である。19 is a plan view of an inverter connected to a battery charger, such as the inverter of FIG. 18; FIG. 図18の逆変換装置などの、電池充電器に接続されている逆変換装置を示す側面図である。19 is a side view of an inverter connected to a battery charger, such as the inverter of FIG. 18; FIG. 図18の逆変換装置などの、電池充電器に接続されている逆変換装置を示す上面図である。19 is a top view of an inverter connected to a battery charger, such as the inverter of FIG. 18; FIG. 図18の逆変換装置などの、電池充電器に接続されている逆変換装置を示す別の側面図である。19 is another side view of an inverter connected to a battery charger, such as the inverter of FIG. 18; FIG. 図18の逆変換装置などの、電池充電器に接続されている逆変換装置を示す背面図である。19 is a rear view of an inverter connected to a battery charger, such as the inverter of FIG. 18; FIG. 図18の逆変換装置などの、電池充電器に接続されている逆変換装置を示す別の斜視図である。19 is another perspective view of an inverter connected to a battery charger, such as the inverter of FIG. 18; FIG. 図18の逆変換装置などの、電池充電器に接続されている逆変換装置を示すさらに別の斜視図である。19 is yet another perspective view of an inverter connected to a battery charger, such as the inverter of FIG. 18; FIG. 図18の逆変換装置などの、電池充電器に接続されている逆変換装置を示すさらに別の斜視図である。19 is yet another perspective view of an inverter connected to a battery charger, such as the inverter of FIG. 18; FIG. 図18の逆変換装置などの、電池充電器に接続されている逆変換装置を示すさらに別の斜視図である。19 is yet another perspective view of an inverter connected to a battery charger, such as the inverter of FIG. 18; FIG. 電池に関する充電動作モジュールを示す流れ図である。2 is a flowchart illustrating a charging operation module for a battery. 電池に関する別の充電動作モジュールを示す流れ図である。5 is a flowchart illustrating another charging operation module for batteries. 電池に関する別の充電動作モジュールを示す流れ図である。5 is a flowchart illustrating another charging operation module for batteries. 電池に関するさらに別の充電動作モジュールを示す流れ図である。5 is a flowchart illustrating yet another charging operation module for a battery. 電池に関するさらに別の充電動作モジュールを示す流れ図である。5 is a flowchart illustrating yet another charging operation module for a battery. 電池に関するさらに別の充電動作モジュールを示す流れ図である。5 is a flowchart illustrating yet another charging operation module for a battery. 電池に関するさらに別の充電動作モジュールを示す流れ図である。5 is a flowchart illustrating yet another charging operation module for a battery. 電池に関するさらに別の充電動作モジュールを示す流れ図である。5 is a flowchart illustrating yet another charging operation module for a battery. 電池に関するさらに別の充電動作モジュールを示す流れ図である。5 is a flowchart illustrating yet another charging operation module for a battery. 電池に関するさらに別の充電動作モジュールを示す流れ図である。5 is a flowchart illustrating yet another charging operation module for a battery. 電池に関するさらに別の充電動作モジュールを示す流れ図である。5 is a flowchart illustrating yet another charging operation module for a battery. 電池に関する充電電流を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing a charging current regarding a battery.

本発明の実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その応用例において、以下の説明に記載されかつ以下の図面に例示されている構成要素の構成および配置の細部に限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態が可能であり、かつ様々な方法で実施または実行可能である。同様に、本明細書に使用されている術語および用語は、説明目的であり、限定と見なすべきではないことを理解されたい。「含む」、「備える」、または「有する」、およびこれらの変形の使用は、以降に列挙されている要素およびその均等物ばかりでなく、追加的な要素も同様に包含しようとするものである。 Before describing embodiments of the invention in detail, it should be noted that the invention is not limited in its application to the details of construction and arrangement of components set forth in the following description and illustrated in the following drawings. I want to be understood. The invention is capable of other embodiments and of being practiced or carried out in various ways. Similarly, it is to be understood that the terms and terms used herein are for descriptive purposes and should not be considered limiting. The use of "comprising," "comprising," or "having," and variations thereof, is intended to encompass not only the elements listed below and their equivalents, but also additional elements as well. .

バッテリパックまたは電池20を図1および2に示す。この電池20は、例えば、電動工具25(図15A~Bに示す)および/または電池充電器30(図3および4に示す)などの1個または複数の電気装置に電力を伝達しかつそれから電力を受け取るように構成されている。いくつかの構成およびいくつかの態様では、電池20は、例えば、鉛酸、ニッケルカドミウム(「NiCd」)、ニッケル水素(「NiMH」)、リチウム(「Li」)、リチウムイオン(「L-ion」)、リチウムベースの別の化学的性質、または別の充電可能な電池化学的性質など、いずれかの化学的性質を有することができる。いくつかの構成およびいくつかの態様では、電池20は、例えば、電動工具などの、高い電流放電率を有する電気装置に大きな放電電流を供給することができる。例示の構成では、電池20は、リチウム、リチウムイオン、またはリチウムベースの別の化学的性質を有し、約20A以上の平均放電電流を供給する。例えば、例示の構成では、電池20がリチウムコバルト(「Li-Co」)、リチウムマンガン(「Li-Mn」)スピネル、またはLi-Mnニッケルの化学的性質を有することができる。 A battery pack or battery 20 is shown in FIGS. 1 and 2. The battery 20 transfers power to and from one or more electrical devices, such as, for example, a power tool 25 (shown in FIGS. 15A-B) and/or a battery charger 30 (shown in FIGS. 3 and 4). is configured to receive. In some configurations and in some aspects, the battery 20 includes, for example, lead acid, nickel cadmium ("NiCd"), nickel metal hydride ("NiMH"), lithium ("Li"), lithium ion ("L-ion"), etc. ”), another lithium-based chemistry, or another rechargeable battery chemistry. In some configurations and in some aspects, battery 20 can provide large discharge currents to electrical devices with high current discharge rates, such as, for example, power tools. In an exemplary configuration, battery 20 is of lithium, lithium ion, or another lithium-based chemistry and provides an average discharge current of about 20 A or more. For example, in exemplary configurations, battery 20 can have a lithium cobalt ("Li-Co"), lithium manganese ("Li-Mn") spinel, or Li-Mn nickel chemistry.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、電池20は、例えば、約9.6Vから約50Vの範囲にわたる公称電圧など、どの公称電圧をも有し得る。1つの構成(図1~3参照)では、例えば、電池20は約21Vの公称電圧を有する。別の構成(図14参照)では、電池20は約28Vの公称電圧を有する。他の構成では、電池20は、別の公称電圧範囲内にある別の公称電圧を有し得ることを理解されたい。 In some configurations and in some aspects, battery 20 may have any nominal voltage, such as, for example, a nominal voltage ranging from about 9.6V to about 50V. In one configuration (see FIGS. 1-3), for example, battery 20 has a nominal voltage of about 21V. In another configuration (see FIG. 14), battery 20 has a nominal voltage of about 28V. It should be appreciated that in other configurations, battery 20 may have another nominal voltage within another nominal voltage range.

電池20は、端子支持体40を設ける筐体35を含む。電池20は、端子支持体40によって支持され、かつ電動工具25および/または電池充電器30などの電気装置に接続可能な1個または複数の電池端子をさらに含む。いくつかの構成、例えば、図4に例示する構成などでは、電池20は、正の電池端子45、負の電池端子50、および検出電池端子55を含む。いくつかの構成では、電池20は図示の構成よりも多いまたは少ない端子を含む。 Battery 20 includes a housing 35 in which a terminal support 40 is provided. Battery 20 further includes one or more battery terminals supported by terminal support 40 and connectable to an electrical device such as power tool 25 and/or battery charger 30. In some configurations, such as the configuration illustrated in FIG. 4, battery 20 includes a positive battery terminal 45, a negative battery terminal 50, and a sense battery terminal 55. In some configurations, battery 20 includes more or fewer terminals than the illustrated configurations.

電池20は1個または複数の電池セル60を有し、それぞれが化学的性質および公称電圧を有する。いくつかの構成では、電池20は、リチウムイオンの電池化学的性質、約18Vまたは21Vの公称電圧を有し、かつ5個の電池セルを含む。いくつかの構成では、それぞれの電池セル60がリチウムイオンの化学的性質を有し、かつそれぞれの電池セル60が、例えば、約3.6Vまたは約4.2Vなどの同じ公称電圧を有する。 Battery 20 has one or more battery cells 60, each having a chemistry and a nominal voltage. In some configurations, battery 20 has a lithium ion battery chemistry, a nominal voltage of about 18V or 21V, and includes five battery cells. In some configurations, each battery cell 60 has a lithium ion chemistry and each battery cell 60 has the same nominal voltage, such as, for example, about 3.6V or about 4.2V.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、電池20は、1個または複数の端子に電気接続された識別回路(identificationcircuit)または素子を含む。いくつかの構成では、例えば、電池充電器30(図3および4に示す)などの電気装置は、1個または複数の電池特性を確認するために、この識別回路または素子を「読み取ったり」または識別回路または素子に基づいて入力を受け取ったりすることになる。いくつかの構成では、このような電池特性には、例えば、電池20の公称電圧、電池20の温度、および/または電池20の化学的性質が含まれ得る。 In some configurations and in some aspects, battery 20 includes an identification circuit or element electrically connected to one or more terminals. In some configurations, an electrical device, such as, for example, battery charger 30 (shown in FIGS. 3 and 4), "reads" or otherwise reads this identification circuit or element to ascertain one or more battery characteristics. The input may be received based on an identification circuit or element. In some configurations, such battery characteristics may include, for example, the nominal voltage of battery 20, the temperature of battery 20, and/or the chemistry of battery 20.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、電池20は、制御装置、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、または1個もしくは複数の電池端子に電気接続されている制御器を含む。これらの制御器は、電池充電器30などの電気装置に接続し、この装置に、例えば、電池20の公称電圧、個々のセル電圧、電池20の温度、および/または電池20の化学的性質などの、1つまたは複数の電池特性または条件に関する情報を提供する。いくつかの構成、例えば、図4に例示する構成では、電池20は、マイクロプロセッサまたは制御器64を有する識別回路62を含む。 In some configurations and in some aspects, battery 20 includes a controller, microcontroller, microprocessor, or controller electrically connected to one or more battery terminals. These controllers connect to an electrical device, such as a battery charger 30, and provide information to the device, such as the nominal voltage of the battery 20, the individual cell voltages, the temperature of the battery 20, and/or the chemistry of the battery 20. provides information regarding one or more battery characteristics or conditions of the battery. In some configurations, such as the configuration illustrated in FIG. 4, battery 20 includes an identification circuit 62 having a microprocessor or controller 64.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、電池20は、温度検出素子またはサーミスタ(thermistor)を含む。このサーミスタは、1個または複数の電池セルの温度または電池20全体の温度を検出するために、電池20の内部に構成されかつ位置決めされている。いくつかの構成、例えば、図4に例示する構成では、電池20がサーミスタ66を含む。例示の構成では、サーミスタ66は識別回路62の中に含まれる。 In some configurations and in some aspects, battery 20 includes a temperature sensing element or thermistor. The thermistor is constructed and positioned within the battery 20 to sense the temperature of one or more battery cells or the temperature of the battery 20 as a whole. In some configurations, such as the configuration illustrated in FIG. 4, battery 20 includes a thermistor 66. In the illustrated configuration, thermistor 66 is included within identification circuit 62.

図3および4に示すように、電池20はまた、電池充電器30などの電気装置に接続するように構成されている。いくつかの構成では、電池充電器30は筐体70を含む。この筐体70は、電池20を接続する接続部75を設ける。この接続部75は、電池20を電池充電器30に電気接続するための1個または複数の電気装置端子を含む。電池充電器30の中に含まれる端子は、電池20の中に含まれている端子と対合し、電力および情報の授受を電池20と行うように構成されている。 As shown in FIGS. 3 and 4, battery 20 is also configured to connect to an electrical device, such as a battery charger 30. In some configurations, battery charger 30 includes a housing 70. This housing 70 is provided with a connecting portion 75 to which the battery 20 is connected. Connection 75 includes one or more electrical device terminals for electrically connecting battery 20 to battery charger 30 . Terminals included in the battery charger 30 are configured to pair with terminals included in the battery 20 to exchange power and information with the battery 20.

いくつかの構成、例えば、図4に例示する構成では、電池充電器30は、正の端子80、負の端子85、および検出端子90を含む。いくつかの構成では、電池充電器30の正の端子80は、正の電池端子45と対合するように構成されている。いくつかの構成では、電池充電器30の負の端子85と検出端子90は、負の電池端子50と検出電池端子55にそれぞれに対合するように構成されている。 In some configurations, such as the configuration illustrated in FIG. 4, battery charger 30 includes a positive terminal 80, a negative terminal 85, and a detection terminal 90. In some configurations, positive terminal 80 of battery charger 30 is configured to mate with positive battery terminal 45. In some configurations, negative terminal 85 and sense terminal 90 of battery charger 30 are configured to mate with negative battery terminal 50 and sense battery terminal 55, respectively.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、電池充電器30は充電回路95も含む。いくつかの構成では、この充電回路95は、制御装置、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、または制御器100を含む。制御器100は、電池20と電池充電器30の間における電力の伝達を制御する。いくつかの構成では、制御器100は、電池20と電池充電器30の間における情報の伝達を制御する。いくつかの構成では、制御器100は、電池20から受け取った信号に基づいて、電池20の1つまたは複数の特性もしくは条件を識別しかつ/または確認する。制御器100は、電池20の識別特性に基づいて充電器30の動作を制御することもできる。 In some configurations and in some aspects, battery charger 30 also includes charging circuitry 95. In some configurations, the charging circuit 95 includes a controller, microcontroller, microprocessor, or controller 100. Controller 100 controls the transmission of power between battery 20 and battery charger 30. In some configurations, controller 100 controls the communication of information between battery 20 and battery charger 30. In some configurations, controller 100 identifies and/or ascertains one or more characteristics or conditions of battery 20 based on the signal received from battery 20. Controller 100 may also control operation of charger 30 based on the identification characteristics of battery 20.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、制御器100は、タイマ、バックアップタイマ、計数器を含み、かつ/または様々なタイミングおよび計数機能を実行することができる。タイマ、バックアップタイマ、および計数器は、様々な充電段階および/またはモジュールの間に使用されかつ制御器100によって制御される。タイマ、バックアップタ
イマ、および計数器については以下で論じる。
In some configurations and in some aspects, controller 100 may include timers, backup timers, counters, and/or perform various timing and counting functions. Timers, backup timers, and counters are used during various charging stages and/or modules and are controlled by controller 100. Timers, backup timers, and counters are discussed below.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、電池充電器30は表示器または指示器110を含む。この指示器110は、使用者に電池充電器30の状態を知らせる。いくつかの構成では、指示器110は、動作時に開始および/または完了する、様々な充電段階、充電モード、または充電モジュールを使用者に知らせることができる。いくつかの構成では、指示器110は、第1の発光ダイオード(「LED」)115および第2のLED120を含む。例示の構成では、第1のLED115および第2のLED120は、異なる色のLEDである。例えば、第1のLED115が赤色LEDであり、第2のLED120が緑色LEDである。いくつかの構成では、制御器100は指示器110を作動しかつ制御する。いくつかの構成では、指示器110は、筐体70上に位置決めされるか、または指示器110が使用者に見えるように筐体70の中に含まれている。表示器は、充電率、残り時間等々を表示する指示器を含むこともできる。いくつかの構成では、表示器または指示器110は、電池20上に残量計(fuelgauge)を含むことができる。 In some configurations and in some aspects, battery charger 30 includes a display or indicator 110. This indicator 110 informs the user of the status of the battery charger 30. In some configurations, the indicator 110 can inform the user of the various charging stages, charging modes, or charging modules that are initiated and/or completed during operation. In some configurations, indicator 110 includes a first light emitting diode (“LED”) 115 and a second LED 120. In the example configuration, first LED 115 and second LED 120 are different colored LEDs. For example, the first LED 115 is a red LED and the second LED 120 is a green LED. In some configurations, controller 100 operates and controls indicator 110. In some configurations, indicator 110 is positioned on housing 70 or included within housing 70 such that indicator 110 is visible to a user. The display may also include an indicator that displays charge rate, time remaining, etc. In some configurations, the indicator or indicator 110 may include a fuel gauge on the battery 20.

電池充電器30は、電源130から電力の入力を受け取るようになされている。いくつかの構成では、電源130は、交流約120V、60Hzの信号である。他の構成では、電源130は約240Vの交流信号である。他の構成では、電源130は、例えば、定電流の電源である。これらの構成では、電源130は、車両のジャック(例えば、車両のバッテリ)から受け取った直流信号などの直流12V信号を含むことができる。 Battery charger 30 is adapted to receive power input from power source 130 . In some configurations, power supply 130 is approximately a 120V AC, 60Hz signal. In other configurations, power supply 130 is an approximately 240V AC signal. In other configurations, power supply 130 is, for example, a constant current power supply. In these configurations, power source 130 may include a 12V DC signal, such as a DC signal received from a vehicle jack (eg, a vehicle battery).

例示の構成では、電池充電器30は、交流電源から電力の入力を受け取る。直流電源で使用するためには、使用者は、図18~27に示す逆変換装置(powerinverter)2140に電池充電器30を接続することができる。これらの構成では、逆変換装置2140は、直流信号(すなわち、車両の直流アウトレットからの直流12V信号)などの第1の信号から、交流信号(すなわち、交流120V信号)などの第2の信号に変換する。 In the exemplary configuration, battery charger 30 receives power input from an AC power source. For use with a DC power source, the user can connect the battery charger 30 to a power inverter 2140 shown in FIGS. 18-27. In these configurations, the inverter 2140 converts a first signal, such as a DC signal (i.e., a 12V DC signal from a vehicle DC outlet) into a second signal, such as an AC signal (i.e., a 120V AC signal). Convert.

図18~26に示すように、逆変換装置2140は筐体2145を含む。例示の構成では、筐体2145は、第1端部2146、第2端部2147、第1側面2148、および第2側面2149を含む。筐体2145は、底部表面2152および上部表面2154も含む。他の構成では、筐体2145は、図示かつ説明したものよりも多いまたは少ない表面、側面、および端部を含むことができる。 As shown in FIGS. 18-26, the inverse transformer 2140 includes a housing 2145. In the example configuration, housing 2145 includes a first end 2146, a second end 2147, a first side 2148, and a second side 2149. Housing 2145 also includes a bottom surface 2152 and a top surface 2154. In other configurations, the housing 2145 may include more or fewer surfaces, sides, and edges than shown and described.

1つの構成では、上部表面2154は、電池充電器30を配置するための領域となり得る。例示の構成では、上部表面2154は、電池充電器30と実質的に同じ幅と長さである。他の構成では、上部表面2154は、電池充電器30の幅と長さよりも大きい場合もまたは小さい場合もあり得る。他の構成では、上部表面2154は、電池充電器30を逆変換装置2140に固定するための固定機構(図示せず)を含むことができる。さらに他の構成では、筐体2145の別の部分が電池充電器30を逆変換装置2140に固定するための固定機構を含むことができる。 In one configuration, top surface 2154 can be an area for placing battery charger 30. In the illustrated configuration, top surface 2154 is substantially the same width and length as battery charger 30. In other configurations, top surface 2154 may be greater or less than the width and length of battery charger 30. In other configurations, top surface 2154 can include a securing mechanism (not shown) for securing battery charger 30 to inverter 2140. In yet other configurations, another portion of the housing 2145 can include a securing mechanism for securing the battery charger 30 to the inversion device 2140.

逆変換装置2140は、第1電力信号(すなわち、直流電力信号)を受け取る入力端子2159も含む。いくつかの構成では、入力端子2159はコード2160および入力コネクタ2165を含む。例示の構成では、入力コネクタ2165は、車両の直流アウトレットから直流信号を受け取るための直流12V入力プラグを含む。 Inverter 2140 also includes an input terminal 2159 that receives a first power signal (ie, a DC power signal). In some configurations, input terminal 2159 includes cord 2160 and input connector 2165. In the exemplary configuration, input connector 2165 includes a 12V DC input plug for receiving a DC signal from a vehicle DC outlet.

逆変換装置2140は、第2電力信号(すなわち、交流電力信号)を送出するための変換出力端子2170も含む。例示では、変換出力端子2170は、3線式直ブレードアウトレット2170などの交流アウトレットを含む。図18に示すように、アウトレット2
170はコード巻き2155上に位置決めされている。
Inversion device 2140 also includes a conversion output terminal 2170 for delivering a second power signal (ie, an AC power signal). In the example, conversion output terminal 2170 includes an AC outlet, such as a three-wire straight blade outlet 2170. As shown in Figure 18, outlet 2
170 is positioned on cord winding 2155.

いくつかの構成では、逆変換装置2140はコード巻き2155を含むことができる。このコード巻き2155は、電池充電器30のコード2156を収納かつ固定することができる。例示の構成では、筐体2145の第2端部2147中の溝2158がコード巻き2155を形成する。 In some configurations, the inverter 2140 can include a cord wrap 2155. This cord wrap 2155 can accommodate and secure the cord 2156 of the battery charger 30. In the illustrated configuration, groove 2158 in second end 2147 of housing 2145 forms cord wrap 2155 .

いくつかの構成では、逆変換装置2140は第2出力端子2180を含むことができる。例示の構成では、第2出力端子2180は筐体2145の第1端部2146上に位置決めされ、第2(変換)電力信号を送出するように動作可能である。他の構成では、出力端子2180は第1電力信号(すなわち、直流信号)を送出することができる。他の構成では、逆変換装置2140は、第1電力信号または第2電力信号を送出する追加的な出力端子2180を含むことができる。さらに他の構成では、逆変換装置2140は、第2アウトレット2180の組合せ、すなわち、第1電力信号を送出する少なくとも1つのアウトレットと、第2電力信号を送出する別の少なくとも1つのアウトレットを含むことができる。 In some configurations, inverter 2140 can include a second output terminal 2180. In the example configuration, a second output terminal 2180 is positioned on the first end 2146 of the housing 2145 and is operable to output a second (converted) power signal. In other configurations, output terminal 2180 can deliver a first power signal (ie, a DC signal). In other configurations, the inverter 2140 can include an additional output terminal 2180 for delivering the first power signal or the second power signal. In yet other configurations, the inverter 2140 includes a combination of second outlets 2180, at least one outlet for delivering the first power signal and at least one other outlet for delivering the second power signal. I can do it.

いくつかの構成では、逆変換装置2140は、変換出力端子2170を介して電力の出力を制御するスイッチ2185を含むことができる。このスイッチ2185は、逆変換装置2140が変換出力端子2170を介して電力を分給するように動作可能なオン位置(逆変換装置2140が第1電力信号を受け取っているとき)と、逆変換装置2140が変換出力端子2170を介して電力を分給するように動作可能ではないオフ位置を含むことができる。スイッチ2185の位置は、例えば、図23~26に示す第1のLED2188と第2のLED2189など、1つまたは複数のLEDによって使用者に知らせることができる。例示の構成では、第1のLED2188および第2のLED2189は、筐体2145の第1端部2146上に位置する。1つの構成では、第1のLED2188は赤色LEDであり、逆変換装置2140が変換出力端子2170を介して電力を供給するように動作可能ではないことを示し、第2のLED2189は緑色LEDであり、逆変換装置2140が変換出力端子2170を介して電力を供給するように動作可能であることを示す。他の構成では、スイッチ2185は第2出力端子2180の出力を制御することができる。さらに他の構成では、逆変換装置2140は、それぞれの出力端子またはアウトレット2170、2180のためのスイッチ2185を含む。 In some configurations, inversion device 2140 can include a switch 2185 that controls the output of power via conversion output terminal 2170. The switch 2185 has an on position (when the inverter 2140 is receiving a first power signal) in which the inverter 2140 is operable to distribute power via the converter output terminal 2170 and an on position (when the inverter 2140 is receiving a first power signal); 2140 may include an off position in which it is not operable to dispense power via conversion output terminal 2170. The position of switch 2185 may be indicated to the user by one or more LEDs, such as, for example, first LED 2188 and second LED 2189 shown in FIGS. 23-26. In the example configuration, first LED 2188 and second LED 2189 are located on first end 2146 of housing 2145. In one configuration, the first LED 2188 is a red LED to indicate that the inverter 2140 is not operable to provide power via the conversion output terminal 2170 and the second LED 2189 is a green LED. , indicates that the inverter 2140 is operable to provide power via the transform output terminal 2170. In other configurations, switch 2185 can control the output of second output terminal 2180. In yet other configurations, the inverter 2140 includes a switch 2185 for each output terminal or outlet 2170, 2180.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、電池充電器30は、以下に説明するように、異なる電池化学的性質および異なる公称電圧を有する様々な充電式電池を充電することができる。例えば、典型的な1つの実施では、電池充電器30は、ニッケルカドミウムの電池化学的性質および約14.4Vの公称電圧を有する第1電池、リチウムイオンの電池化学的性質および約18Vの公称電圧を有する第2電池、ならびにリチウムイオンの電池化学的性質および約28Vの公称電圧を有する第3電池を充電することができる。別の典型的な実施では、電池充電器30は、約21Vの公称電圧を有する第1のリチウムイオン電池と、約28Vの公称電圧を有する第2のリチウムイオン電池を充電することができる。このような典型的な実施では、電池充電器30は、以下に論じるように、それぞれの電池20の公称電圧を識別し、それに応じて、いくつかの閾値をスケーリングしたり、または電池の公称電圧にしたがって電圧読取り値もしくは計測値(充電時に計測される)を変更したりすることができる。 In some configurations and in some aspects, battery charger 30 can charge a variety of rechargeable batteries having different battery chemistries and different nominal voltages, as described below. For example, in one typical implementation, battery charger 30 includes a first battery having a nickel cadmium battery chemistry and a nominal voltage of about 14.4V, a lithium ion battery chemistry and a nominal voltage of about 18V. and a third battery having a lithium ion battery chemistry and a nominal voltage of about 28V. In another exemplary implementation, battery charger 30 can charge a first lithium ion battery having a nominal voltage of about 21V and a second lithium ion battery having a nominal voltage of about 28V. In such a typical implementation, battery charger 30 identifies the nominal voltage of each battery 20 and scales some thresholds accordingly, or scales the nominal voltage of the battery, as discussed below. The voltage reading or measurement (measured during charging) can be changed accordingly.

いくつかの構成では、電池充電器30は、電池20に含まれている識別素子を「読み取る」ことによって、または例えば、電池のマイクロプロセッサもしくは制御器からの信号を受け取ることによって、電池20の公称電圧を識別することができる。いくつかの構成では、電池充電器30は、充電器30が識別可能な様々な電池20に関する許容公称電圧
の範囲を含むことができる。いくつかの構成では、許容公称電圧の範囲が約8Vから約50Vの幅を有し得る。他の構成では、許容公称電圧の範囲が約12Vから約28Vの幅を含み得る。他の構成では、電池充電器30は約12V以上の公称電圧を識別することが可能である。同様に他の構成では、電池充電器30が約30V以下の公称電圧を識別することが可能である。
In some configurations, battery charger 30 determines the nominal value of battery 20 by "reading" an identification element included in battery 20 or by receiving a signal from the battery's microprocessor or controller, for example. Voltage can be identified. In some configurations, battery charger 30 may include a range of acceptable nominal voltages for different batteries 20 that charger 30 is capable of identifying. In some configurations, the range of allowed nominal voltages may range from about 8V to about 50V. In other configurations, the range of acceptable nominal voltages may include a range from about 12V to about 28V. In other configurations, battery charger 30 is capable of identifying nominal voltages of about 12V or greater. Similarly, in other configurations, battery charger 30 may be capable of identifying nominal voltages of about 30V or less.

他の構成では、電池充電器30は、電池20の公称電圧を含む値域を識別することができる。電池充電器30は、例えば、第1電池20が約18Vの公称電圧を有することを識別するのではなく、第1電池20の公称電圧が、例えば、約18Vから約22V、または約16Vから約24Vまでの範囲内にあることを識別することができる。他の構成では、電池充電器30は、例えば、電池セルの数、電池化学的性質等々のような、他の電池特性を識別することも可能である。 In other configurations, battery charger 30 may identify a range of values that includes the nominal voltage of battery 20. For example, rather than identifying that the first battery 20 has a nominal voltage of about 18V, the battery charger 30 may identify that the nominal voltage of the first battery 20 is, for example, from about 18V to about 22V, or from about 16V to about It can be identified that it is within a range of up to 24V. In other configurations, battery charger 30 may also identify other battery characteristics, such as, for example, number of battery cells, battery chemistry, and so on.

他の構成では、充電器30は、電池20の任意の公称電圧を識別することができる。これらの構成では、充電器30は、電池20の公称電圧にしたがっていくつかの閾値を調整またはスケーリングすることによって任意の公称電圧の電池20を充電することが可能である。これらの構成ではまた、それぞれの電池20が、公称電圧に関係なく、ほぼ同じ時間量の間に、ほぼ同じ振幅の充電電流を受け取ることができる(例えば、それぞれの電池20がほぼ完全に放電される場合)。電池充電器30は、充電されている電池20の公称電圧にしたがって、閾値の調整もしくはスケーリング(下で論じる)、または計測値の調整もしくはスケーリングが可能である。 In other configurations, charger 30 can identify any nominal voltage of battery 20. In these configurations, the charger 30 is capable of charging a battery 20 of any nominal voltage by adjusting or scaling several thresholds according to the nominal voltage of the battery 20. These configurations also allow each battery 20 to receive approximately the same amplitude of charging current for approximately the same amount of time regardless of the nominal voltage (e.g., each battery 20 may be approximately fully discharged). ). The battery charger 30 is capable of threshold adjustment or scaling (discussed below) or measurement adjustment or scaling according to the nominal voltage of the battery 20 being charged.

例えば、電池充電器30は、約21Vの公称電圧と5個の電池セルを有する第1の電池を識別可能である。充電全体を通して、電池充電器30は、1セル当たりの計測値を入手するために、この充電器30が標本抽出するすべての計測値(例えば、電池電圧)を変更する。すなわち、充電器30は、セルのおよその平均電圧を入手するために、すべての電池電圧の計測値を5(例えば、5個のセルの場合)で除する。したがって、電池充電器30に含まれるすべての閾値は、1セル当たりの計測値に相関し得る。また、電池充電器30は、約28Vの公称電圧および7個の電池セルを有する第2の電池を識別することが可能である。第1の電池での動作と同様に、電池充電器30は、1セル当たりの計測値を入手するために、すべての電圧計測値を変更する。この場合も、電池充電器30に含まれているすべての閾値が1セル当たりの計測値に相関し得る。この例では、電池充電器30は、同じ閾値を使用して第1および第2の電池に対する充電を監視しかつ終了することが可能であり、この電池充電器30は、公称電圧の範囲全体にわたって数多くの電池を充電できるようになる。 For example, battery charger 30 may identify a first battery having a nominal voltage of approximately 21V and five battery cells. Throughout charging, battery charger 30 changes all measurements (eg, battery voltage) that it samples to obtain measurements per cell. That is, charger 30 divides all battery voltage measurements by five (eg, for five cells) to obtain the approximate average voltage of the cells. Therefore, all thresholds included in battery charger 30 may be correlated to measurements per cell. Battery charger 30 is also capable of identifying a second battery having a nominal voltage of approximately 28V and seven battery cells. Similar to operation with the first battery, battery charger 30 modifies all voltage measurements to obtain a per cell measurement. Again, all thresholds included in battery charger 30 may be correlated to measurements per cell. In this example, battery charger 30 is capable of monitoring and terminating charging to the first and second batteries using the same threshold, and battery charger 30 is capable of monitoring and terminating charging for the first and second batteries over a range of nominal voltages. Allows you to charge many batteries.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、電池充電器30は、電池20を充電する充電方式または方法が電池20の温度を基本とする。1つの構成では、電池充電器30は、電池20の温度を周期的に検出または監視しながら、充電電流を電池20に供給する。電池20がマイクロプロセッサまたは制御器を備えていなければ、電池充電器30は、既定期間の後に、サーミスタ66の抵抗を周期的に計測する。電池20が、制御器64などのマイクロプロセッサまたは制御器を備えていれば、電池充電器30は、1)電池温度を周期的に計測するために、および/または電池温度が1つまたは複数の適正動作範囲の外にあるかどうかを周期的に計測するために、制御器64に問合わせを行うか、または2)以下に論じるように、制御器64から、電池温度が適正動作範囲内外にあることを示す信号を受け取るために待機する。 In some configurations and in some aspects, battery charger 30 bases the charging scheme or method of charging battery 20 on the temperature of battery 20 . In one configuration, battery charger 30 provides charging current to battery 20 while periodically sensing or monitoring the temperature of battery 20. If battery 20 does not include a microprocessor or controller, battery charger 30 periodically measures the resistance of thermistor 66 after a predetermined period of time. If battery 20 includes a microprocessor or controller, such as controller 64, battery charger 30 may be used to: 1) periodically measure battery temperature and/or 2) periodically interrogate the controller 64 to determine whether it is outside the proper operating range; or 2) determine whether the battery temperature is outside the proper operating range from the controller 64, as discussed below. Wait to receive a signal indicating that it is present.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、電池充電器30は、電池20を充電する充電方式または方法が電池20の現在の電圧を基本とする。いくつかの構成では、電池充電器30は、以下に論じるように、電流が電池20に供給されている、かつ/または電流が
供給されていない既定期間の後に、電池電圧を周期的に検出または監視しながら、充電電流を電池20に供給する。いくつかの構成では、電池充電器30は、電池20を充電する充電方式または方法が電池20の温度と電圧の両方を基本とする。また、充電方式は個々のセル電圧に基づき得る。
In some configurations and in some aspects, battery charger 30 bases the charging scheme or method of charging battery 20 on the current voltage of battery 20. In some configurations, battery charger 30 periodically detects or detects the battery voltage after a predetermined period of time when current is being supplied to battery 20 and/or after a predetermined period of time during which no current is being supplied to battery 20, as discussed below. A charging current is supplied to the battery 20 while being monitored. In some configurations, the battery charger 30 is such that the charging scheme or method for charging the battery 20 is based on both the temperature and voltage of the battery 20. Also, charging schemes can be based on individual cell voltages.

一旦、電池温度および/または電池電圧が既定の閾値を超えるか、または適正な動作範囲外にあれば、電池充電器30は充電電流を中断する。電池充電器30は、電池温度/電圧を周期的に検出または監視を続行するか、または電池温度/電圧が適正動作範囲内にあることを示す信号を制御器64から受け取るために待機する。電池温度/電圧が適正動作範囲内にあるとき、電池充電器30は、電池20に対する充電電流の供給を再開することができる。電池充電器30は、電池温度/電圧を監視し続け、かつ検出した電池温度/電圧に基づいて充電電流の中断と再開を続行する。いくつかの構成では、既定期間の後にまたは電池容量が既定の閾値に達するとき、電池充電器30は充電を終了する。他の構成では、電池20を電池充電器30から脱着するときに充電が終了する。 Once the battery temperature and/or battery voltage exceeds a predetermined threshold or is outside the proper operating range, battery charger 30 discontinues charging current. Battery charger 30 continues to periodically detect or monitor battery temperature/voltage or waits to receive a signal from controller 64 indicating that battery temperature/voltage is within proper operating ranges. When the battery temperature/voltage is within the proper operating range, battery charger 30 can resume supplying charging current to battery 20. The battery charger 30 continues to monitor battery temperature/voltage and continues to interrupt and resume charging current based on the detected battery temperature/voltage. In some configurations, battery charger 30 terminates charging after a predetermined period of time or when the battery capacity reaches a predetermined threshold. In other configurations, charging ends when battery 20 is removed from battery charger 30.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、電池充電器30は、電池20などの、異なる化学的性質および/または公称電圧を有する様々な電池を充電するための動作方法を含む。このような充電動作200の一例を図5aおよび5bに例示する。いくつかの構成およびいくつかの態様では、電池充電器30は、Li-Coの化学的性質、Li-Mnスピネルの化学的性質、Li-Mnニッケルの化学的性質等々のようなリチウムベースの電池を充電するための動作方法を含む。いくつかの構成およびいくつかの態様では、充電動作200は、異なる電池条件および/または電池特性に応答して、異なる機能を実行するための様々なモジュールを含む。 In some configurations and in some aspects, battery charger 30 includes an operating method for charging various batteries, such as battery 20, that have different chemistries and/or nominal voltages. An example of such a charging operation 200 is illustrated in Figures 5a and 5b. In some configurations and in some aspects, the battery charger 30 is compatible with lithium-based batteries, such as Li-Co chemistry, Li-Mn spinel chemistry, Li-Mn nickel chemistry, etc. including operating methods for charging. In some configurations and in some aspects, charging operation 200 includes various modules to perform different functions in response to different battery conditions and/or battery characteristics.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、充電動作200の方法は、異常なおよび/または通常の電池条件に基づいて充電を中断するためのモジュールを含む。いくつかの構成では、充電動作200は、図6の流れ図205に例示する不良パックモジュール(defectivepack module)などの不良パックモジュール、および/または
図7の流れ図210に例示する温度範囲外モジュール(temperatureout-of-range module)などの温度範囲外モジュールを含む。いくつかの構成
では、電池充電器30は、異常な電池電圧、異常なセル電圧、および/または異常な電池容量に基づいて充電を終了するために、不良パックモジュール205に入る。いくつかの構成では、電池充電器30は、異常な電池温度ならびに/または1つもしくは複数の異常な電池セル温度に基づいて充電を終了するために、温度範囲外モジュール210に入る。いくつかの構成では、充電動作200は、以上および以下に論じる条件よりも多いかまたは少ない電池条件に基づいて充電を終了する、以上および以下に論じるモジュールよりも多いかまたは少ないモジュールを含む。充電動作と充電モジュールの他の構成を図28~38に示す。
In some configurations and in some aspects, the method of charging operation 200 includes a module for suspending charging based on abnormal and/or normal battery conditions. In some configurations, the charging operation 200 may be performed on a defective pack module, such as a defective pack module illustrated in flowchart 205 of FIG. 6, and/or a temperature out module illustrated in flowchart 210 of FIG. of-range module). In some configurations, battery charger 30 enters bad pack module 205 to terminate charging based on abnormal battery voltage, abnormal cell voltage, and/or abnormal battery capacity. In some configurations, battery charger 30 enters temperature out-of-range module 210 to terminate charging based on an abnormal battery temperature and/or one or more abnormal battery cell temperatures. In some configurations, charging operation 200 includes more or less modules than those discussed above and below that terminate charging based on more or less battery conditions than those discussed above and below. Charging operations and other configurations of the charging module are shown in FIGS. 28 to 38.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、充電動作200は、様々な電池条件に基づいて電池20を充電するための様々なモードまたはモジュールを含む。いくつかの構成では、充電動作200は、図8の流れ図215に例示する細流充電モジュール(tricklecharge module)のような細流充電モジュール、図9の流れ図220に
例示する段階充電モジュール(stepcharge module)のような段階充電
モジュール、図10の流れ図225に例示する急速充電モジュール(fastcharge module)のような急速充電モジュール、および/または図11の流れ図230
に例示する維持モジュールのような維持充電モジュール(maintenancecharge module)を含む。
In some configurations and in some aspects, charging operation 200 includes various modes or modules for charging battery 20 based on various battery conditions. In some configurations, the charging operation 200 may include a trickle charge module, such as a trickle charge module illustrated in flow diagram 215 of FIG. 8, a step charge module, such as a step charge module illustrated in flow diagram 220 of FIG. a staged charge module such as a fast charge module such as the fast charge module illustrated in flowchart 225 of FIG. 10, and/or flowchart 230 of FIG.
A maintenance charge module such as the maintenance module illustrated in FIG.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、それぞれの充電モジュール215~230
が、一定の電池温度範囲、一定の電池電圧範囲、および/または一定の電池容量範囲に基づいて、充電動作200時に、制御器100によって選択される。いくつかの構成では、それぞれのモジュール215~230が、表1に示す電池特性に基づいて制御器100によって選択される。いくつかの構成では、「電池温度」または「電池の温度」という条件は、全体として計測した電池(すなわち、電池セル、電池構成要素等々)の温度、および/または個々にもしくは集合的に計測した電池セルの温度を包含することができる。いくつかの構成では、以下に論じるように、それぞれの充電モジュール215~230は、例えば、完全充電電流(fullcharge current )のような同じ基本的な充電方式または充電アルゴリズム(charging algorithm)に基づき得る
In some configurations and in some aspects, each charging module 215-230
is selected by controller 100 during charging operation 200 based on a certain battery temperature range, a certain battery voltage range, and/or a certain battery capacity range. In some configurations, each module 215-230 is selected by controller 100 based on the battery characteristics shown in Table 1. In some configurations, the term "battery temperature" or "battery temperature" refers to the temperature of the battery (i.e., battery cells, battery components, etc.) measured as a whole and/or measured individually or collectively. This can include the temperature of the battery cell. In some configurations, each charging module 215-230 may be based on the same basic charging scheme or charging algorithm, such as, for example, full charge current, as discussed below.

Figure 0007372396000001
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いくつかの構成およびいくつかの態様では、細流充電モジュール215の間に、電池20に印加される充電電流は、電池20に、第1期間の間、例えば、10秒間、完全充電電流(例えば、「I」)を印加し、次いで第2期間の間、例えば、50秒間、完全充電電流を一時停止することを含む。いくつかの構成では、完全充電電流は、ほぼ既定の振幅にある充電電流のパルスである。いくつかの構成では、電池充電器30は、電池電圧が第1の既定電圧閾値V1よりも低ければ、細流充電モジュール215にのみ入る。 In some configurations and in some aspects, during trickle charging module 215, the charging current applied to battery 20 charges battery 20 to a full charging current (e.g., "I") and then suspending the full charging current for a second period, e.g., 50 seconds. In some configurations, the full charging current is a pulse of charging current at approximately a predetermined amplitude. In some configurations, battery charger 30 only enters trickle charge module 215 if the battery voltage is below a first predetermined voltage threshold V1.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、急速充電モジュール225の間に、電池20に印加される充電電流は、第1期間、例えば、1秒間、電池20に完全充電電流を印加し、次いで第2期間、例えば、50ミリ秒の間、完全充電電流を一時停止することを含む。いくつかの構成では、制御器100は、バックアップタイマを第1の既定制限時間、例えば、約2時間などに設定する。これらの構成では、電池充電器30は、電池の損傷を回避するために、既定制限時間の間は急速充電モジュール225を実行しない。他の構成では、電池充電器30は、既定制限時間が切れると終了する(例えば、充電を中止する)。 In some configurations and in some aspects, during the fast charging module 225, the charging current applied to the battery 20 applies a full charging current to the battery 20 for a first period, e.g., 1 second, and then and suspending the full charging current for two periods, eg, 50 milliseconds. In some configurations, controller 100 sets the backup timer to a first predetermined time limit, such as about two hours. In these configurations, battery charger 30 does not run fast charge module 225 for a predetermined time limit to avoid damage to the battery. In other configurations, battery charger 30 terminates (eg, ceases charging) when the predetermined time limit expires.

いくつかの構成では、電池充電器30は、電池電圧が、第1の電圧閾値V1から第2の既定電圧閾値V2までの範囲に含まれ、かつ電池温度が第2の電池温度閾値T2から第3の電池温度閾値T3までの範囲内にあれば、急速充電モジュール225にのみ入る。いくつかの構成では、第2電圧閾値V2は第1電圧閾値V1よりも高く、第3温度閾値T3は第2温度閾値T2よりも高い。 In some configurations, the battery charger 30 is configured such that the battery voltage is within a range from a first voltage threshold V1 to a second predetermined voltage threshold V2, and the battery temperature is within a range from a second battery temperature threshold T2 to a second predetermined voltage threshold V2. If the battery temperature is within the range up to the battery temperature threshold T3 of 3, the battery temperature only enters the quick charging module 225. In some configurations, the second voltage threshold V2 is higher than the first voltage threshold V1 and the third temperature threshold T3 is higher than the second temperature threshold T2.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、段階充電モジュール220の間に、電池20に印加される充電電流は、電池20に急速充電モジュール225の充電電流を印加することを含むが、1分間の充電(「オン」)、1分間の充電一時停止(「オフ」)の動作周期を有する。いくつかの構成では、制御器100は、例えば、約4時間などの第2の既定制限時間に、バックアップタイマを設定する。これらの構成では、電池充電器30は、電池の損傷を回避するために、既定制限時間の間は段階充電モジュール220を実行しない。 In some configurations and some aspects, during the staged charging module 220, the charging current applied to the battery 20 includes applying the charging current of a fast charging module 225 to the battery 20 for one minute. It has an operating cycle of charging ("on") and charging suspension for 1 minute ("off"). In some configurations, controller 100 sets the backup timer to a second predetermined time limit, such as, for example, about four hours. In these configurations, battery charger 30 does not perform staged charging module 220 for a predetermined time limit to avoid damage to the battery.

いくつかの構成では、電池充電器30は、電池電圧が第1の電圧閾値V1から第2の電圧閾値V2までの範囲に含まれ、かつ電池温度が第1の温度閾値T1から第2の温度閾値T2までの範囲内にあれば、段階充電モジュール220のみに入る。いくつかの構成では、第2の電圧閾値V2は第1の電圧閾値V1よりも高く、第2の温度閾値T2は第1の温度閾値T1よりも高い。 In some configurations, the battery charger 30 is configured such that the battery voltage is within a range from a first voltage threshold V1 to a second voltage threshold V2, and the battery temperature is within a range from a first temperature threshold T1 to a second temperature threshold T1. If it is within the range up to threshold T2, only the staged charging module 220 is entered. In some configurations, the second voltage threshold V2 is higher than the first voltage threshold V1 and the second temperature threshold T2 is higher than the first temperature threshold T1.

いくつかの構成およびいくつか態様では、維持モジュール230の間に、電池20に印加される充電電流は、電池電圧が一定の既定閾値に降下するときのみに、電池20に完全充電電流を印加することを含む。いくつかの構成では、この閾値は約4.05V/セル(1セル当たり+/-1%)である。いくつかの構成では、電池充電器30は、電池電圧が第2の電圧閾値V2から第3の電圧閾値V3までの範囲内に含まれ、かつ電池温度が第1の温度閾値T1から第3の温度閾値T3までの範囲内にあれば、維持モジュール230のみに入る。 In some configurations and aspects, during maintenance module 230, the charging current applied to battery 20 applies a full charging current to battery 20 only when the battery voltage drops to a certain predetermined threshold. Including. In some configurations, this threshold is approximately 4.05V/cell (+/-1% per cell). In some configurations, the battery charger 30 is configured such that the battery voltage is within a range from a second voltage threshold V2 to a third voltage threshold V3, and the battery temperature is within a range from a first temperature threshold T1 to a third temperature threshold T1. If the temperature is within the range up to the temperature threshold T3, only the maintenance module 230 is entered.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、制御器100は、様々な電池条件に基づいて様々な充電モジュール220~230を実行する。いくつかの構成では、それぞれの充電モジュール220~230が同じ充電アルゴリズム(例えば、完全充電電流を印加するためのアルゴリズム)を含む。しかし、それぞれの充電モジュール220~230は、異なる方式で充電アルゴリズムを実行し、反復し、または組み込む。充電アルゴリズムの一例は、以下に論じるように、図12の流れ図250に例示する充電電流アルゴリズムである。 In some configurations and in some aspects, controller 100 executes different charging modules 220-230 based on different battery conditions. In some configurations, each charging module 220-230 includes the same charging algorithm (eg, an algorithm for applying full charging current). However, each charging module 220-230 executes, iterates, or incorporates charging algorithms in a different manner. One example of a charging algorithm is the charging current algorithm illustrated in flowchart 250 of FIG. 12, as discussed below.

図5aおよび5bに例示するように、充電動作200は、ステップ305で電池20のような電池を電池充電器30に挿入するかまたは電気的に接続するときに始まる。ステップ310で、制御器100は、電力の安定入力、例えば、電源130が電池充電器30に印加されているかまたは接続されているかどうかを確認する。図5aに示すように、電池20が電池充電器30に電気的に接続された後に電力を印加しても同じ動作が依然として該当する(すなわち、ステップ305はステップ310に進む)。 As illustrated in FIGS. 5a and 5b, charging operation 200 begins when a battery, such as battery 20, is inserted or electrically connected to battery charger 30 at step 305. At step 310, the controller 100 determines whether a stable input of power, eg, power source 130, is applied or connected to the battery charger 30. The same operation still applies if power is applied after battery 20 is electrically connected to battery charger 30 (ie, step 305 proceeds to step 310), as shown in FIG. 5a.

制御器100が、電力の安定入力が印加されていないことを確認すれば、制御器100は、指示器110を起動せず、ステップ315で電池20の充電を行わない。いくつかの構成では、電池充電器30は、ステップ315で、わずかな放電電流を消費する。いくつかの構成では、このような放電電流は約0.1mAよりも小さい。 If the controller 100 confirms that a stable input of power is not applied, the controller 100 does not activate the indicator 110 and does not charge the battery 20 in step 315. In some configurations, battery charger 30 consumes a small amount of discharge current in step 315. In some configurations, such discharge current is less than about 0.1 mA.

制御器100が、ステップ310で、電池充電器30に電力の安定入力が印加されていることを確認すれば、動作200はステップ320に進む。ステップ320では、制御器
100は、電池端子45、50、および55と電池充電器端子80、85、および90の間の接続がすべて安定しているかどうかを確認する。ステップ320で、接続が安定していなければ、制御器100はステップ315に戻る。
If the controller 100 determines in step 310 that a stable input of power is being applied to the battery charger 30, the operation 200 proceeds to step 320. At step 320, controller 100 checks whether the connections between battery terminals 45, 50, and 55 and battery charger terminals 80, 85, and 90 are all stable. At step 320, if the connection is not stable, controller 100 returns to step 315.

ステップ320で、接続が安定していれば、制御器100は、ステップ325で、電池20の検出端子55によって電池20の化学的性質を識別する。いくつかの構成では、電池20からの抵抗型検出リード線は、制御器100によって検出されるとき、電池20がニッケルカドミウムまたはニッケル水素の化学的性質を有することを示す。いくつかの構成では、制御器100は抵抗型検出リード線の抵抗を計測して電池20の化学的性質を確認する。例えば、いくつかの構成では、検出リード線の抵抗が第1の範囲にあれば、電池20の化学的性質はニッケルカドミウムである。検出リード線の抵抗が第2の範囲にあれば、電池20の化学的性質はニッケル水素である。 If the connection is stable at step 320, the controller 100 identifies the chemistry of the battery 20 via the sensing terminal 55 of the battery 20 at step 325. In some configurations, the resistive sensing lead from the battery 20, when detected by the controller 100, indicates that the battery 20 has a nickel cadmium or nickel hydride chemistry. In some configurations, the controller 100 measures the resistance of the resistive sensing leads to ascertain the chemistry of the battery 20. For example, in some configurations, if the resistance of the sensing leads is in the first range, then the battery 20 chemistry is nickel cadmium. If the resistance of the sensing leads is in the second range, then the battery 20 chemistry is nickel metal hydride.

いくつかの構成では、ニッケルカドミウム電池およびニッケル水素電池は、リチウムベースの化学的性質を有する電池に関して実行される充電アルゴリズムとは異なる単一の充電アルゴリズムを使用して電池充電器30によって充電される。いくつかの構成では、このようなニッケルカドミウムおよびニッケル水素電池に関する単一充電アルゴリズムは、例えば、ニッケルカドミウム/ニッケル水素電池に関する既存の充電アルゴリズムである。いくつかの構成では、電池充電器30は、ニッケルカドミウム電池およびニッケル水素電池を充電するための単一充電アルゴリズムを使用するが、ニッケル水素電池に対する充電を終了するために使用する終了方式とは異なる方式によって、ニッケルカドミウム電池に関する充電過程を終了する。いくつかの構成では、電池充電器30は、電池電圧の負の変化(例えば、-ΔV)が制御器100によって検出されるとき、ニッケルカドミウム電池に対する充電を終了する。いくつかの構成では、電池充電器30は、時間経過に伴う電池温度の変化(例えば、ΔT/dt)が既定の終了閾値に達するかまたは超えるとき、ニッケル水素電池に対する充電を終了する。 In some configurations, nickel-cadmium and nickel-metal hydride batteries are charged by battery charger 30 using a single charging algorithm that is different from the charging algorithm performed for batteries with lithium-based chemistries. . In some configurations, such a single charge algorithm for nickel-cadmium and nickel-metal hydride batteries is, for example, an existing charging algorithm for nickel-cadmium/nickel-metal hydride batteries. In some configurations, battery charger 30 uses a single charge algorithm for charging nickel-cadmium and nickel-metal hydride batteries, but a different termination scheme than it uses to terminate charging for nickel-metal hydride batteries. According to the method, the charging process for the nickel cadmium battery is completed. In some configurations, battery charger 30 terminates charging the nickel cadmium battery when a negative change in battery voltage (eg, -ΔV) is detected by controller 100. In some configurations, battery charger 30 terminates charging the nickel metal hydride battery when the change in battery temperature over time (eg, ΔT/dt) reaches or exceeds a predetermined termination threshold.

いくつかの構成では、ニッケルカドミウムおよび/またはニッケル水素電池は、定電流アルゴリズムを使用して充電される。例えば、電池充電器30は、ニッケルカドミウム、ニッケル水素、リチウムイオン等々のような異なる化学的性質を有する異なる電池を充電するために同じ充電回路を含むことができる。典型的な1つの構成では、充電器30は、この充電回路を使用し、パルス充電ではなく定電流アルゴリズムを用いて、リチウムイオン電池と同じ完全充電電流をニッケルカドミウムおよびニッケル水素電池に印加することができる。別の典型的な構成では、電池充電器30は、電池の化学的性質にしたがって、充電回路によって完全充電電流をスケーリングすることができる。 In some configurations, nickel cadmium and/or nickel metal hydride batteries are charged using a constant current algorithm. For example, battery charger 30 may include the same charging circuit to charge different batteries with different chemistries such as nickel cadmium, nickel metal hydride, lithium ion, etc. In one typical configuration, charger 30 uses this charging circuit to apply the same full charge current to nickel cadmium and nickel metal hydride batteries as to lithium ion batteries using a constant current algorithm rather than pulse charging. I can do it. In another typical configuration, battery charger 30 can scale the full charge current with the charging circuit according to the battery chemistry.

他の構成では、制御器100は電池20の厳密な化学的性質を確認しない。その代わりに、制御器100は、ニッケルカドミウム電池とニッケル水素電池の両方を効果的に充電できる充電モジュールを実行する。 In other configurations, controller 100 does not verify the exact chemistry of battery 20. Instead, controller 100 implements a charging module that can effectively charge both nickel cadmium and nickel metal hydride batteries.

他の構成では、検出リード線の抵抗は、電池20がリチウムベースの化学的性質を有することを示し得る。例えば、検出リード線の抵抗が第3の範囲内にあれば、電池20の化学的性質はリチウムをベースとするものである。 In other configurations, the resistance of the sensing leads may indicate that the battery 20 has a lithium-based chemistry. For example, if the resistance of the sensing leads is within the third range, then the battery 20 chemistry is lithium-based.

いくつかの構成では、検出端子55および90によって確立された電池充電器30と電池20の間の直列通信リンクが、電池20がリチウムベースの化学的性質を有することを示す。直列通信リンクがステップ320で確立されれば、電池20中の制御器64のようなマイクロプロセッサまたは制御器が、電池20に関する情報を電池充電器30中の制御器100に送る。このように電池20と電池充電器30の間で伝達される情報には、電池の化学的性質、公称電池電圧、電池容量、電池温度、個々のセル電圧、充電周期の数、放
電周期の数、保護回路または回路網の状態(例えば、動作中、動作不能、動作可能等々)が含まれ得る。
In some configurations, the serial communication link between battery charger 30 and battery 20 established by sensing terminals 55 and 90 indicates that battery 20 has a lithium-based chemistry. Once a serial communication link is established in step 320, a microprocessor or controller, such as controller 64, in battery 20 sends information regarding battery 20 to controller 100 in battery charger 30. The information thus communicated between battery 20 and battery charger 30 includes battery chemistry, nominal battery voltage, battery capacity, battery temperature, individual cell voltages, number of charge cycles, number of discharge cycles. , the status of the protection circuit or circuitry (eg, operational, inoperable, operational, etc.).

ステップ330では、制御器100は、電池20の化学的性質がリチウムをベースとするものかどうかを確認する。ステップ330で、制御器100が、電池20がニッケルカドミウムまたはニッケル水素の化学的性質を有することを確認すれば、動作200は、ステップ335のニッケルカドミウム/ニッケル水素の充電アルゴリズムに進む。 At step 330, controller 100 determines whether the battery 20 chemistry is lithium-based. If, at step 330, the controller 100 determines that the battery 20 has a nickel-cadmium or nickel-metal hydride chemistry, the operation 200 proceeds to a nickel-cadmium/nickel-metal hydride charging algorithm at step 335.

制御器100が、ステップ330で、電池20がリチウムベースの化学的性質を有することを確認すれば、動作200はステップ340に進む。ステップ340で、制御器100は、例えば、スイッチのような、電池20の中に含まれている任意の電池保護回路を再設定し、通信リンクを介して電池20の公称電圧を確認する。ステップ345で、制御器100は、充電器のアナログ/デジタル変換器(「A/D」)を公称電圧に基づいて適切な水準に設定する。 If controller 100 determines at step 330 that battery 20 has a lithium-based chemistry, operation 200 proceeds to step 340. At step 340, controller 100 reconfigures any battery protection circuitry included within battery 20, such as a switch, and verifies the nominal voltage of battery 20 via the communication link. At step 345, controller 100 sets the charger's analog-to-digital converter ("A/D") to the appropriate level based on the nominal voltage.

ステップ350で、制御器100は電池20の現在の電圧を計測する。一旦、計測が行われると、制御器100は、ステップ355で、電池20の電圧が4.3V/セルよりも大きいかどうかを確認する。ステップ355で、電池電圧が4.3V/セルよりも大きければ、動作200は、ステップ360の不良パックモジュール205に進む。この不良パックモジュール205については以下で論じる。 At step 350, controller 100 measures the current voltage of battery 20. Once the measurements are taken, the controller 100 checks in step 355 whether the voltage of the battery 20 is greater than 4.3V/cell. At step 355, if the battery voltage is greater than 4.3V/cell, operation 200 proceeds to step 360, bad pack module 205. This bad pack module 205 will be discussed below.

ステップ355で、電池電圧が4.3V/セル以下であれば、制御器100は、ステップ365で電池温度を計測し、さらにステップ370で、電池温度が-10℃よりも低いか、それとも65℃よりも高いかを確認する。ステップ370で、電池温度が-10℃よりも低いかまたは65℃よりも高ければ、動作200は、ステップ375の温度範囲外モジュール210に進む。この温度範囲外モジュール210については以下で論じる。 If the battery voltage is below 4.3V/cell in step 355, the controller 100 measures the battery temperature in step 365, and further determines in step 370 whether the battery temperature is lower than -10°C or 65°C. Check if it is higher than At step 370, if the battery temperature is less than −10° C. or greater than 65° C., operation 200 proceeds to step 375, temperature out-of-range module 210. This temperature out-of-range module 210 is discussed below.

ステップ370で、電池温度が-10℃以上で且つ65℃以下であれば、制御器100は、ステップ380(図5bに示す)で、電池温度が-10℃と0℃の間にあるかどうかを確認する。ステップ380で、電池温度が-10℃と0℃の間にあれば、動作200はステップ385に進む。ステップ385で、制御器100は、電池電圧が3.5V/セル未満であるかどうかを確認する。電池電圧が3.5V/セル未満であれば、動作200は、ステップ390の細流充電モジュール215に進む。この細流充電モジュール215については以下で論じる。 If the battery temperature is greater than or equal to -10°C and less than or equal to 65°C in step 370, the controller 100 determines whether the battery temperature is between -10°C and 0°C in step 380 (shown in Figure 5b). Check. At step 380, if the battery temperature is between −10° C. and 0° C., operation 200 proceeds to step 385. At step 385, controller 100 checks whether the battery voltage is less than 3.5V/cell. If the battery voltage is less than 3.5V/cell, operation 200 proceeds to trickle charge module 215 in step 390. This trickle charging module 215 is discussed below.

電池電圧が、ステップ385で3.5V/セル以上であれば、制御器100は、ステップ395で、電池電圧が3.5V/セルから4.1V/セルの電圧範囲内に含まれているかどうかを確認する。ステップ395で、電池電圧が3.5V/セルから4.1V/セルまでの電圧範囲に含まれていなければ、動作200はステップ400の維持モジュール230に進む。この維持モジュール230については以下で論じる。 If the battery voltage is 3.5V/cell or higher in step 385, the controller 100 determines in step 395 whether the battery voltage is within a voltage range of 3.5V/cell to 4.1V/cell. Check. At step 395, if the battery voltage is not within the voltage range of 3.5V/cell to 4.1V/cell, operation 200 proceeds to maintenance module 230 at step 400. This maintenance module 230 is discussed below.

ステップ395で、電池電圧が3.5V/セルから4.1V/セルまでの電圧範囲内に含まれていれば、制御器100は、ステップ405で、充電計数器のような計数器を消去する。一旦、ステップ405で充電計数器が消去されると、制御器200は、ステップ410の段階充電モジュール220に進む。この段階充電モジュール220および充電計数器については以下に論じる。 If the battery voltage is within the voltage range from 3.5V/cell to 4.1V/cell at step 395, controller 100 clears a counter, such as a charge counter, at step 405. . Once the charge counter is cleared in step 405, the controller 200 proceeds to the step charging module 220 in step 410. This stage charging module 220 and charge counter are discussed below.

ステップ380を再び参照すると、電池温度が-10℃と0℃の範囲内に含まれていなければ、制御器100は、ステップ415で、電池電圧が3.5V/セル未満であるかどうかを確認する。ステップ415で、電池電圧が3.5V/セル未満であれば、動作20
0はステップ420の細流充電モジュール215に進む。
Referring again to step 380, if the battery temperature is not within the range of -10°C and 0°C, the controller 100 checks in step 415 whether the battery voltage is less than 3.5V/cell. do. In step 415, if the battery voltage is less than 3.5V/cell, operation 20
0 proceeds to trickle charge module 215 in step 420.

ステップ415で、電池電圧が3.5V/セル以上であれば、制御器100は、ステップ425で、電池電圧が3.5V/セルから4.1V/セルの電圧範囲内に含まれているかどうかを確認する。ステップ425で、電池電圧が3.5V/セルから4.1V/セルの電圧範囲内に含まれていなければ、動作200はステップ430の維持モジュール230に進む。 If the battery voltage is 3.5V/cell or higher in step 415, the controller 100 determines whether the battery voltage is within the voltage range from 3.5V/cell to 4.1V/cell in step 425. Check. At step 425, if the battery voltage is not within the voltage range of 3.5V/cell to 4.1V/cell, operation 200 proceeds to maintenance module 230 at step 430.

ステップ425で、電池電圧が3.5V/セルから4.1V/セルまでの電圧範囲内に含まれていれば、制御器100は、ステップ435で充電計数器のような計数器を消去する。ステップ435で、一旦、充電計数器が消去されると、動作200はステップ440の急速充電モジュール225に進む。この急速充電モジュール225については以下で論じる。 If the battery voltage is within the voltage range from 3.5V/cell to 4.1V/cell at step 425, controller 100 clears a counter, such as a charge counter, at step 435. Once the charge counter is cleared in step 435, operation 200 proceeds to fast charge module 225 in step 440. This fast charging module 225 is discussed below.

図6は、不良パックモジュール205の動作を例示する流れ図である。モジュール205の動作は、主充電動作200がステップ460の不良パックモジュール205に入るときに始まる。制御器100は、ステップ465で充電電流を中断し、かつステップ470で、第1の発光ダイオード(LED)のような指示器110を作動する。例示の構成では、制御器100は第1のLEDが約4Hzの速度で点滅するように制御する。一旦、指示器110がステップ470において作動されると、モジュール205はステップ475で終了し、かつ動作200も終了する。 FIG. 6 is a flowchart illustrating the operation of the bad pack module 205. Operation of module 205 begins when main charging operation 200 enters bad pack module 205 at step 460 . Controller 100 interrupts the charging current at step 465 and activates indicator 110, such as a first light emitting diode (LED), at step 470. In the exemplary configuration, controller 100 controls the first LED to flash at a rate of about 4 Hz. Once indicator 110 is activated in step 470, module 205 ends in step 475 and operation 200 also ends.

図7は、温度範囲外モジュール210の動作を例示する流れ図である。モジュール210の動作は、主充電動作200がステップ490の温度範囲外モジュール210に入るときに始まる。制御器100は、ステップ495で充電電流を中断し、かつステップ500で、第1のLEDのような指示器110を作動する。例示の構成では、制御器100は、第1のLEDが約1Hzの速さで点滅するように制御し、現在、電池充電器30が温度範囲外モジュール210にあることを使用者に知らせる。ステップ500で、一旦、指示器110が作動されると、動作200はモジュール210から退出し、かつ動作200を中断するステップに進む。 FIG. 7 is a flowchart illustrating the operation of the temperature out-of-range module 210. Operation of the module 210 begins when the main charging operation 200 enters the out-of-temperature module 210 at step 490 . Controller 100 interrupts the charging current at step 495 and activates indicator 110, such as a first LED, at step 500. In the exemplary configuration, controller 100 controls the first LED to blink at a rate of about 1 Hz to notify the user that battery charger 30 is currently in out-of-range module 210 . At step 500, once indicator 110 is activated, operation 200 exits module 210 and proceeds to suspend operation 200.

図8は、細流充電モジュール215を例示する流れ図である。細流充電モジュール215の動作は、主充電動作200がステップ520の細流充電モジュール215に入るときに始まる。制御器100は、ステップ525で第1のLED115のような指示器110を作動し、現在、電池充電器30が電池20を充電中であることを使用者に知らせる。例示の構成では、制御器100は、第1のLED115を常にオン状態に表示されるように作動する。 FIG. 8 is a flow diagram illustrating trickle charging module 215. Operation of trickle charging module 215 begins when main charging operation 200 enters trickle charging module 215 in step 520 . Controller 100 activates indicator 110, such as first LED 115, at step 525 to inform the user that battery charger 30 is currently charging battery 20. In the exemplary configuration, controller 100 operates to cause first LED 115 to be displayed as always on.

一旦、指示器110がステップ525で作動されると、制御器100は、ステップ530で、細流充電計数カウンタのような計数器を初期化する。例示の構成では、細流充電計数カウンタが20の計数制限値を有する。 Once the indicator 110 is activated in step 525, the controller 100 initializes a counter, such as a trickle charge count counter, in step 530. In the exemplary configuration, the trickle charge count counter has a count limit of twenty.

ステップ540では、制御器100は、10回の1秒(「1-s」)完全電流パルスを電池20に印加し、次いで、50秒間(「50-s」)、充電を一時停止する。いくつかの構成では、1-sパルス間に50ミリ秒の時間間隔が存在する。 In step 540, controller 100 applies ten one second ("1-s") full current pulses to battery 20 and then pauses charging for fifty seconds ("50-s"). In some configurations, there is a 50 millisecond time interval between 1-s pulses.

ステップ545で、制御器100は、電池電圧が4.6V/セルを超えるかどうか確認するために、充電電流が電池20に印加されるときに(例えば、電流オン時間(currenton-times))電池電圧を計測する。ステップ545の電流オン時間の間に、電池電圧が4.6V/セルを超えれば、モジュール215は、ステップ550の不良パックモジュール205に進み、ステップ552で終了することになる。電池電圧が、ステップ545の電流オン時間の間に4.6V/セルを超えなければ、制御器100は、ステップ555で、充電電流が電池20に印加されないとき(例えば、電流オフ時間(currentoff-times))に電池温度および電池電圧を計測する。 At step 545, controller 100 determines whether the battery voltage exceeds 4.6V/cell when charging current is applied to battery 20 (e.g., current-on-times). Measure the voltage. If the battery voltage exceeds 4.6V/cell during the current on time in step 545, module 215 will proceed to bad pack module 205 in step 550 and end in step 552. If the battery voltage does not exceed 4.6 V/cell during the current-on time in step 545, the controller 100 determines, in step 555, when no charging current is applied to the battery 20 (e.g., during the current-off time). Measure the battery temperature and battery voltage at the following times.

ステップ560で、制御器100は、電池温度が-10℃よりも低いかまたは65℃を超えているかどうかを確認する。ステップ560で、電池温度が-10℃よりも低いかまたは65℃よりも高ければ、モジュール215はステップ565の温度範囲外モジュール210に進み、ステップ570で終了することになる。ステップ560で、電池温度が-10℃以上で且つ65℃以下であれば、制御器100は、ステップ575で、電池電圧が3.5V/セルから4.1V/セルまでの範囲内に含まれているかどうかを確認する。 At step 560, the controller 100 determines whether the battery temperature is below -10°C or above 65°C. If the battery temperature is less than −10° C. or greater than 65° C. at step 560, module 215 will proceed to temperature out of range module 210 at step 565 and end at step 570. If the battery temperature is greater than or equal to -10°C and less than or equal to 65°C in step 560, the controller 100 determines that the battery voltage is within the range of 3.5V/cell to 4.1V/cell in step 575. Check to see if it is.

ステップ575で、電池電圧が3.5V/セルから4.1V/セルの範囲に含まれていれば、制御器100は、ステップ580で、電池温度が-10℃から0℃までの範囲内に含まれているかどうかを確認する。ステップ580で、電池温度が-10℃から0℃までの範囲に含まれていれば、モジュール215は、ステップ585で、段階充電モジュール220に進む。ステップ580で、電池温度が-10℃から0℃までの範囲に含まれていなければ、モジュール215は、ステップ590の急速充電モジュール225に進む。 If the battery voltage is within the range of 3.5V/cell to 4.1V/cell in step 575, the controller 100 determines in step 580 that the battery temperature is within the range of -10°C to 0°C. Check if it is included. If the battery temperature is within the range of −10° C. to 0° C. at step 580, module 215 proceeds to staged charging module 220 at step 585. At step 580, if the battery temperature is not within the range of −10° C. to 0° C., module 215 proceeds to fast charging module 225 at step 590.

ステップ575で、電池電圧が3.5V/セルから4.1V/セルまでの範囲内に含まれていなければ、制御器100は、ステップ595で細流充電計数カウンタを増分する。ステップ600では、制御器100は、細流充電計数カウンタが、例えば、20などの計数器の制限値に等しいかどうかを確認する。ステップ600で、計数器が計数制限値に等しくなければ、モジュール215はステップ540に進む。ステップ600で、計数器が計数制限値に等しければ、モジュール215は、ステップ605の不良パックモジュール205に進み、かつステップ610で終了することになる。 If the battery voltage is not within the range of 3.5V/cell to 4.1V/cell at step 575, controller 100 increments a trickle charge counter at step 595. In step 600, the controller 100 determines whether the trickle charge count counter is equal to a limit value of the counter, such as twenty, for example. At step 600, if the counter is not equal to the count limit, module 215 proceeds to step 540. At step 600, if the counter is equal to the count limit, module 215 will proceed to bad pack module 205 at step 605 and end at step 610.

図9は、段階充電モジュール220を例示する流れ図である。モジュール220の動作は、主充電動作200がステップ630の段階充電モジュール220に入るときに始まる。制御器100は、ステップ635で第1のLED115のような指示器110を作動し、現在、電池充電器30が電池20を充電中であることを使用者に知らせる。例示の構成では、制御器100は、第1のLED115を常にオン状態に表示されているように作動する。 FIG. 9 is a flowchart illustrating staged charging module 220. Operation of module 220 begins when main charging operation 200 enters stage charging module 220 at step 630. Controller 100 activates indicator 110, such as first LED 115, at step 635 to inform the user that battery charger 30 is currently charging battery 20. In the exemplary configuration, the controller 100 operates to cause the first LED 115 to be displayed as always on.

ステップ640で、制御器100は第1タイマまたは充電オンタイマ(charge-ontimer)を始動する。例示の構成では、充電オンタイマは1分から秒読みを行う。ステップ645で、モジュール220は充電電流アルゴリズム250に進む。一旦、充電電流アルゴリズム250が実行されると、制御器100は、ステップ650で、充電計数が、例えば、7,200などの計数制限値に等しいかどうかを確認する。ステップ650で、充電計数が計数制限値に等しければ、モジュール220は、ステップ655の不良パックモジュール205に進み、かつモジュール220はステップ660で終了する。 At step 640, controller 100 starts a first timer or charge-on timer. In the example configuration, the charge-on timer counts down from one minute. At step 645, module 220 proceeds to charging current algorithm 250. Once the charging current algorithm 250 is executed, the controller 100 checks at step 650 whether the charging count is equal to a count limit, such as 7,200, for example. At step 650, if the charge count is equal to the count limit, module 220 proceeds to bad pack module 205 at step 655, and module 220 ends at step 660.

ステップ650で、充電計数が計数制限値に等しくなければ、制御器100は、ステップ665で、電流パルス間の待機時間(下で論じる)が、例えば、2秒などの第1待機時間閾値以上であるかどうかを確認する。ステップ665で、待機時間が第1待機時間閾値以上であれば、制御器100は、ステップ670で表示器110を作動し、例えば、第1のLED115を切り、かつ第2のLED120を約1Hzの速さで点滅するように作動する。ステップ665で、待機時間が第1待機時間閾値未満であれば、モジュール220はステップ690に進む(下で論じる)。 If the charge count is not equal to the count limit at step 650, the controller 100 determines at step 665 that the wait time between current pulses (discussed below) is greater than or equal to a first wait time threshold, such as, for example, 2 seconds. Check if there is. If the wait time is greater than or equal to the first wait time threshold at step 665, the controller 100 activates the indicator 110 at step 670, e.g., turns off the first LED 115 and turns off the second LED 120 at about 1 Hz. It works by flashing at a rapid rate. At step 665, if the wait time is less than a first wait time threshold, module 220 proceeds to step 690 (discussed below).

一旦、ステップ670で表示器110が作動されると、制御器100は、ステップ675で、電流パルス間の待機時間が、例えば、15秒のような第2待機時間閾値以上であるかどうかを確認する。ステップ675で、待機時間が第2待機時間閾値以上であれば、制御器100はステップ680で表示器110を変更し、例えば、第2のLED120が常にオン状態に表示されているように第2のLED120を作動する。次いで、モジュール220はステップ685の維持モジュール230に進む。 Once the indicator 110 is activated in step 670, the controller 100 determines in step 675 whether the wait time between current pulses is greater than or equal to a second wait time threshold, such as, for example, 15 seconds. do. At step 675, if the wait time is greater than or equal to the second wait time threshold, the controller 100 changes the indicator 110 at step 680, e.g., so that the second LED 120 is displayed as always on. Activate the LED 120. Module 220 then proceeds to maintenance module 230 at step 685.

ステップ675で、待機時間が第2待機時間閾値未満であれば、制御器100は、ステップ690で、電池温度が0℃よりも高いかどうかを確認する。ステップ690で、電池温度が0℃よりも高ければ、モジュール220はステップ695の急速充電モジュール225に進む。ステップ690で、電池温度が0℃以下であれば、制御器100は、ステップ700で充電オンタイマが切れたかどうかを確認する。 If the standby time is less than the second standby time threshold in step 675, the controller 100 determines in step 690 whether the battery temperature is greater than 0°C. At step 690, if the battery temperature is greater than 0° C., module 220 proceeds to fast charging module 225 at step 695. If the battery temperature is below 0° C. in step 690, the controller 100 checks in step 700 whether the charge-on timer has expired.

ステップ700で、充電オンタイマが切れていなかったら、モジュール220はステップ645の充電電流アルゴリズム250に進む。ステップ700で、充電オンタイマが切れていたら、制御器100は、ステップ705で、第2タイマまたは充電オフタイマ(charge-offtimer)を作動し、充電を一時停止する。ステップ710で、制御器100は、充電オフタイマが切れたかどうかを確認する。ステップ710で、充電オフタイマが切れていなかったら、制御器100は、ステップ715で既定時間量の間待機し、次いでステップ710に進む。ステップ710で、充電オフタイマが切れていたら、モジュール220はステップ640に戻って充電オンタイマを再始動する。 At step 700, if the charge on timer has not expired, module 220 proceeds to charge current algorithm 250 at step 645. If the charge-on timer has expired in step 700, the controller 100 activates a second timer or charge-off timer to temporarily stop charging in step 705. At step 710, controller 100 determines whether the charge off timer has expired. At step 710, if the charge off timer has not expired, the controller 100 waits for a predetermined amount of time at step 715 and then proceeds to step 710. At step 710, if the charge off timer has expired, module 220 returns to step 640 to restart the charge on timer.

図10は、急速充電モジュール225を例示する流れ図である。モジュール225の動作は、主充電動作200がステップ730の急速充電モジュール225に入るときに始まる。制御器100は、ステップ735で第1のLED115のような指示器110を作動し、現在、電池充電器30が電池20を充電中であることを使用者に知らせる。例示の構成では、制御器100は、第1のLED115を作動し、それが常にオン状態に表示されているようにする。 FIG. 10 is a flow diagram illustrating the quick charging module 225. Operation of module 225 begins when main charging operation 200 enters fast charging module 225 at step 730 . Controller 100 activates indicator 110 , such as first LED 115 , at step 735 to inform the user that battery charger 30 is currently charging battery 20 . In the example configuration, the controller 100 operates the first LED 115 so that it always appears on.

ステップ740で、モジュール225は充電電流アルゴリズム250に進む。一旦、充電電流アルゴリズム250が実行されると、制御器100は、ステップ745で、充電計数が計数制限値(例えば、7,200)に等しいかどうかを確認する。ステップ745で、充電計数が計数制限値に等しければ、モジュール225はステップ750の不良パックモジュール205に進み、かつモジュール225はステップ755で終了する。 At step 740, module 225 proceeds to charging current algorithm 250. Once the charging current algorithm 250 is executed, the controller 100 checks at step 745 whether the charging count is equal to a count limit (eg, 7,200). At step 745, if the charge count is equal to the count limit, module 225 proceeds to step 750, bad pack module 205, and module 225 ends at step 755.

ステップ745で、充電計数が計数制限値に等しくなければ、制御器100は、ステップ760で、電流パルス間の待機時間が第1待機時間閾値(例えば、2秒)以上であるかどうかを確認する。ステップ760で、待機時間が第1待機時間閾値以上であれば、制御器100はステップ765で表示器110を作動し、例えば、第1のLED115を切り、かつ第2のLED120を約1Hzの速さで点滅するように作動する。ステップ760で、待機時間が第1待機時間閾値未満であれば、モジュール225はステップ785に進む(下で論じる)。 If the charge count is not equal to the count limit at step 745, the controller 100 determines whether the wait time between current pulses is greater than or equal to a first wait time threshold (e.g., 2 seconds) at step 760. . At step 760, if the wait time is greater than or equal to the first wait time threshold, the controller 100 activates the indicator 110 at step 765, e.g., turns off the first LED 115 and turns off the second LED 120 at a rate of about 1 Hz. It operates in such a way that it blinks. At step 760, if the wait time is less than a first wait time threshold, module 225 proceeds to step 785 (discussed below).

一旦、ステップ765で表示器110が作動されると、制御器100は、ステップ770で、電流パルス間の待機時間が第2待機時間閾値(例えば、15秒)以上であるかどうかを確認する。ステップ770で、待機時間が第2待機時間閾値以上であれば、制御器100は、ステップ775で表示器110を変更し、例えば、第2のLED120を作動し、この第2のLED120が常にオン状態に表示されているようにする。モジュール225は、次いでステップ780の維持モジュール230に進む。 Once the indicator 110 is activated in step 765, the controller 100 determines in step 770 whether the wait time between current pulses is greater than or equal to a second wait time threshold (eg, 15 seconds). If the wait time is greater than or equal to the second wait time threshold in step 770, the controller 100 changes the indicator 110 in step 775, e.g., energizes the second LED 120 such that the second LED 120 is always on. As shown in the status. Module 225 then proceeds to maintenance module 230 at step 780 .

ステップ770で、待機時間が第2待機時間閾値未満であれば、制御器100は、ステップ785で、電池温度が-20℃から0℃までの範囲内に含まれているかどうかを確認する。ステップ785で、電池温度がこの範囲内に含まれていれば、モジュール225はステップ790の段階充電モジュール220に進む。ステップ785で、電池温度がこの範囲内に含まれていなければ、モジュール225はステップ740の充電電流アルゴリズム250に戻る。 If the standby time is less than the second standby time threshold in step 770, the controller 100 checks in step 785 whether the battery temperature is within a range of -20°C to 0°C. At step 785, if the battery temperature is within this range, module 225 proceeds to step 790, step charging module 220. At step 785, if the battery temperature is not within this range, module 225 returns to charging current algorithm 250 at step 740.

図11は、維持モジュール230を例示する流れ図である。モジュール230の動作は、主充電動作200がステップ800の維持モジュール230に入るときに始まる。ステップ805で、制御器100は、電池電圧が3.5V/セルから4.05V/セルまでの範囲内に含まれているかどうかを確認する。ステップ805で、電池電圧がこの範囲内に含まれていなければ、制御器100は、電池電圧が範囲内に含まれるまでステップ805に留まり続ける。一旦、ステップ805で電池電圧がこの範囲内に含まれると、制御器100は、ステップ810の維持タイマ(maintenancetimer)を始動する。いくつかの構成では、維持タイマが30分から秒読みを行う。 FIG. 11 is a flow diagram illustrating maintenance module 230. As shown in FIG. Operation of module 230 begins when main charging operation 200 enters maintenance module 230 at step 800 . At step 805, the controller 100 checks whether the battery voltage is within the range of 3.5V/cell to 4.05V/cell. If the battery voltage is not within this range at step 805, the controller 100 continues to remain at step 805 until the battery voltage is within the range. Once the battery voltage is within this range at step 805, controller 100 starts a maintenance timer at step 810. In some configurations, the sustain timer counts down from 30 minutes.

ステップ815で、制御器100は、電池温度が-20℃よりも低いかまたは65℃を超えるかを確認する。ステップ815で、電池温度が-20℃よりも低いかまたは65℃を超えれば、モジュール230はステップ820の温度範囲外モジュール210に進み、かつモジュールはステップ825で終了する。ステップ815で、電池温度が-20℃以上で且つ65℃以下であれば、モジュール230は、ステップ830の充電電流アルゴリズム250に進む。 At step 815, the controller 100 checks whether the battery temperature is below -20°C or above 65°C. At step 815, if the battery temperature is below -20°C or above 65°C, module 230 proceeds to step 820, temperature out of range module 210, and the module ends at step 825. At step 815, if the battery temperature is greater than or equal to −20° C. and less than or equal to 65° C., module 230 proceeds to charging current algorithm 250 at step 830.

一旦、ステップ830で充電電流アルゴリズム250が実行されると、ステップ835で、制御器100は、維持タイマが切れたかどうかを確認する。維持タイマが切れていたら、モジュール230はステップ840の不良パックモジュール205に進み、かつモジュール230はステップ845で終了する。ステップ835で、維持タイマが切れていなかったら、制御器100は、ステップ850で、電流パルス間の待機時間が、例えば、15秒などの第1既定維持待機期間以上であるかどうかを確認する。 Once the charging current algorithm 250 is executed at step 830, the controller 100 checks at step 835 whether the sustain timer has expired. If the maintenance timer has expired, module 230 proceeds to bad pack module 205 in step 840 and module 230 ends in step 845. If the sustain timer has not expired in step 835, the controller 100 determines in step 850 whether the wait time between current pulses is greater than or equal to a first predetermined sustain wait period, such as, for example, 15 seconds.

ステップ850で、待機時間が第1既定維持待機期間よりも長ければ、モジュール230はステップ805に進む。ステップ850で、待機時間が第1既定維持待機期間未満であれば、モジュール230はステップ830の充電電流アルゴリズム250に進む。いくつかの構成では、電池充電器30は、バッテリパック(電池)20を電池充電器30から脱着するまで維持モジュール230に留まる。 At step 850, if the wait time is longer than the first predetermined maintenance wait period, module 230 proceeds to step 805. At step 850, if the wait time is less than a first predetermined maintenance wait period, module 230 proceeds to charging current algorithm 250 at step 830. In some configurations, battery charger 30 remains in maintenance module 230 until battery pack (batteries) 20 is removed from battery charger 30.

図12は、基本的な充電方式または充電電流アルゴリズム250を例示する流れ図である。モジュール250の動作は、その他のモジュール220~230または主充電動作200がステップ870で充電電流アルゴリズム250に入るときに始まる。ステップ875で、制御器100は約1秒間、完全電流パルスを印加する。ステップ880で、制御器100は、電流を電池20に印加しているときに、電池電圧が4.6V/セルよりも大きいかどうかを確認する。 FIG. 12 is a flowchart illustrating a basic charging scheme or charging current algorithm 250. Operation of module 250 begins when other modules 220 - 230 or main charging operation 200 enter charging current algorithm 250 at step 870 . At step 875, controller 100 applies a full current pulse for approximately 1 second. At step 880, controller 100 checks if the battery voltage is greater than 4.6V/cell while applying current to battery 20.

ステップ880で、電池電圧が4.6V/セルよりも大きければ、アルゴリズム250はステップ885の不良パックモジュール205に進み、かつアルゴリズム250はステップ890で終了することになる。ステップ880で、電池電圧が4.6V/セル以下であれば、制御器100は、ステップ895で、充電電流を中断し、充電電流計数器のような計数器を増分し、かつ計数値を格納する。 At step 880, if the battery voltage is greater than 4.6 V/cell, algorithm 250 will proceed to bad pack module 205 at step 885, and algorithm 250 will end at step 890. If the battery voltage is less than or equal to 4.6V/cell at step 880, the controller 100 interrupts the charging current, increments a counter, such as a charging current counter, and stores the count value at step 895. do.

ステップ900では、制御器100は、電池温度が-20℃よりも低いかまたは65℃
を超えるかを確認する。ステップ900で、電池温度が-20℃よりも低いかまたは65℃を超えれば、アルゴリズム250はステップ905の温度範囲外モジュール210に進み、かつアルゴリズム250はステップ910で終了する。ステップ900で、電池温度が-20℃以上かまたは65℃以下であれば、ステップ915で、制御器100は、充電電流を電池20に印加していないときに電池電圧を計測する。
In step 900, the controller 100 determines whether the battery temperature is below -20°C or 65°C.
Check whether it exceeds. In step 900, if the battery temperature is less than -20°C or greater than 65°C, algorithm 250 proceeds to temperature out of range module 210 in step 905, and algorithm 250 ends in step 910. If the battery temperature is greater than or equal to -20° C. or less than or equal to 65° C. in step 900, then in step 915 the controller 100 measures the battery voltage while no charging current is being applied to the battery 20.

ステップ920で、制御器100は、電池電圧が4.2V/セル未満であるかどうかを確認する。ステップ920で、電池電圧が4.2V/セル未満であれば、アルゴリズム250はステップ875に進む。ステップ920で、電池電圧が4.2V/セル以上であれば、ステップ925で、制御器100は、電池電圧が約4.2V/セルに等しくなるまで待機する。ステップ925では、制御器100はその待機時間も格納する。アルゴリズム250はステップ930で終了する。 At step 920, controller 100 checks whether the battery voltage is less than 4.2V/cell. At step 920, if the battery voltage is less than 4.2V/cell, algorithm 250 proceeds to step 875. If, in step 920, the battery voltage is greater than or equal to 4.2V/cell, then in step 925, controller 100 waits until the battery voltage equals approximately 4.2V/cell. In step 925, controller 100 also stores its wait time. Algorithm 250 ends at step 930.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、電池充電器30は、電池20などの異なる化学的性質および/または公称電圧を有する様々な電池を充電するために、別の動作方法を含むことができる。このような充電動作の一例が図28~38に例示してある。いくつかの構成およびいくつかの態様では、電池充電器30は、Li-Co化学的性質、Li-Mnスピネル化学的性質、Li-Mnニッケル化学的性質等々を有する電池のような、リチウムベースの電池を充電するための動作方法を含む。いくつかの構成および態様では、充電動作200は、異なる電池条件および/または電池特性に応答して異なる機能を実行するための様々なモジュールを含む。 In some configurations and in some aspects, battery charger 30 may include alternative methods of operation for charging various batteries having different chemistries and/or nominal voltages, such as battery 20. . An example of such a charging operation is illustrated in FIGS. 28-38. In some configurations and in some aspects, the battery charger 30 is a lithium-based battery, such as a battery having a Li-Co chemistry, a Li-Mn spinel chemistry, a Li-Mn nickel chemistry, etc. Includes operating methods for charging batteries. In some configurations and aspects, charging operation 200 includes various modules to perform different functions in response to different battery conditions and/or battery characteristics.

いくつかの構成および態様では、充電動作の方法は、異常なおよび/または通常の電池条件に基づいて充電を中断するためのモジュールを含む。いくつかの構成では、充電動作は、不良パックモジュールおよび/または図36の流れ図2235に例示する温度範囲外モジュールのような温度範囲外モジュールを含む。いくつかの構成では、電池充電器30は、異常な電池電圧、異常なセル電圧、および/または異常な電池容量に基づいて充電を終了するために、不良パックモジュールに入る。いくつかの構成では、電池充電器30は、異常な電池温度および/または1つもしくは複数の異常な電池セル温度に基づいて充電を終了するために、温度範囲外モジュール2235に入る。いくつかの構成では、充電動作は、以上および以下で論じる条件よりも多いかまたは少ない条件に基づいて充電を終了する、以上および以下に論じるモジュールよりも多いかまたは少ないモジュールを含む。 In some configurations and aspects, the method of charging operation includes a module for suspending charging based on abnormal and/or normal battery conditions. In some configurations, the charging operation includes a defective pack module and/or an out-of-temperature module, such as the out-of-range module illustrated in flowchart 2235 of FIG. In some configurations, battery charger 30 enters a bad pack module to terminate charging based on abnormal battery voltage, abnormal cell voltage, and/or abnormal battery capacity. In some configurations, battery charger 30 enters temperature out of range module 2235 to terminate charging based on an abnormal battery temperature and/or one or more abnormal battery cell temperatures. In some configurations, the charging operation includes more or less modules than those discussed above and below that terminate charging based on more or less than the conditions discussed above and below.

いくつかの構成および態様では、充電動作は、動作における様々な条件または段階に基づいて電池20を充電するための様々なモードまたはモジュールを含む。いくつかの構成では、充電動作には、図34の流れ図2225に例示する細流(制限)充電モジュール(trickle(limited) charge module)のような細流充電モジュール、図33の流れ図2220に例示する細流(段階)モジュール(trickle
(step) module)、図32の流れ図2215に例示する急速充電モジュール
のような急速充電モジュール、および/または図35の流れ図2230に例示する維持モジュールのような維持充電モジュールばかりでなく、図31の流れ図2210に例示するフラットパック起動モジュール(flatpack wake-up module)、図29、30の流れ図2205および図28の流れ図2200にそれぞれ例示する充電モジュールならびにパック挿入モジュール(packinsert module)2200
(充電を開始する)などの他のモジュールも含まれる。充電動作には、他のモジュールが様々な方法で実行する、図37および38の流れ図2240に例示するアルゴリズムのような充電電流アルゴリズムも含まれる。
In some configurations and aspects, charging operations include different modes or modules for charging battery 20 based on different conditions or stages of operation. In some configurations, charging operations include a trickle (limited) charge module, such as a trickle (limited) charge module, illustrated in flow diagram 2225 of FIG. 34, a trickle (limited) charge module, illustrated in flow diagram 2220 of FIG. step) module (trickle)
(step module), a fast charging module such as the fast charging module illustrated in flowchart 2215 of FIG. 32, and/or a maintenance charging module such as the maintenance module illustrated in flowchart 2230 of FIG. A flatpack wake-up module illustrated in flowchart 2210, a charging module and a packinsert module 2200 illustrated in flowchart 2205 of FIGS. 29 and 30 and flowchart 2200 of FIG. 28, respectively.
Other modules such as (start charging) are also included. Charging operations also include charging current algorithms, such as the algorithm illustrated in flowchart 2240 of FIGS. 37 and 38, that other modules execute in various ways.

充電動作の一部に関する一例を図28~30に関して列挙する。例えば、充電動作は、図28に示すように、パック挿入モジュール2200から始まる。この動作は、電池充電
器に電力が供給されることから始まり(ステップ2305)、電池充電器30は入力電圧V入力が適正な動作パラメータ範囲内(例えば、80V<V入力<140V)であるかどうかを確認する(ステップ2310)。入力電圧V入力がこの動作パラメータ範囲内になければ、電池充電器30は充電を阻止する(ステップ2315)。電池充電器30は、使用者に適正な入力電圧V入力が供給されているかどうかも知らせる(ステップ2315)。
An example of some of the charging operations is listed with respect to FIGS. 28-30. For example, the charging operation begins with the pack insertion module 2200, as shown in FIG. The operation begins with power being supplied to the battery charger 30 (step 2305), and the battery charger 30 determines whether the input voltage V input is within proper operating parameters (e.g., 80V < V input < 140V). (Step 2310). If the input voltage V input is not within this operating parameter range, battery charger 30 prevents charging (step 2315). Battery charger 30 also informs the user whether the proper input voltage V input is being provided (step 2315).

電池充電器30が適正な入力電圧V入力を受け取っていれば、バッテリパック20は充電器に接続され(ステップ2325)、かつ充電器30は適正な接続(例えば、端子間の接続)が行われたかどうかを確認する(ステップ2330)。適切な接続が行われていなかったら、充電器30は、いずれのLEDも点灯させず(ステップ2335)、充電動作が終了する(ステップ2340)。接続が行われていれば、充電器30は、制御器100に対する電圧によって電池20の存在を検出し(ステップ2345)、制御器100は電池20の電圧Vパックを計測する(ステップ2350)。 If the battery charger 30 is receiving the proper input voltage V input, the battery pack 20 is connected to the charger (step 2325) and the charger 30 is connected to the charger 30 if the proper connections (e.g., terminal-to-terminal connections) are made. (step 2330). If proper connections are not made, charger 30 will not illuminate any LEDs (step 2335) and the charging operation will end (step 2340). If the connection is made, charger 30 detects the presence of battery 20 by voltage to controller 100 (step 2345), and controller 100 measures the voltage V pack of battery 20 (step 2350).

充電器30は、電池電圧Vパックが5Vよりも低いかどうかを確認する(ステップ2355)。電池電圧Vパックが5Vよりも低ければ、充電動作はフラットパック起動モジュール2210に進む(ステップ2360)。電池電圧Vパックが5V以上であれば、充電器30は電池20との接続を確立しようとして(ステップ2365)、接続が確立されているかどうかを確認する(ステップ2370)。接続が確立されていなければ、充電器30はいずれの表示器も点灯させず(ステップ2375)、かつ充電動作を終了する(ステップ2380)。接続が確立されれば、充電動作は充電モジュール2205に進む(ステップ2385)。 Charger 30 checks whether the battery voltage V-pack is lower than 5V (step 2355). If the battery voltage V-pack is less than 5V, the charging operation proceeds to the flat-pack activation module 2210 (step 2360). If the battery voltage V-pack is greater than or equal to 5V, charger 30 attempts to establish a connection with battery 20 (step 2365) and checks whether a connection is established (step 2370). If a connection is not established, charger 30 does not light any indicators (step 2375) and ends the charging operation (step 2380). Once the connection is established, charging operations proceed to charging module 2205 (step 2385).

充電モジュール2205を図29および30に例示する。充電モジュール2205は、充電器30がパック公称電圧を識別しかつ適切な計測パラメータを設定することから開始し(ステップ2405)、次いで電池20のセル電圧の問合わせを行って(ステップ2410)、いずれかのセル電圧が上限閾値(例えば、4.35V)よりも大きいかどうか確認する(2415)。いずれかのセルが上限閾値よりも大きければ、充電器30はいずれのLEDも作動させず(ステップ2420)、かつ充電動作を終了する(ステップ2425)。いずれのセルも上限閾値を超えていなければ、充電器30は、充電器30の端子間の電池電圧を計測し(ステップ2430)、次いで電池20によって計測された電池電圧Vパックの問合わせを行い(ステップ2435)、計測値が一致するかどうかを確認する(ステップ2440)。計測値が一致しなければ、充電器30はいずれのLEDも作動させず(ステップ2445)、かつ充電動作が終了する(ステップ2450)。 Charging module 2205 is illustrated in FIGS. 29 and 30. The charging module 2205 begins with the charger 30 identifying the pack nominal voltage and setting the appropriate metering parameters (step 2405), then interrogating the cell voltage of the battery 20 (step 2410), and at any time. Check whether the cell voltage is greater than an upper threshold (eg, 4.35V) (2415). If any cell is greater than the upper threshold, charger 30 does not activate any LEDs (step 2420) and ends the charging operation (step 2425). If none of the cells exceeds the upper threshold, charger 30 measures the battery voltage across the terminals of charger 30 (step 2430) and then queries the battery voltage V-pack measured by battery 20. (Step 2435), and confirm whether the measured values match (Step 2440). If the measurements do not match, charger 30 does not activate any LEDs (step 2445) and the charging operation ends (step 2450).

計測値が一致すれば、充電器30は、電池20に電池温度に関する問合わせを行い(ステップ2455)、電池温度が動作範囲内にあるかどうかを確認する(ステップ2460)。電池電圧が望ましい動作範囲内になければ、動作は温度範囲外モジュール2235に進み(ステップ2465)、充電器30は、一旦、充電動作が温度範囲外モジュール2235から退出すると、再び電池20に電池温度情報の問合わせを行うことができる(2455)。 If the measured values match, charger 30 queries battery 20 regarding battery temperature (step 2455) and determines whether the battery temperature is within the operating range (step 2460). If the battery voltage is not within the desired operating range, operation proceeds to out-of-range module 2235 (step 2465), and charger 30 returns battery 20 to the battery temperature once the charging operation exits out-of-range module 2235. Information can be queried (2455).

電池温度が望ましい動作範囲内にあれば、充電器30は、電池電圧Vパックが維持閾値(例えば、1セル当たり4.1V)よりも大きいかどうかを確認し(ステップ470)、電池電圧Vパックが維持閾値よりも大きければ、充電動作は維持モジュール2230に進む(ステップ2475)。そうでなければ、充電器30は、電池電圧Vパックが細流閾値(例えば、1セル当たり3.5V)よりも小さいかどうか確認し(ステップ2480)、電池電圧Vパックが細流閾値よりも低ければ、充電動作は細流(制限)モジュール2225に進む(ステップ2485)。電池電圧が細流閾値以上であれば、充電器30は、電池温度が細流範囲内にあるかどうかを確認する(ステップ2490)。この温度が細流範囲内にあれば、動作は細流(段階)モジュール2220に進み(ステップ2495)、温度が細流範囲内になければ、急速充電モジュール2215に進む(ステップ2505)。充電動作は、図31~38に例示するその他のモジュールで示すように続行可能である。 If the battery temperature is within the desired operating range, charger 30 determines whether the battery voltage V-pack is greater than a maintenance threshold (e.g., 4.1V per cell) (step 470) and determines whether the battery voltage V-pack is greater than a maintenance threshold (e.g., 4.1V per cell) If is greater than the maintenance threshold, the charging operation proceeds to maintenance module 2230 (step 2475). Otherwise, charger 30 checks whether the battery voltage V-pack is less than a trickle threshold (e.g., 3.5V per cell) (step 2480), and if the battery voltage V-pack is less than the trickle threshold. , the charging operation proceeds to trickle (limit) module 2225 (step 2485). If the battery voltage is above the trickle threshold, charger 30 determines whether the battery temperature is within the trickle range (step 2490). If the temperature is within the trickle range, operation proceeds to the trickle (stage) module 2220 (step 2495), and if the temperature is not within the trickle range, operation proceeds to the fast charge module 2215 (step 2505). Charging operations can continue as shown with other modules illustrated in FIGS. 31-38.

図28~38に例示する充電動作時に、電池充電器30は、パルス充電方法を使用して電池20に電力を供給する。1つの構成では、電池充電器30は、毎回同じパルス幅を有するが、パルス間の時間が異なるパルスを電池20に供給する。これを「完全充電電流」または「完全充電パルス(fullcharge pulse)」と呼ぶ。図16および
39に示す構成などの他の構成では、電池充電器30によって印加された完全充電電流または完全充電パルスは、電池20中の個々のセル電圧にしたがってスケーリング可能である。このような実施を図4,16、および39に関して説明する。
During charging operations illustrated in FIGS. 28-38, battery charger 30 powers battery 20 using a pulse charging method. In one configuration, battery charger 30 provides pulses to battery 20 each time having the same pulse width, but with different times between pulses. This is called the "full charge current" or "full charge pulse." In other configurations, such as the configurations shown in FIGS. 16 and 39, the full charge current or full charge pulse applied by battery charger 30 can be scaled according to the individual cell voltages in battery 20. Such an implementation is described with respect to FIGS. 4, 16, and 39.

図4に示すように、電池充電器30中の制御器100は、電池20の中のマイクロコントローラ64から情報を受け取り、かつそこに情報を伝達することができる。いくつかの構成では、マイクロコントローラ64は、充電時に、それぞれの電池セル60の電圧または現在の充電状態を含む様々な電池特性を、自動的にまたは電池充電器30からの命令に応答して監視することができる。マイクロコントローラ64は、充電電流の期間Tオン(すなわち、「電流オン」の期間(“currenton” time periods))の間にいくつかの電池特性、およびプロセスまたは平均計測値を監視することができる。いくつかの構成では、電流オン期間が約1秒(「1-s」)であり得る。充電電流がない期間Tオフ(すなわち、「電流オフ」の期間(“currentoff” time periods))の間に、いくつかの電池特性(例えば、セル電圧またはセルの充電状態)に関する情報を電池20から充電器30に伝達することができる。いくつかの構成では、電流オフ期間Tオフが約50ミリ秒である。電池充電器30は、電池20から送られた情報を処理し、それにしたがって電流オン期間Tオンを変更することができる。例えば、1個または複数の電池セル60が残りの電池セル60よりも高い現在の充電状態を有すれば、電池充電器30は、これらの1個または複数のより高い電池セルの過充電を回避するために、以降の電流オン期間Tオンを短くすることができる。 As shown in FIG. 4, controller 100 in battery charger 30 can receive information from and communicate information to microcontroller 64 in battery 20. In some configurations, microcontroller 64 monitors various battery characteristics during charging, including the voltage or current state of charge of each battery cell 60, automatically or in response to commands from battery charger 30. can do. Microcontroller 64 may monitor several battery characteristics and process or average measurements during charging current T on (ie, "current on" time periods). In some configurations, the current on period may be about 1 second ("1-s"). During periods of no charging current Toff (i.e., "currentoff" time periods), information regarding some battery characteristics (e.g., cell voltage or state of charge of the cell) is removed from the battery 20. It can be transmitted to the charger 30. In some configurations, the current off period Toff is approximately 50 milliseconds. The battery charger 30 can process the information sent from the battery 20 and change the current on period T on accordingly. For example, if one or more battery cells 60 have a higher current state of charge than the remaining battery cells 60, battery charger 30 avoids overcharging these one or more higher battery cells 60. Therefore, the subsequent current-on period T-on can be shortened.

いくつかの構成では、電池充電器30は、それぞれの個別セル電圧を平均セル電圧に比較することが可能であり、個別セル電圧と平均セル電圧の間の差が、既定閾値(例えば、不均衡閾値(imbalancethreshold))以上であれば、充電器30は、そのセルがより高い充電状態のセルであると識別することができる。電池充電器30は、電流オン期間Tオンを変更することができる。他の構成では、電池充電器30は、電流オン期間の間に、電池20から受け取った情報に基づいて、特定の電池セル(より高い電圧セルであると識別された電池セル)に関する充電状態を評価することができる。これらの構成では、セルに関する現在の充電状態の評価が閾値を超えると、電池充電器30は電流オン期間Tオンの継続時間を変更することができる。 In some configurations, battery charger 30 may compare each individual cell voltage to an average cell voltage such that the difference between the individual cell voltage and the average cell voltage exceeds a predetermined threshold (e.g., an imbalance). (imbalancethreshold), charger 30 can identify the cell as a higher state of charge cell. The battery charger 30 can change the current on period Ton. In other configurations, the battery charger 30 determines the state of charge for a particular battery cell (the battery cell identified to be a higher voltage cell) during the current on period based on information received from the battery 20. can be evaluated. In these configurations, the battery charger 30 can change the duration of the current on period T on when the current state of charge estimate for the cell exceeds a threshold.

例えば、図16および39に示すように、電池充電器30は、次の電流オン時間Tオン1の間に計測したセル電圧計測値を平均するように電池20に命令することができる。このような命令は第1電流オフ期間Tオフ1の間に送ることができる。したがって、第1電流オン時間Tオン1の間に、マイクロコントローラ64は、セル電圧および他の電池パラメータを計測しかつ平均する。次の電流オフ時間Tオフ2の間に、電池20は、平均した計測値を電池充電器30に送ることができる。いくつかの構成では、電池20は、8つの平均計測値、例えば、パック充電状態の平均計測値および7個の電池セル60のそれぞれに関する個別セルの平均充電状態などを送ることができる。例えば、電池20は次の情報を送ることができる。すなわち、セル114%、セル2 14%、セル3 15%、セル4
14%、セル5 16%、セル614%、セル7 14%、およびパック(例えば、セル
1~7)電圧29.96V。このような例では、電池充電器30は、セル5をより高い電池セルであると識別する。充電器30は、電池のマイクロコントローラ64と電池充電器30の両方によって計測された電池電圧も記録する。このような例では、電池充電器30は、電池電圧を約30.07Vと計測する。電池充電器30は、電池電圧計測値の差(例えば、110mV)を算出し、かつ端子とリード線の両端の電圧降下を約110mVと確認する。
For example, as shown in FIGS. 16 and 39, battery charger 30 may instruct battery 20 to average cell voltage measurements taken during the next current on time T on 1. Such a command can be sent during the first current off period Toff1. Thus, during the first current on time T on 1, the microcontroller 64 measures and averages the cell voltage and other battery parameters. During the next current off time Toff2, battery 20 may send the averaged measurement to battery charger 30. In some configurations, the battery 20 may send eight average measurements, such as an average pack state of charge measurement and an average individual cell state of charge for each of the seven battery cells 60. For example, battery 20 can send the following information: That is, cell 114%, cell 2 14%, cell 3 15%, cell 4
14%, cell 5 16%, cell 614%, cell 7 14%, and pack (eg, cells 1-7) voltage 29.96V. In such an example, battery charger 30 identifies cell 5 as the higher battery cell. Charger 30 also records the battery voltage measured by both battery microcontroller 64 and battery charger 30. In such an example, battery charger 30 measures the battery voltage at approximately 30.07V. The battery charger 30 calculates the difference in battery voltage measurements (eg, 110 mV) and confirms that the voltage drop across the terminal and lead wire is approximately 110 mV.

後続の電流オン期間Tオン2の間に、電池充電器30はセル5の電圧を「評価」する。例えば、電池充電器30は、電池20の電圧の計測値を標本抽出し、かつ次式にしたがって、それぞれの電池電圧測定値に対してセル5に関する充電状態を評価する。
(V電池/充電-V端子)*Vセル上式で、V電池/充電は充電器30による計測値としての電池20の電圧であり、V端子は端子両端の電圧降下(例えば、110mV)であり、さらにVセルは電池電圧のパーセントで評価されているセルの電圧である。セル5の電圧の評価値が閾値(「低減閾値(reductionthreshold)」)を超えれば、電池充電器30は、後続の電流オン期間Tオン3を変更することができる。この例では、電池充電器30は、セル5の電圧の評価値(または算定値)が低減閾値(約800ミリ秒である)に達する時点を記憶している。図39に示すように、充電器30は、セル5を高い電池セルとして識別しかつ算定し、さらに後続の電流オン期間Tオン3を、充電器30が記憶している継続時間(例えば、800ミリ秒)とほぼ等しいように変更する。したがって、電流オン期間Tオン3の長さT2は、先行する電流オン期間Tオン1およびTオン2の長さT1よりも短い。
During the subsequent current-on period Ton2, the battery charger 30 "estimates" the voltage of the cell 5. For example, battery charger 30 samples the voltage measurements of battery 20 and evaluates the state of charge for cell 5 for each battery voltage measurement according to the following equation.
(V battery/charging - V terminal) *V cell In the above formula, V battery/charging is the voltage of the battery 20 as measured by the charger 30, and the V terminal is the voltage drop across the terminal (for example, 110 mV). , and V cell is the voltage of the cell rated as a percentage of the battery voltage. If the evaluated value of the voltage of the cell 5 exceeds a threshold (“reduction threshold”), the battery charger 30 can change the subsequent current on period T on 3. In this example, the battery charger 30 stores the point in time when the estimated value (or calculated value) of the voltage of the cell 5 reaches the reduction threshold (which is approximately 800 milliseconds). As shown in FIG. 39, charger 30 identifies and calculates cell 5 as a high battery cell and further sets the subsequent current on period T on 3 to a duration stored by charger 30 (e.g., 800 milliseconds). Therefore, the length T2 of the current on period Ton3 is shorter than the length T1 of the preceding current on periods Ton1 and Ton2.

いくつかの構成では、充電器30は後続の電流オン期間(例えば、Tオン4~5)を、ほぼ先行する電流オン期間Tオン3の長さT2(例えば、800ミリ秒)に引き続き設定する。依然としてセル5(または別のセル)が高いセルであると識別されれば、充電器30は、後続の電流オン期間(例えば、Tオン6)の長さを、長さT2(例えば、約800ミリ秒)から、例えば、セル5の電圧が引き続き低減閾値(例えば、600ミリ秒)に達する場合は、T3(例えば、約600ミリ秒)に変更可能である。 In some configurations, charger 30 continues to set subsequent current-on periods (e.g., T-on 4-5) to approximately the length T2 (e.g., 800 milliseconds) of the preceding current-on period, T-on 3. . If cell 5 (or another cell) is still identified as the high cell, charger 30 reduces the length of the subsequent current on period (e.g., T on 6) to length T2 (e.g., approximately 800 milliseconds) to T3 (eg, approximately 600 milliseconds) if, for example, the voltage of cell 5 continues to reach the reduced threshold (eg, 600 milliseconds).

他の構成では、充電器30は、電池セルが十分な電流を受け取っていないことを確認すれば、充電器30は、後続の電流オン期間(例えば、Tオン5)をほぼT1の長さに戻すこともできる(したがって、オン時間の低減の後にオン時間を増加する)。例えば、電池充電器30は、セル5の電圧が、高いかまたは不均衡なセルであることに関係なく、オン期間の終わりに低減閾値を極端に下回っていると充電器が確認すれば、電流オン期間を増加することができる。これらの構成では、電池充電器30は、セルが過充電気味に受け取る充電量を最適化するように電池セル電圧を考慮して、引き続き電流パルスの長さ(例えば、オン期間)を変更することができる。いくつかの構成では、電池充電器30は、この電流オン時間を増やして初期電流オン期間、例えば、期間Tオン1よりも長くすることはできない。 In other configurations, if the charger 30 determines that the battery cells are not receiving sufficient current, the charger 30 increases the subsequent current on period (e.g., T on 5) to approximately the length of T1. It can also be reversed (thus increasing the on-time after reducing the on-time). For example, the battery charger 30 may cause the battery charger 30 to charge a current The on period can be increased. In these configurations, the battery charger 30 continues to vary the length of the current pulse (e.g., on-period) in consideration of the battery cell voltage to optimize the amount of charge the cell receives before overcharging. I can do it. In some configurations, battery charger 30 cannot increase this current on time to be longer than the initial current on period, eg, period T on 1.

電池20’の別の回路図を図13に模式的に例示する。電池20’は電池20と同様であり、共通の要素は、「’」付きの同じ参照符号によって識別されている。 Another circuit diagram of the battery 20' is schematically illustrated in FIG. Battery 20' is similar to battery 20, and common elements are identified by the same reference numerals with a ''.

いくつかの構成では、回路62’は、電気的素子、例えば、識別抵抗器950を含み、この識別抵抗器950は集合抵抗を有することができる。他の構成では、電気的素子が、コンデンサ、コイル、トランジスタ、半導体素子、電気回路、または別の素子(抵抗を有するかまたは電気信号が送信可能な、例えば、マイクロプロセッサ、デジタル論理素子等々のような)であり得る。例示の構成では、識別抵抗器950の抵抗値は、公称電圧および電池セル60’の化学的性質などの、電池20’の特性に基づいて選択可能である。検出端子55’は識別抵抗器950に電気的に接続可能である。 In some configurations, circuit 62' includes an electrical element, such as an identification resistor 950, which may have a collective resistance. In other configurations, the electrical device may be a capacitor, a coil, a transistor, a semiconductor device, an electrical circuit, or another device that has resistance or is capable of transmitting electrical signals, such as a microprocessor, digital logic device, etc. ). In the exemplary configuration, the resistance value of identification resistor 950 is selectable based on characteristics of battery 20', such as the nominal voltage and chemistry of battery cell 60'. Detection terminal 55' is electrically connectable to identification resistor 950.

図13に模式的に示す電池20’は、電池充電器960(同じく模式的に示す)などの電気装置に電気的に接続可能である。電池充電器960は、正の端子964、負の端子968、および検出端子972を含むことができる。電池充電器960のそれぞれの端子964、968、972は、電池20’の対応する端子45’、50’、55’に(それぞれ)電気的に接続可能である。電池充電器960は、電気素子、例えば、第1抵抗器976、第2抵抗器980、ソリッドステート電子デバイスまたは半導体984、比較器988、およびプロセッサ、マイクロコントローラ、または制御器(図示せず)を有する回路も含むことができる。いくつかの構成では、半導体984は、飽和または「オン」状態(“ON”state)で動作可能でありかつ遮断周波数(cut-off)または「オフ」状態(“OFF”state)で動作可能であるトランジスタを含むことができる。いくつかの構成では、比較器988は、専用の電圧監視装置、マイクロプロセッサ、または処理ユニットであり得る。他の構成では、比較器988は制御器(図示せず)の中に含まれ得る。 The battery 20' shown schematically in FIG. 13 is electrically connectable to an electrical device such as a battery charger 960 (also shown schematically). Battery charger 960 can include a positive terminal 964, a negative terminal 968, and a sense terminal 972. Each terminal 964, 968, 972 of battery charger 960 is electrically connectable to a corresponding terminal 45', 50', 55' (respectively) of battery 20'. The battery charger 960 includes electrical components such as a first resistor 976, a second resistor 980, a solid state electronic device or semiconductor 984, a comparator 988, and a processor, microcontroller, or controller (not shown). It can also include a circuit with. In some configurations, semiconductor 984 is operable in saturation or an “ON” state and operable in a cut-off or “OFF” state. A transistor may be included. In some configurations, comparator 988 may be a dedicated voltage monitor, microprocessor, or processing unit. In other configurations, comparator 988 may be included within a controller (not shown).

いくつかの構成では、制御器(図示せず)は、電池20’中の電気的素子(識別抵抗器950のような)の抵抗値を識別するようにプログラム可能である。制御器も、電池20’の1つまたは複数の特性、例えば、電池20’の電池化学的性質および公称電圧などを確認するようにプログラム可能である。前述のように、識別抵抗器950の抵抗値は、1つまたは複数の一定の電池特性に関連する専用値に対応可能である。例えば、識別抵抗器950の抵抗値は、電池20’の化学的性質および公称電圧に対応する抵抗値の範囲内に含まれ得る。 In some configurations, a controller (not shown) is programmable to identify the resistance value of an electrical element (such as identification resistor 950) in battery 20'. The controller is also programmable to ascertain one or more characteristics of the battery 20', such as the battery chemistry and nominal voltage of the battery 20'. As previously discussed, the resistance value of identification resistor 950 can correspond to a dedicated value associated with one or more certain battery characteristics. For example, the resistance value of identification resistor 950 may fall within a range of resistance values that correspond to the chemistry and nominal voltage of battery 20'.

いくつかの構成では、制御器は、識別抵抗器950の複数の抵抗値範囲を認識するようにプログラム可能である。これらの構成では、それぞれの範囲が1つの電池化学的性質、例えば、ニッケルカドミウム、ニッケル水素、リチウムイオン等々に対応する。いくつかの構成では、制御器は追加的な抵抗値範囲を認識することが可能であり、それぞれが別の電池化学的性質または別の電池特性に対応する。 In some configurations, the controller is programmable to recognize multiple resistance value ranges for identification resistor 950. In these configurations, each range corresponds to one battery chemistry, eg, nickel cadmium, nickel metal hydride, lithium ion, etc. In some configurations, the controller can recognize additional resistance value ranges, each corresponding to a different battery chemistry or different battery characteristics.

いくつかの構成では、制御器は、複数の電圧範囲を認識するようにプログラム可能である。これらの電圧範囲の中に含まれる電圧は、制御器が測定電圧に基づいて抵抗器950の値を確認できるように、識別抵抗器950の抵抗値に依存または対応可能である。 In some configurations, the controller is programmable to recognize multiple voltage ranges. The voltages included within these voltage ranges can depend on or correspond to the resistance value of identification resistor 950 such that the controller can ascertain the value of resistor 950 based on the measured voltage.

いくつかの構成では、識別抵抗器950の抵抗値は、電池20’のそれぞれの可能な公称電圧に対して固有であるようにさらに選択可能である。例えば、抵抗値の1つの範囲では、第1の専用抵抗値が21Vの公称電圧に対応可能であり、第2の専用抵抗値が16.8Vの公称電圧に対応可能であり、さらに第3の専用抵抗値が12.6Vの公称電圧に対応可能である。いくつかの構成では、より多くのまたはより少ない専用抵抗値が存在可能であり、それぞれがその抵抗値範囲に関連する、電池20’の別の可能な公称電圧に対応する。 In some configurations, the resistance value of identification resistor 950 is further selectable to be unique for each possible nominal voltage of battery 20'. For example, in one range of resistance values, a first dedicated resistance value can support a nominal voltage of 21V, a second dedicated resistance value can support a nominal voltage of 16.8V, and a third dedicated resistance value can support a nominal voltage of 16.8V. The dedicated resistance value can support a nominal voltage of 12.6V. In some configurations, there may be more or fewer dedicated resistance values, each corresponding to another possible nominal voltage of the battery 20' associated with that resistance value range.

典型的な1つの実施では、電池20’は電池充電器960に電気的に接続する。第1の電池特性を識別するために、半導体984が追加的回路(図示せず)の制御下で「オン」状態に切り換わる。半導体984が「オン」状態にあるとき、識別抵抗器950および抵抗器976、980が分圧器回路網(voltagedivider network)
を作る。この回路網は第1基準点992で電圧VAを確立する。抵抗器980の抵抗値が抵抗器976の抵抗値よりもかなり低ければ、電圧VAは識別抵抗器950および抵抗器980の抵抗値に依存する。このような実施では、電圧VAは、識別抵抗器950の抵抗値によって確認される範囲内にある。制御器(図示せず)は、第1基準点992で電圧VAを計測し、このVAに基づいて識別抵抗器950の抵抗値を確認する。いくつかの構成
では、制御器は電圧VAを複数の電圧範囲と比較して電池特性を確認する。
In one exemplary implementation, battery 20' is electrically connected to battery charger 960. To identify the first battery characteristic, semiconductor 984 is switched to an "on" state under the control of additional circuitry (not shown). When semiconductor 984 is in the "on" state, identification resistor 950 and resistors 976, 980 are connected to a voltage divider network.
make. This network establishes a voltage VA at a first reference point 992. If the resistance of resistor 980 is significantly lower than the resistance of resistor 976, voltage VA will depend on the resistances of identification resistor 950 and resistor 980. In such implementations, voltage VA is within the range determined by the resistance value of identification resistor 950. A controller (not shown) measures the voltage VA at the first reference point 992 and checks the resistance value of the identification resistor 950 based on this VA. In some configurations, the controller compares voltage VA to multiple voltage ranges to ascertain battery characteristics.

いくつかの構成では、識別すべき第1電池特性が電池化学的性質を含む。例えば、150キロオームを下回る抵抗値はいずれも、電池20’がニッケルカドミウムまたはニッケル水素の化学的性質を有することを示し、約150キロオーム以上の抵抗値はいずれも、電池20’がリチウムまたはリチウムイオンの化学的性質を有することを示し得る。一旦、制御器が電池20’の化学的性質を確認しかつ識別すると、適切な充電アルゴリズムまたは方法を選択することができる。他の構成では、以上の例におけるよりも、それぞれが別の電池化学的性質に対応するさらに多くの抵抗値範囲が存在する。 In some configurations, the first battery characteristic to be identified includes battery chemistry. For example, any resistance value below 150 kilohms indicates that the battery 20' has a nickel cadmium or nickel metal hydride chemistry, and any resistance value greater than about 150 kilohms indicates that the battery 20' has a lithium or lithium ion chemistry. It can be shown that it has the chemical properties of Once the controller verifies and identifies the battery 20' chemistry, an appropriate charging algorithm or method can be selected. In other configurations, there are more resistance ranges than in the example above, each corresponding to a different battery chemistry.

この典型的な実施に引き続き言及すると、第2電池特性を識別するために、半導体984は追加的回路の制御下で「オフ」状態に切り換わる。半導体984が「オフ」状態に切り換わるとき、識別抵抗器950および抵抗器976は分圧器回路網を作る。第1基準点992での電圧VAは、今度は識別抵抗器950と抵抗器976の抵抗値によって確認される。識別抵抗器950の抵抗値は、第2基準点1012での電圧V電池が電池20’の公称電圧に実質的に等しいとき、第1基準点992での電圧VAが第3基準点996での電圧V基準に実質的に等しいように選択される。第1基準点992での電圧VAが、第3基準点996での固定電圧V基準を超えれば、比較器988の出力V出力が状態(state)を変更する。いくつかの構成では、充電を終了するか、または維持ルーチン、均等化ルーチン(equalizationroutine)、放電機能、追加的な充電方式等々の追加的な機能を開始するための表示器としての役割を果たすように出力V出力を使用することができる。いくつかの構成では、電圧V基準は固定基準電圧であり得る。 Continuing with this exemplary implementation, to identify the second battery characteristic, semiconductor 984 is switched to an "off" state under the control of additional circuitry. When semiconductor 984 switches to the "off" state, identification resistor 950 and resistor 976 create a voltage divider network. The voltage VA at the first reference point 992 is now ascertained by the resistance values of the identification resistor 950 and the resistor 976. The resistance value of the identification resistor 950 is such that when the voltage V battery at the second reference point 1012 is substantially equal to the nominal voltage of the battery 20', the voltage VA at the first reference point 992 is equal to the voltage at the third reference point 996. The voltage V is selected to be substantially equal to the V reference. If the voltage VA at the first reference point 992 exceeds the fixed voltage V reference at the third reference point 996, the output V output of the comparator 988 changes state. In some configurations, it may serve as an indicator to terminate charging or initiate additional functions such as maintenance routines, equalization routines, discharge functions, additional charging schemes, etc. The output V output can be used for In some configurations, the voltage V reference may be a fixed reference voltage.

いくつかの構成では、識別すべき第2電池特性が電池20’の公称電圧を含むことができる。例えば、識別抵抗器950に関する抵抗値を計算するための一般的な計算式は次式であり得る。 In some configurations, the second battery characteristic to be identified can include the nominal voltage of battery 20'. For example, a general formula for calculating the resistance value for identification resistor 950 may be:

Figure 0007372396000002
Figure 0007372396000002

上式で、R100は識別抵抗器950の抵抗値であり、R135は抵抗器976の抵抗値であり、V電池は電池20’の公称電圧であり、さらにV基準は、例えば、約2.5Vなどの固定電圧である。例えば、リチウムイオンの化学的性質に関する抵抗値の範囲内では(上述)、識別抵抗器950に関する約150キロオームの抵抗値は、約21Vの公称電圧に対応し、約194キロオームの抵抗値は、約16.8Vの公称電圧に対応し、さらに約274.7キロオームの抵抗値は、約12.6Vの公称電圧に対応し得る。他の構成では、より多くのまたはより少ない専用抵抗値が、追加的なまたは異なるバッテリパックの公称電圧値に対応可能である。 In the above equation, R100 is the resistance of identification resistor 950, R135 is the resistance of resistor 976, V battery is the nominal voltage of battery 20', and V reference is, for example, about 2.5V. It is a fixed voltage such as. For example, within the range of resistance values for lithium ion chemistry (discussed above), a resistance value of approximately 150 kilohms for identification resistor 950 corresponds to a nominal voltage of approximately 21V, and a resistance value of approximately 194 kilohms corresponds to a nominal voltage of approximately Corresponding to a nominal voltage of 16.8V, a resistance value of approximately 274.7 kilohms may correspond to a nominal voltage of approximately 12.6V. In other configurations, more or fewer dedicated resistance values can accommodate additional or different battery pack nominal voltage values.

例示の構成では、識別抵抗器950と第3基準点996の両方が電流検出抵抗器1000の「高い」側に位置することができる。このような様態で識別抵抗器950および第3基準点996を位置決めすると、充電電流が存在するとき、VAとV基準の間の相対的な電圧変動をいずれも低減することができる。識別抵抗器950および第3基準点996が接地1004を基準にし、かつ充電電流が電池20’に印加されていれば、電圧変動は電圧VAに現れ得る。 In an example configuration, both identification resistor 950 and third reference point 996 may be located on the "high" side of current sensing resistor 1000. Positioning identification resistor 950 and third reference point 996 in this manner may reduce any relative voltage variation between VA and V references when charging current is present. If identification resistor 950 and third reference point 996 are referenced to ground 1004 and charging current is applied to battery 20', voltage fluctuations may appear in voltage VA.

いくつかの構成では、電池充電器960は、充電器制御機能も含むことができる。先に論じたように、電圧VAが実質的に電圧V基準に等しいとき(電圧V電池は電池20’の
公称電圧に等しいことを示す)、比較器988の出力V出力は状態を変更する。いくつかの構成では、比較器988の出力V出力が状態を変更するとき、充電電流はもはや電池20’に供給されない。一旦、充電電流が中断されると、電池電圧V電池は減少し始める。電圧V電池が低閾値に達するとき、比較器988の出力V出力は再び状態を変更する。いくつかの構成では、電圧V電池の低閾値はヒステリシス抵抗器1008の抵抗値によって決定される。一旦、比較器988の出力V出力が再び状態を変更すると、充電電流が再び確立される。いくつかの構成では、このようなサイクルは、制御器によって決定された既定量の時間の間に反復されるか、または比較器988によって実行された一定量の状態変化(statechanges)の間に反復される。いくつかの構成では、このようなサイクルは、電池20’が電池充電器960から脱着されるまで反復される。
In some configurations, battery charger 960 may also include charger control functionality. As discussed above, when the voltage VA is substantially equal to the voltage V reference (indicating that the voltage V battery is equal to the nominal voltage of battery 20'), the output V output of comparator 988 changes state. In some configurations, when the output V output of comparator 988 changes state, charging current is no longer provided to battery 20'. Once the charging current is interrupted, the battery voltage V battery begins to decrease. When the voltage V battery reaches the low threshold, the output V output of comparator 988 changes state again. In some configurations, the low threshold of the voltage V battery is determined by the resistance value of hysteresis resistor 1008. Once the output V output of comparator 988 changes state again, charging current is reestablished. In some configurations, such cycles are repeated for a predetermined amount of time determined by the controller or repeated for a fixed amount of statechanges performed by comparator 988. be done. In some configurations, such cycles are repeated until battery 20' is removed from battery charger 960.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、図17に示す電池20のような電池は、電池セル60が電池充電器30と接続を確立するだけの電圧を十分に有し得ないほど放電状態になり得る。図17に示すように、電池20は、1個または複数の電池セル60、正の端子1105、負の端子1110、および1個または複数の検出端子1120a、1120bを含むことができる(図17に示すように、第2検出端子または駆動端子120bは、電池20の中に含まれていてもまたは含まれていなくてもよい)。電池20は、マイクロコントローラ1140を含む回路1130も具備し得る。 In some configurations and in some aspects, a battery, such as battery 20 shown in FIG. It can be. As shown in FIG. 17, the battery 20 can include one or more battery cells 60, a positive terminal 1105, a negative terminal 1110, and one or more sensing terminals 1120a, 1120b (see FIG. 17). As shown, the second sensing terminal or drive terminal 120b may or may not be included within the battery 20). Battery 20 may also include circuitry 1130 that includes a microcontroller 1140.

図17に示すように、回路1130は、この回路1130(例えば、マイクロプロセッサ1140)が所定の閾値を上回るかまたは下回る条件(すなわち、「異常電池条件」)を確認または検出するとき、放電電流を遮断する半導体スイッチ1180を含むことができる。いくつかの構成では、スイッチ1180は、電池20に流出入する電流が遮断される遮断状態(interruptioncondition)と、電池20に流出入する電流が許容される許容状態(allowancecondition)を含む。いくつかの構成では、異常電池条件には、例えば、高いまたは低い電池セル温度、高いまたは低い電池充電状態、高いまたは低い電池セル充電状態、大きいまたは小さい放電電流、大きいまたは小さい充電電流等々が含まれ得る。例示の構成では、スイッチ1180は、電力FET(電界効果形トランジスタ)または酸化金属半導体FET(「MOSFET」)を含む。他の構成では、回路1130は2個のスイッチ1180を含み得る。これらの構成では、スイッチ1180は並列配置されている。並列スイッチ1180は、大きな平均放電電流を供給するバッテリパック(例えば、丸鋸、ドライバドリル等々に電力を供給する電池20)の中に含まれ得る。 As shown in FIG. 17, circuit 1130 controls the discharge current when circuit 1130 (e.g., microprocessor 1140) identifies or detects a condition above or below a predetermined threshold (i.e., an "abnormal battery condition"). A solid state switch 1180 may be included for blocking. In some configurations, switch 1180 includes an interruption condition in which current flowing into and out of battery 20 is interrupted, and an allowance condition in which current flowing in and out of battery 20 is allowed. In some configurations, abnormal battery conditions include, for example, high or low battery cell temperature, high or low battery state of charge, high or low battery cell state of charge, high or low discharge current, high or low charge current, etc. It can be done. In an exemplary configuration, switch 1180 includes a power FET (field effect transistor) or a metal oxide semiconductor FET (“MOSFET”). In other configurations, circuit 1130 may include two switches 1180. In these configurations, switches 1180 are arranged in parallel. Parallel switch 1180 may be included in a battery pack (eg, battery 20 that powers a circular saw, driver drill, etc.) that provides a large average discharge current.

いくつかの構成では、一旦、スイッチ1180が非導通になると、スイッチ1180は、たとえ異常条件がもはや検出されなくても再設定することはできない。いくつかの構成では、回路1130(例えば、マイクロプロセッサ1140)は、電気装置、例えば、電池充電器30が、マイクロプロセッサ1140に再設定するように命令する場合のみに、スイッチ1180を再設定することができる。前述のように、電池20は、マイクロプロセッサ1140に電力を供給して電池充電器30と通信するための電圧を電池セル60が十分に有し得ないほどに放電され得る。 In some configurations, once switch 1180 becomes non-conductive, switch 1180 cannot be reset even if the abnormal condition is no longer detected. In some configurations, circuit 1130 (e.g., microprocessor 1140) resets switch 1180 only if an electrical device, such as battery charger 30, instructs microprocessor 1140 to reset. I can do it. As previously discussed, battery 20 may be discharged to such an extent that battery cells 60 may not have sufficient voltage to power microprocessor 1140 and communicate with battery charger 30.

いくつかの構成では、電池20が充電器30と接続が確立できなければ、電池充電器30は、スイッチ1180のボディダイオード(bodydiode)1210を介して小さい充電電流を供給して電池セル60を徐々に充電することができる。一旦、セル60がマイクロプロセッサ1140に電力を供給するのに十分な充電を受けると、マイクロプロセッサ1140はスイッチ1180の状態を変更することができる。すなわち、スイッチ1180が非導通状態にあるときでも、電池20を充電することができる。図17に示すように、スイッチ1180は、いくつかの構成では、MOSFETおよび他のトランジスタと一体であるボディダイオード1210を含むことができる。他の構成では、ダイオード1210をスイッチ1180と並列に電気接続することができる。 In some configurations, if battery 20 is unable to establish a connection with charger 30, battery charger 30 provides a small charging current through body diode 1210 of switch 1180 to gradually charge battery cell 60. can be charged to. Once cell 60 receives sufficient charge to power microprocessor 1140, microprocessor 1140 can change the state of switch 1180. That is, battery 20 can be charged even when switch 1180 is in a non-conductive state. As shown in FIG. 17, switch 1180 can include a body diode 1210 that is integrated with MOSFETs and other transistors in some configurations. In other configurations, diode 1210 can be electrically connected in parallel with switch 1180.

いくつかの構成では、電池20が充電器30と接続が確立できなければ、電池充電器30は、検出リード線、例えば、検出リード線120aまたは専用駆動端子120bを介して、小さい平均電流を供給することができる。この電流はコンデンサ1150を充電することが可能であり、そして次に、このコンデンサは、マイクロプロセッサ1140に動作可能にするのに十分な電圧を供給することができる。 In some configurations, if the battery 20 is unable to establish a connection with the charger 30, the battery charger 30 provides a small average current through a sensing lead, e.g., sensing lead 120a or dedicated drive terminal 120b. can do. This current can charge capacitor 1150, which in turn can provide sufficient voltage to enable microprocessor 1140.

以上に説明しかつ図に例示した構成は、例示としてのみ提示されており、本発明の着想および原理に対する限定を意図するものではない。したがって、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、要素ならびにそれらの構成および配置の変更が可能であることが当業者には理解されよう。 The configurations described above and illustrated in the figures are presented by way of example only and are not intended as limitations on the ideas and principles of the invention. Accordingly, those skilled in the art will appreciate that changes may be made in the elements and their configuration and arrangement without departing from the spirit and scope of the invention.

20 電池
30 電池充電器
45 正の電池端子
50 負の電池端子
55 検出電池端子
60 電池セル
62 識別回路
64 制御器
66 サーミスタ
80 正の端子
85 負の端子
90 検出端子
95 充電回路
100 制御器
110 指示器
115 第1の発光ダイオード
120 第2の発光ダイオード
130 電源
20 Battery 30 Battery charger 45 Positive battery terminal 50 Negative battery terminal 55 Detection battery terminal 60 Battery cell 62 Identification circuit 64 Controller 66 Thermistor 80 Positive terminal 85 Negative terminal 90 Detection terminal 95 Charging circuit 100 Controller 110 Instructions device 115 first light emitting diode 120 second light emitting diode 130 power supply

Claims (14)

電池充電器であって、
ハウジングと、
前記ハウジングによって支持された電動工具用電池パックに電気的に接続する、電池端子と検出端子とを含む少なくとも2つの端子と、
制御器と、
を備え、
前記電動工具用電池パックは複数のリチウムベースの電池セルを含み、前記複数の電池セルの各々は個々の充電状態を有し、
前記制御器は、
前記電池端子を介して前記電動工具用電池パックに充電電流を供給し、
前記検出端子を介して前記複数の電池セルの中の少なくとも1つの電池セルの個々の充電状態を受け取り、
前記複数の電池セルの中の少なくとも1つの電池セルの個々の充電状態と少なくとも1つの充電状態閾値との比較に少なくとも一部は基づいて、前記電動工具用電池パックに供給されている充電電流を制御し、
複数のパルスの各々が、前記充電電流が所定の振幅で前記電動工具用電池パックに供給されている第1の期間および前記充電電流の供給が中断される第2の期間を有する、複数のパルス状の充電電流を供給するよう前記電池充電器を制御することにより、前記電動工具用電池パックに供給されている前記充電電流を制御し、
前記第1の期間を前記比較に基づいて変更するとともに前記第2の期間を一定に制御することにより、前記電動工具用電池パックに供給されている充電電流を制御する、
ように動作可能であり、
前記少なくとも1つの充電状態閾値は、前記複数の電池セルの平均セル電圧を含む、
ことを特徴とする電池充電器。
A battery charger,
housing and
at least two terminals including a battery terminal and a detection terminal, electrically connected to a power tool battery pack supported by the housing;
a controller;
Equipped with
The power tool battery pack includes a plurality of lithium-based battery cells, each of the plurality of battery cells having an individual state of charge;
The controller is
supplying charging current to the power tool battery pack via the battery terminal;
receiving an individual state of charge of at least one battery cell among the plurality of battery cells via the detection terminal;
determining the charging current being provided to the power tool battery pack based at least in part on a comparison of an individual state of charge of at least one battery cell of the plurality of battery cells to at least one state of charge threshold; control,
A plurality of pulses, each of the plurality of pulses having a first period during which the charging current is supplied to the power tool battery pack with a predetermined amplitude and a second period during which the supply of the charging current is interrupted. controlling the charging current supplied to the power tool battery pack by controlling the battery charger to supply a charging current of
controlling the charging current supplied to the power tool battery pack by changing the first period based on the comparison and controlling the second period to be constant;
It is possible to operate as
the at least one state of charge threshold includes an average cell voltage of the plurality of battery cells;
A battery charger characterized by:
前記制御器は、前記第1の期間を短縮することにより、前記第1の期間を変更するように動作可能であることを特徴とする請求項1に記載の電池充電器。 The battery charger of claim 1, wherein the controller is operable to change the first time period by shortening the first time period. 前記制御器は、前記検出端子を介して前記複数の電池セルの各々の個々の充電状態を受け取るように動作可能であることを特徴とする請求項1に記載の電池充電器。 The battery charger of claim 1, wherein the controller is operable to receive an individual state of charge of each of the plurality of battery cells via the sensing terminal. 前記制御器は、第1の充電モジュール及び第2の充電モジュールを含み、前記第1の充電モジュールは第1の充電電流を前記電動工具用電池パックに供給するように動作可能であり、前記第2の充電モジュールは第2の充電電流を前記電動工具用電池パックに供給するように動作可能であることを特徴とする請求項1に記載の電池充電器。 The controller includes a first charging module and a second charging module, the first charging module is operable to supply a first charging current to the power tool battery pack, and the first charging module is operable to supply a first charging current to the power tool battery pack. 2. The battery charger of claim 1, wherein the second charging module is operable to supply a second charging current to the power tool battery pack. 前記第1の充電電流及び前記第2の充電電流は、平均電流振幅およびデューティサイクルの一方において異なっていることを特徴とする請求項4に記載の電池充電器。 5. The battery charger of claim 4, wherein the first charging current and the second charging current differ in one of average current amplitude and duty cycle. 前記第1の充電モジュールは、急速充電モジュールを含むことを特徴とする請求項5に記載の電池充電器。 The battery charger of claim 5, wherein the first charging module includes a quick charging module. 前記急速充電モジュールは、急速充電電流を電動工具用電池パックに供給するよう動作可能であることを特徴とする請求項6に記載の電池充電器。 7. The battery charger of claim 6, wherein the fast charging module is operable to provide fast charging current to a power tool battery pack. 電池充電器を動作させるための方法であって、
前記電池充電器は、ハウジングと、制御器と、前記ハウジングによって支持された電動工具用電池パックに電気的に接続する、電池端子と検出端子とを含む少なくとも2つの端子とを含み、前記電動工具用電池パックは複数のリチウムベースの電池セルを含み、前記複数の電池セルの各々は個々の充電状態を有し、
前記方法は、
前記電池端子を介して前記電動工具用電池パックに充電電流を供給するステップ、
前記制御器により、前記検出端子を介して前記複数の電池セルの中の少なくとも1つの電池セルの個々の充電状態を受け取るステップ、
前記制御器により、前記複数の電池セルの中の少なくとも1つの電池セルの個々の充電状態と少なくとも1つの充電状態閾値との比較に少なくとも一部は基づいて、前記電池パックに供給されている充電電流を制御するステップ、
前記制御器により、複数のパルスの各々が、前記充電電流が所定の振幅で前記電動工具用電池パックに供給されている第1の期間および前記充電電流の供給が中断される第2の期間を有する、複数のパルス状の充電電流を供給するよう前記電池充電器を制御することにより、前記電動工具用電池パックに供給されている前記充電電流を制御するステップ、
前記制御器により、前記第1の期間を前記比較に基づいて変更するとともに前記第2の期間を一定に制御することにより、前記電動工具用電池パックに供給されている充電電流を制御するステップ、
を含み、
前記少なくとも1つの充電状態閾値は、前記複数の電池セルの平均セル電圧を含む、
ことを特徴とする方法。
A method for operating a battery charger, the method comprising:
The battery charger includes a housing, a controller, and at least two terminals including a battery terminal and a detection terminal that electrically connect to a battery pack for a power tool supported by the housing, and a battery pack for use in a vehicle includes a plurality of lithium-based battery cells, each of the plurality of battery cells having an individual state of charge;
The method includes:
supplying charging current to the power tool battery pack via the battery terminal;
receiving, by the controller, an individual state of charge of at least one battery cell of the plurality of battery cells via the detection terminal;
charge being provided to the battery pack by the controller based at least in part on a comparison of an individual state of charge of at least one battery cell of the plurality of battery cells to at least one state of charge threshold; controlling the current;
The controller causes each of the plurality of pulses to define a first period in which the charging current is supplied to the power tool battery pack with a predetermined amplitude and a second period in which the supply of the charging current is interrupted. controlling the charging current being supplied to the power tool battery pack by controlling the battery charger to supply a plurality of pulsed charging currents;
controlling, by the controller, the charging current supplied to the power tool battery pack by changing the first period based on the comparison and controlling the second period to be constant;
including;
the at least one state of charge threshold includes an average cell voltage of the plurality of battery cells;
A method characterized by:
前記制御器により、前記第1の期間を短縮することにより、前記第1の期間を変更するステップを更に含むことを特徴とする請求項8に記載の方法。 9. The method of claim 8, further comprising modifying the first time period by shortening the first time period with the controller. 前記制御器により、前記検出端子を介して前記複数の電池セルの各々の個々の充電状態を受け取るステップを更に含むことを特徴とする請求項8に記載の方法。 9. The method of claim 8, further comprising receiving by the controller an individual state of charge of each of the plurality of battery cells via the sensing terminal. 前記制御器により、第1の充電電流を前記電動工具用電池パックに供給するように動作可能である第1の充電モジュールを実行するステップ、
前記制御器により、第2の充電電流を前記電動工具用電池パックに供給するように動作可能である第2の充電モジュールを実行するステップ、
を更に含むことを特徴とする請求項8に記載の方法。
executing a first charging module operable by the controller to supply a first charging current to the power tool battery pack;
executing a second charging module operable by the controller to supply a second charging current to the power tool battery pack;
9. The method of claim 8, further comprising:
前記第1の充電電流及び前記第2の充電電流は、平均電流振幅およびデューティサイクルの一方において異なっていることを特徴とする請求項11に記載の方法。 12. The method of claim 11, wherein the first charging current and the second charging current differ in one of average current amplitude and duty cycle. 前記第1の充電モジュールは、急速充電モジュールを含むことを特徴とする請求項12に記載の方法。 13. The method of claim 12, wherein the first charging module includes a fast charging module. 前記急速充電モジュールは、急速充電電流を電動工具用電池パックに供給するように動作可能であることを特徴とする請求項13に記載の方法。 14. The method of claim 13, wherein the fast charging module is operable to provide fast charging current to a power tool battery pack.
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