RU2569322C2 - Батареи для электроинструментов - Google Patents

Батареи для электроинструментов Download PDF

Info

Publication number
RU2569322C2
RU2569322C2 RU2011153682/07A RU2011153682A RU2569322C2 RU 2569322 C2 RU2569322 C2 RU 2569322C2 RU 2011153682/07 A RU2011153682/07 A RU 2011153682/07A RU 2011153682 A RU2011153682 A RU 2011153682A RU 2569322 C2 RU2569322 C2 RU 2569322C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
battery
microcomputer
battery cell
power tool
state
Prior art date
Application number
RU2011153682/07A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2011153682A (ru
Inventor
Масафуми НОДА
Дзонгвоон ЯНГ
Original Assignee
Макита Корпорейшн
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Макита Корпорейшн filed Critical Макита Корпорейшн
Publication of RU2011153682A publication Critical patent/RU2011153682A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2569322C2 publication Critical patent/RU2569322C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4207—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/44—Methods for charging or discharging
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Portable Power Tools In General (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Abstract

Изобретение относится к аккумуляторным батареям для электроинструмента. Технический результат - обеспечение возможности контроля параметров батареи в режиме ожидания.
Батарея для электроинструмента включает в себя, по меньшей мере, один элемент батареи, периферийное устройство, выполненное с возможностью детектировать состояние батареи, по меньшей мере, одного элемента батареи, и микрокомпьютер, поддерживающий связь с периферийным устройством. Микрокомпьютер периодически приводит в действие периферийное устройство для детектирования состояния батареи во время, когда батарея не является электрически соединенной с электроинструментом. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

По заявке испрашивается приоритет заявки на патент Японии № 2010-292565, содержание которой включено в материалы настоящей заявки посредством ссылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к батареям, использующимся в электроинструментах, а в частности к батареям, использующимся в качестве источников питания электроинструментов.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Общеизвестная батарея, использующаяся для электроинструментов, раскрыта, например, в выложенной патентной заявке Японии JP-2010-93953. Батарея, раскрытая в этой публикации, может работать в активном режиме во время использования батареи, т.е. когда с батареей соединено зарядное устройство батареи или когда с батареей соединен электроинструмент, при этом главный выключатель инструмента включен. В активном режиме под управлением микрокомпьютера для выполнения управления зарядкой или разрядкой батареи к периферийной схеме подается питание.
Когда батарея не используется, батарея работает в режиме ожидания. В режиме ожидания микрокомпьютер останавливает подачу питания к периферийной схеме. Следовательно, возможно сэкономить потребление питания батареи, когда батарея не используется.
Однако в режиме ожидания функционирование микрокомпьютера частично останавливается или микрокомпьютер останавливает работу периферийной схемы. Следовательно, состояние батареи, например температуру, напряжение и ток разряда батареи, детектировать невозможно. По этой причине получить исторические данные о состоянии батареи в режиме ожидания невозможно.
Срок эксплуатации батареи может находиться под сильным воздействием от условий окружающей среды, например окружающей температуры местоположения, где размещена батарея. Однако поскольку исторические данные не могут быть получены во время режима ожидания, сложно узнать, в каких условиях окружающей среды находилась батарея во время режима ожидания.
Следовательно, существует потребность в технологии, которая дает возможность получить данные о состоянии батареи даже в то время, когда батарея не используется.
КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Согласно настоящему изобретению батарея для электроинструмента включает в себя, по меньшей мере, один элемент батареи, периферийное устройство, выполненное с возможностью детектирования состояния батареи, по меньшей мере, одного элемента батареи, и микрокомпьютер, поддерживающий связь с периферийным устройством. Микрокомпьютер периодически приводит в действие периферийное устройство для детектирования состояния батареи во время, когда батарея не соединена электрически электроинструментом.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
В дальнейшем изобретение поясняется описанием предпочтительных вариантов воплощения со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых:
фиг.1 изображает общий вид электроинструмента и батареи, согласно характерному примеру настоящего изобретения, при этом на чертеже показано, что батарея соединена с электроинструментом;
фиг.2 изображает общий вид, где показано, что батарея соединена с зарядным устройством;
фиг.3 изображает электрическую блок-схему батареи;
фиг.4 изображает электрическую блок-схему зарядного устройства;
фиг.5 изображает электрическую блок-схему электроинструмента;
фиг.6 изображает блок-схему последовательности операций способа, выполняемого согласно процедуре функционирования батареи;
фиг.7 изображает блок-схему последовательности операций способа, выполняемого согласно процедуре ожидания батареи; и
фиг.8 изображает временную диаграмму в момент, когда батарея не используется.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Каждый из дополнительных признаков и технологий, раскрытых в заявке, для предоставления улучшенных батарей может быть использован отдельно или в сочетании с другими признаками и технологиями. Далее со ссылкой на прилагаемые чертежи будут подробно описаны характерные примеры настоящего изобретения, которые используют множество этих дополнительных признаков и технологий как отдельно, так и в сочетании друг с другом. Подробное описание предназначено лишь для того, чтобы сообщить специалисту в данной области техники дополнительные подробности для применения на практике предпочтительных аспектов настоящего изобретения, а не предназначено для ограничения объема изобретения. Объем заявленного изобретения определяется лишь формулой изобретения. Следовательно, сочетания признаков и этапов, раскрытых в последующем подробном описании, могут быть необязательными для применения на практике изобретения в широком смысле, а вместо этого сообщаются лишь для подробного описания характерных примеров изобретения. Более того, различные признаки характерных примеров и зависимые пункты формулы изобретения могут быть скомбинированы таким образом, что не являются специально обозначенными для того, чтобы предусматривать дополнительные полезные примеры настоящего изобретения. Далее будут описаны различные примеры со ссылками на чертежи.
В одном примере батарея для электроинструмента включает в себя, по меньшей мере, один элемент батареи, микрокомпьютер и периферийную схему. Микрокомпьютер выполняет управление согласно процедуре функционирования во время использования батареи и выполняет управление согласно процедуре ожидания во время, когда батарея не используется. Периферийная схема может детектировать состояние батареи, по меньшей мере, одного элемента батареи и поддерживает связь с микрокомпьютером. В соответствии с процедурой функционирования микрокомпьютер работает в активном режиме для активизации периферийной схемы и для выполнения управления зарядкой или разрядкой, по меньшей мере, одного элемента батареи. Согласно процедуре ожидания микрокомпьютер работает в режиме ожидания для инактивации периферийной схемы, и в то же время микрокомпьютер периодически изменяет рабочий режим из режима ожидания в активный режим таким образом, что микрокомпьютер может получать данные о состоянии батареи, детектированные периферийной схемой в активном режиме.
Следовательно, можно периодически детектировать состояние батареи даже во время выполнения процедуры ожидания. В результате можно получать исторические данные о состоянии батареи без периодов неизвестности.
Состояние батареи может включать в себя температуру, и/или напряжение, и/или ток разряда, по меньшей мере, одного элемента батареи, при этом периферийная схема может включать в себя схему детектирования температуры, по меньшей мере, одного элемента батареи, и/или схему детектирования напряжения для детектирования напряжения, по меньшей мере, одного элемента батареи, и/или схему детектирования тока для детектирования тока разряда, по меньшей мере, для одного элемента батареи.
Следовательно, возможно получать данные об окружающей температуре, и/или о напряжении батареи, и/или токе разряда даже во время, когда батарея не используется.
Батарея может дополнительно включать в себя устройство памяти, способное хранить данные о состоянии батареи, детектированном периферийной схемой. Следовательно, устройство памяти может сохранять исторические данные о состоянии батареи.
Батарея может дополнительно включать в себя первый счетчик, а микрокомпьютер может увеличивать первый счетчик каждый раз, когда режим работы изменяется от режима ожидания в активный режим. Это дает возможность вычисления времени в течение выполнения режима ожидания. Другими словами, возможно получать накопленное время в течение времени, когда батарея не используется.
Микрокомпьютер периодически изменяет режим работы из режима ожидания в активный режим для первого периода, и микрокомпьютер периодически увеличивает второй счетчик для второго периода во время активного режима. Это дает возможность вычислять время в течение активного режима. Другими словами, возможно получать накопленное время в течение времени, когда батарея используется. Второй счетчик может отличаться от первого счетчика. В качестве альтернативы первый счетчик может также служить в качестве второго счетчика.
Батарея может дополнительно включать в себя разъем для подключения устройства памяти к внешнему устройству таким образом, что данные, сохраненные в устройстве памяти, могут быть переданы к внешнему устройству посредством разъема. Например, внешнее устройство может быть персональным компьютером, который может считывать данные, сохраненные на устройстве памяти.
Далее со ссылкой на фиг.1-8 будет описан характерный пример. Со ссылкой на фиг.1 показана батарея 10, соединенная с электроинструментом 30.
Общая конструкция батареи
Батарея 10 может быть соединена с электроинструментом 30 для использования в качестве источника питания электроинструмента 30, как показано на фиг.1. К тому же, как показано на фиг.2, батарея 10 может быть соединена с зарядным устройством 40, которое может подзаряжать батарею 10.
Как показано в конфигурации схемы на фиг.3, батарея может включать в себя множество элементов 12 батареи, служащих в качестве перезаряжаемых элементов батареи. Элементы 12 батареи могут быть, например, ионно-литиевыми элементами батареи. Элементы 12 батареи соединяются последовательно для того, чтобы подавать требуемое напряжение. Шунтирующий резистор 14, служащий в качестве устройства детектирования тока, предусмотрен на отрицательной линии 11n, которая соединяется с отрицательной стороной последовательно соединенных элементов 12 батареи.
Шунтирующий резистор 14 может иметь относительно небольшое значение сопротивления для того, чтобы пресекать падение напряжения. Следовательно, ток разряда или ток заряда элементов 12 батареи детектируется шунтирующим резистором 14 как сигнал слабого напряжения (соответствующий преобразованному значению из тока). Сигнал слабого напряжения усиливается усилителем 15 до заданного уровня напряжения, а сигнал усиленного напряжения затем подается в секцию 22 мониторинга и управляющий микрокомпьютер 24. Сигнал напряжения, усиленный усилителем 15, будет в дальнейшем также именоваться "сигналом тока разряда" или "сигналом тока заряда".
Термистор (не показан) соединен со сборкой последовательно соединенных элементов 12 батареи (в дальнейшем именуемой "сборкой 120 элементов") и может детектировать температуру сборки 120 элементов. Выходной сигнал от термистора преобразуется в сигнал напряжения схемой 26 детектирования температуры, а затем сигнал напряжения вводится в управляющий микрокомпьютер 24.
Схема детектирования напряжения и секция мониторинга
Батарея 10 включает в себя схему 21 детектирования напряжения в дополнение к секции 22 мониторинга, управляющему микрокомпьютеру 24 и схеме 26 детектирования температуры.
Схема 21 детектирования напряжения служит для детектирования напряжения каждого из элементов 12 батареи и может выводить сигнал напряжения, соответствующий напряжению последовательно соединенных элементов 12 батареи (т.е. напряжение сборки 120 элементов) в секцию 22 мониторинга. Напряжение последовательно соединенных элементов 12 батареи в дальнейшем будет именоваться "напряжением батареи", а сигнал напряжения, соответствующий напряжению батареи, будет в дальнейшем называться "сигналом напряжения" элементов 12 батареи.
Секция 22 мониторинга может быть интегральной схемой (ИС), которая служит для преобразования сигнала напряжения элементов 12 батареи, сигнала тока разряда и сигнала тока заряда в цифровые данные, которые передаются к управляющему микрокомпьютеру 24. Как показано на фиг.3, секция 22 мониторинга имеет входной контакт Ki1 для приема сигнала напряжения элементов 12 батареи и входной контакт Ki6 для приема сигнала тока разряда и сигнала тока заряда, а также выходной контакт Ko1, с которого цифровые данные передаются к управляющему микрокомпьютеру 24.
Управляющий микрокомпьютер
Управляющий микрокомпьютер 24 осуществляет управление разрядкой и управление зарядкой на основе данных о напряжении элементов 12 батареи, данных о токе разряда и токе заряда, данных о температуре элементов 12 батареи и т.д. Как показано на фиг.3, управляющий микрокомпьютер 24 имеет входной контакт Ci3 для приема данных, переданных от секции 22 мониторинга, контакт Ci6 ввода для приема сигнала тока заряда и сигнала тока разряда и входной контакт Ci2 для приема сигнала температуры от схемы 26 детектирования температуры. Управляющий микрокомпьютер 24 также включает в себя входной контакт Ci8 для приема сигнала детектирования от схемы 27 детектирования Vcc, которая детектирует напряжение Vcc источника питания постоянного напряжения зарядного устройства 40.
Управляющий микрокомпьютер 24 дополнительно включает в себя выходной контакт Co1 для вывода сигнала остановки работы к электроинструменту 30 и контакт Co2 связи для осуществления связи с зарядным устройством 40 батареи или персональным компьютером (не показан).
Разъем батареи
Схема 21 детектирования напряжения, секция 22 мониторинга, управляющий микрокомпьютер 24, схема 26 детектирования температуры и т.д. расположены в пределах корпуса 10h батареи 10 (фиг.1 и 2). Разъем 28 для электрического соединения батареи 10 с электроинструментом 30 и зарядным устройством 40 (фиг.3) устанавливается на верхней поверхности 10u корпуса 10h (фиг.1). Как показано на фиг.3, разъем 28 включает в себя положительный контакт P и отрицательный контакт N, соединенные с положительным электродом и отрицательным электродом сборки 120 элементов. Разъем 28 также включает в себя контакт Vcc, соединенный со схемой 27 детектирования Vcc, контакт AS автостопа, соединенный с выходным контактом Co1 управляющего микрокомпьютера 24, и контакт ID, соединенный с контактом Co2 связи управляющего микрокомпьютера 24.
Когда батарея 10 механически соединяется с электроинструментом 30, как показано на фиг.1, положительный контакт P и отрицательный контакт N батареи 10 соединяются с контактом P источника питания и контактом N источника питания электроинструмента 30 (фиг.5). При этом контакт AS автостопа батареи 10 соединяется с контактом AS автостопа электроинструмента 30, как показано на фиг.5. Контакт AS автостопа электроинструмента 30 соединяется со схемой 32 возбуждения.
Когда курковой переключатель 35, служащий в качестве основного переключателя электроинструмента 30, нажимается, чтобы переключать из положения "выключено" в положение "включено", питание подается от батареи 10 к схеме 34 источника питания таким образом, что на контакте AS автостопа электроинструмента 30 возникает напряжение. Следовательно, управляющий микрокомпьютер 24 может детектировать действие включения куркового выключателя 35 на основе сигнала напряжения, который подается к выходному контакту Co1 управляющего микрокомпьютера 24, расположенного в пределах батареи 10.
С другой стороны, когда батарея 10 соединяется с зарядным устройством 40, положительный и отрицательный контакты P и N батареи 10 соединяются с положительным P контактом и отрицательным N контактом схемы 41 источника питания зарядного устройства 40 (фиг.4). Кроме того, контакт Vcc батареи 10 соединяется с контактом Vcc источника питания постоянного напряжения зарядного устройства 40, а контакт ID батареи 10 соединяется с контактом ID связи микрокомпьютера 43 зарядного устройства 40.
Работа батареи
Далее будет описана работа батареи 10 со ссылкой на последовательности операций, показанные на фиг.6 и 7. Программа для выполнения последовательностей операций, показанных на фиг.6 и 7, может быть сохранена в устройстве памяти управляющего микрокомпьютера 24.
Сначала работа батареи 10 будет описана по отношению к работе в активном режиме, выполняемом во время использования батареи 10, когда батарея 10 механически и электрически соединена с зарядным устройством 40 или когда батарея 10 механически или электрически соединяется с электроинструментом 30, а курковой выключатель 35 находится в состоянии "включено" (см. фиг.1 и 5). Процедура последовательности операций, выполняемая в активном режиме, будет в дальнейшем именоваться "процедурой функционирования".
В процедуре функционирования, показанной на фиг.6, последовательность операций сначала переходит к этапам S101 и S102, на которых выполняются начальная настройка и настройка функционирования (настройка синхрогенератора с высокой скоростью) управляющего микрокомпьютера 24. Затем к периферийным схемам управляющего микрокомпьютера 24 подается питание. Периферийные схемы могут включать в себя схему 21 детектирования напряжения, секцию 22 мониторинга, усилитель 15, схему 26 детектирования температуры и схему 27 детектирования Vcc. Затем последовательность операций переходит к этапу S103, на котором детектируются или определяются значения напряжения, ток разряда или ток заряда и температура элементов 20 батареи 10.
Далее последовательность операций переходит от этапа S103 к этапу S104, на котором определяется, соединена ли электрически батарея 10 с зарядным устройством 40. Если батарея 10 электрически соединена с зарядным устройством 40 батареи (см. фиг.2), схема 27 детектирования (см. фиг.3) детектирует напряжение Vcc зарядного устройства 40 батареи таким образом, что результат определения на этапе S104 становится равным значению "Да". В этом случае последовательность операций далее переходит к этапу S106, на котором выполняется управление зарядом. Если батарея 10 соединена с электроинструментом 30 (см. фиг.1), схема 27 детектирования Vcc (см. фиг.3) не может детектировать напряжение Vcc зарядного устройства 40 батареи, таким образом, что результат определения на этапе S104 становится равным значению "Нет". В этом случае последовательность операций далее переходит к этапу S105, на котором выполняется управление разрядом. Последовательность операций от этапов S105 и S106 переходит к этапу S107, на котором исторические данные, полученные во время работы батареи 10 (т.е. во время использования батареи 10), сохраняются в устройстве памяти (например, EEPROM), которое предусмотрено в управляющем микрокомпьютере 24. Исторические данные могут включать в себя значение напряжения элементов 12 батареи (в дальнейшем для простоты именуемое "напряжение батареи"), ток разряда или ток заряда, температуру элементов 12 батареи (в дальнейшем для простоты именуемую "температурой батареи") и т.д.
Далее последовательность операций переходит к этапу S108, на котором осуществляется увеличение счетчика (счетчика срока эксплуатации). Счетчик предусмотрен в устройстве памяти (например, EEPROM) управляющего микрокомпьютера. Затем последовательность операций переходит к этапу S109, на котором выполняется определение, должна ли последовательность операций перейти к процедуре ожидания, которая показана на фиг.7.
В данной заявке счетчик (счетчик срока эксплуатации) служит для подсчета времени, истекшего после отгрузки батареи 10 с завода, где батарея была изготовлена.
Процедура ожидания является процедурой последовательности операций, выполняемой в режиме ожидания, в течение времени, когда батарея 10 не используется, т.е. когда батарея 10 не является соединенной ни с зарядным устройством 40, ни с электроинструментом 30, или когда курковой выключатель 35 (см. фиг.1 и 5) не находится в состоянии "включено", хотя батарея 30 электрически соединена с электроинструментом 30. Далее со ссылкой к фиг.7 будет описана блок-схема последовательности операций работы батареи 10 в режиме ожидания.
Если результат определения на этапе S109 имеет значение "Нет" во время работы батареи 10 в активном режиме, последовательность операций возвращается к этапу S103. Таким образом, поскольку батарея 10 работает в активном режиме, этапы c S103 по S109 выполняются повторно с заданным циклическим периодом, например 0,5 секунд. Счетчик (счетчик срока эксплуатации) увеличивается на количество циклов заданного циклического периода этапов с 103 по 109.
Если батарея 10, например, отсоединяется от зарядного устройства 40 после завершения операции заряда, результат определения на этапе S109 имеет значение "Да". После заданного времени, например около минуты, после определения "Да" на этапе S109 последовательность операций переходит к процедуре ожидания (фиг.7).
После того как последовательность операций перешла к процедуре ожидания, показанной на фиг.7, на этапе S121 снова выполняется настройка функционирования (настройка синхрогенератора с высокой скоростью) управляющего микрокомпьютера 24, а к периферийным схемам управляющего микрокомпьютера 24, включающим в себя схему 21 детектирования напряжения, секцию 22 мониторинга, усилитель 15, схему 26 детектирования температуры и схему 27 детектирования Vcc, подается питание. Впоследствии последовательность операций переходит к этапу S122, на котором детектируются или определяются значение напряжения элементов 20 батареи 10 (напряжение батареи), ток разряда или ток заряда и температура элементов 20 батареи (температура батареи). Таким образом, в момент перехода в режим ожидания детектируются или определяются напряжение батареи, ток разряда или ток заряда и температура батареи. Далее последовательность операций переходит к этапам S123, S124 и S125. На этапе S123 определяется, был ли детектирован или определен ток разряда. На этапе S124 определяется, было ли детектировано или определено состояние курка 35. На этапе S125 определяется, была ли батарея 10 электрически соединена с зарядным устройством 40. Если определение на любом из этапов S123, S124 и S125 имеет значение "Да", последовательность операций возвращается к процедуре функционирования, показанной на фиг.6. Более точно, последовательность операций переходит к этапу S103 процедуры функционирования.
Если для всех определений, выполненных на этапах S123, S124 и S125, значение является равным "Нет", другими словами, если на этапе S123 не был детектирован ток разряда, на этапе S124 для куркового выключателя не было детектировано состояние "включено", и если на этапе S125 не было детектировано электрическое соединение с зарядным устройством 40, последовательность операций переходит к этапу S126, на котором данные, включающие в себя напряжение батареи, ток разряда и температуру батареи и т.д., в момент перехода к процедуре ожидания сохраняются в устройстве памяти (например, EEPROM).
После этапа S126 последовательность операций переходит к этапу S127, на котором увеличивается счетчик срока эксплуатации, и последовательность операций переходит далее к этапу S128, на котором выполняется определение, находится или нет батарея 10 в состоянии повышенной разрядки. Состояние повышенной разрядки является состоянием, в котором напряжение батареи (напряжение последовательно соединенных элементов 20 батареи) находится ниже допустимого значения. Если определение на этапе S128 имеет значение "Да", управляющий микрокомпьютер 24 прекращает работу и работа батареи 10 завершается.
Если определение на этапе S128 имеет значение "Нет", последовательность операций переходит к этапу S129, на котором выполняется настройка для режима ожидания (настройка синхрогенератора с низкой скоростью) управляющего микрокомпьютера. Затем подача питания к периферийным схемам, включающим в себя схему 21 детектирования напряжения, секцию 22 мониторинга, усилитель 15, схему 26 детектирования температуры и схему 27 детектирования Vcc, завершается, таким образом, работа периферийных схем останавливается. Таким образом, батарея 10 переходит в режим ожидания, который является режимом с низким потреблением питания. Впоследствии повторно выполняются этапы S130 и S131, пока не будет детектирован сигнал активизации или пока не истечет заданное время (например, около одной минуты) после начала режима ожидания (режима низкого потребления питания). На этапе S130 выполняется определение, был ли детектирован сигнал активизации. На этапе S131 выполняется определение, истекло ли заданное время после начала этапа ожидания. Таким образом, если на этапе S131 был детектирован сигнал активизации и если на этапе S131 истекло заданное время после начала режима ожидания, тогда последовательность операций возвращается к этапу S121. Следовательно, снова выполняется настройка функционирования управляющего микрокомпьютера 24, и питание подается к периферийным схемам, включающим в себя схему 21 детектирования напряжения, секцию 22 мониторинга, усилитель 15, схему 26 детектирования температуры и схему 27 детектирования Vcc. Напряжение батареи, ток разряда или заряда и температура батареи детектируются или определяются на этапе S122, и детектированные или определенные данные сохраняются на этапе S126. Впоследствии на этапе S127 счетчик (счетчик срока эксплуатации) увеличивается, и батарея 10 на этапе S129 переходит в режим ожидания (режим с небольшим потреблением питания). На этапе S131 продолжается режим ожидания, пока не истечет заданное время.
Как описано выше, если последовательность операций переходит от процедуры функционирования, показанной на фиг.6, к процедуре ожидания, показанной на фиг.7, а режим работы батареи 10 изменяется из активного режима в режим ожидания, режим ожидания продолжится в течение заданного времени (например, около одной минуты). Впоследствии режим работы изменяется в активный режим, который продолжается в течение короткого периода времени, как показано на фиг.8, таким образом, что детектируются или определяются напряжение батареи, ток разряда или заряда и температура батареи, а счетчик срока эксплуатации увеличивается. В процедуре ожидания на этапе S127 счетчик увеличивается на 120 единиц для согласованности с циклическим периодом (например, около 0,5 секунд) в процедуре функционирования. Таким образом, 120 единиц счетчика соответствуют одной минуте (заданное время на этапе S131), если одна единица соответствует 0,5 сек. Умножая число единиц на заданное время (например, 0,5 сек), соответствующее одной единице, возможно получить время, истекшее после того, как батарея 10 была изготовлена (более точно, время, прошедшее после того, как батарея 10 была отгружена).
Режим ожидания продолжается в течение заданного времени (например, около одной минуты) перед тем, как режим ожидания переключится в активный режим, который продолжается в течение короткого промежутка времени (например, около одной минуты). Изменение из режима ожидания в активный режим выполняется повторно. Таким образом, счетчик срока эксплуатации увеличивается даже после того, как режим работы перешел из режима ожидания в активный режим. Как замечено выше, активный режим продолжается в течение короткого промежутка времени, например около 0,5 секунд.
Во время режима ожидания, если детектируется соединение между батареей 10 и зарядным устройством 40 или если детектируется состояние "включено" куркового выключателя 35, определение на этапе S130 (определение был или нет детектирован сигнал активизации) будет иметь значение "Да" и последовательность операций переходит к процедуре функционирования, показанной на фиг.6, через этапы с S121 по этап S125.
Преимущества батареи настоящего примера воплощения
Согласно этому примеру батареи 10 в процедуре ожидания режим работы управляющего микрокомпьютера 24 периодически изменяется от режима ожидания в активный режим, в котором определяется состояние батареи. Другими словами, состояние батареи, такое как напряжение батареи, ток разряда или заряда и температура батареи, может периодически детектироваться в процедуре ожидания. Следовательно, в исторических данных состояния батареи не может возникать периодов неопределенности.
При этом исторические данные могут быть сохранены в устройстве памяти (например, EEPROM), предусмотренном в управляющем микрокомпьютере 24.
Дополнительно возможно подсчитать время режима ожидания, т.е. время, в течение которого батарея 10 не используется. Также возможно подсчитать время активного режима, т.е. время использования батареи 10.
Более того, поскольку выходной контакт Co2 управляющего микрокомпьютера 24 соединяется с контактом связи (контактом ID), исторические данные, сохраненные на устройстве памяти (например, EEPROM), могут быть считаны внешним персональным компьютером или т.п.
Возможные модификации
Вышеприведенный пример может быть модифицирован различными способами. Например, хотя в качестве устройства памяти для хранения данных о состоянии батареи было использовано устройство памяти (например, EEPROM) управляющего микрокомпьютера 24, возможно использовать отдельное устройство памяти, предусмотренное вне управляющего микрокомпьютера 24 для хранения данных.
К тому же, хотя в процедуре ожидания режим работы переходит из режима ожидания в активный режим для циклического периода, составляющего около одной минуты, такой циклический период может быть подходящим образом настроен на период, отличный от одной минуты.
Дополнительно, если емкость счетчика срока эксплуатации ограничена, возможно предусмотреть второй счетчик дополнительно к счетчику срока эксплуатации (первому счетчику), который увеличивается при процедуре функционирования. Во время периодического перехода из режима ожидания в активный режим при процедуре ожидания второй счетчик может быть увеличен на одну единицу для каждого цикла изменения рабочего режима при процедуре ожидания. В этом случае время, истекшее с момента изготовления батареи 10 (более точно после отгрузки батареи), может быть вычислено по следующей формуле:
(значение счетчика срока эксплуатации)×(количество циклов при процедуре функционирования)+(значение второго счетчика)× (количество циклов при процедуре ожидания).

Claims (15)

1. Батарея для электроинструмента, содержащая:
по меньшей мере, один элемент батареи:
микрокомпьютер, выполняющий управление согласно процедуре функционирования во время использования батареи и выполняющий управление согласно процедуре ожидания во время, когда батарея не используется;
периферийную схему, способную детектировать состояние батареи, по меньшей мере, одного элемента батареи и поддерживающую связь с микрокомпьютером;
при этом
процедура функционирования предусматривает активный режим, в котором активизируется периферийная схема таким образом, что управление зарядкой или управление разрядкой, по меньшей мере, одного элемента батареи может быть выполнено;
процедура ожидания предусматривает режим ожидания, в котором инактивируется периферийная схема и вызывается периодическое изменение от режима ожидания к активному режиму таким образом, что микрокомпьютер может получать данные о состоянии батареи от периферийной схемы во время активного режима.
2. Батарея по п.1, в которой состояние батареи включает в себя температуру, по меньшей мере, одного элемента батареи, а периферийная схема содержит схему детектирования температуры для детектирования температуры, по меньшей мере, одного элемента батареи.
3. Батарея по п.1, в которой состояние батареи включает напряжение, по меньшей мере, одного элемента батареи, а периферийная схема содержит схему детектирования напряжения для детектирования напряжения, по меньшей мере, одного элемента батареи.
4. Батарея по п.1, в которой состояние батареи включает в себя ток разряда, по меньшей мере, одного элемента батареи, а периферийная схема содержит схему детектирования тока для детектирования тока разряда.
5. Батарея по любому из пп.1-4, дополнительно содержащая устройство памяти, способное сохранять данные о состоянии батареи, детектированные периферийной схемой.
6. Батарея по любому из пп.1-4, дополнительно содержащая первый счетчик, причем микрокомпьютер увеличивает первый счетчик каждый раз, когда режим ожидания переходит в активный режим.
7. Батарея по п.6, в которой микрокомпьютер периодически переходит из режима ожидания в активный режим для первого периода и микрокомпьютер периодически увеличивает второй счетчик для второго периода во время активного режима.
8. Батарея по п.7, в которой первый счетчик также служит в качестве второго счетчика.
9. Батарея по п.5, дополнительно содержащая разъем для подключения устройства памяти к внешнему устройству таким образом, что данные, сохраненные в устройстве памяти, могут быть переданы к внешнему устройству посредством разъема.
10. Батарея для электроинструмента, содержащая:
по меньшей мере, один элемент батареи:
устройство детектирования, способное детектировать состояние батареи, по меньшей мере, одного элемента батареи; и
микрокомпьютер, поддерживающий связь с устройством детектирования;
при этом
микрокомпьютер управляет подачей электропитания к устройству детектирования, когда батарея электрически соединена с электроинструментом или зарядным устройством; и
микрокомпьютер управляет периодической подачей электропитания, по меньшей мере, одного элемента батареи к устройству детектирования, когда батарея не соединена ни с электроинструментом, ни с зарядным устройством.
11. Батарея по п.10, дополнительно содержащая устройство памяти, способное хранить данные о состоянии элемента батареи, детектированные устройством детектирования.
12. Батарея по п.10, дополнительно содержащая счетчик, способный подсчитывать время соединения батареи с электроинструментом или зарядным устройством и отсутствия соединения с электроинструментом или с зарядным устройством.
13. Батарея для электроинструмента, содержащая:
по меньшей мере, один элемент батареи:
периферийное устройство, выполненное с возможностью детектирования состояния батареи, по меньшей мере, одного элемента батареи; и
микрокомпьютер, поддерживающий связь с периферийным устройством таким образом, что периферийное устройство периодически детектирует состояние батареи под управлением микрокомпьютера во время, когда батарея находится в неиспользуемом состоянии.
14. Батарея по п.13, в которой неиспользуемое состояние является состоянием, в котором электропитание, по меньшей мере, одного элемента батареи не подается к электроинструменту.
15. Батарея по п.13, в которой неиспользуемое состояние является состоянием, в котором электропитание, по меньшей мере, одного элемента батареи не подается к электроинструменту и, по меньшей мере, один элемент батареи не является электрически соединенным с зарядным устройством.
RU2011153682/07A 2010-12-28 2011-12-27 Батареи для электроинструментов RU2569322C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010-292565 2010-12-28
JP2010292565A JP5744509B2 (ja) 2010-12-28 2010-12-28 電動工具用バッテリ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2011153682A RU2011153682A (ru) 2013-07-10
RU2569322C2 true RU2569322C2 (ru) 2015-11-20

Family

ID=45463361

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011153682/07A RU2569322C2 (ru) 2010-12-28 2011-12-27 Батареи для электроинструментов

Country Status (6)

Country Link
US (1) US9214702B2 (ru)
EP (1) EP2472666B1 (ru)
JP (1) JP5744509B2 (ru)
KR (1) KR101355218B1 (ru)
CN (1) CN102544603A (ru)
RU (1) RU2569322C2 (ru)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104205736B (zh) * 2012-03-21 2018-01-12 胡斯华纳有限公司 用于在动力工具的控制系统与计算设备之间传送数据的方法
US20130314047A1 (en) * 2012-05-24 2013-11-28 Heartware, Inc. Low-power battery pack with safety system
JP6474950B2 (ja) 2013-03-28 2019-02-27 株式会社マキタ 電動機器システム
EP2804248A1 (de) * 2013-05-17 2014-11-19 VEGA Grieshaber KG Sicherstellung der Funktionsbereitschaft von Batterien
US10185325B2 (en) 2013-12-19 2019-01-22 Husqvarna Ab Obstacle detection for a robotic working tool
JP2015196196A (ja) * 2014-03-31 2015-11-09 日立工機株式会社 電動工具
US20160093921A1 (en) * 2014-09-25 2016-03-31 Apple Inc. Cell voltage sensing for rechargeable battery packs
US9746894B1 (en) * 2014-11-26 2017-08-29 Amazon Technologies, Inc. Dynamic threshold voltage compensation
EP3285348B1 (en) * 2015-01-13 2020-06-03 Trane International Inc. Sleep current failure detection
US9917457B2 (en) 2015-02-02 2018-03-13 Black & Decker Inc. Power tool with USB connection
US10295990B2 (en) 2015-05-18 2019-05-21 Milwaukee Electric Tool Corporation User interface for tool configuration and data capture
SE1551240A1 (en) * 2015-09-29 2017-03-30 Husqvarna Ab Apparatus and system for providing a connected battery
JP6111315B1 (ja) * 2015-11-27 2017-04-05 京セラ株式会社 触感呈示装置
JP2017177324A (ja) * 2017-05-08 2017-10-05 株式会社マキタ 電動機器システム
EP3454407A1 (de) * 2017-09-07 2019-03-13 HILTI Aktiengesellschaft Verfahren zum steuern eines akkumulators an einer werkzeugmaschine
EP3950164A4 (en) * 2019-03-27 2023-04-12 Zhejiang Value Mechanical & Electrical Products Co., Ltd. ELECTRIC TUBE EXPANDER
CN112014741A (zh) * 2019-05-31 2020-12-01 东莞新能源科技有限公司 电池析锂检测方法、电池、终端设备及存储介质
CN111478581B (zh) * 2020-05-15 2023-04-25 电子科技大学 一种具有宽输入电压范围的上功率管导通时间计时电路
KR20220088381A (ko) 2022-06-07 2022-06-27 계양전기 주식회사 배터리 잔량 표시기능을 갖는 전동공구

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4748344A (en) * 1987-03-23 1988-05-31 Peter Sing Portable power supply carrier
US6104162A (en) * 1999-09-11 2000-08-15 Sainsbury; Simon R. Method and apparatus for multi-power source for power tools
JP2005278375A (ja) * 2004-03-26 2005-10-06 Hitachi Koki Co Ltd 直流電源装置及び該直流電源装置に用いるアダプタ
RU2277279C2 (ru) * 2003-07-18 2006-05-27 Хитачи Коки Ко., Лтд. Источник постоянного тока с функцией зарядки аккумуляторных батарей
US20090071675A1 (en) * 2006-02-28 2009-03-19 Hiroyuki Hanawa Battery pack and cordless tool using the same
RU2389118C2 (ru) * 2003-11-20 2010-05-10 Пелленк (Сосьете Аноним) Портативный автономный электросиловой инструмент

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997020225A1 (fr) * 1994-05-31 1997-06-05 Omron Corporation Dispositif et procede d'estimation de la duree de vie restante d'une batterie
JPH10164764A (ja) * 1996-11-25 1998-06-19 Yamaha Motor Co Ltd 電池容量監視方法
JPH11198057A (ja) * 1998-01-07 1999-07-27 Japan Storage Battery Co Ltd 電動工具
JP4013003B2 (ja) * 1998-03-27 2007-11-28 宇部興産株式会社 バッテリーパック
US7157882B2 (en) 2002-11-22 2007-01-02 Milwaukee Electric Tool Corporation Method and system for battery protection employing a selectively-actuated switch
CN101620427B (zh) 2003-11-24 2012-06-06 密尔沃基电动工具公司 用于电池保护的方法和系统
CN1989674B (zh) * 2004-05-24 2012-06-13 密尔沃基电动工具公司 电池保护方法和系统
JP4183004B2 (ja) * 2006-11-14 2008-11-19 ソニー株式会社 電池パック
CN101714647B (zh) 2008-10-08 2012-11-28 株式会社牧田 电动工具用蓄电池匣以及电动工具
JP5313616B2 (ja) 2008-10-08 2013-10-09 株式会社マキタ 電動工具用バッテリパック及び電動工具
JP5567038B2 (ja) * 2009-03-05 2014-08-06 イーグルピッチャー テクノロジーズ，エルエルシー 非晶質または半結晶性の銅マンガン酸化物のカソード材料を有する非水セルのための寿命終末期の指示システムおよび方法
US8663825B2 (en) 2009-03-05 2014-03-04 Eaglepicher Technologies, Llc End of life indication system and method for non-aqueous cell having amorphous or semi-crystalline copper manganese oxide cathode material
KR101084799B1 (ko) 2009-09-08 2011-11-21 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4748344A (en) * 1987-03-23 1988-05-31 Peter Sing Portable power supply carrier
US6104162A (en) * 1999-09-11 2000-08-15 Sainsbury; Simon R. Method and apparatus for multi-power source for power tools
RU2277279C2 (ru) * 2003-07-18 2006-05-27 Хитачи Коки Ко., Лтд. Источник постоянного тока с функцией зарядки аккумуляторных батарей
RU2389118C2 (ru) * 2003-11-20 2010-05-10 Пелленк (Сосьете Аноним) Портативный автономный электросиловой инструмент
JP2005278375A (ja) * 2004-03-26 2005-10-06 Hitachi Koki Co Ltd 直流電源装置及び該直流電源装置に用いるアダプタ
US20090071675A1 (en) * 2006-02-28 2009-03-19 Hiroyuki Hanawa Battery pack and cordless tool using the same

Also Published As

Publication number Publication date
RU2011153682A (ru) 2013-07-10
CN102544603A (zh) 2012-07-04
US9214702B2 (en) 2015-12-15
JP2012139751A (ja) 2012-07-26
EP2472666B1 (en) 2013-07-24
US20120166847A1 (en) 2012-06-28
KR20120089997A (ko) 2012-08-16
KR101355218B1 (ko) 2014-01-23
JP5744509B2 (ja) 2015-07-08
EP2472666A1 (en) 2012-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2569322C2 (ru) Батареи для электроинструментов
US8766599B2 (en) Battery pack including charged/discharge switch
US7495416B2 (en) Battery pack, battery protection processing apparatus, and startup control method of the battery protection processing apparatus
TWI390815B (zh) 匣式電池之控制方法
US8742724B2 (en) Battery pack for power tool, and power tool
US7579811B2 (en) Battery pack, battery protection processing apparatus and control method thereof
US9728994B2 (en) Device for charging an accumulator and having a storage charge mode
US6294894B1 (en) Rechargeable battery arrangement
US9077054B2 (en) Battery pack for electric power tool with reduced difference in voltages of multiple cells constituting battery
JP2010093953A (ja) 電動工具用バッテリパック及び電動工具
US20140375231A1 (en) Battery pack
JP2005160233A (ja) 組電池及び電池パック
JP2009033843A (ja) 充電装置および充電方法
JP2010011594A (ja) 充電回路
JP2009112180A (ja) パック電池及びその制御方法
JP2012023849A (ja) 二次電池の充電方法および充電装置
US10886573B2 (en) Battery pack and electric device including battery pack
JPH1118314A (ja) リチウムイオン二次電池の充電方法およびその充電装置
JP2005245056A (ja) 電池パック、充電式電動器具セット
JP4013289B2 (ja) 非水系二次電池の充電方法およびその充電装置
JP7228501B2 (ja) 充電装置を備えた電子機器
TWM526686U (zh) 用於車輛的電池監測模組、電池模組及其車輛
TWI601968B (zh) Battery monitoring module for vehicle, monitoring method, battery module and vehicle thereof
JP3366276B2 (ja) 電池の状態の表示装置を有する電池パック
JP2013219953A (ja) 充電器