WO2020213267A1 - 電力供給装置及び現場用電気システム - Google Patents
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Definitions
- This disclosure relates to a technology for supplying electric power from a battery pack to an on-site electric device.
- the power supply device disclosed in Patent Document 1 below is configured to be connected to a power tool and a plurality of battery packs. This power supply device selects an arbitrary battery pack from a plurality of battery packs connected to the power supply device, electrically connects the selected battery pack to the power tool, and supplies power to the power tool. It is configured to supply.
- the battery pack electrically connected to the power tool is switched from the first battery pack to the second battery pack during the operation of the power tool.
- the operation of the power tool suddenly changes due to the difference between the voltage of the first battery pack and the voltage of the second battery pack, and the machining work using the power tool becomes stable. May be less sexual.
- one aspect of the present disclosure is preferably to be able to suppress changes in the operation of the on-site electrical equipment during operation due to switching of the battery pack used as the power source.
- the power supply device in one aspect of the present disclosure includes a battery connection unit, a device connection unit, a power supply selection unit, a stop determination unit, a power supply switching unit, and an operation unit.
- the battery connection is configured to connect to a plurality of battery packs.
- the device connection is configured to connect to the field electrical device and supply the field electrical device with power supplied from any of the plurality of battery packs connected to the battery connection.
- the power supply selection unit is configured to select a power supply pack to be used as a power source for field electrical equipment from a plurality of battery packs connected to the battery connection unit.
- the stop determination unit is configured to determine whether or not the field electrical equipment connected to the equipment connection unit is in the stopped state.
- the power switching unit is configured to electrically connect the power pack selected by the power selection unit to the device connection unit.
- the operating unit is configured to operate the power switching unit in response to the stop determination unit determining that the field electrical equipment is in the stopped state.
- the power pack is switched according to the state of the on-site electric device being stopped, so that it is possible to suppress a change in the operation of the on-site electric device during operation. ..
- the on-site electrical equipment may be electrical equipment used at work sites such as do-it-yourself, manufacturing, horticulture, and construction.
- the power supply device may further include an operation acquisition unit configured to acquire an operation signal output from the field electrical equipment.
- the stop determination unit may be configured to determine whether or not the field electrical equipment is in the stopped state based on the state of the operation signal acquired by the operation acquisition unit.
- Such a power supply device can determine whether or not the on-site electric device is in the stopped state based on the operation signal output from the on-site electric device, and can switch the power pack.
- the operating unit operates the power switching unit when the time for which the stop determination unit continuously determines that the on-site electrical equipment is in the stopped state reaches a predetermined predetermined time. It may be configured.
- the power switching unit operates when the on-site electric device is temporarily stopped for a time less than the specified time due to, for example, intermittent operation of the on-site electric device. Can be suppressed.
- the stop determination unit may be configured to determine that the field electrical equipment is in a stopped state according to the current value supplied to the field electrical equipment being equal to or less than a predetermined operating current value. ..
- Such a power supply device can switch the power pack by determining whether or not the on-site electric device is in a stopped state based on the current value supplied to the on-site electric device.
- the on-site electrical equipment may include an electric work machine equipped with a motor.
- the electric work machine may be an electric device for performing a physical task.
- the power supply device may further include an equipment determination unit configured to determine whether or not the field electrical equipment connected to the equipment connection unit is an electric work machine.
- the operating unit of the power supply device may be configured to operate the power switching unit in response to the device determination unit determining that the on-site electric device connected to the device connection unit is not an electric work machine.
- Such a power supply device can switch the power pack during operation for field electrical equipment that is allowed to change its operation during operation.
- the operating unit operates the power switching unit when the voltage of the power pack becomes equal to or lower than a predetermined operating voltage. It may be configured as follows.
- Such a power supply device switches the power pack according to the voltage of the power pack becoming equal to or lower than the operating voltage, that is, the remaining power amount of the power pack decreases due to power consumption or the like. Can be done.
- the power supply device may further include a current measuring unit configured to measure the current value supplied to the field electrical equipment via the equipment connection unit.
- the device determination unit may be configured to determine whether or not the on-site electric device connected to the device connection unit is an electric work machine based on the current value measured by the current measurement unit.
- Such a power supply device can determine whether or not the on-site electric device is an electric work machine based on the current value supplied to the on-site electric device.
- the on-site electrical equipment is an electric work machine according to the magnitude of the fluctuation of the current value measured by the current measuring unit being equal to or less than the predetermined fluctuation threshold value during the predetermined period. It may be configured to determine that it is not.
- Such a power supply device can determine whether or not the on-site electric device is an electric work machine based on the magnitude of fluctuation of the current value supplied to the on-site electric device.
- the device determination unit may be configured to determine that the field electrical equipment is not an electric work machine, depending on whether the current value measured by the current measurement unit is equal to or less than a predetermined current threshold value.
- Such a power supply device can determine whether or not the on-site electric device is an electric work machine based on whether or not the current value supplied to the on-site electric device is equal to or less than the current threshold value. ..
- the power supply device may further include a voltage measuring unit configured to measure the voltage of each of the plurality of battery packs.
- the power supply selection unit may be configured to select the battery pack having the highest voltage among the plurality of battery packs as the power supply pack.
- Such a power supply device can uniformly consume the power of each of a plurality of battery packs.
- the battery selection unit may select one of the plurality of battery packs as the power pack according to a predetermined order.
- the plurality of battery packs may include a first battery pack and a second battery pack.
- the power switching unit simultaneously starts electrical disconnection from the device connection portion of the first battery pack and electrical connection to the device connection portion of the second battery pack, and the first battery pack to the second battery pack. It may be configured to switch the power pack to a battery pack.
- Such a power supply device can suppress the momentary interruption of the power supplied to the on-site electrical equipment when the power pack is switched from the first battery pack to the second battery pack.
- the field electrical system in another aspect of the present disclosure includes the power supply device described above and the field electrical equipment.
- Field electrical equipment is configured to connect to a power supply.
- the field electrical equipment includes an operation signal output unit configured to output an operation signal indicating that the field electrical equipment is in an operating state.
- the on-site electric system configured in this way can exert the same effect as the power supply device described above.
- the power supply voltage of the main controller is generated based on the voltages that can be supplied from a plurality of battery packs.
- the positive electrode and the negative electrode of the first battery pack or the positive electrode of the second battery pack And the negative electrode may short-circuit.
- this disclosure includes the following items.
- a first positive electrode terminal and a first ground terminal are provided, and the first positive electrode terminal and the first ground terminal are configured to be connected to the positive electrode and the negative electrode of the first battery pack, respectively.
- the first battery connection and A second positive electrode terminal and a second ground terminal are provided, and the second positive electrode terminal and the second ground terminal are configured to be connected to the positive electrode and the negative electrode of the second battery pack, respectively.
- a voltage generation unit including an input unit connected in parallel to the first battery connection unit and the second battery connection unit, and an output unit including a third positive electrode terminal and a third ground terminal. , The first voltage between the first positive electrode and the first negative electrode of the first battery connection, and / or the second positive electrode and the second of the second battery connection.
- a voltage generating unit configured to generate a third voltage based on the second voltage between the negative electrode and the third voltage and output the third voltage from the output unit.
- a switch that is connected to the first positive electrode terminal of the first battery connection portion and the second ground terminal of the second battery connection portion and is configured to selectively switch between a conductive state and a cutoff state. In the conductive state, the first positive electrode terminal and the second ground terminal are electrically connected, and in the cutoff state, the first positive electrode terminal and the second ground terminal are connected. With a switch configured to electrically disconnect, A power supply device including a current suppressor configured to suppress the flow of current from the second ground terminal to the first ground terminal.
- the current suppressor can suppress the flow of current from the second ground terminal to the first ground terminal, so that the first positive electrode terminal and the first ground terminal are short-circuited. Can be suppressed.
- the power supply device is a power supply device including a first diode having an anode connected to the third ground terminal and a cathode connected to the first ground terminal.
- the power supply device according to any one of the above items.
- the current suppressor is a power supply device including a second diode having an anode connected to the third ground terminal and a cathode connected to the second ground terminal.
- the power supply device according to any one of the above items.
- the first diode is a power supply device provided so that a current from the first battery pack flows.
- the power supply device according to any one of the above items.
- the second diode is a power supply device provided so that a current from the second battery pack flows.
- a control unit configured to control the power supply device is further provided.
- the voltage generation unit is a power supply device configured to supply the third voltage to the control unit.
- the power supply device according to any one of the above items.
- the first positive electrode terminal and the first ground terminal are added to the positive electrode and the negative electrode of the first battery pack, respectively, and at least one additional battery pack is used.
- a power supply device configured to connect to a positive electrode and a negative electrode.
- a first positive electrode terminal and a first ground terminal are provided, and the first positive electrode terminal and the first ground terminal are configured to be connected to the positive electrode and the negative electrode of the first battery pack, respectively.
- the first battery connection and A second positive electrode terminal and a second ground terminal are provided, and the second positive electrode terminal and the second ground terminal are configured to be connected to the positive electrode and the negative electrode of the second battery pack, respectively.
- a second output terminal electrically connected to the second positive electrode terminal and configured to output a voltage from the second positive electrode terminal.
- a current detector configured to measure and An output switch that is connected to the first output path and / or the second output path and is configured to selectively switch between a conductive state and a cutoff state. In the conductive state, the first output path and / or the first output path and /.
- an output switch configured to conduct the second output path and cut off the first output path and / or the second output path in the cutoff state is provided.
- the output switch has the first output path and / or the first output path in which a current value equal to or greater than the current threshold value is detected according to the current value detected by the current detection unit being equal to or greater than a predetermined current threshold value.
- a power supply device configured to block the second output path.
- the overcurrent flowing in the first output path or the second output path can be detected by the current detection unit, and the electrical connection of the output path through which the overcurrent flows can be cut off.
- the power supply device is further configured to measure a current value in a connection path in which the second ground terminal and the first positive electrode terminal are connected in series.
- a connection switch that is connected to the connection path and is configured to selectively switch between a conduction state and a cutoff state, so that the connection path is conducted in the continuity state and the connection path is cut off in the cutoff state.
- a connection switch configured in The connection switch cuts off the connection path in which a current value equal to or greater than the current threshold value is detected according to the current value detected by the current detection unit being equal to or greater than a predetermined current threshold value.
- connection path can be cut off when an overcurrent flows in the connection path.
- 1 ... field electrical system, 10 ... power supply device, 20a ... single output adapter, 20b ... multi-output adapter, 31 ... control unit, 33 ... first parallel connection unit, 35 ... second parallel connection unit, 37 ... output Voltage switch group, 39 ... Current detector, 41 ... Temperature detector, 50 ... Electrical equipment for field
- the field electrical system 1 of the present embodiment includes a power supply device 10, a single output adapter 20a, a multi-output adapter 20b, and an arbitrary field electrical device 50.
- the field electrical system 1 is configured to supply the power stored in the power supply device 10 to the field electrical equipment 50 via the single output adapter 20a or the multi-output adapter 20b.
- the power supply device 10 includes a battery accommodating portion 10a, a backpack belt 10b, an output connector 13, and an extension cable 15.
- the battery accommodating portion 10a is configured to accommodate a plurality of battery packs (BPs). Since these battery packs are housed inside the battery housing unit 10a, they are not shown in FIG.
- the battery accommodating portion 10a in the present embodiment is configured to accommodate up to eight battery packs.
- the battery accommodating portion 10a in another embodiment may be configured to accommodate up to 2 to 7 or 9 or more battery packs.
- the backpack belt 10b is provided in the battery housing portion 10a so that the user can carry the battery housing portion 10a on his back.
- the output connector 13 is electrically connected to the battery accommodating portion 10a via the extension cable 15.
- the output connector 13 is configured to selectively connect to both the single output connector 21a of the single output adapter 20a and the multi-output connector 21b of the multi-output adapter 20b.
- the single output adapter 20a is provided with a single output system, and outputs the output voltage (for example, 18 VDC) of any one battery pack via the single output system. More specifically, the single output adapter 20a includes the above-mentioned single output connector 21a, a device connection cable 23a, and a single device side unit 25a.
- the multi-output adapter 20b has two output systems, and outputs the output voltage of any two battery packs from these output systems.
- the multi-output adapter 20b includes the above-mentioned multi-output connector 21b, a device connection cable 23b, a first device side unit 25b1, and a second device side unit 25b2.
- the single device side unit 25a, the first device side unit 25b1, and the second device side unit 25b2 are configured to be detachably attached to the on-site electric device 50, respectively.
- the output connector 13 includes a ground terminal 13a, a first positive electrode terminal 13b, a second positive electrode terminal 13c, an identifier acquisition terminal 13d, and an authorization signal output terminal 13e.
- the ground terminal 13a is a terminal that serves as a reference potential (that is, 0V) of each output voltage of the battery pack housed in the battery housing portion 10a.
- the first positive electrode terminal 13b is a terminal that outputs the output voltage of any one battery pack.
- the second positive electrode terminal 13c is a terminal that outputs the output voltage of any one of the additional battery packs.
- the identifier acquisition terminal 13d is a terminal for acquiring the first identification information ID1 and the second identification information ID2.
- the permission signal output terminal 13e is a terminal for outputting the discharge permission signal DS.
- the first identification information ID 1 and the second identification information ID 2 are information indicating a voltage output state to be output from the output connector 13.
- the extension cable 15 includes a first power line 15a to a third power line 15c, a first signal line 15d, and a second signal line 15e.
- the first power line 15a to the third power line 15c are connected to the ground terminal 13a, the first positive electrode terminal 13b, and the second positive electrode terminal 13c of the output connector 13, respectively.
- the first signal line 15d and the second signal line 15e are connected to the identifier acquisition terminal 13d and the permission signal output terminal 13e of the output connector 13, respectively.
- the battery accommodating unit 10a includes a control unit 31, a first parallel connection unit 33, a second parallel connection unit 35, an output voltage switch group 37, a current detection unit 39, and a temperature detection unit. It includes 41, a voltage detection unit 43, a main voltage generation unit 45, a power switch 47, a first voltage generation unit 48, and a second voltage generation unit 49.
- the first parallel connection unit 33 includes the first battery connection unit 33a1 to the fourth battery connection unit 33a4, the first individual switch 33b1 to the fourth individual switch 33b4, the first ground 33e, and the first diode. 33f and the like.
- the first parallel connection 33 may include two, three, or five or more battery connections and two, three, or five or more individual switches. ..
- the first battery connection portion 33a1 to the fourth battery connection portion 33a4 are configured so that the first battery pack 33c1 to the fourth battery pack 33c4 can be attached and detached, respectively.
- Each of the first battery pack 33c1 to the fourth battery pack 33c4 includes a positive electrode terminal and a negative electrode terminal.
- the first individual switch 33b1 to the fourth individual switch 33b4 are connected in series to the first battery connection portion 33a1 to the fourth battery connection portion 33a4, respectively.
- the first individual switch 33b1 to the fourth individual switch 33b4 are configured to switch between a conductive state (that is, an on state) and a cutoff state (that is, an off state) based on the respective control signals from the control unit 31. ..
- the first parallel connection unit 33 is configured so that the first battery connection unit 33a1 to the fourth battery connection unit 33a4 can be connected in parallel in any combination, whereby the first battery pack 33c1 to the fourth battery pack 33c4 can be connected in parallel. Any combination can be connected in parallel.
- At least one of the first individual switch 33b1 to the fourth individual switch 33b4 is switched to the on state based on each control signal from the control unit 31. Then, the first parallel connection unit 33 outputs at least one corresponding output voltage from the first battery pack 33c1 to the fourth battery pack 33c4.
- the second parallel connection unit 35 includes the fifth battery connection unit 35a1 to the eighth battery connection unit 35a4, the fifth individual switch 35b1 to the eighth individual switch 35b4, the second ground 35e, and the second diode. 35f and the like.
- the second parallel connection 35 may include two, three, or five or more battery connections and two, three, or five or more individual switches. ..
- the fifth battery connection portion 35a1 to the eighth battery connection portion 35a4 are configured so that the fifth battery pack 35c1 to the eighth battery pack 35c4 can be attached and detached, respectively.
- the fifth battery connection part 35a1 to the eighth battery connection part 35a4 correspond to the first battery connection part 33a1 to the fourth battery connection part 33a4, respectively, and the fifth individual switch 35b1 to the eighth individual switch 35b4 correspond to the first individual switch 35b4, respectively.
- the fifth battery pack 35c1 to the eighth battery pack 35c4 correspond to the first battery pack 33c1 to the fourth battery pack 33c4, respectively.
- the output voltage switch group 37 includes a first output voltage switch MSW1, a second output voltage switch MSW2, and a third output voltage switch MSW3.
- the output voltage switch group 37 is configured to switch the electrical connection state between the first parallel connection unit 33, the second parallel connection unit 35, and the output connector 13.
- the output connector 13 includes a ground terminal 13a, a first positive electrode terminal 13b, and a second positive electrode terminal 13c.
- the ground terminal 13a is directly connected to the first parallel connection unit 33 and is also connected to the second parallel connection unit 35 via the first output voltage switch MSW1.
- the first positive electrode terminal 13b is directly connected to the first parallel connection unit 33, and is also connected to the second parallel connection unit 35 via the second output voltage switch MSW2 and the third output voltage switch MSW3.
- the second positive electrode terminal 13c is directly connected to the second parallel connection portion 35.
- the ground terminal 13a is electrically connected to the negative electrode of the first battery pack 33c1 to the fourth battery pack 33c4 via the first battery connecting portion 33a1 to the fourth battery connecting portion 33a4.
- the ground terminal 13a is further electrically connected to the negative electrode of the fifth battery pack 35c1 to the eighth battery pack 35c4 via the first output voltage switch MSW1 and the fifth battery connection portion 35a1 to the eighth battery connection portion 35a4. ing.
- the first positive electrode terminal 13b supplies electricity to the positive electrodes of the first battery pack 33c1 to the fourth battery pack 33c4 via the first individual switches 33b1 to the fourth individual switches 33b4 and the first battery connection portions 33a1 to the fourth battery connection portions 33a4. Can be connected.
- the first positive electrode terminal 13b is further electrically connected to the negative electrode of the fifth battery pack 35c1 to the eighth battery pack 35c4 via the second output voltage switch MSW2 and the fifth battery connection portion 35a1 to the eighth battery connection portion 35a4. You can connect.
- the first positive electrode terminal 13b further passes through the third output voltage switch MSW3, the fifth individual switches 35b1 to the eighth individual switches 35b4, and the fifth battery connection portions 35a1 to the eighth battery connection portions 35a4. It can be electrically connected to the positive electrodes of the fifth battery pack 35c1 to the eighth battery pack 35c4.
- the second positive electrode terminal 13c is connected to the positive electrodes of the fifth battery pack 35c1 to the eighth battery pack 35c4 via the fifth individual switch 35b1 to the eighth individual switch 35b4 and the fifth battery connection portion 35a1 to the eighth battery connection portion 35a4. Can be connected.
- the output voltage switch group 37 selectively connects the positive electrodes of the fifth battery pack 35c1 to the eighth battery pack 35c4 connected to the second parallel connection portion 35 to the second positive electrode terminal 13c or the first positive electrode terminal 13b. It is configured to do. Further, the output voltage switch group 37 selectively connects the negative electrodes of the fifth battery pack 35c1 to the eighth battery pack 35c4 connected to the second parallel connection portion 35 to the first positive electrode terminal 13b or the ground terminal 13a. It is configured in.
- first parallel connection portion 33 connects the positive electrode of the first battery pack 33c1 to the fourth battery pack 33c4 to the first positive electrode terminal 13b, and connects the negative electrode of the first battery pack 33c1 to the fourth battery pack 33c4 to the ground terminal. It is configured to connect to 13a.
- the control unit 31 includes a main control unit (MC) 310 and a first sub control unit (SC) 311 to an eighth sub control unit 318.
- MC main control unit
- SC first sub control unit
- the main control unit 310 executes various control processes in the battery housing unit 10a.
- the main control unit 310 performs unit processing described later, for example.
- the main control unit 310 includes a main CPU 310a and a main memory 310b.
- the function in the main control unit 310 is mainly achieved by the main CPU 310a executing various programs stored in the main memory 310b. Since the configurations of the first sub-control unit 311 to the eighth sub-control unit 318 are basically the same as each other, the configuration of the first sub-control unit 311 will be illustrated below. As shown in FIG. 4, the first sub control unit 311 includes an individual CPU 311a and an individual memory 311b.
- the function of the first sub-control unit 311 is mainly achieved by the individual CPU 311a executing various programs stored in the individual memory 311b. By executing various programs, the first sub-control unit 311 executes processing according to the state of the first battery pack 33c1 assigned to the first sub-control unit 311.
- the first sub-control unit 311 outputs at least the assigned battery pack information of the first battery pack 33c1 to the main control unit 310.
- the battery pack information may be output from the first sub control unit 311 at any time, or may be output from the first sub control unit 311 in response to a request from the main control unit 310.
- the battery pack information includes voltage information and discharge availability information. The voltage information represents the output voltage of the corresponding battery pack and corresponds to the remaining amount of power.
- the discharge enable / discharge information indicates whether or not the corresponding battery pack can be discharged.
- the state in which discharge is possible is a state in which the battery pack can perform a normal discharge operation, and the state in which discharge is not possible is, for example, a state in which discharge is impossible due to a small amount of remaining power or a temperature rise in the battery pack. This refers to a state in which normal discharge operation cannot be performed, such as a state in which discharge is not possible.
- the discharge availability information indicates whether or not the output voltage is equal to or higher than a predetermined threshold value based on the voltage information and the voltage output is possible, in other words, whether or not the discharge is possible. It may be the information provided.
- the discharge availability information may be information indicating whether or not the discharge stop signal Ss is output from the assigned battery pack.
- the discharge stop signal Ss is a notification signal that is output when it is determined that the battery pack is in a non-dischargeable state based on the self-diagnosis result.
- the main control unit 310 is connected to the main ground 31e
- the first sub control unit 311 to the fourth sub control unit 314 are connected to the first ground 33e
- the fifth sub control unit 315 to The eighth sub control unit 318 is connected to the second ground 35e.
- the potential of the main ground 31e, the potential of the first ground 33e and the potential of the second ground 35e can be different from each other. Therefore, the first sub-control unit 311 to the eighth sub-control unit 318 are connected to the main control unit 310 via the first coupler 321 to the eighth coupler 328, respectively.
- Each of the first coupler 321 to the eighth coupler 328 may be configured to transmit a signal via an optical coupling, or may be configured to transmit a signal via an inductive coupling. It may be configured to transmit the signal via a capacitive coupling, or it may be configured to transmit a signal via any combination of optical coupling, inductive coupling and capacitive coupling. May be done.
- the first sub-control unit 311 to the fourth sub-control unit 314 are connected to the first parallel connection unit 33, and the negative electrodes of the corresponding first battery pack 33c1 to the fourth battery pack 33c4 are connected to the first ground 33e. ..
- the fifth sub-control unit 315 to the eighth sub-control unit 318 are connected to the second parallel connection unit 35, and the negative electrodes of the corresponding fifth battery pack 35c1 to the eighth battery pack 35c4 are connected to the second ground 35e. ..
- the negative electrodes of the first battery pack 33c1 to the fourth battery pack 33c4 are connected to the main ground 31e via the first diode 33f.
- the anode of the first diode 33f is connected to the main ground 31e
- the cathode is connected to the negative electrode and the first ground 33e of the first battery pack 33c1 to the fourth battery pack 33c4. That is, the first diode 33f is connected in the forward direction when viewed from the main ground 31e, in other words, in the opposite direction when viewed from the negative electrode side of the first battery pack 33c1 to the fourth battery pack 33c4.
- the negative electrodes of the fifth battery pack 35c1 to the eighth battery pack 35c4 are connected to the main ground 31e via the second diode 35f.
- the anode is connected to the main ground 31e, and the cathode is connected to the negative electrode and the second ground 35e of the fifth battery pack 35c1 to the eighth battery pack 35c4. That is, the second diode 35f is connected in the forward direction when viewed from the main ground 31e, in other words, in the opposite direction when viewed from the negative electrode side of the fifth battery pack 35c1 to the eighth battery pack 35c4.
- the current detection unit 39 measures the current value flowing through the ground terminal 13a, and outputs an overcurrent signal to the main control unit 310 when a current equal to or higher than a predetermined current threshold value is detected.
- a current threshold value for example, an upper limit value of the allowable current value of the extension cable 15 may be set.
- the current detection unit 39 in the present embodiment measures the current value by measuring the magnitude of the magnetic field generated by the flowing current. More specifically, the current detection unit 39 may be configured to measure the current value by capturing the magnetic field with a Hall element sensor and converting it into a current, for example, like a so-called clamp meter.
- the temperature detection unit 41 measures the temperature of the wiring connected to the ground terminal 13a, and outputs an overheat signal to the main control unit 310 when the measured temperature reaches a predetermined temperature threshold value.
- a predetermined temperature threshold value for example, the upper limit value of the allowable temperature of the extension cable 15 may be set, or the upper limit value of the allowable temperature of the wiring connected to the ground terminal 13a may be set.
- the main control unit 310 When the main control unit 310 acquires an overcurrent signal or an overheat signal, the main control unit 310 stops discharging to the on-site electric device 50. More specifically, the main control unit 310 stops the discharge to the on-site electric device 50 by stopping the output of the discharge permission signal DS.
- the voltage detection unit 43 measures the voltage between both ends of the second output voltage switch MSW2, that is, the portion connected to the switch of the second output voltage switch MSW2, so that an overcurrent flows through the second output voltage switch MSW2. Judge whether or not. Further, the voltage detection unit 43 may be configured to output an overcurrent signal to the main control unit 310 when an overcurrent is detected. As will be described later, the main control unit 310 may be configured to turn off the second output voltage switch MSW2 by acquiring the overcurrent signal. As a result, the voltage detection unit 43 measures the voltage between the second output voltage switches MSW2, so that the overcurrent flowing through the second output voltage switch MSW2 can be detected. Therefore, for example, when the first positive electrode terminal 13b and the second positive electrode terminal 13c are short-circuited, the circuit can be protected.
- the main voltage generation unit 45 generates the main supply voltage Vcc using the output voltages V1 to V8 of the first battery pack 33c1 to the fourth battery pack 33c4 and the fifth battery pack 35c1 to the eighth battery pack 35c4, and generates a generation permission signal. Is being acquired, the generated main supply voltage Vcc is supplied to the main control unit 310.
- the main voltage generation unit 45 is connected to the main ground 31e. Since the main ground 31e is connected to the first ground 33e and the second ground 35e via the first diode 33f and the second diode 35f, respectively, it is connected to the first parallel connection portion 33 and the second parallel connection portion 35, respectively. Power can be supplied from the first battery pack 33c1 to the fourth battery pack 33c4 and the fifth battery pack 35c1 to the eighth battery pack 35c4 to the main voltage generating unit 45.
- the power switch 47 switches whether or not to output the main supply voltage Vcc to the main control unit 310 by the main voltage generation unit 45. Specifically, when the power switch 47 is turned on, it outputs a generation permission signal to the main voltage generation unit 45 and the main control unit 310. Further, the power switch 47 is a momentary switch, and is formed so that the power is turned off when the power switch 47 is pressed for a long time by the user.
- the momentary type switch referred to here is a switch that is turned on only while the power switch 47 is pressed by the user and is turned off when the user stops pressing the switch.
- the main control unit 310 can detect the operating state of the power switch 47 by acquiring the generation permission signal.
- the main control unit 310 After the main control unit 310 is driven by the power being supplied from the main voltage generation unit 45 to the main control unit 310, the main control unit 310 directly outputs the generation permission signal to the main voltage generation unit 45. As a result, the main control unit 310 maintains the generation of the main supply voltage Vcc by the main voltage generation unit 45.
- the power switch 47 is a momentary switch, and the output of the generation permission signal can be switched on and off by the control of the main control unit 310, and the generation of the main supply voltage Vcc can be stopped to stop the circuit operation. Therefore, it is possible to prevent or suppress the reduction of the remaining electric energy of the battery pack used in the power switch 47 as compared with the alternate type switch.
- the timing for stopping the generation of the main supply voltage Vcc is, for example, when the remaining electric energy of the battery pack becomes lower than the specified value or when the power off operation is performed by the power switch 47.
- the alternate type switch referred to here is a switch that remains on even when the user stops pressing the switch.
- the first voltage generation unit 48 generated the first supply voltage Vdd by using the output voltages V1 to V4 of the first battery pack 33c1 to the fourth battery pack 33c4, and generated the first supply voltage Vdd while acquiring the generation permission signal.
- the first supply voltage Vdd is supplied to the first sub control unit 311 to the fourth sub control unit 314.
- the first voltage generation unit 48 is connected to the first ground 33e.
- the second voltage generation unit 49 generated the second supply voltage Vee using the output voltages V5 to V8 of the fifth battery pack 35c1 to the eighth battery pack 35c4, and generated them while acquiring the generation permission signal.
- the second supply voltage Vee is supplied to the fifth sub-control unit 315 to the eighth sub-control unit 318.
- the second voltage generation unit 49 is connected to the second ground 35e.
- the single output connector 21a includes a ground external terminal 21a1, a first external terminal 21a2, an identifier output terminal 21a3, a permission signal acquisition terminal 21a4, and a temperature detection unit 21a14.
- the ground external terminal 21a1 is configured to be connected to the ground terminal 13a.
- the first external terminal 21a2 is configured to be connected to the first positive electrode terminal 13b.
- the identifier output terminal 21a3 is configured to be connected to the identifier acquisition terminal 13d.
- the permission signal acquisition terminal 21a4 is configured to be connected to the permission signal output terminal 13e.
- the single output connector 21a includes an information storage unit 20a1.
- the information storage unit 20a1 is connected to the identifier acquisition terminal 13d via the identifier output terminal 21a3.
- the information storage unit 20a1 stores the first identification information ID1 corresponding to the single output adapter 20a.
- the first identification information ID 1 indicates that the single output adapter 20a includes one output system.
- the information storage unit 20a1 may include, for example, a fixed resistor having an electric resistance value predetermined according to the first identification information ID1.
- the control unit 31 can determine the voltage output state suitable for the single output adapter 20a by measuring the voltage generated in the fixed resistor of the information storage unit 20a1.
- the control unit 31 When the control unit 31 acquires the first identification information ID1 from the single output connector 21a, the control unit 31 outputs the first battery pack 33c1 to the fourth battery pack 33c4 and the fourth battery pack 33c4 output from the first sub control unit 311 to the eighth sub control unit 318. 5 Acquire the output voltage of the battery packs 35c1 to the eighth battery pack 35c4.
- the control unit 31 switches the output voltage switch group 37 based on the output voltage of the first identification information ID1, the first battery pack 33c1 to the fourth battery pack 33c4, and the fifth battery pack 35c1 to the eighth battery pack 35c4.
- the control unit 31 is shown in FIG. As shown in 13, the output voltage switch group 37 is switched so that the first output voltage switch MSW1, the second output voltage switch MSW2, and the third output voltage switch MSW3 are all turned off. At this time, the control unit 31 is an individual switch corresponding to the battery pack having the highest output voltage among the first battery pack 33c1 to the fourth battery pack 33c4 connected to the first parallel connection unit 33, that is, the first individual switch. One of the 33b1 to the fourth individual switches 33b4 is set to the on state, and the individual switches corresponding to the other battery packs are set to the off state. Further, the control unit 31 sets all of the fifth individual switches 35b1 to the eighth individual switches 35b4 corresponding to the fifth battery pack 35c1 to the eighth battery pack 35c4 in the second parallel connection unit 35 to the off state.
- the power supply device 10 uses one of the battery packs 33c1 to 33c4 of the first battery pack 33c1 to the fourth battery pack 33c4 connected to the first parallel connection portion 33 as the power pack, and outputs the connector 13 to 18V. Can output voltage.
- FIG. 13 shows the schematic configuration of the output connector 13 and the states of the first output voltage switch MSW1, the second output voltage switch MSW2, and the third output voltage switch MSW3 in the battery accommodating portion 10a for the power supply device 10.
- the illustration of other configurations is omitted.
- the control unit 31 As shown in FIG. 14, the output voltage switch group 37 is switched so that the first output voltage switch MSW1 and the third output voltage switch MSW3 are turned on and the second output voltage switch MSW2 is turned off. At this time, the control unit 31 is an individual switch corresponding to the battery pack having the highest output voltage among the fifth battery pack 35c1 to the eighth battery pack 35c4 connected to the second parallel connection unit 35, that is, the fifth.
- the corresponding one of the individual switches 35b1 to the eighth individual switch 35b4 is set to the on state, and the individual switches corresponding to the other battery packs are set to the off state. Further, the control unit 31 sets all of the first individual switches 33b1 to the fourth individual switches 33b4 in the first parallel connection unit 33 to the off state.
- the power supply device 10 can output a voltage of 18V from the output connector 13 using the fifth battery pack 35c1 to the eighth battery pack 35c4 connected to the second parallel connection unit 35.
- FIG. 14 shows the schematic configuration of the output connector 13 and the states of the first output voltage switch MSW1, the second output voltage switch MSW2, and the third output voltage switch MSW3 in the battery accommodating portion 10a for the power supply device 10.
- the illustration of other configurations is omitted.
- the control unit 31 when the voltage can be output from the output connector 13, the control unit 31 outputs the discharge permission signal DS from the permission signal output terminal 13e to the permission signal acquisition terminal 21a4, and cannot output the voltage from the output connector 13. If is, the output of the discharge permission signal DS is stopped from the permission signal output terminal 13e.
- the discharge permission signal DS is a signal for notifying the field electric device 50 connected to the output connector 13 whether or not the power supply device 10 is in a state where voltage output is possible.
- the device connection cable 23a is electrically connected to the single output connector 21a and indirectly connected to the field electrical device 50 via the device side unit 25a.
- the device connection cable 23a includes a ground wire 23a1 connected to the ground external terminal 21a1, a first voltage line 23a2 connected to the first external terminal 21a2, and a permission signal line 23a3 connected to the permission signal acquisition terminal 21a4. It has.
- the device connection cable 23a is a cable in which a plurality of wires are bundled by a single covering member.
- the temperature detection unit 21a14 measures the temperature of the ground wire 23a1.
- the temperature detection unit 21a14 can stop the output of the permission signal line 23a3 when the measured temperature reaches a predetermined temperature threshold value.
- the device side unit 25a is configured so as to be attached to and detached from the battery mounting portion 51 of the field electrical device 50.
- the device side unit 25a includes a ground device terminal 25a1, a first device terminal 25a2, and a permission signal device terminal 25a3.
- the ground wire 23a1 electrically connects the ground external terminal 21a1 of the single output connector 21a and the ground device terminal 25a1 of the device side unit 25a.
- the first voltage line 23a2 electrically connects the first external terminal 21a2 of the single output connector 21a and the first device terminal 25a2 of the device side unit 25a.
- the permission signal line 23a3 electrically connects the permission signal acquisition terminal 21a4 of the single output connector 21a and the permission signal device terminal 25a3 of the device side unit 25a.
- the multi-output connector 21b includes a ground external terminal 21b1, a first external terminal 21b2, a second external terminal 21b3, an identifier output terminal 21b4, and a permission signal acquisition terminal 21b5.
- the ground external terminal 21b1 is configured to be connected to the ground terminal 13a.
- the first external terminal 21b2 is configured to be connected to the first positive electrode terminal 13b.
- the second external terminal 21b3 is configured to be connected to the second positive electrode terminal 13c.
- the identifier output terminal 21b4 is configured to be connected to the identifier acquisition terminal 13d.
- the permission signal acquisition terminal 21b5 is configured to be connected to the permission signal output terminal 13e.
- the multi-output connector 21b includes an information storage unit 20b1.
- the information storage unit 20b1 is configured to be connected to the identifier acquisition terminal 13d via the identifier output terminal 21b4.
- the information storage unit 20b1 stores the second identification information ID 2 corresponding to the multi-output adapter 20b.
- the second identification information ID 2 indicates that the multi-output adapter 20b includes two output systems (that is, a first system and a second system). Specifically, in this voltage output state, in the first system, the ground terminal 13a and the first positive electrode terminal 13b are used to output an output voltage of 18V, and in the second system, the first positive electrode terminal 13b and the first positive electrode terminal 13b are output. 2 It is in a voltage output state in which an output voltage of 18V is output using the positive electrode terminal 13c.
- the control unit 31 When the control unit 31 acquires the second identification information ID 2 from the multi-output connector 21b, the control unit 31 switches the output voltage switch group 37 based on the second identification information ID 2. For example, as shown in FIG. 15, the control unit 31 sets the output voltage switch group 37 so that the first output voltage switch MSW1 and the third output voltage switch MSW3 are in the off state and the second output voltage switch MSW2 is in the on state. To switch. Further, the control unit 31 is an individual switch corresponding to the battery pack having the highest output voltage among the first battery pack 33c1 to the fourth battery pack 33c4 connected to the first parallel connection unit 33, that is, the first individual switch 33b1.
- the corresponding one of the fourth individual switches 33b4 is set to the on state, and the individual switches corresponding to the other battery packs are set to the off state. Further, the control unit 31 also sets the individual switch corresponding to the battery pack having the highest output voltage among the fifth battery pack 35c1 to the eighth battery pack 35c4 in the on state in the second parallel connection unit 35 as well. At the same time, set the individual switches corresponding to other battery packs to the off state.
- the power supply device 10 is connected to any one of the first battery pack 33c1 to the fourth battery pack 33c4 connected to the first parallel connection unit 33 and the fifth parallel connection unit 35.
- the voltage of 18V can be output from the output connector 13 in two systems.
- FIG. 15 shows the schematic configuration of the output connector 13 and the states of the first output voltage switch MSW1, the second output voltage switch MSW2, and the third output voltage switch MSW3 in the battery accommodating portion 10a for the power supply device 10.
- the illustration of other configurations is omitted.
- the device connection cable 23b is electrically connected to the multi-output connector 21b and indirectly connected to the field electrical device 50 via the device side unit 25b.
- the device side unit 25b includes a first device side unit 25b1 and a second device side unit 25b2.
- the device connection cable 23b is provided between the multi-output connector 21b and the first device side unit 25b1, and is provided between the first device side unit 25b1 and the second device side unit 25b2.
- the device connection cable 23b includes a ground wire 23b1 connected to the ground external terminal 21b1, a first external wire 23b2 connected to the first external terminal 21b2, and a second external wire 23b3 connected to the second external terminal 21b3.
- the permission signal line 23b4 connected to the permission signal acquisition terminal 21b5 is provided.
- the first device side unit 25b1 and the second device side unit 25b2 are configured to be detachably attached to the on-site electric device 50, respectively.
- the first device side unit 25b1 includes a ground device terminal 25b11, a first device terminal 25b12, and a permission signal device terminal 25b13.
- the second device side unit 25b2 includes a ground device terminal 25b21, a first device terminal 25b22, and a permission signal device terminal 25b23.
- the ground wire 23b1 electrically connects the ground external terminal 21b1 of the multi-output connector 21b and the ground device terminal 25b21 of the second device side unit 25b2.
- the first external line 23b2 electrically connects the first external terminal 21b2 of the multi-output connector 21b and the ground device terminal 25b11 of the first device side unit 25b1.
- the second external line 23b3 electrically connects the second external terminal 21b3 of the multi-output connector 21b and the first device terminal 25b12 of the first device side unit 25b1.
- the permission signal line 23b4 electrically connects the permission signal acquisition terminal 21b5 of the multi-output connector 21b and the permission signal device terminal 25b23 of the second device side unit 25b2.
- the ground line 23b1 and the permission signal line 23b4 are provided so as to reach the second device side unit 25b2 from the multi-output connector 21b via the first device side unit 25b1, respectively.
- the device connection cable 23b is connected to the ground device terminal 25b11.
- the first device terminal 25b22 of the second device side unit 25b2 is not connected to any of the wirings of the device connection cable 23b.
- the first device side unit 25b1 includes a dummy signal storage unit 25b14, a signal detection unit 25b15, and a thermistor 25b16.
- the dummy signal storage unit 25b14 is connected to the permission signal device terminal 25b13, and the dummy discharge permission signal DS is output so as to output the discharge permission signal DS to the field electrical device 50 via the permission signal device terminal 25b13. Is output.
- the thermistor 25b16 is formed so as to stop the output of the dummy discharge permission signal DS and cut off the voltage output when a current equal to or larger than a predetermined threshold current is output to the ground device terminal 25b11. Further, for the thermistor 25b16, for example, resistors such as a PTC thermistor and an NTC thermistor can be used.
- the second device side unit 25b2 includes a temperature detection unit 25b24 for measuring the temperature of the ground line 23b1, and the temperature detection unit 25b24 receives the permission signal line 23b4 when the measured temperature reaches a predetermined temperature threshold value. The output can be stopped.
- the first external wire 23b2 of the device connection cable 23b connected to the multi-output connector 21b is thinner than the ground wire 23b1 and the second external wire 23b3 of the device connection cable 23b connected to the multi-output connector 21b, in other words. It may be composed of wiring having a small diameter. That is, when the multi-output adapter 20b is used, the power supply to the field electric device 50 is supplied by passing a main current (that is, a discharge current) through the ground line 23b1 and the second external line 23b3. Therefore, the first external line 23b2 may only output a voltage signal (hereinafter referred to as an intermediate voltage) as a reference for the two output systems to the ground device terminal 25b11, which is small and different from the discharge current.
- an intermediate voltage a voltage signal
- the signal current may be restricted to flow.
- an abnormal signal current flows through the first external line 23b2
- the signal detection unit 25b15 provided on the first external line 23b2 causes a dummy signal for discharge permission. Output can be stopped.
- the on-site electric device 50 in the present embodiment is an device used at a work site such as do-it-yourself, manufacturing, horticulture, and construction, and is configured to operate by receiving electric power.
- the field electrical equipment 50 is configured to be connected to a single output adapter 20a or a multi-output adapter 20b.
- Examples of on-site electrical equipment 50 include electric tools for masonry, metalworking, and woodworking, horticultural work machines, and devices for preparing the work site environment. More specifically, examples of the on-site electric device 50 include an electric hammer, an electric hammer drill, an electric drill, an electric wrench, an electric grinder, an electric round saw, an electric reciprocal saw, an electric jigsaw, an electric hammer, an electric cutter, an electric chainsaw, and an electric canna. Includes electric nail guns, electric rivets, electric hedge trimmers, electric lawnmowers, electric lawn mowers, electric brush cutters, electric cleaners, electric blowers, electric sprayers, electric sprayers, and electric dust collectors.
- the single output adapter 20a and / or the multi-output adapter 20b is a non-electric work machine that is a device that does not have a motor in addition to the electric work machine, for example, a field light, a laser marking device, a radio, a speaker, or the like. It can also be connected to various on-site electrical devices such as audio equipment.
- the on-site electric device 50 is classified into a first-class electric device 50a connected to a single output adapter 20a or a second-class electric device 50b connected to a multi-output adapter 20b.
- the first-class electric device 50a is configured to be driven by one battery pack.
- the second-class electric device 50b is configured to be driven by two battery packs.
- the configurations of the first-class electrical equipment 50a and the second-class electrical equipment 50b will be described in detail below.
- the first-class electric device 50a when the first-class electric device 50a is an electric work machine, the first-class electric device 50a includes a battery mounting unit 51, a motor 53, a motor control unit 55, and a drive switch 57. , And a trigger switch 59.
- the battery mounting portion 51 includes a ground terminal 51a, a first device voltage terminal 51b, and a permission signal terminal 51c.
- the ground terminal 51a is configured to be connected to the ground device terminal 25a1.
- the first device voltage terminal 51b is configured to be connected to the first device terminal 25a2.
- the permission signal terminal 51c is configured to be connected to the permission signal device terminal 25a3.
- the battery mounting unit 51 is configured to mount the battery pack and the device-side unit 25a.
- the motor 53 is rotationally driven by applying a voltage via the battery mounting portion 51 (specifically, the ground terminal 51a and the first device voltage terminal 51b).
- the trigger switch 59 is a switch operated by an operator of the first-class electric device 50a.
- the trigger switch 59 is, for example, a switch configured to rotate the motor 53 and be pressed to rotate a tool portion connected to the rotation shaft of the motor 53.
- the trigger switch 59 is arranged so that the operation direction faces substantially perpendicular to the grip portion of the first-class electric device 50a, and can be operated by the operator grasping the trigger switch with the index finger. It is a switch.
- the trigger switch 59 is equipped with a spring that expands and contracts in the direction of being pressed, and returns to a predetermined initial position when there is no pressing force, that is, when the gripping operation is not performed.
- the state in which the trigger switch 59 is pressed from the initial position by a gripping operation or the like is referred to as an on state
- the state in which the trigger switch 59 is not pressed is referred to as an off state.
- the trigger switch signal is output from the motor control unit 55 via the permission signal terminal 51c. Further, the voltage of the trigger switch signal changes according to the amount of pressing of the trigger switch 59.
- the motor control unit 55 When the motor control unit 55 receives the trigger switch signal from the trigger switch 59 while receiving the discharge permission signal DS from the power supply device 10, the motor control unit 55 switches the drive switch 57 to the on state and drives the motor 53. .. The motor control unit 55 turns off the drive switch 57 even when the discharge permission signal DS from the power supply device 10 is received, if the trigger switch signal from the trigger switch 59 is not received. The state is switched and the motor 53 is stopped. When the motor control unit 55 has not received the discharge permission signal DS from the power supply device 10, the drive switch 57 is turned off even when the trigger switch signal from the trigger switch 59 is received. Controlled to stop the motor 53.
- the trigger switch 59 is equipped with a spring that expands and contracts in the direction of being pressed, and returns to a predetermined initial position when there is no pressing force. However, if the amount of operation does not change according to the amount of operation, , It is not necessary to have a mechanism for returning to the initial position.
- the type 1 electric device 50a is not limited to the one that exerts its function by rotating the motor 53.
- the first-class electric device 50a may be configured to exert its function by the electric power supplied from the power pack such as a lamp or a radio.
- the second-class electric device 50b when the second-class electric device 50b is an electric work machine, the second-class electric device 50b includes a first battery mounting portion 51, a second battery mounting portion 54, a motor 53, and a motor. It includes a control unit 55, a drive switch 57, and a trigger switch 59.
- the first battery mounting unit 51 includes a ground terminal 51a, a first device voltage terminal 51b, and a permission signal terminal 51c.
- the ground terminal 51a is configured to be connected to the ground device terminal 25b11.
- the first device voltage terminal 51b is configured to be connected to the first device terminal 25b12.
- the permission signal terminal 51c is configured to be connected to the permission signal device terminal 25b13.
- the second battery mounting unit 54 includes a ground terminal 54a, a first device voltage terminal 54b, and a permission signal terminal 54c.
- the ground terminal 54a is configured to be connected to the ground device terminal 25b21.
- the first device voltage terminal 54b is configured to be connected to the first device terminal 25b22.
- the permission signal terminal 54c is configured to be connected to the permission signal device terminal 25b23.
- the motor 53 is rotationally driven by applying a voltage via the first battery mounting portion 51 (specifically, the first device voltage terminal 51b) and the second battery mounting portion 54 (specifically, the ground terminal 54a). To do.
- the trigger switch 59 is a switch operated by an operator of the second-class electric device 50b.
- the trigger switch 59 is, for example, a switch configured to rotate the motor 53 and be pressed to rotate a tool portion connected to the rotation shaft of the motor 53.
- the trigger switch 59 is arranged so that the operation direction faces substantially perpendicular to the grip portion of the second-class electric device 50b, and can be operated by the operator grasping the switch in the manner of pulling a trigger with the index finger. It is a switch.
- the trigger switch 59 is equipped with a spring that expands and contracts in the direction of being pressed, and returns to a predetermined initial position when there is no pressing force, that is, when the gripping operation is not performed.
- the state in which the trigger switch 59 is pressed from the initial position by a gripping operation or the like is referred to as an on state, and the state in which the trigger switch 59 is not pressed is referred to as an off state.
- the trigger switch signal is output to the motor control unit 55.
- the trigger switch signal is configured to be output from the permission signal terminal 51c. Further, the voltage of the trigger switch signal changes according to the amount of pressing of the trigger switch 59.
- the motor control unit 55 When the motor control unit 55 receives the trigger switch signal from the trigger switch 59 while receiving the discharge permission signal DS from the power supply device 10, the motor control unit 55 controls the drive switch 57 to the ON state to drive the motor 53. To do. The motor control unit 55 turns off the drive switch 57 even when the discharge permission signal DS from the power supply device 10 is received, if the trigger switch signal from the trigger switch 59 is not received. The motor 53 is stopped by controlling the state. When the motor control unit 55 has not received the discharge permission signal DS from the power supply device 10, the drive switch 57 is turned off even when the trigger switch signal from the trigger switch 59 is received. Control to stop the motor 53.
- the second-class electric device 50b exerts its function by rotating the motor 53, but the second-class electric device 50b is not limited to the one that exerts its function by rotating the motor 53. ..
- a lamp, a radio, or the like that exerts its function by being supplied with electric power from a power pack may be used.
- the trigger switch 59 is equipped with a spring that expands and contracts in the pressed direction, and returns to a predetermined initial position when there is no pressing force, but the amount of operation does not change according to the amount of operation. Does not have to have a mechanism to return to the initial position.
- the first individual switch 33b1 to the fourth individual switch 33b4 and the fifth individual switch 35b1 to the eighth individual switch 35b4 may each include a switch such as a semiconductor switch, which is configured to switch between an on state and an off state. Good. More specifically, the first individual switch 33b1 to the fourth individual switch 33b4 may each include two switches aSW1 and aSW2 connected in series as shown in FIG. The first individual switch 33b1 to the fourth individual switch 33b4 are other first subs via a converter aTM1 and a diode adi1 that detect a voltage between switches aSW1 and aSW2 connected in series and output an appropriate signal.
- the voltage output from the other first sub control unit 311 to the fourth sub control unit 314 is input to the switches aSW1 and aSW2 via the NOR gate aNOR1.
- the switches aSW1 and aSW2 are configured to be turned on when the output from the NOR gate aNOR1 is a positive signal. That is, the switches aSW1 and aSW2 are configured to be turned on when all other signals are off.
- first battery pack 33c1 to the fourth battery pack 33c4 and the fifth battery pack 35c1 to the eighth battery pack 35c4 each include a cell monitoring circuit as shown in FIG.
- the cell monitoring circuit is a circuit for monitoring the remaining electric energy of the first battery pack 33c1 to the fourth battery pack 33c4 and the fifth battery pack 35c1 to the eighth battery pack 35c4. In this embodiment, the voltage of each cell is monitored. Further, the cell monitoring circuit sends a signal corresponding to the remaining electric energy of the connected first battery pack 33c1 to fourth battery pack 33c4 and fifth battery pack 35c1 to eighth battery pack 35c4 to the first sub control unit 311. -Output to the 4th sub-control unit 314.
- the first output voltage switch MSW1, the second output voltage switch MSW2, and the third output voltage switch MSW3 included in the output voltage switch group 37 are electrically connected as shown in FIG.
- the first output voltage switch MSW1, the second output voltage switch MSW2, and the third output voltage switch MSW3 are main via the first converter MTM1, the second converter MTM2, and the third converter MTM3, respectively. It is connected to the control unit 310 and can be switched to an on state or an off state according to the control of the main control unit 310. Further, in the first output voltage switch MSW1 and the third output voltage switch MSW3, a signal that is inverted with the signal input to the second output voltage switch MSW2 is input via the second inverting circuit Minv2.
- first output voltage switch MSW1 and the third output voltage switch MSW3 are output from the NOR gate MNOR to which the first battery connection unit 33a1 to the fourth battery connection unit 33a4 connected to the first parallel connection unit 33 are connected.
- the signal to be input is input. That is, the first output voltage switch MSW1 and the third output voltage switch MSW3 are connected to the signals input to the second output voltage switch MSW2 and the first battery connection portions 33a1 to the fourth battery connection portions 33 connected to the first parallel connection portion 33.
- any of the portions 33a4 is off, it can be turned on.
- the on signal and the inverted signal for the first output voltage switch MSW1 are input to the second output voltage switch MSW2 via the first inverting circuit Minv1.
- an on signal and an inverted signal for the third output voltage switch MSW3 are input to the second output voltage switch MSW2 via the third inverting circuit Minv3. That is, the second output voltage switch MSW2 can be turned on when both the first output voltage switch MSW1 and the third output voltage switch MSW3 are in the off state.
- the on-signals for the first output voltage switch MSW1 and the third output voltage switch MSW3 are the first batteries connected to the first parallel connection unit 33 via the first main diode Mdi1 and the third main diode Mdi3, respectively. It is input to the NOR gate of the battery pack connected to the connection portions 33a1 to the fourth battery connection portion 33a4. That is, when the first output voltage switch MSW1 and the third output voltage switch MSW3 are in the off state, one of the battery packs connected to the first battery connection portion 33a1 to the fourth battery connection portion 33a4 is selected. It is configured to be possible.
- the electrical connection of the battery housing 10a is shown as shown in FIG. In FIG. 7, only the first battery pack 33c1, the second battery pack 33c2, the fifth battery pack 35c1 and the sixth battery pack 35c2 are described in order to explain the switching of the power pack that supplies power to the on-site electric device 50 in particular. To do.
- the first switch SW1 of the first battery pack 33c1 corresponds to the third switch SW3 and the fourth switch SW4, and the seventh battery pack 35c3 and the eighth battery.
- the fifth switch SW5 of the fifth battery pack 35c1 corresponds to the seventh switch SW7 and the eighth switch SW8.
- first switch SW1 to the fourth switch SW4 in FIG. 7 correspond to the first individual switch 33b1 to the fourth individual switch 33b4 in FIG. 3
- the fifth switch SW5 to the eighth switch SW8 correspond to each other in FIG. Corresponds to the fifth individual switch 35b1 to the eighth individual switch 35b4 in the above.
- the output from the CPU mounted on the first sub control unit 311 to the fourth sub control unit 314 is the first of the battery packs for each of the first sub control unit 311 to the fourth sub control unit 314.
- FETs field effect transistors
- the source terminals of the first transistor 33tr1 to the fourth transistor 33tr4 are each connected to the first ground 33e. Further, the gate terminals of the first transistor 33tr1 to the fourth transistor 33tr4 are connected to the first lock circuit 331R to the fourth lock circuit 334R of the other first sub control unit 311 to the fourth sub control unit 314. That is, the gate terminal of the first transistor 33tr1 is connected to the second lock circuit 332R to the fourth lock circuit 334R other than the first lock circuit 331R.
- first lock circuit 331R to the fourth lock circuit 334R when the first battery pack 33c1 to the fourth battery pack 33c4 controlled by the first sub-control unit 311 to the fourth sub-control unit 314 assigned to each are in the ON state.
- first individual diode 33dio1 to the fourth individual diode 33dio4 are used so that the first transistor 33tr1 to the fourth transistor 33tr4 corresponding to the other first battery pack 33c1 to the fourth battery pack 33c4 are turned off. It is connected to the gate terminals of the other first transistor 33tr1 to the fourth transistor 33tr4.
- the first battery pack 33c1 to the fourth battery pack 33c4 corresponding to the first transistor 33tr1 to the fourth transistor 33tr4 are in the on state. It is connected so that Specifically, for example, when all of the other second switch SW2 to the fourth switch SW4 are in the off state, the first battery pack 33c1 corresponding to the first transistor 33tr1 can be turned on. Connected like this.
- the first battery pack 33c1 to the fourth battery pack 33c4 controlled by the first sub-control unit 311 to the fourth sub-control unit 314 assigned to them are off.
- the first lower diode 31dio1 to the fourth lower diode 31dio4 can be turned on so that the main transistor Mtr, which is the FET corresponding to the first output voltage switch MSW1 and the third output voltage switch MSW3, can be turned on. It is connected to the gate terminal of the main transistor Mtr via.
- the source terminal of the main transistor Mtr is connected to the main ground 31e, and signals output from the main control unit 310 to the first output voltage switch MSW1 and the third output voltage switch MSW3 are input to the drain terminal via a diode.
- the first output voltage switch MSW1 and the third output voltage switch MSW3 are connected to the main transistor Mtr so as to be turned on.
- the output from the CPU mounted on the 5th sub control unit 315 to the 8th sub control unit 318 is the 5th individual switch 35b1 to the 8th individual of the battery pack for each of the 5th sub control unit 315 to the 8th sub control unit 318. It is connected to the switch 35b4 and is connected to the drain terminals of the fifth transistor 35tr1 to the eighth transistor 35tr4, which are FETs provided for each of the fifth sub-control unit 315 to the eighth sub-control unit 318.
- the source terminals of the 5th transistor 35tr1 to the 8th transistor 35tr4 are each connected to the 2nd ground 35e. Further, the gate terminals of the 5th transistor 35tr1 to the 8th transistor 35tr4 are connected to the 5th lock circuit 351R to the 8th lock circuit 354R of the other 5th sub-control unit 315 to 8th sub-control unit 318. That is, the gate terminal of the fifth transistor 35tr1 is connected to the sixth lock circuit 352R to the eighth lock circuit 354R other than the fifth lock circuit 351R.
- the fifth lock circuit 351R to the eighth lock circuit 354R when the fifth battery pack 35c1 to the eighth battery pack 35c4 controlled by the fifth sub control unit 315 to the eighth sub control unit 318 assigned to each are in the ON state.
- the fifth individual diode 35dio1 to the eighth individual diode 35dio4 are used so that the fifth transistor 35tr1 to the eighth transistor 35tr4 corresponding to the other fifth battery pack 35c1 to the eighth battery pack 35c4 are turned off. It is connected to the gate terminal of another fifth transistor 35tr1 to eighth transistor 35tr4.
- the fifth battery pack 35c1 to the eighth battery pack 35c4 corresponding to the fifth transistor 35tr1 to the eighth transistor 35tr4 are in the on state. It is connected so that Specifically, for example, when all of the other sixth switch SW6 to eighth switch SW8 are in the off state, the fifth battery pack 35c1 corresponding to the fifth transistor 35tr1 can be turned on. Connected like this.
- the first transistor 33tr1 to the fourth transistor 33tr4 and the fifth transistor 35tr1 to the eighth transistor 35tr4 connected to the input signals of the first switch SW1 to the eighth switch SW8 may be replaced by other signal converters. ..
- the signal converter may be realized by, for example, a bipolar transistor or a logic IC.
- the motor control unit 55 determines whether or not the trigger switch 59 is in the ON state. Whether or not the trigger switch 59 is in the ON state is determined, for example, by determining whether or not a trigger switch signal, which is a signal indicating that the trigger switch 59 is in the ON state, is acquired from the trigger switch 59. May be good. Specifically, when the trigger switch signal output from the trigger switch 59 is acquired, it is determined that the trigger switch 59 is in the ON state, and the trigger switch signal output from the trigger switch 59 is not acquired. It may be determined that the trigger switch 59 is not in the on state, that is, is in the off state.
- a trigger switch signal which is a signal indicating that the trigger switch 59 is in the ON state
- S110 is continuously executed. That is, the motor control unit 55 repeats the process of S110 until it is turned on in S110.
- the motor control unit 55 outputs the trigger switch signal from the permission signal terminal 51c.
- the trigger switch signal output from the permission signal terminal 51c passes through the single output adapter 20a or the multi-output adapter 20b via the permission signal device terminal 25a3 connected to the permission signal terminal 51c, and is acquired by the power supply device 10. Will be done.
- the motor control unit 55 determines whether or not the battery pack is in the discharge permitted state. Specifically, when the discharge permission signal is acquired from the permission signal terminal 51c, it is determined that the battery pack is in the discharge permission state. On the other hand, if the discharge permission signal is not acquired, it is determined that the battery pack is not in the discharge permission state.
- the motor control unit 55 energizes the motor 53.
- the motor is driven by energizing the motor 53 by the motor control unit 55.
- the on-site electric device 50 is an electric driver
- the rotation of the rotation shaft of the motor is performed according to the operation amount of the trigger switch 59 by energizing the motor.
- the motor control unit 55 determines whether or not the trigger switch 59 is in the off state. That is, it is determined whether or not the trigger switch 59 is released by the operator and the operation of the trigger switch 59 is stopped.
- the motor control unit 55 determines in S150 that the trigger switch 59 is not in the off state, that is, when it determines that the trigger switch 59 is in the on state, it returns to S130 and executes the subsequent processing.
- the motor control unit 55 turns off the energization of the motor and ends the function execution process.
- the main CPU 310a first sub-controls the battery pack information related to each battery pack connected to the first battery connection unit 33a1 to the fourth battery connection unit 33a4 and the fifth battery connection unit 35a1 to the eighth battery connection unit 35a4. Obtained from each of the units 311 to the eighth sub-control unit 318.
- the main CPU 310a determines whether or not at least one dischargeable battery pack is connected by using the battery pack information acquired in S210.
- the main CPU 310a determines in S220 that no dischargeable battery pack is connected, the main CPU 310a ends the unit processing.
- the main CPU 310a is connected to the first battery connection 33a1 to the fourth battery connection 33a4 and the fifth battery connection 35a1 to the eighth battery connection 35a4, and selects a power pack from the dischargeable battery packs. Execute the selection process. The details of the power supply selection process will be described later.
- Power is started from the battery pack selected as the power pack in S230 to the on-site electric device 50.
- the on-site electric device 50 does not drive the motor 53 until the discharge permission signal is acquired, even if the power is supplied.
- the main CPU 310a determines whether or not the trigger switch 59 is in the ON state. Whether or not the trigger switch 59 is in the ON state is determined by determining whether or not the trigger switch signal has been acquired from the permission signal terminal 51c connected to the permission signal device terminal 25a3 in S120 of the function execution process. .. That is, when the trigger switch signal is acquired, the main CPU 310a determines that the trigger switch 59 is in the on state, and when the trigger switch signal is not acquired, the trigger switch 59 is not in the on state. That is, it is determined that it is in the off state.
- the main CPU 310a determines whether or not the operation pause time has elapsed since the power supply was started in S230 or after the trigger switch 59 was turned off in S240.
- the operation pause time is set to, for example, 10 minutes, which is a time for determining whether or not the user has left the on-site electric device 50 in a state of not using it.
- the main CPU 310a determines in S250 that the operation pause time has not elapsed, it returns to S240 and executes the subsequent processing.
- the main CPU 310a turns off the first output voltage switch MSW1 to the third output voltage switch MSW3 and the first switch SW1 to the eighth switch SW8, and stops the power supply from the battery accommodating portion 10a to the on-site electric device 50. And end the unit processing.
- the main CPU 310a transmits a discharge permission signal to the on-site electric device 50.
- the on-site electric device 50 determines that the power supply device 10 is in the discharge permission state by acquiring the discharge permission signal in S130 as described above, and energizes the motor 53. That is, in S270, when the discharge permission signal is transmitted to the on-site electric device 50, the on-site electric device 50 starts operation. In other words, in S270, the main CPU 310a shifts the process from A in FIG. 19 to S280 in FIG.
- the main CPU 310a determines whether or not the trigger switch 59 is in the ON state. Whether or not the trigger switch 59 is in the ON state is the same as the determination in S240.
- the main CPU 310a determines whether or not the off state continues for a specified time or longer.
- the specified time is different from the operation pause time, and a time for determining whether or not the trigger switch 59 is temporarily released and is not pressed is set.
- the specified time is set to, for example, 1 second.
- the specified time is a time for determining whether or not the off state is caused by the operation of turning the off state.
- the main CPU 310a stops the discharge permission signal and shifts the processing to S210. By stopping the discharge permission signal, the operation of the on-site electric device 50 is stopped. Therefore, by performing the process from S210, the power supply device 10 can execute the power source selection process of selecting the power source pack from the battery packs that can be discharged while the on-site electric device 50 is stopped.
- the main CPU 310a acquires the battery pack information of the battery pack selected in S230, that is, the battery pack that is discharging.
- the main CPU 310a acquires the current value of the current supplied to the on-site electric device 50. Further, the main CPU 310a acquires the current value supplied to the on-site electric device 50 and records it in the memory in association with the time.
- the main CPU 310a determines whether or not the battery pack selected as the power pack is in the discharge permitted state based on the discharge availability information included in the battery pack information acquired in S310.
- the main CPU 310a determines in S330 that the battery pack selected as the power pack is in the discharge permitted state, the main CPU 310a returns to S280 and executes the subsequent processing. That is, the processes S280 to S330 are repeatedly executed while the battery pack selected as the power pack is in the discharge permitted state. Then, in S320, the current value continues to be recorded in the memory.
- the main CPU 310a determines whether or not the on-site electrical device 50 satisfies a predetermined predetermined condition.
- the specified condition is whether or not, for example, the type of the on-site electric device 50 causes inappropriate operation due to a change in the power supplied by switching the battery pack selected as the power pack. It is a condition for determining whether or not.
- the case where inappropriate operation occurs means that, for example, the on-site electric device 50 is accompanied by power such as a motor, and the power changes due to the change in electric power.
- the specified condition may be a condition for determining whether or not the on-site electric device 50 is an electric work machine.
- the specified condition is a condition relating to the current value acquired in S320.
- the specified condition is that the current value acquired in S320 is equal to or less than the specified current value, and the current value acquired during the predetermined load fluctuation time is equal to or less than the specified fluctuation value.
- the on-site electric device 50 is an electric work machine accompanied by power such as a motor
- the trigger switch 59 is pressed, and when the on-site electric device 50 is used, due to the load on the on-site electric device 50. Since the current value changes, it is possible to determine whether or not the on-site electric device 50 is an electric work machine accompanied by power such as a motor by acquiring the value of the current value and its fluctuation.
- the specified current value may be set to, for example, 10A.
- the specified fluctuation value may be set to, for example, ⁇ 1A.
- the load fluctuation time is set to a time sufficient to ensure reliability when measuring the fluctuation of the current value, and may be set to, for example, 10 minutes.
- the main CPU 310a stops the discharge permission signal. That is, the operation of the on-site electric device 50 is stopped.
- the main CPU 310a determines whether or not the trigger switch 59 is in the ON state.
- the main CPU 310a determines in S360 that the trigger switch 59 is in the on state
- the main CPU 310a continues the determination in S360, and when it determines in S360 that the trigger switch 59 is in the off state, returns to S210. That is, since the main CPU 310a repeatedly executes the unit processing, the unit processing is executed again while the trigger switch 59 is in the ON state, and it is possible to prevent or suppress the operation of the on-site electric device 50.
- the main CPU 310a determines whether or not there is a dischargeable battery pack. The determination is the same as the determination in S220.
- the main CPU 310a executes the power supply selection process.
- the power supply selection process in S380 is the same as the power supply selection process in S230.
- Power is started from the power pack selected in S380 to the on-site electric device 50, the main CPU 310a returns to S280, and the subsequent processing is executed.
- the first identification information ID1 or the second identification information ID2 is acquired from the single output adapter 20a or the multi-output adapter 20b connected to the output connector 13, and the inside of the battery pack connected to the battery housing unit 10a. This is the process of selecting the power pack from.
- the voltage corresponding to the first identification information ID1 or the second identification information ID2 is output from the output connector 13.
- the main CPU 310a acquires the first identification information ID1 or the second identification information ID2 by using the identifier acquisition terminal 13d.
- the main CPU 310a determines whether or not the single output adapter 20a or the multi-output adapter 20b is connected. That is, it is determined whether or not there is a target to be supplied with the power of the connected battery pack.
- the first identification information ID1 or the second identification information ID2 is acquired in S410, it is determined that the single output adapter 20a or the multi-output adapter 20b is connected, and the first identification information ID1 and the first identification information ID1 and the second identification information ID2 are determined to be connected. 2
- neither of the identification information ID 2 is acquired, it is determined that neither the single output adapter 20a nor the multi-output adapter 20b is connected.
- the main CPU 310a turns off the first output voltage switch MSW1 to the third output voltage switch MSW3 and the first switch SW1 to the eighth switch SW8. After that, it returns to S410 and executes the subsequent processing. That is, when the output adapter is not connected, the main CPU 310a deselects the battery pack and waits until the single output adapter 20a or the multi-output adapter 20b is connected in S410.
- the main CPU 310a shifts the processing to S440.
- the main CPU 310a determines whether or not the second identification information ID 2 has been acquired in S410.
- the main CPU 310a is the battery pack or the output voltage of the first battery pack 33c1 to the fourth battery pack 33c4 connected to the first parallel connection unit 33, which is in the discharge permitted state and has the largest remaining electric energy. Select the highest battery pack. Further, the main CPU 310a is in a discharge permitted state among the fifth battery pack 35c1 to the eighth battery pack 35c4 connected to the second parallel connection portion 35, and the battery pack having the largest remaining electric energy or the output voltage is high. Select the highest battery pack. At this time, the individual switch corresponding to the selected battery pack is turned on.
- the main CPU 310a turns on the first output voltage switch MSW1 and the third output voltage switch MSW3, turns off the second output voltage switch MSW2, and shifts the processing to S510.
- the main CPU 310a is in the discharge permitted state, and one battery pack having the largest remaining electric energy or the battery pack having the highest output voltage is selected as the power pack. At this time, the individual switch corresponding to the selected battery pack is turned on.
- the main CPU 310a processes the battery pack in S490. Migrate.
- the main CPU 310a switches the states of the first output voltage switch MSW1, the second output voltage switch MSW2, and the third output voltage switch MSW3 so that power is supplied from the battery pack, and shifts the processing to S510. Specifically, the first output voltage switch MSW1 and the third output voltage switch MSW3 are turned on, and the second output voltage switch MSW2 is turned off.
- the process shifts to S500.
- the states of the first output voltage switch MSW1, the second output voltage switch MSW2, and the third output voltage switch MSW3 are switched so that power is supplied from the battery pack, and the process shifts to S510. Specifically, the first output voltage switch MSW1, the second output voltage switch MSW2, and the third output voltage switch MSW3 are turned off.
- the main CPU 310a turns off the individual switches corresponding to the battery packs other than the battery pack selected in S450 or S480, and ends the power supply selection process.
- the fifth switch SW5 of the fifth battery pack 35c1 is in the ON state.
- the sixth switch SW6 of the sixth battery pack 35c2 selected as the power pack is turned on.
- the FET is turned on by the fifth lock circuit 351R provided in the fifth battery pack 35c1, so that the voltage is not output from the sixth battery pack 35c2.
- the fifth switch SW5 of the fifth battery pack 35c1 is turned off, the FET is turned off, so that the voltage output from the sixth battery pack 35c2 is started.
- the output off of the 5th battery pack 35c1 which is the power pack before switching triggers the output on of the 6th battery pack 35c2 which is the power pack after switching. Therefore, by switching the selection of the power pack, it is used in the field. It is possible to suppress the occurrence of a so-called momentary power failure in which the power supplied to the electric device 50 is momentarily cut off.
- the first switch SW1 of the first battery pack 33c1 is turned off.
- the output from the second battery pack 33c2 starts.
- the first output voltage switch MSW1 and the third output voltage switch MSW3 are in the ON state as shown in FIG.
- the first output voltage switch MSW1 and the third output voltage switch MSW3 are in the off state as shown in FIG.
- the fifth switch SW5 of the fifth battery pack 35c1 which is the power pack before switching is in the ON state, and the first output voltage switch MSW1 and the third output voltage switch MSW3 are in the ON state.
- the first switch SW1 of the first battery pack 33c1 selected as the power pack is turned on. In this state, the ON signals of the first output voltage switch MSW1 and the third output voltage switch MSW3 are input to the gate terminals of the FETs corresponding to the first battery pack 33c1 to the fourth battery pack 33c4 belonging to the first parallel connection unit 33. Therefore, the first switch SW1 is turned off, and the voltage from the first battery pack 33c1 is not output.
- the main control unit 310 switches the first output voltage switch MSW1 and the third output voltage switch MSW3 for selecting the first battery pack 33c1 belonging to the first parallel connection unit 33 as the power pack to the off state.
- the FET corresponding to the first battery pack 33c1 is turned off, so that the voltage output from the first battery pack 33c1 is started.
- the fifth battery pack 35c1 is in a state of being electrically disconnected from the output by turning off the first output voltage switch MSW1 and the third output voltage switch MSW3. Further, the fifth switch SW5 may be turned off after the first switch SW1.
- the power packs are in the reverse order of FIG. Is switched. Specifically, it will be described with reference to the timing chart of FIG. That is, the first switch SW1 of the first battery pack 33c1 which is the power pack before switching is in the ON state, and the fifth switch SW5 of the fifth battery pack 35c1 is in the ON state. In this state, the main control unit 310 switches the first output voltage switch MSW1 and the third output voltage switch MSW3 for selecting the fifth battery pack 35c1 belonging to the second parallel connection unit 35 as the power pack to the ON state.
- the ON signals of the first output voltage switch MSW1 and the third output voltage switch MSW3 are input to the gate terminals of the FETs corresponding to the first battery pack 33c1 to the fourth battery pack 33c4 belonging to the first parallel connection unit 33. Therefore, the first switch SW1 is turned off and the connection is electrically disconnected from the output, and at the same time, the fifth battery pack 35c1 is electrically connected. As a result, the output of the voltage from the fifth battery pack 35c1 is started. Further, the first switch SW1 may be turned off after the fifth switch SW5.
- one battery pack is selected as the power pack from the first parallel connection unit 33 and one battery pack is selected as the power pack from the second parallel connection unit 35, and the selected power packs are switched. This will be described with reference to the timing chart shown in 12.
- the main control unit 310 Since the power pack is selected one by one from the first parallel connection unit 33 and the second parallel connection unit 35, the main control unit 310 does not change before and after switching the power pack, and turns on the second output voltage switch MSW2. In the state, the first output voltage switch MSW1 and the third output voltage switch MSW3 are held in the off state.
- the power pack is selected and switched while the operation of the on-site electric device 50 is stopped, that is, while the operation is stopped. Specifically, by stopping the discharge permission signal in S300, the operation of the on-site electric device 50 is stopped, and by returning the processing to S230, the power pack is selected again. Therefore, the power pack is selected while the on-site electric device 50 is operating, and the battery packs having different remaining electric energy are selected as the power pack, so that the on-site electric device 50 is operating. It is possible to suppress fluctuations in the voltage applied to the on-site electric device 50.
- the battery pack having the highest voltage among the battery packs connected to the battery accommodating portion 10a is selected as the power pack. According to such a configuration, the battery pack having the highest voltage is selected each time the power pack is selected, so that the electric energy of the connected battery packs 33c1 to 33c4 and 35c1 to 35c4 is evenly consumed. Can be done. Further, since the electric energy of the battery pack connected to the battery accommodating portion 10a is uniformly consumed, it is possible to suppress a change in operation before and after switching of the power pack.
- the operation signal referred to here is a signal indicating that it is operating, that is, a trigger switch signal. Further, when the trigger switch 59 is off for a certain period of time or longer, it is determined that the field electric device 50 is in the stopped state, that is, the field electric device 50 is not operating.
- the selected power pack from being switched when an intermittent operation, that is, an operation in which the trigger switch 59 is repeatedly pressed and released in small steps. Since the selected power pack is switched in the stopped state as described above, it is possible to suppress a change in the output of the on-site electric device 50 during the intermittent operation.
- the battery accommodating unit 10a includes a current detecting unit 39, and the current value supplied to the on-site electric device 50 is measured by the current detecting unit 39.
- the current value supplied to the on-site electric device 50 is measured by the current detecting unit 39.
- the determination as to whether or not the machine is an electric work machine based on the current value may be based on the magnitude of the current value or the magnitude of the fluctuation.
- the battery pack selected as the power pack before switching is turned off, and at the same time, the battery pack selected as the power pack after switching is turned on. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of a so-called momentary power failure in which the power supplied to the on-site electric device 50 is momentarily cut off by switching the selection of the power pack.
- this switching method may be carried out even when the operation of the on-site electric device 50 is stopped. By doing so, although not shown, it is possible to suppress the occurrence of a momentary power failure of the control power supply used for the motor control unit 55 of the on-site electric device.
- the on-site electric device 50 it is determined whether the on-site electric device 50 is in the operating state or the stopped state by acquiring the trigger switch signal from the main CPU 310a.
- whether the field electrical equipment 50 is in the operating state or the stopped state is not limited to those determined by the trigger switch signal acquired by the main CPU 310a.
- the current supplied to the on-site electric device 50 is required for the operation of the on-site electric device 50. If the current value is equal to or higher than the above, it may be determined that the operating state is in operation, and if not, it may be determined that the state is stopped.
- the battery pack selected as the power pack before switching is turned off, and at the same time, the battery pack selected as the power pack after switching is turned on.
- the power pack selected before switching and the power pack selected after switching do not have to be turned on at the same time in a strict sense.
- the operation of the FET itself or the delay due to the integrating circuit may be included.
- the individual switches 33b1 to 33b4 and 35b1 to 35b4 of the battery packs may be independent of each other.
- the individual switches 33b1 to 33b4 and 35b1 to 35b4 may be configured by using a switch such as a mechanical switch or a semiconductor switch configured to switch the current between an on state and an off state, respectively.
- the individual switches 33b1 to 33b4 and 35b1 to 35b4 may each include two FETs connected as shown in FIG. These FETs 33b5 and FET33b6 are connected in series so that the energization directions between the drain and the source when a voltage is applied to the gate are opposite to each other.
- the FET 33b5 and FET 33b6 are provided with a parasitic diode connected in parallel between the drain and the source, and when a voltage is not applied to the gate, energization in the reverse direction by the parasitic diode is stopped. It is configured as follows. On the other hand, the FET 33b5 and the FET 33b6 connected as shown in FIG. 22 are provided, and the FET 33b 5 and the FET 33b 6 are all switched to the off state. As a result, the discharge current and the charge current, which are currents in both directions in the battery pack, can be stopped.
- the individual switch 33b1 shown in FIG. 22 can turn on the individual switch 33b1 by turning on both the FET 33b5 and the FET 33b6.
- the individual switches 33b1 to 33b4 may each include one FET and one diode connected in series.
- the FET is arranged so as to allow the current in the discharge direction of the battery pack in the on state and prohibit the current in the discharge direction of the battery pack in the off state
- the diode is arranged so as to prohibit the current in the discharge direction of the battery pack. It may be arranged so as to allow the current and prohibit the current in the charging direction of the battery pack.
- Such individual switches 33b1 to 33b4 can switch the discharge and stop of the battery pack by controlling the FET to the on state or the off state based on the control signal from the control unit 31.
- the power pack in the case of an electric work machine provided with a motor, the power pack is switched in the stopped state.
- the power pack may be switched for the electric work machine that needs attention when the operation changes, such as when a blade is mounted on the operating portion.
- whether or not the electric work machine requires attention when the operation changes may be determined based on, for example, the first identification information ID1 and the second identification information ID2 output from the on-site electric device 50.
- the on-site electrical device 50 not only determines based on the information represented by the first identification information ID1 and the second identification information ID2, but also depends on whether or not it has the first identification information ID1 and the second identification information ID2 itself. You may judge.
- the main CPU 310a selects the battery pack having the highest voltage among the plurality of battery packs as the power pack.
- the battery pack selected as the power pack by the main CPU 310a is not limited to the battery pack having the highest voltage, and may be selected in a predetermined order. According to such a configuration, the voltage of the battery pack connected to the battery housing 10a is maintained in a high state by replacing the battery pack that consumes power from the battery housing 10a according to the order. Can be done. Further, the main CPU 310a may select the battery pack having the lowest voltage as the power pack. In this case, since the battery packs that consume power can be concentrated, the battery packs connected to the battery accommodating portion 10a are replaced when the battery packs are replaced, as compared with the case where the power consumption of the battery packs is uniformly consumed. The number of battery packs can be reduced.
- the trigger switch signal is when the trigger switch is on, that is, the first-class electric device. It is output by the trigger switch 59 when the 50a and the second-class electric device 50b are operating.
- the trigger switch signal output by the trigger switch 59 is a signal output when the trigger switch is off, that is, when the first-class electric device 50a and the second-class electric device 50b are not operating. There may be.
- the main CPU 310a or the motor control unit 55 does not acquire the trigger switch signal output by the trigger switch, it may be determined that the first-class electric device 50a and the second-class electric device 50b are in the operating state. ..
- the operation signal includes an operation on signal indicating that the operation is in the operation on state in the case of the operation state and an operation off signal indicating that the operation is in the operation off state in the case of the stop state. It may be determined whether it is in the operating state or the stopped state by determining whether it is in the operation on state or the operation off signal.
- the trigger switch signal corresponds to an example of the operation signal in the present disclosure.
- the single output adapter 20a and the multi-output adapter 20b correspond to an example of the device connection portion in the present disclosure.
- the main control unit 310 corresponds to an example of the power supply selection unit, stop determination unit, power supply switching unit, operation unit, operation acquisition unit, and device determination unit in the present disclosure.
- the current detection unit 39 corresponds to an example of the current measurement unit in the present disclosure.
- the cell monitoring circuit corresponds to an example of the voltage measuring unit in the present disclosure.
- the first battery connection portion 33a1 to the fourth battery connection portion 33a4 correspond to an example of the first battery connection portion in the present disclosure
- the fifth battery connection portion 35a1 to the eighth battery connection portion 35a4 correspond to the second battery connection portion 35a4 in the present disclosure.
- the main voltage generation unit 45 corresponds to an example of the voltage generation unit in the present disclosure.
- the second output voltage switch MSW2 corresponds to an example of the switch in the present disclosure.
- the first diode 33f and the second diode 35f correspond to an example of the current suppressor in the present disclosure.
- the main control unit 310 corresponds to an example of the control unit in the present disclosure.
- the second positive electrode terminal 13c corresponds to an example of the second output terminal in the present disclosure
- the first positive electrode terminal 13b corresponds to an example of the first output terminal in the present disclosure
- the signal detection unit 25b15 corresponds to an example of the current detection unit in the present disclosure
- the dummy signal storage unit 25b14 corresponds to an example of the output switch in the present disclosure
- the second output voltage switch MSW2 corresponds to an example of a connection switch in the present disclosure.
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Abstract
本開示の1つの局面における電力供給装置は、電池接続部と、機器接続部と、電源選択部と、停止判定部と、電源切替部と、作動部と、を備える。停止判定部は、機器接続部に接続された現場用電気機器が停止状態にあるか否かを判定する。電源切替部は、電源選択部により選択された電源パックを機器接続部に電気的に接続する。作動部は、現場用電気機器が停止状態にあると停止判定部が判定することに応じて、電源切替部を作動させる。
Description
本国際出願は、2019年4月17日に日本国特許庁に出願された日本国特許出願第2019-078560号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第2019-078560号の全内容を本国際出願に参照により援用する。
本開示は、電池パックから現場用電気機器に電力を供給する技術に関する。
下記特許文献1に開示された電力供給装置は、電動工具と、複数の電池パックとに接続するように構成されている。この電力供給装置は、当該電力供給装置に接続された複数の電池パックの中から任意の電池パックを選択し、選択された電池パックを電動工具に電気的に接続して、電動工具に電力を供給するように構成されている。
上述の電力供給装置では、電動工具の動作中に、電動工具に電気的に接続された電池パックが第1の電池パックから第2の電池パックへと切り替わる可能性がある。このような事象が生じると、第1の電池パックの電圧と第2の電池パックの電圧とが異なることに起因して、電動工具の動作が突然変化し、電動工具を用いた加工作業の安定性が低下する可能性がある。
そこで、本開示の1つの局面は、電源として使用される電池パックの切替に起因して現場用電気機器の動作が動作中に変化することを抑制できることが好ましい。
本開示の1つの局面における電力供給装置は、電池接続部と、機器接続部と、電源選択部と、停止判定部と、電源切替部と、作動部と、を備える。電池接続部は、複数の電池パックに接続するように構成される。機器接続部は、現場用電気機器に接続し、電池接続部に接続された複数の電池パックのいずれかから供給される電力を現場用電気機器に供給するように構成される。電源選択部は、電池接続部に接続された複数の電池パックの中から現場用電気機器の電源として使用される電源パックを選択するように構成される。停止判定部は、機器接続部に接続された現場用電気機器が停止状態にあるか否かを判定するように構成される。電源切替部は、電源選択部により選択された電源パックを機器接続部に電気的に接続するように構成される。作動部は、現場用電気機器が停止状態にあると停止判定部が判定することに応じて、電源切替部を作動させるように構成される。
このような電力供給装置では、現場用電気機器が停止状態にあることに応じて、電源パックの切替が行われるため、現場用電気機器の動作が動作中に変化することを抑制することができる。
なお、現場用電気機器は、日曜大工、製造、園芸、工事などの作業現場で使用される電気機器であってもよい。
電力供給装置は、現場用電気機器から出力される動作信号を取得するように構成された動作取得部を更に備えてもよい。停止判定部は、動作取得部によって取得された動作信号の状態に基づいて現場用電気機器が停止状態にあるか否かを判定するように構成されてもよい。このような電力供給装置は、現場用電気機器から出力される動作信号に基づいて、現場用電気機器が停止状態にあるか否かを判定して、電源パックの切替を行うことができる。
また、作動部は、現場用電気機器が停止状態にあると停止判定部が継続的に判定している時間があらかじめ決められた規定時間に達することに応じて、電源切替部を作動させるように構成されてもよい。
このような電力供給装置では、例えば現場用電気機器の断続的な操作などにより、現場用電気機器が規定時間に満たない時間だけ一時的に停止状態になったことにより、電源切替部が作動することを抑制することができる。
停止判定部は、現場用電気機器に供給される電流値があらかじめ決められた動作電流値以下であることに応じて、現場用電気機器が停止状態にあると判定するように構成されてもよい。
このような電力供給装置は、現場用電気機器に供給される電流値に基づいて、現場用電気機器が停止状態にあるか否かを判定して、電源パックを切り替えることができる。
現場用電気機器は、モータを備える電動作業機を含んでもよい。電動作業機は、肉体的な仕事を実行するための電気機器であってもよい。電力供給装置は、機器接続部に接続された現場用電気機器が、電動作業機であるか否かを判定するように構成された機器判定部を更に備えてもよい。電力供給装置の作動部は、機器接続部に接続された現場用電気機器が電動作業機でないと機器判定部が判定することに応じて、電源切替部を作動させるように構成されてもよい。
このような電力供給装置は、動作中に動作が変化することが許容される現場用電気機器に対して、動作中に電源パックを切り替えることができる。
作動部は、現場用電気機器が電動作業機ではないと機器判定部が判定することに加え、電源パックの電圧があらかじめ決められた動作電圧以下となることに応じて、電源切替部を作動させるように構成されてもよい。
このような電力供給装置は、電源パックの電圧が動作電圧以下となることに応じて、すなわち、電力の消費などにより電源パックの残りの電力量が少なくなることに応じて、電源パックを切り替えることができる。
電力供給装置は、機器接続部を介して現場用電気機器に供給される電流値を測定するように構成された電流測定部を更に備えてもよい。機器判定部は、電流測定部によって測定された電流値に基づいて、機器接続部に接続された現場用電気機器が電動作業機であるか否かを判定するように構成されてもよい。
このような電力供給装置は、現場用電気機器に供給される電流値に基づいて、現場用電気機器が電動作業機であるか否かを判定することができる。
機器判定部は、あらかじめ決められた期間中において、電流測定部により測定された電流値の変動の大きさがあらかじめ決められた変動閾値以下であることに応じて、現場用電気機器が電動作業機ではないと判定するように構成されてもよい。
このような電力供給装置は、現場用電気機器に供給される電流値の変動の大きさに基づいて、現場用電気機器が電動作業機であるか否かを判定することができる。
機器判定部は、電流測定部により測定された電流値があらかじめ決められた電流閾値以下であることに応じて、現場用電気機器が電動作業機ではないと判定するように構成されてもよい。
このような電力供給装置は、現場用電気機器に供給される電流値が電流閾値以下であるか否かに基づいて、現場用電気機器が電動作業機であるか否かを判定することができる。
電力供給装置は、複数の電池パックの各々の電圧を測定するように構成された電圧測定部を更に備えてもよい。電源選択部は、複数の電池パックのうち、最も高い電圧を有する電池パックを電源パックとして選択するように構成されてもよい。
このような電力供給装置は、複数の電池パックの各々の電力を均一に消費することができる。
あるいは、電池選択部は、複数の電池パックのうちの1つを予め決められた順序に従って電源パックとして選択してもよい。
複数の電池パックは、第1の電池パックと第2の電池パックとを備えてもよい。電源切替部は、第1の電池パックの機器接続部からの電気的切断と第2の電池パックの機器接続部への電気的接続とを同時に開始して、第1の電池パックから第2の電池パックへと電源パックを切り替えるように構成されてもよい。
このような電力供給装置は、第1の電池パックから第2の電池パックへと電源パックを切り替える際に、現場用電気機器へ供給される電力が瞬間的に遮断されることを抑制できる。
本開示の別の局面における現場用電気システムは、上述した電力供給装置と、現場用電気機器と、を備える。現場用電気機器は、電力供給装置に接続するように構成される。現場用電気機器は、現場用電気機器が動作状態にあることを表す動作信号を出力するように構成された動作信号出力部を備える。
このように構成された現場用電気システムは、上述した電力供給装置と同様の効果を発揮し得る。
ところで、上述の特許文献1では、複数の電池パックから供給され得る電圧に基づいてメインコントローラの電源電圧を生成している。特許文献1において開示された回路構成では、第1の電池パックと第2の電池パックとが直列接続されたときに、第1の電池パックの正極と負極、または、第2の電池パックの正極と負極が短絡する虞がある。
そこで、本開示のさらに別の局面は、複数の電池パックが直列接続されたときに、いずれかの電池パックの正極と負極とが短絡することを抑制または検出できることが好ましい。
具体的には、本開示は、以下の項目を含む。
[項目A1]
第1の正極端子と第1のグランド端子とを備え、前記第1の正極端子と前記第1のグランド端子とがそれぞれ、第1の電池パックの正極と負極とに接続するように構成された第1の電池接続部と、
第2の正極端子と第2のグランド端子とを備え、前記第2の正極端子と前記第2のグランド端子とがそれぞれ、第2の電池パックの正極と負極とに接続するように構成された第2の電池接続部と、
前記第1の電池接続部と前記第2の電池接続部とに並列接続された入力部と、第3の正極端子と第3のグランド端子とを備える出力部とを備える電圧生成部であって、前記第1の電池接続部の前記第1の正極と前記第1の負極との間の第1の電圧、及び/または前記第2の電池接続部の前記第2の正極と前記第2の負極との間の第2の電圧に基づいて、第3の電圧を生成し、前記第3の電圧を前記出力部から出力するように構成された電圧生成部と、
前記第1の電池接続部の前記第1の正極端子と前記第2の電池接続部の前記第2のグランド端子とに接続され、導通状態及び遮断状態に選択的に切り替わるように構成されたスイッチであって、前記導通状態では、前記第1の正極端子と前記第2のグランド端子とを電気的に接続し、前記遮断状態では、前記第1の正極端子と前記第2のグランド端子とを電気的に切断するように構成されたスイッチと、
前記第2のグランド端子から前記第1のグランド端子へ電流が流れることを抑制するように構成された電流抑制器と
を備える、電力供給装置。
第1の正極端子と第1のグランド端子とを備え、前記第1の正極端子と前記第1のグランド端子とがそれぞれ、第1の電池パックの正極と負極とに接続するように構成された第1の電池接続部と、
第2の正極端子と第2のグランド端子とを備え、前記第2の正極端子と前記第2のグランド端子とがそれぞれ、第2の電池パックの正極と負極とに接続するように構成された第2の電池接続部と、
前記第1の電池接続部と前記第2の電池接続部とに並列接続された入力部と、第3の正極端子と第3のグランド端子とを備える出力部とを備える電圧生成部であって、前記第1の電池接続部の前記第1の正極と前記第1の負極との間の第1の電圧、及び/または前記第2の電池接続部の前記第2の正極と前記第2の負極との間の第2の電圧に基づいて、第3の電圧を生成し、前記第3の電圧を前記出力部から出力するように構成された電圧生成部と、
前記第1の電池接続部の前記第1の正極端子と前記第2の電池接続部の前記第2のグランド端子とに接続され、導通状態及び遮断状態に選択的に切り替わるように構成されたスイッチであって、前記導通状態では、前記第1の正極端子と前記第2のグランド端子とを電気的に接続し、前記遮断状態では、前記第1の正極端子と前記第2のグランド端子とを電気的に切断するように構成されたスイッチと、
前記第2のグランド端子から前記第1のグランド端子へ電流が流れることを抑制するように構成された電流抑制器と
を備える、電力供給装置。
このような電力供給装置では、電流抑制器によって第2のグランド端子から第1のグランド端子へ電流が流れることを抑制することができるため、第1の正極端子と第1のグランド端子とが短絡することを抑制することができる。
[項目A2]
上述の項目に記載の電力供給装置であって、
前記第3のグランド端子の電位は、前記第1のグランド端子の電位よりも高い電位を有する、電力供給装置。
上述の項目に記載の電力供給装置であって、
前記第3のグランド端子の電位は、前記第1のグランド端子の電位よりも高い電位を有する、電力供給装置。
[項目A3]
上述のいずれかの項目に記載の電力供給装置であって、
前記第3のグランド端子の電位は、前記第2のグランド端子の電位よりも高い電位を有する、電力供給装置。
上述のいずれかの項目に記載の電力供給装置であって、
前記第3のグランド端子の電位は、前記第2のグランド端子の電位よりも高い電位を有する、電力供給装置。
[項目A4]
上述のいずれかの項目に記載の電力供給装置であって、
前記電流抑制器は、前記第3のグランド端子に接続されたアノードと、前記第1のグランド端子に接続されたカソードとを備える第1のダイオードを備える、電力供給装置。
上述のいずれかの項目に記載の電力供給装置であって、
前記電流抑制器は、前記第3のグランド端子に接続されたアノードと、前記第1のグランド端子に接続されたカソードとを備える第1のダイオードを備える、電力供給装置。
[項目A5]
上述のいずれかの項目に記載の電力供給装置であって、
前記電流抑制器は、前記第3のグランド端子に接続されたアノードと、前記第2のグランド端子に接続されたカソードとを備える第2のダイオードを備える、電力供給装置。
上述のいずれかの項目に記載の電力供給装置であって、
前記電流抑制器は、前記第3のグランド端子に接続されたアノードと、前記第2のグランド端子に接続されたカソードとを備える第2のダイオードを備える、電力供給装置。
[項目A6]
上述のいずれかの項目に記載の電力供給装置であって、
前記第1のダイオードの前記アノードは、前記第3のグランド端子を介して、前記第2のダイオードの前記アノードに電気的に接続されている、電力供給装置。
上述のいずれかの項目に記載の電力供給装置であって、
前記第1のダイオードの前記アノードは、前記第3のグランド端子を介して、前記第2のダイオードの前記アノードに電気的に接続されている、電力供給装置。
[項目A7]
上述のいずれかの項目に記載の電力供給装置であって、
前記第1のダイオードは、前記第1の電池パックからの電流が流れるように設けられている、電力供給装置。
上述のいずれかの項目に記載の電力供給装置であって、
前記第1のダイオードは、前記第1の電池パックからの電流が流れるように設けられている、電力供給装置。
[項目A8]
上述のいずれかの項目に記載の電力供給装置であって、
前記第2のダイオードは、前記第2の電池パックからの電流が流れるように設けられている、電力供給装置。
上述のいずれかの項目に記載の電力供給装置であって、
前記第2のダイオードは、前記第2の電池パックからの電流が流れるように設けられている、電力供給装置。
[項目A9]
上述のいずれかの項目に記載の電力供給装置であって、
前記電力供給装置を制御するように構成された制御部を更に備え、
前記電圧生成部は、前記第3の電圧を前記制御部に供給するように構成された、電力供給装置。
上述のいずれかの項目に記載の電力供給装置であって、
前記電力供給装置を制御するように構成された制御部を更に備え、
前記電圧生成部は、前記第3の電圧を前記制御部に供給するように構成された、電力供給装置。
[項目A10]
上述のいずれかの項目に記載の電力供給装置であって、
前記第1の電池接続部は、前記第1の正極端子と前記第1のグランド端子とがそれぞれ、前記第1の電池パックの前記正極と前記負極とに加え、少なくとも1つの追加の電池パックの正極と負極とに接続するように構成されている、電力供給装置。
上述のいずれかの項目に記載の電力供給装置であって、
前記第1の電池接続部は、前記第1の正極端子と前記第1のグランド端子とがそれぞれ、前記第1の電池パックの前記正極と前記負極とに加え、少なくとも1つの追加の電池パックの正極と負極とに接続するように構成されている、電力供給装置。
[項目A11]
上述のいずれかの項目に記載の電力供給装置であって、
前記第2の電池接続部は、前記第2の正極端子と前記第2のグランド端子とがそれぞれ、前記第2の電池パックの前記正極と前記負極とに加え、少なくとも1つの追加の電池パックの正極と負極とに接続するように構成されている、電力供給装置。
上述のいずれかの項目に記載の電力供給装置であって、
前記第2の電池接続部は、前記第2の正極端子と前記第2のグランド端子とがそれぞれ、前記第2の電池パックの前記正極と前記負極とに加え、少なくとも1つの追加の電池パックの正極と負極とに接続するように構成されている、電力供給装置。
さらに、本開示は、以下の項目を含む。
[項目B1]
第1の正極端子と第1のグランド端子とを備え、前記第1の正極端子と前記第1のグランド端子とがそれぞれ、第1の電池パックの正極と負極とに接続するように構成された第1の電池接続部と、
第2の正極端子と第2のグランド端子とを備え、前記第2の正極端子と前記第2のグランド端子とがそれぞれ、第2の電池パックの正極と負極とに接続するように構成された第2の電池接続部と、
前記第2の正極端子と電気的に接続され、前記第2の正極端子からの電圧を出力するように構成された第2出力端子と、
前記第1の正極端子と電気的に接続され、前記第1の正極端子からの電圧を出力するように構成された第1出力端子と、
前記第2の正極端子と前記第2出力端子との間の第2出力経路の電流値及び/又は前記第2のグランド端子と前記第1出力端子との間の第1出力経路の電流値を測定するように構成された電流検出部と、
前記第1出力経路及び/又は前記第2出力経路に接続され、導通状態及び遮断状態に選択的に切り替わるように構成された出力スイッチであって、前記導通状態では、前記第1出力経路及び/又は前記第2出力経路を導通し、前記遮断状態では、前記第1出力経路及び/又は前記第2出力経路を遮断するように構成された出力スイッチと、を備え、
前記出力スイッチは、前記電流検出部により検出された電流値が、あらかじめ決められた電流閾値以上であることに応じて、当該電流閾値以上の電流値が検出された前記第1出力経路及び/又は前記第2出力経路を遮断するように構成された、電力供給装置。
第1の正極端子と第1のグランド端子とを備え、前記第1の正極端子と前記第1のグランド端子とがそれぞれ、第1の電池パックの正極と負極とに接続するように構成された第1の電池接続部と、
第2の正極端子と第2のグランド端子とを備え、前記第2の正極端子と前記第2のグランド端子とがそれぞれ、第2の電池パックの正極と負極とに接続するように構成された第2の電池接続部と、
前記第2の正極端子と電気的に接続され、前記第2の正極端子からの電圧を出力するように構成された第2出力端子と、
前記第1の正極端子と電気的に接続され、前記第1の正極端子からの電圧を出力するように構成された第1出力端子と、
前記第2の正極端子と前記第2出力端子との間の第2出力経路の電流値及び/又は前記第2のグランド端子と前記第1出力端子との間の第1出力経路の電流値を測定するように構成された電流検出部と、
前記第1出力経路及び/又は前記第2出力経路に接続され、導通状態及び遮断状態に選択的に切り替わるように構成された出力スイッチであって、前記導通状態では、前記第1出力経路及び/又は前記第2出力経路を導通し、前記遮断状態では、前記第1出力経路及び/又は前記第2出力経路を遮断するように構成された出力スイッチと、を備え、
前記出力スイッチは、前記電流検出部により検出された電流値が、あらかじめ決められた電流閾値以上であることに応じて、当該電流閾値以上の電流値が検出された前記第1出力経路及び/又は前記第2出力経路を遮断するように構成された、電力供給装置。
このような構成によれば、第1出力経路又は第2出力経路において流れる過電流を電流検出部により検出し、当該過電流が流れる出力経路の電気的接続を遮断することができる。
[項目B2]
上述のいずれかの項目に記載の電力供給装置であって、
前記電流検出部は、更に前記第2のグランド端子と第1の正極端子とが直列に接続された接続経路における電流値を測定するように構成され、
前記接続経路に接続され、導通状態及び遮断状態に選択的に切り替わるように構成された接続スイッチであって、前記導通状態では前記接続経路を導通し、前記遮断状態では前記接続経路を遮断するように構成された接続スイッチと、を備え、
前記接続スイッチは、前記電流検出部により検出された電流値が、あらかじめ決められた電流閾値以上であることに応じて、当該電流閾値以上の電流値が検出された前記接続経路を遮断するように構成された、電力供給装置。
上述のいずれかの項目に記載の電力供給装置であって、
前記電流検出部は、更に前記第2のグランド端子と第1の正極端子とが直列に接続された接続経路における電流値を測定するように構成され、
前記接続経路に接続され、導通状態及び遮断状態に選択的に切り替わるように構成された接続スイッチであって、前記導通状態では前記接続経路を導通し、前記遮断状態では前記接続経路を遮断するように構成された接続スイッチと、を備え、
前記接続スイッチは、前記電流検出部により検出された電流値が、あらかじめ決められた電流閾値以上であることに応じて、当該電流閾値以上の電流値が検出された前記接続経路を遮断するように構成された、電力供給装置。
このような構成によれば、接続スイッチを流れる電流値を測定することにより、接続経路において過電流が流れた場合に、当該接続経路を遮断することができる。
[項目B3]
上述のいずれかの項目に記載の電力供給装置であって、
前記第1の電池接続部は、前記第1の正極端子と前記第1のグランド端子とがそれぞれ、前記第1の電池パックの前記正極と前記負極とに加え、少なくとも1つの追加の電池パックの正極と負極とに接続するように構成されている、電力供給装置。
上述のいずれかの項目に記載の電力供給装置であって、
前記第1の電池接続部は、前記第1の正極端子と前記第1のグランド端子とがそれぞれ、前記第1の電池パックの前記正極と前記負極とに加え、少なくとも1つの追加の電池パックの正極と負極とに接続するように構成されている、電力供給装置。
[項目B4]
上述のいずれかの項目に記載の電力供給装置であって、
前記第2の電池接続部は、前記第2の正極端子と前記第2のグランド端子とがそれぞれ、前記第2の電池パックの前記正極と前記負極とに加え、少なくとも1つの追加の電池パックの正極と負極とに接続するように構成されている、電力供給装置。
上述のいずれかの項目に記載の電力供給装置であって、
前記第2の電池接続部は、前記第2の正極端子と前記第2のグランド端子とがそれぞれ、前記第2の電池パックの前記正極と前記負極とに加え、少なくとも1つの追加の電池パックの正極と負極とに接続するように構成されている、電力供給装置。
1…現場用電気システム、10…電力供給装置、20a…単一出力アダプタ、20b…マルチ出力アダプタ、31…制御部、33…第1並列接続部、35…第2並列接続部、37…出力電圧スイッチ群、39…電流検知部、41…温度検知部、50…現場用電気機器
以下、図面を参照しながら、本開示の例示的な実施形態を説明する。
[1.実施形態]
<全体構成>
図1に示すように、本実施形態の現場用電気システム1は、電力供給装置10と、単一出力アダプタ20aと、マルチ出力アダプタ20bと、任意の現場用電気機器50と、を備える。現場用電気システム1は、電力供給装置10に蓄積された電力を、単一出力アダプタ20a又はマルチ出力アダプタ20bを介して、現場用電気機器50に供給するように構成されている。
<全体構成>
図1に示すように、本実施形態の現場用電気システム1は、電力供給装置10と、単一出力アダプタ20aと、マルチ出力アダプタ20bと、任意の現場用電気機器50と、を備える。現場用電気システム1は、電力供給装置10に蓄積された電力を、単一出力アダプタ20a又はマルチ出力アダプタ20bを介して、現場用電気機器50に供給するように構成されている。
電力供給装置10は、電池収容部10aと、背負いベルト10bと、出力コネクタ13と、延長ケーブル15と、を備える。
電池収容部10aは、複数の電池パック(BP)を収容するように構成されている。これら電池パックは、電池収容部10aの内部に収容されるため図1では図示を省略する。なお、本実施形態における電池収容部10aは、最大8つの電池パックを収容するように構成されている。他の実施形態における電池収容部10aは、最大2~7つ又は9つ以上の電池パックを収容するように構成されてもよい。
背負いベルト10bは、ユーザが電池収容部10aを背負うことができるように電池収容部10aに設けられている。出力コネクタ13は、延長ケーブル15を介して電池収容部10aに電気的に接続されている。出力コネクタ13は、単一出力アダプタ20aの単一出力コネクタ21a及びマルチ出力アダプタ20bのマルチ出力コネクタ21bの双方に選択的に接続するように構成されている。単一出力アダプタ20a又はマルチ出力アダプタ20bを現場用電気機器50に装着することで、電力供給装置10は、現場用電気機器50へ電力を供給できる。
単一出力アダプタ20aは、単一の出力系統を備えており、単一の出力系統を介して、いずれか1つの電池パックの出力電圧(例えば18VDC)を出力する。より具体的には、単一出力アダプタ20aは、上述の単一出力コネクタ21aと、機器接続ケーブル23aと、単一機器側ユニット25aと、を備える。
マルチ出力アダプタ20bは、本実施形態では、2つの出力系統を備えており、これら出力系統からいずれか2つの電池パックの出力電圧を出力する。マルチ出力アダプタ20bは、上述のマルチ出力コネクタ21bと、機器接続ケーブル23bと、第1機器側ユニット25b1と、第2機器側ユニット25b2と、を備える。単一機器側ユニット25a、第1機器側ユニット25b1、及び第2機器側ユニット25b2は、それぞれ現場用電気機器50に着脱可能に構成されている。
図2に示すように、出力コネクタ13は、グランド端子13a、第1正極端子13b、第2正極端子13c、識別子取得端子13d、許可信号出力端子13eを備える。
グランド端子13aは、電池収容部10aに収容された電池パックの各々の出力電圧の基準電位(つまり0V)となる端子である。第1正極端子13bは、いずれか1つの電池パックの出力電圧を出力する端子である。第2正極端子13cは、いずれか1つの追加の電池パックの出力電圧を出力する端子である。識別子取得端子13dは、第1識別情報ID1及び第2識別情報ID2を取得する端子である。許可信号出力端子13eは、放電許可信号DSを出力する端子である。なお、第1識別情報ID1及び第2識別情報ID2は、出力コネクタ13から出力すべき電圧出力状態を表す情報である。
図3に示すように、延長ケーブル15は、第1電力線15a~第3電力線15cと、第1信号線15dと、第2信号線15eと、を備える。第1電力線15a~第3電力線15cは、それぞれ、出力コネクタ13のグランド端子13a、第1正極端子13b、第2正極端子13cに接続される。第1信号線15d及び第2信号線15eは、それぞれ、出力コネクタ13の識別子取得端子13d、許可信号出力端子13eに接続される。
<電力供給装置>
図3に示すように、電池収容部10aは、制御部31と、第1並列接続部33と、第2並列接続部35と、出力電圧スイッチ群37と、電流検知部39と、温度検知部41と、電圧検知部43と、メイン電圧生成部45と、電源スイッチ47と、第1電圧生成部48と、第2電圧生成部49と、を備える。
図3に示すように、電池収容部10aは、制御部31と、第1並列接続部33と、第2並列接続部35と、出力電圧スイッチ群37と、電流検知部39と、温度検知部41と、電圧検知部43と、メイン電圧生成部45と、電源スイッチ47と、第1電圧生成部48と、第2電圧生成部49と、を備える。
第1並列接続部33は、本実施形態では、第1電池接続部33a1~第4電池接続部33a4と、第1個別スイッチ33b1~第4個別スイッチ33b4と、第1グランド33eと、第1ダイオード33fと、を備える。他の実施形態では、第1並列接続部33は、2つ、3つ、又は5つ以上の電池接続部と、2つ、3つ、又は5つ以上の個別スイッチと、を備えてもよい。
第1電池接続部33a1~第4電池接続部33a4は、それぞれ、第1電池パック33c1~第4電池パック33c4を着脱可能に構成されている。第1電池パック33c1~第4電池パック33c4の各々は、正極端子及び負極端子を備える。
第1個別スイッチ33b1~第4個別スイッチ33b4は、それぞれ、第1電池接続部33a1~第4電池接続部33a4に直列接続されている。第1個別スイッチ33b1~第4個別スイッチ33b4は、制御部31からのそれぞれの制御信号に基づいて、導通状態(すなわちオン状態)と遮断状態(すなわちオフ状態)とに切り替わるように構成されている。
第1並列接続部33は、第1電池接続部33a1~第4電池接続部33a4を任意の組合せで並列接続可能に構成されており、これにより、第1電池パック33c1~第4電池パック33c4を任意の組合せで並列接続できる。
制御部31からのそれぞれの制御信号に基づいて第1個別スイッチ33b1~第4個別スイッチ33b4のうちの少なくとも1つがオン状態に切り替えられる。すると、第1並列接続部33は、第1電池パック33c1~第4電池パック33c4のうちの対応する少なくとも1つの出力電圧を出力する。
第2並列接続部35は、本実施形態では、第5電池接続部35a1~第8電池接続部35a4と、第5個別スイッチ35b1~第8個別スイッチ35b4と、第2グランド35eと、第2ダイオード35fと、を備える。他の実施形態では、第2並列接続部35は、2つ、3つ、又は5つ以上の電池接続部と、2つ、3つ、又は5つ以上の個別スイッチと、を備えてもよい。第5電池接続部35a1~第8電池接続部35a4は、それぞれ、第5電池パック35c1~第8電池パック35c4を着脱可能に構成されている。
なお、図3に示すように、第2並列接続部35の構成は、第1並列接続部33の構成と同様であるため、詳細な説明を省略する。第5電池接続部35a1~第8電池接続部35a4がそれぞれ、第1電池接続部33a1~第4電池接続部33a4に対応し、第5個別スイッチ35b1~第8個別スイッチ35b4がそれぞれ、第1個別スイッチ33b1~第4個別スイッチ33b4に対応する。また、第5電池パック35c1~第8電池パック35c4がそれぞれ、第1電池パック33c1~第4電池パック33c4に対応する。
次に、出力電圧スイッチ群37は、第1出力電圧スイッチMSW1、第2出力電圧スイッチMSW2、第3出力電圧スイッチMSW3を備えている。出力電圧スイッチ群37は、第1並列接続部33及び第2並列接続部35と出力コネクタ13との電気的接続状態を切り替えるように構成されている。なお、出力コネクタ13は、詳細には、グランド端子13a、第1正極端子13b及び第2正極端子13cを備える。
出力コネクタ13において、グランド端子13aは、第1並列接続部33に直接接続されるとともに、第1出力電圧スイッチMSW1を介して、第2並列接続部35に接続されている。第1正極端子13bは、第1並列接続部33に直接接続されるとともに、第2出力電圧スイッチMSW2及び第3出力電圧スイッチMSW3を介して、第2並列接続部35に接続されている。第2正極端子13cは、第2並列接続部35に直接接続されている。
より具体的には、グランド端子13aは、第1電池接続部33a1~第4電池接続部33a4を介して第1電池パック33c1~第4電池パック33c4の負極に電気的に接続されている。グランド端子13aは、さらに、第1出力電圧スイッチMSW1と第5電池接続部35a1~第8電池接続部35a4とを介して第5電池パック35c1~第8電池パック35c4の負極に電気的に接続されている。
第1正極端子13bは、第1個別スイッチ33b1~第4個別スイッチ33b4及び第1電池接続部33a1~第4電池接続部33a4を介して第1電池パック33c1~第4電池パック33c4の正極に電気的に接続できる。第1正極端子13bは、さらに、第2出力電圧スイッチMSW2と第5電池接続部35a1~第8電池接続部35a4とを介して第5電池パック35c1~第8電池パック35c4の負極に電気的に接続できる。第1正極端子13bは、またさらに、第3出力電圧スイッチMSW3と、第5個別スイッチ35b1~第8個別スイッチ35b4と、第5電池接続部35a1~第8電池接続部35a4と、を介して、第5電池パック35c1~第8電池パック35c4の正極に電気的に接続できる。
第2正極端子13cは、第5個別スイッチ35b1~第8個別スイッチ35b4及び第5電池接続部35a1~第8電池接続部35a4を介して第5電池パック35c1~第8電池パック35c4の正極に電気的に接続できる。
つまり、出力電圧スイッチ群37は、第2並列接続部35に接続された第5電池パック35c1~第8電池パック35c4の正極を、第2正極端子13c又は第1正極端子13bに選択的に接続するように構成されている。また、出力電圧スイッチ群37は、第2並列接続部35に接続された第5電池パック35c1~第8電池パック35c4の負極を、第1正極端子13b又はグランド端子13aに選択的に接続するように構成されている。
また、第1並列接続部33は、第1電池パック33c1~第4電池パック33c4の正極を第1正極端子13bに接続するとともに、第1電池パック33c1~第4電池パック33c4の負極をグランド端子13aに接続するように構成されている。
制御部31は、メイン制御部(MC)310と、第1サブ制御部(SC)311~第8サブ制御部318とを備える。
メイン制御部310は、電池収容部10aにおける各種制御処理を実行する。メイン制御部310は、例えば、後述するユニット処理を行う。メイン制御部310は、メインCPU310a、メインメモリ310bを備える。メイン制御部310における機能は、主に、メインCPU310aがメインメモリ310bに記憶されている各種プログラムを実行することにより達成される。第1サブ制御部311~第8サブ制御部318の構成は、基本的には互いに同じであるため、以下では、第1サブ制御部311の構成を例示する。第1サブ制御部311は、図4に示すように、個別CPU311a、個別メモリ311bを備える。第1サブ制御部311における機能は、主に、個別CPU311aが個別メモリ311bに記憶されている各種プログラムを実行することにより達成される。第1サブ制御部311は、各種プログラムを実行することにより、第1サブ制御部311に割り当てられた第1電池パック33c1の状態に応じた処理を実行する。第1サブ制御部311は、少なくとも割り当てられた第1電池パック33c1の電池パック情報をメイン制御部310に出力する。ここで、電池パック情報は、第1サブ制御部311から随時出力されてもよいし、あるいは、メイン制御部310からの要求に応じて第1サブ制御部311から出力されてもよい。電池パック情報は、電圧情報と、放電可否情報と、を含む。電圧情報は、対応する電池パックの出力電圧を表し、残りの電力量に対応する。また、放電可否情報は、対応する電池パックが放電可能であるか否かを表す。放電可能である状態とは、電池パックが正常に放電動作を行える状態であり、放電可能でない状態とは、例えば、残りの電力量が少ないために放電不可能な状態や、電池パックの温度上昇により放電不可能な状態など、正常な放電動作を行うことができない状態をいう。また、放電可否情報は、電圧情報に基づいて出力電圧が、あらかじめ決められた閾値以上であり、電圧出力が可能な状態であるか否か、言い換えると放電可能な状態であるか否かを表した情報であってもよい。また、放電可否情報は、割り当てられた電池パックから放電停止信号Ssが出力されているか否かを表した情報であってもよい。放電停止信号Ssは、電池パックが自己診断結果に基づいて、放電不可能な状態にあると判定されたときに、出力される通知信号である。
図3に示すように、メイン制御部310は、メイングランド31eに接続され、第1サブ制御部311~第4サブ制御部314は、第1グランド33eに接続され、第5サブ制御部315~第8サブ制御部318は、第2グランド35eに接続される。メイングランド31eの電位、第1グランド33eの電位及び第2グランド35eの電位は、互いに異なり得る。したがって、第1サブ制御部311~第8サブ制御部318はそれぞれ、第1カプラ321~第8カプラ328を介してメイン制御部310に接続される。つまり、メイン制御部310は、第1サブ制御部311~第8サブ制御部318から電気的に絶縁されているものの、第1サブ制御部311~第8サブ制御部318と、第1カプラ321~第8カプラ328を介して通信可能である。なお、第1カプラ321~第8カプラ328の各々は、光学的結合を介して信号を伝達するように構成されてもよいし、誘導性結合を介して信号を伝達するように構成されてもよいし、容量性結合を介して信号を伝達するように構成されてもよいし、あるいは、光学的結合と誘導性結合と容量性結合との任意の組合せを介して信号を伝達するように構成されてもよい。
第1サブ制御部311~第4サブ制御部314は、第1並列接続部33に接続され、対応する第1電池パック33c1~第4電池パック33c4の負極は、第1グランド33eに接続される。第5サブ制御部315~第8サブ制御部318は、第2並列接続部35に接続され、対応する第5電池パック35c1~第8電池パック35c4の負極は、第2グランド35eに接続される。
また、第1電池パック33c1~第4電池パック33c4の負極は、第1ダイオード33fを介して、メイングランド31eと接続される。なお、第1ダイオード33fは、アノードがメイングランド31eに接続され、カソードが第1電池パック33c1~第4電池パック33c4の負極及び第1グランド33eに接続される。すなわち、第1ダイオード33fは、メイングランド31eからみて順方向、言い換えると、第1電池パック33c1~第4電池パック33c4の負極側からみて逆方向となるように接続される。同様に、第5電池パック35c1~第8電池パック35c4の負極は、第2ダイオード35fを介して、メイングランド31eと接続される。なお、第2ダイオード35fは、アノードがメイングランド31eに接続され、カソードが第5電池パック35c1~第8電池パック35c4の負極及び第2グランド35eに接続される。すなわち、第2ダイオード35fは、メイングランド31eからみて順方向、言い換えると、第5電池パック35c1~第8電池パック35c4の負極側からみて逆方向となるように接続される。
電流検知部39は、グランド端子13aに流れる電流値を測定し、あらかじめ決められた電流閾値以上の電流が検出された場合に、メイン制御部310に過電流信号を出力する。ここで、電流閾値は、例えば、延長ケーブル15の許容電流値の上限値が設定されてもよい。本実施形態における電流検知部39は、流れる電流により発生する磁場の大きさを測定することで電流値を測定する。より具体的には、電流検知部39は、例えば、いわゆるクランプメータのように、磁場をホール素子センサで捉え、電流換算することにより、電流値を測定するように構成されてもよい。
温度検知部41は、グランド端子13aに接続される配線の温度を測定し、測定した温度があらかじめ決められた温度閾値に達した場合に、メイン制御部310に過熱信号を出力する。ここで、温度閾値は、例えば、延長ケーブル15の許容温度の上限値が設定されてもよく、グランド端子13aに接続される配線の許容温度の上限値が設定されてもよい。
メイン制御部310は、過電流信号又は過熱信号を取得した場合には、現場用電気機器50への放電を停止する。より具体的には、メイン制御部310は、放電許可信号DSの出力を停止することにより現場用電気機器50への放電を停止する。
電圧検知部43は、第2出力電圧スイッチMSW2のスイッチに接続された部分、すなわち第2出力電圧スイッチMSW2の両端間の電圧を測定することにより、第2出力電圧スイッチMSW2に過電流が流れているか否かを判定する。さらに、電圧検知部43は、過電流を検出した場合に、メイン制御部310に過電流信号を出力するように構成されてもよい。なお、後述するように過電流信号をメイン制御部310が取得することにより第2出力電圧スイッチMSW2をオフにするように構成されていてもよい。これにより、電圧検知部43が第2出力電圧スイッチMSW2間の電圧を測定することにより、第2出力電圧スイッチMSW2に流れる過電流を検出することができる。よって、例えば、第1正極端子13bと第2正極端子13cとが短絡した場合に、回路を保護することができる。
メイン電圧生成部45は、第1電池パック33c1~第4電池パック33c4及び第5電池パック35c1~第8電池パック35c4の出力電圧V1~V8を用いてメイン供給電圧Vccを生成し、生成許可信号を取得している間、生成したメイン供給電圧Vccをメイン制御部310に供給する。
ここで、メイン電圧生成部45はメイングランド31eと接続される。メイングランド31eは、第1グランド33e及び第2グランド35eとそれぞれ第1ダイオード33f及び第2ダイオード35fを介して接続されているため、各第1並列接続部33及び第2並列接続部35に接続された第1電池パック33c1~第4電池パック33c4及び第5電池パック35c1~第8電池パック35c4からメイン電圧生成部45への電源供給が可能となる。
電源スイッチ47は、メイン電圧生成部45によりメイン制御部310にメイン供給電圧Vccを出力するか否かを切り替える。具体的には、電源スイッチ47はオン状態になると、メイン電圧生成部45及びメイン制御部310に対して生成許可信号を出力する。また、電源スイッチ47は、モーメンタリ式のスイッチであり、電源スイッチ47がユーザにより長押しされるような操作が行われると電源がオフとなるように形成される。ここでいうモーメンタリ式のスイッチとは、電源スイッチ47がユーザにより押下されている間だけオンとなり、ユーザが押下を止めるとオフとなるスイッチをいう。
なお、メイン制御部310は、生成許可信号を取得することにより、電源スイッチ47の操作状態を検知できる。
また、メイン電圧生成部45からメイン制御部310へと電力が供給されることによりメイン制御部310が駆動した後は、メイン制御部310がメイン電圧生成部45に生成許可信号を直接出力する。これにより、メイン制御部310は、メイン電圧生成部45によるメイン供給電圧Vccの生成を維持させる。
電源スイッチ47がモーメンタリ式のスイッチであり、メイン制御部310の制御により生成許可信号の出力のオンオフの切り替えができ、メイン供給電圧Vccの生成を停止して回路動作を停止することができる。よって、電源スイッチ47がオルタネイト式のスイッチに比べ、使用している電池パックの残りの電力量が減ってしまうことを防止又は抑制できる。メイン供給電圧Vcc生成を停止するタイミングとしては例えば、電池パックの残りの電力量が規定値より低くなったときや、電源スイッチ47による電源オフ操作がされたときである。なお、ここでいうオルタネイト式スイッチとは、ユーザが押下を止めた状態でもオン状態が継続するスイッチのことをいう。
第1電圧生成部48は、第1電池パック33c1~第4電池パック33c4の出力電圧V1~V4を用いて、第1供給電圧Vddを生成し、生成許可信号を取得している間、生成した第1供給電圧Vddを第1サブ制御部311~第4サブ制御部314に供給する。ここで、第1電圧生成部48は第1グランド33eと接続される。
第2電圧生成部49は、第5電池パック35c1~第8電池パック35c4の出力電圧V5~V8を用いて、第2供給電圧Veeを生成し、生成許可信号を取得している間、生成した第2供給電圧Veeを第5サブ制御部315~第8サブ制御部318に供給する。ここで、第2電圧生成部49は第2グランド35eと接続される。
[1-3-1.単一出力アダプタ]
図13に示すように、単一出力コネクタ21aは、グランド外部端子21a1と、第1外部端子21a2と、識別子出力端子21a3と、許可信号取得端子21a4と、温度検知部21a14と、を備える。グランド外部端子21a1は、グランド端子13aに接続するように構成されている。第1外部端子21a2は、第1正極端子13bに接続するように構成されている。識別子出力端子21a3は、識別子取得端子13dに接続するように構成されている。許可信号取得端子21a4は、許可信号出力端子13eに接続するように構成されている。
図13に示すように、単一出力コネクタ21aは、グランド外部端子21a1と、第1外部端子21a2と、識別子出力端子21a3と、許可信号取得端子21a4と、温度検知部21a14と、を備える。グランド外部端子21a1は、グランド端子13aに接続するように構成されている。第1外部端子21a2は、第1正極端子13bに接続するように構成されている。識別子出力端子21a3は、識別子取得端子13dに接続するように構成されている。許可信号取得端子21a4は、許可信号出力端子13eに接続するように構成されている。
単一出力コネクタ21aは、情報記憶部20a1を備えている。情報記憶部20a1は、識別子出力端子21a3を介して、識別子取得端子13dに接続されている。情報記憶部20a1は、単一出力アダプタ20aに対応した第1識別情報ID1を記憶している。第1識別情報ID1は、単一出力アダプタ20aが1つの出力系統を備えていることを表す。
なお、情報記憶部20a1は、例えば、第1識別情報ID1に応じて予め定められた電気抵抗値の固定抵抗器を備えてもよい。この場合、制御部31は、情報記憶部20a1の固定抵抗器に生じる電圧を測定することにより、単一出力アダプタ20aに適した電圧出力状態を判定することができる。
制御部31は、単一出力コネクタ21aから第1識別情報ID1を取得すると、第1サブ制御部311~第8サブ制御部318から出力される第1電池パック33c1~第4電池パック33c4及び第5電池パック35c1~第8電池パック35c4の出力電圧を取得する。制御部31は、第1識別情報ID1及び第1電池パック33c1~第4電池パック33c4及び第5電池パック35c1~第8電池パック35c4の出力電圧に基づいて、出力電圧スイッチ群37を切り替える。例えば、最も出力電圧の高い電池パックが第1並列接続部33に接続された第1電池パック33c1~第4電池パック33c4のうちのいずれか1つの電池パックである場合、制御部31は、図13に示すように、第1出力電圧スイッチMSW1、第2出力電圧スイッチMSW2、第3出力電圧スイッチMSW3が全てオフ状態となるように、出力電圧スイッチ群37を切り替える。このとき、制御部31は、第1並列接続部33に接続された第1電池パック33c1~第4電池パック33c4のうち、出力電圧が最も高い電池パックに対応する個別スイッチ、すなわち第1個別スイッチ33b1~第4個別スイッチ33b4のうち対応する1つをオン状態に設定するとともに、その他の電池パックに対応する個別スイッチをオフ状態に設定する。さらに、制御部31は、第2並列接続部35における第5電池パック35c1~第8電池パック35c4に対応する第5個別スイッチ35b1~第8個別スイッチ35b4の全てをオフ状態に設定する。
これにより、電力供給装置10は、第1並列接続部33に接続された第1電池パック33c1~第4電池パック33c4のうちの1つの電池パックを電源パックとして用いて、出力コネクタ13から18Vの電圧を出力できる。なお、図13では、電力供給装置10については、出力コネクタ13の概略構成及び電池収容部10aにおける第1出力電圧スイッチMSW1、第2出力電圧スイッチMSW2及び第3出力電圧スイッチMSW3の状態を表しており、他の構成については図示を省略している。
一方、例えば、最も出力電圧の高い電池パックが第2並列接続部35に接続された第5電池パック35c1~第8電池パック35c4のうちのいずれか1つの電池パックである場合、制御部31は、図14に示すように、第1出力電圧スイッチMSW1及び第3出力電圧スイッチMSW3がオン状態となり、第2出力電圧スイッチMSW2がオフ状態となるように、出力電圧スイッチ群37を切り替える。また、このとき、制御部31は、第2並列接続部35に接続された第5電池パック35c1~第8電池パック35c4のうち、出力電圧が最も高い電池パックに対応する個別スイッチ、すなわち第5個別スイッチ35b1~第8個別スイッチ35b4のうち対応する1つをオン状態に設定するとともに、そのほかの電池パックに対応する個別スイッチをオフ状態に設定する。さらに、制御部31は、第1並列接続部33における第1個別スイッチ33b1~第4個別スイッチ33b4の全てをオフ状態に設定する。
これにより、電力供給装置10は、第2並列接続部35に接続された第5電池パック35c1~第8電池パック35c4を用いて、出力コネクタ13から18Vの電圧を出力できる。なお、図14では、電力供給装置10については、出力コネクタ13の概略構成及び電池収容部10aにおける第1出力電圧スイッチMSW1、第2出力電圧スイッチMSW2及び第3出力電圧スイッチMSW3の状態を表しており、他の構成については図示を省略している。
また、制御部31は、出力コネクタ13から電圧出力可能な場合には、放電許可信号DSを許可信号出力端子13eから許可信号取得端子21a4に対して出力し、出力コネクタ13から電圧出力が不可能である場合には、許可信号出力端子13eから放電許可信号DSの出力を停止する。放電許可信号DSは、出力コネクタ13に接続された現場用電気機器50に対して、電力供給装置10が電圧出力可能な状態にあるか否かを通知するための信号である。
機器接続ケーブル23aは、単一出力コネクタ21aに電気的に接続されるとともに、機器側ユニット25aを介して間接的に現場用電気機器50に接続される。機器接続ケーブル23aは、グランド外部端子21a1に接続されるグランド線23a1と、第1外部端子21a2に接続される第1電圧線23a2と、許可信号取得端子21a4に接続される許可信号線23a3と、を備えている。
なお、機器接続ケーブル23aは、複数の配線が単一の被覆部材により束ねられたケーブルである。
温度検知部21a14は、グランド線23a1の温度を測定する。温度検知部21a14は、測定した温度があらかじめ決められた温度閾値に達した場合に、許可信号線23a3の出力を停止させることができる。
機器側ユニット25aは、現場用電気機器50のバッテリ装着部51に着脱できるように構成されている。機器側ユニット25aは、グランド機器端子25a1と、第1機器端子25a2と、許可信号機器端子25a3と、を備える。
グランド線23a1は、単一出力コネクタ21aのグランド外部端子21a1と機器側ユニット25aのグランド機器端子25a1とを電気的に接続する。第1電圧線23a2は、単一出力コネクタ21aの第1外部端子21a2と機器側ユニット25aの第1機器端子25a2とを電気的に接続する。許可信号線23a3は、単一出力コネクタ21aの許可信号取得端子21a4と機器側ユニット25aの許可信号機器端子25a3とを電気的に接続する。
[1-3-2.マルチ出力アダプタ]
図15に示すように、マルチ出力コネクタ21bは、グランド外部端子21b1と、第1外部端子21b2と、第2外部端子21b3と、識別子出力端子21b4と、許可信号取得端子21b5と、を備える。グランド外部端子21b1は、グランド端子13aに接続するように構成されている。第1外部端子21b2は、第1正極端子13bに接続するように構成されている。第2外部端子21b3は、第2正極端子13cに接続するように構成されている。識別子出力端子21b4は、識別子取得端子13dに接続するように構成されている。許可信号取得端子21b5は、許可信号出力端子13eに接続するように構成されている。
図15に示すように、マルチ出力コネクタ21bは、グランド外部端子21b1と、第1外部端子21b2と、第2外部端子21b3と、識別子出力端子21b4と、許可信号取得端子21b5と、を備える。グランド外部端子21b1は、グランド端子13aに接続するように構成されている。第1外部端子21b2は、第1正極端子13bに接続するように構成されている。第2外部端子21b3は、第2正極端子13cに接続するように構成されている。識別子出力端子21b4は、識別子取得端子13dに接続するように構成されている。許可信号取得端子21b5は、許可信号出力端子13eに接続するように構成されている。
マルチ出力コネクタ21bは、情報記憶部20b1を備えている。情報記憶部20b1は、識別子出力端子21b4を介して、識別子取得端子13dに接続するように構成されている。情報記憶部20b1は、マルチ出力アダプタ20bに対応した第2識別情報ID2を記憶している。第2識別情報ID2は、マルチ出力アダプタ20bが2つの出力系統(すなわち第1系統及び第2系統)を備えていることを表す。この電圧出力状態は、具体的には、第1系統では、グランド端子13aと第1正極端子13bとを用いて18Vの出力電圧を出力するとともに、第2系統では、第1正極端子13bと第2正極端子13cを用いて18Vの出力電圧を出力する電圧出力状態にある。
制御部31は、マルチ出力コネクタ21bから第2識別情報ID2を取得すると、第2識別情報ID2に基づいて、出力電圧スイッチ群37を切り替える。制御部31は、例えば、図15に示すように、第1出力電圧スイッチMSW1、第3出力電圧スイッチMSW3がオフ状態、第2出力電圧スイッチMSW2がオン状態となるように、出力電圧スイッチ群37を切り替える。また、制御部31は、第1並列接続部33に接続された第1電池パック33c1~第4電池パック33c4のうち、出力電圧が最も高い電池パックに対応する個別スイッチ、すなわち第1個別スイッチ33b1~第4個別スイッチ33b4のうち対応する1つをオン状態に設定するとともに、そのほかの電池パックに対応する個別スイッチをオフ状態に設定する。さらに、制御部31は、第2並列接続部35においても同様に、第5電池パック35c1~第8電池パック35c4のうち、出力電圧が最も高い電池パックに対応する個別スイッチをオン状態に設定するとともに、そのほかの電池パックに対応する個別スイッチをオフ状態に設定する。
これにより、電力供給装置10は、第1並列接続部33に接続された第1電池パック33c1~第4電池パック33c4のうちいずれか1つ、及び第2並列接続部35に接続された第5電池パック35c1~第8電池パック35c4のうちいずれか1つを用いて、出力コネクタ13から18Vの電圧を2系統で出力できる。なお、図15では、電力供給装置10については、出力コネクタ13の概略構成及び電池収容部10aにおける第1出力電圧スイッチMSW1、第2出力電圧スイッチMSW2及び第3出力電圧スイッチMSW3の状態を表しており、他の構成については図示を省略している。
機器接続ケーブル23bは、マルチ出力コネクタ21bに電気的に接続されるとともに、機器側ユニット25bを介して間接的に現場用電気機器50に接続される構成である。なお、機器側ユニット25bは、第1機器側ユニット25b1及び第2機器側ユニット25b2を備える。機器接続ケーブル23bは、マルチ出力コネクタ21bと第1機器側ユニット25b1との間に設けられるとともに、第1機器側ユニット25b1と第2機器側ユニット25b2との間に設けられる。機器接続ケーブル23bは、グランド外部端子21b1に接続されるグランド線23b1と、第1外部端子21b2に接続される第1外部線23b2と、第2外部端子21b3に接続される第2外部線23b3と、許可信号取得端子21b5に接続される許可信号線23b4と、を備えている。
第1機器側ユニット25b1及び第2機器側ユニット25b2は、それぞれ現場用電気機器50に着脱可能に構成されている。第1機器側ユニット25b1は、グランド機器端子25b11と、第1機器端子25b12と、許可信号機器端子25b13と、を備える。第2機器側ユニット25b2は、グランド機器端子25b21と、第1機器端子25b22と、許可信号機器端子25b23と、を備える。
グランド線23b1は、マルチ出力コネクタ21bのグランド外部端子21b1と第2機器側ユニット25b2のグランド機器端子25b21とを電気的に接続する。第1外部線23b2は、マルチ出力コネクタ21bの第1外部端子21b2と第1機器側ユニット25b1のグランド機器端子25b11とを電気的に接続する。第2外部線23b3は、マルチ出力コネクタ21bの第2外部端子21b3と第1機器側ユニット25b1の第1機器端子25b12とを電気的に接続する。許可信号線23b4は、マルチ出力コネクタ21bの許可信号取得端子21b5と第2機器側ユニット25b2の許可信号機器端子25b23とを電気的に接続する。
また、グランド線23b1及び許可信号線23b4は、それぞれ、マルチ出力コネクタ21bから第1機器側ユニット25b1を経由して第2機器側ユニット25b2に至るように設けられている。機器接続ケーブル23bは、グランド機器端子25b11に接続される。さらに、第2機器側ユニット25b2の第1機器端子25b22は、機器接続ケーブル23bのうちいずれの配線にも接続されていない。また、第1機器側ユニット25b1は、ダミー信号記憶部25b14、信号検知部25b15及びサーミスタ25b16を備える。ダミー信号記憶部25b14は、許可信号機器端子25b13に接続されており、許可信号機器端子25b13を介して、現場用電気機器50に対して放電許可信号DSを出力するようにダミーの放電許可信号DSを出力する。サーミスタ25b16は、グランド機器端子25b11にあらかじめ決められた閾値電流以上の電流が出力された際に、ダミーの放電許可信号DSの出力を停止させ、電圧の出力を遮断するように形成される。また、サーミスタ25b16には、例えばPTCサーミスタやNTCサーミスタなどの抵抗器類を使用することが可能である。
第2機器側ユニット25b2は、グランド線23b1の温度を測定する温度検知部25b24を備え、温度検知部25b24は、測定した温度があらかじめ決められた温度閾値に達した場合に、許可信号線23b4の出力を停止させることができる。
なお、マルチ出力コネクタ21bに接続される機器接続ケーブル23bの第1外部線23b2は、マルチ出力コネクタ21bに接続される機器接続ケーブル23bのグランド線23b1及び第2外部線23b3よりも細い配線、言い換えると径寸法が小さい配線で構成されてもよい。すなわち、マルチ出力アダプタ20bを使用する場合、現場用電気機器50への電力供給は、グランド線23b1および第2外部線23b3に主電流(すなわち放電電流)を流すことで供給される。このため、第1外部線23b2には、グランド機器端子25b11に対して2つの出力系統の基準となる電圧信号(以下、中間電圧と称する)を出力するだけでも良く、放電電流とは異なった小さな信号電流を流すように制限してもよい。これにより、もし仮に第1外部線23b2に異常な信号電流、言い換えると、通常よりも大きな信号電流が流れた場合に、第1外部線23b2に設けた信号検知部25b15により、放電許可のダミー信号の出力を停止させることができる。
[1-4.現場用電気機器]
本実施形態における現場用電気機器50は、日曜大工、製造、園芸、工事などの作業現場で使用される機器であり、電力の供給を受けて作動するように構成される。現場用電気機器50は、単一出力アダプタ20a又はマルチ出力アダプタ20bに接続するように構成される。
本実施形態における現場用電気機器50は、日曜大工、製造、園芸、工事などの作業現場で使用される機器であり、電力の供給を受けて作動するように構成される。現場用電気機器50は、単一出力アダプタ20a又はマルチ出力アダプタ20bに接続するように構成される。
現場用電気機器50の例は、石工用、金工用、木工用の電動工具や、園芸用の作業機、作業現場の環境を整える装置等を含む。現場用電気機器50の例は、より具体的には、電動ハンマ、電動ハンマドリル、電動ドリル、電動レンチ、電動グラインダ、電動マルノコ、電動レシプロソー、電動ジグソー、電動ハンマ、電動カッター、電動チェンソー、電動カンナ、電動釘打ち機、電動鋲打ち機、電動ヘッジトリマ、電動芝刈り機、電動芝生バリカン、電動刈払機、電動クリーナ、電動ブロア、電動噴霧器、電動散布機、電動集塵機を含む。単一出力アダプタ20a及び/又はマルチ出力アダプタ20bは、電動作業機に加え、モータを備えていない機器である非電動作業機、例えば、現場用ライト、レーザー墨出し器、ラジオやスピーカーなどの現場用オーディオ機器、といった各種の現場用電気機器にも接続され得る。
現場用電気機器50は、単一出力アダプタ20aに接続する第1種電気機器50a、又はマルチ出力アダプタ20bに接続する第2種電気機器50bに分類される。第1種電気機器50aは、1つの電池パックによって駆動するように構成されている。第2種電気機器50bは、2つの電池パックによって駆動するように構成されている。
第1種電気機器50a及び第2種電気機器50bのそれぞれの構成について以下で、詳細に説明する。
[1-4-1.第1種電気機器]
図16に示すように、第1種電気機器50aが電動作業機である場合、第1種電気機器50aは、バッテリ装着部51と、モータ53と、モータ制御部55と、駆動用スイッチ57と、トリガスイッチ59と、を備える。
図16に示すように、第1種電気機器50aが電動作業機である場合、第1種電気機器50aは、バッテリ装着部51と、モータ53と、モータ制御部55と、駆動用スイッチ57と、トリガスイッチ59と、を備える。
バッテリ装着部51は、グランド端子51aと、第1機器電圧端子51bと、許可信号端子51cと、を備える。グランド端子51aは、グランド機器端子25a1に接続するように構成されている。第1機器電圧端子51bは、第1機器端子25a2に接続するように構成されている。許可信号端子51cは、許可信号機器端子25a3に接続するように構成されている。バッテリ装着部51は、電池パック及び機器側ユニット25aを装着するように構成されている。
モータ53は、バッテリ装着部51(詳細には、グランド端子51a、第1機器電圧端子51b)を介して電圧が印加されることで回転駆動する。
トリガスイッチ59は、第1種電気機器50aの操作者により操作されるスイッチである。トリガスイッチ59は、例えば、モータ53を回転させ、モータ53の回転軸に接続された工具部分を回転させるために押下されるように構成されたスイッチである。例えば、トリガスイッチ59は第1種電気機器50aの握り手部分に対して略垂直方向に、操作方向が向くように配置され、操作者が人差し指で引き金を引く要領で握り込むことにより操作可能なスイッチである。また、トリガスイッチ59は、押下される方向に対して伸縮するバネが搭載され、押下する力が無い状態、すなわち、握り込む操作を行わない状態では、所定の初期位置に戻る。ここで、本実施形態では、トリガスイッチ59は握り込む操作などにより初期位置から押下された状態をオン状態、押下がされていない状態をオフ状態という。トリガスイッチ59がオン状態にあるとき、トリガスイッチ信号は、モータ制御部55から許可信号端子51cを介して出力される。また、トリガスイッチ信号の電圧は、トリガスイッチ59の押下される量に応じて変化する。
モータ制御部55は、電力供給装置10からの放電許可信号DSを受信しているときに、トリガスイッチ59からトリガスイッチ信号を受信すると、駆動用スイッチ57をオン状態に切り替えてモータ53を駆動する。モータ制御部55は、電力供給装置10からの放電許可信号DSを受信しているときであっても、トリガスイッチ59からのトリガスイッチ信号を受信していない場合には、駆動用スイッチ57をオフ状態に切り替えてモータ53を停止する。モータ制御部55は、電力供給装置10からの放電許可信号DSを受信していないときには、トリガスイッチ59からのトリガスイッチ信号を受信している場合であっても、駆動用スイッチ57をオフ状態に制御してモータ53を停止させる。
トリガスイッチ59は、押下される方向に対して伸縮するバネが搭載され、押下する力が無い状態では所定の初期位置に戻るとしたが、操作量に応じて動作の量が変化しない場合には、初期位置に戻る機構を有しなくてもよい。
なお、第1種電気機器50aは、モータ53を回転させることにより機能を発揮するものに限定されるものではない。第1種電気機器50aは、例えば、電灯やラジオなど電源パックから供給される電力によりその機能を発揮するように構成されてもよい。
[1-4-2.第2種電気機器]
図17に示すように、第2種電気機器50bが電動作業機である場合、第2種電気機器50bは、第1バッテリ装着部51と、第2バッテリ装着部54と、モータ53と、モータ制御部55と、駆動用スイッチ57と、トリガスイッチ59と、を備える。
図17に示すように、第2種電気機器50bが電動作業機である場合、第2種電気機器50bは、第1バッテリ装着部51と、第2バッテリ装着部54と、モータ53と、モータ制御部55と、駆動用スイッチ57と、トリガスイッチ59と、を備える。
第1バッテリ装着部51は、グランド端子51aと、第1機器電圧端子51bと、許可信号端子51cと、を備える。グランド端子51aは、グランド機器端子25b11に接続するように構成されている。第1機器電圧端子51bは、第1機器端子25b12に接続するように構成されている。許可信号端子51cは、許可信号機器端子25b13に接続するように構成されている。
第2バッテリ装着部54は、グランド端子54aと、第1機器電圧端子54bと、許可信号端子54cと、を備える。グランド端子54aは、グランド機器端子25b21に接続するように構成されている。第1機器電圧端子54bは、第1機器端子25b22に接続するように構成されている。許可信号端子54cは、許可信号機器端子25b23に接続するように構成されている。
モータ53は、第1バッテリ装着部51(詳細には、第1機器電圧端子51b)及び第2バッテリ装着部54(詳細には、グランド端子54a)を介して電圧が印加されることで回転駆動する。
トリガスイッチ59は、第2種電気機器50bの操作者により操作されるスイッチである。トリガスイッチ59は、例えば、モータ53を回転させ、モータ53の回転軸に接続された工具部分を回転させるために押下されるように構成されたスイッチである。例えば、トリガスイッチ59は第2種電気機器50bの握り手部分に対して略垂直方向に、操作方向が向くように配置され、操作者が人差し指で引き金を引く要領で握り込むことにより操作可能なスイッチである。また、トリガスイッチ59は、押下される方向に対して伸縮するバネが搭載され、押下する力が無い状態、すなわち、握り込む操作を行わない状態では、所定の初期位置に戻る。ここで、本実施形態では、トリガスイッチ59は握り込む操作などにより初期位置から押下された状態をオン状態、押下がされていない状態をオフ状態という。トリガスイッチ59がオン状態にあるとき、トリガスイッチ信号がモータ制御部55に出力される。トリガスイッチ信号が許可信号端子51cから出力されるように構成される。また、トリガスイッチ信号の電圧は、トリガスイッチ59の押下される量に応じて変化する。
モータ制御部55は、電力供給装置10からの放電許可信号DSを受信しているときに、トリガスイッチ59からトリガスイッチ信号を受信すると、駆動用スイッチ57をオン状態に制御してモータ53を駆動する。モータ制御部55は、電力供給装置10からの放電許可信号DSを受信しているときであっても、トリガスイッチ59からのトリガスイッチ信号を受信していない場合には、駆動用スイッチ57をオフ状態に制御してモータ53を停止する。モータ制御部55は、電力供給装置10からの放電許可信号DSを受信していないときには、トリガスイッチ59からのトリガスイッチ信号を受信している場合であっても、駆動用スイッチ57をオフ状態に制御してモータ53を停止する。
なお、第2種電気機器50bは、モータ53を回転させることにより機能を発揮するとしたが、第2種電気機器50bはモータ53を回転させることにより機能を発揮するものに限定されるものではない。例えば、電灯やラジオなど電源パックから電力が供給されることによりその機能を発揮するものであればよい。また、トリガスイッチ59は、押下される方向に対して伸縮するバネが搭載され、押下する力が無い状態では所定の初期位置に戻るとしたが、操作量に応じて動作の量が変化しない場合には、初期位置に戻る機構を有しなくてもよい。
<第1個別スイッチ~第8個別スイッチの詳細について>
第1個別スイッチ33b1~第4個別スイッチ33b4及び第5個別スイッチ35b1~第8個別スイッチ35b4は、それぞれ、オン状態又はオフ状態に切り替えるように構成された、例えば半導体スイッチなどのスイッチを備えてもよい。より具体的には、第1個別スイッチ33b1~第4個別スイッチ33b4はそれぞれ、図5に示すような直列接続された2つのスイッチaSW1,aSW2を備えてもよい。第1個別スイッチ33b1~第4個別スイッチ33b4は、直列接続されたスイッチaSW1,aSW2の間の電圧を検知して適切な信号を出力する変換器aTM1及びダイオードadi1を介して、他の第1サブ制御部311~第4サブ制御部314に印加されるように構成される。また、他の第1サブ制御部311~第4サブ制御部314から出力された電圧は、NORゲートaNOR1を介して、スイッチaSW1,aSW2に入力される。スイッチaSW1,aSW2は、NORゲートaNOR1からの出力が肯定信号の場合に、オンとなるように構成される。すなわち、スイッチaSW1,aSW2は、他の信号がすべてオフである場合にオンとなるように構成される。
第1個別スイッチ33b1~第4個別スイッチ33b4及び第5個別スイッチ35b1~第8個別スイッチ35b4は、それぞれ、オン状態又はオフ状態に切り替えるように構成された、例えば半導体スイッチなどのスイッチを備えてもよい。より具体的には、第1個別スイッチ33b1~第4個別スイッチ33b4はそれぞれ、図5に示すような直列接続された2つのスイッチaSW1,aSW2を備えてもよい。第1個別スイッチ33b1~第4個別スイッチ33b4は、直列接続されたスイッチaSW1,aSW2の間の電圧を検知して適切な信号を出力する変換器aTM1及びダイオードadi1を介して、他の第1サブ制御部311~第4サブ制御部314に印加されるように構成される。また、他の第1サブ制御部311~第4サブ制御部314から出力された電圧は、NORゲートaNOR1を介して、スイッチaSW1,aSW2に入力される。スイッチaSW1,aSW2は、NORゲートaNOR1からの出力が肯定信号の場合に、オンとなるように構成される。すなわち、スイッチaSW1,aSW2は、他の信号がすべてオフである場合にオンとなるように構成される。
また、第1電池パック33c1~第4電池パック33c4及び第5電池パック35c1~第8電池パック35c4は各々、図5に示すようにセル監視回路を備える。セル監視回路は、第1電池パック33c1~第4電池パック33c4及び第5電池パック35c1~第8電池パック35c4の残りの電力量を監視する回路である。本実施例では、各セルの電圧を監視している。また、セル監視回路は、接続された当該第1電池パック33c1~第4電池パック33c4及び第5電池パック35c1~第8電池パック35c4の残りの電力量に応じた信号を第1サブ制御部311~第4サブ制御部314に出力する。
出力電圧スイッチ群37に含まれる第1出力電圧スイッチMSW1、第2出力電圧スイッチMSW2及び第3出力電圧スイッチMSW3は、図6に示すように電気的に接続される。
具体的には、第1出力電圧スイッチMSW1、第2出力電圧スイッチMSW2及び第3出力電圧スイッチMSW3は、各々、第1変換器MTM1、第2変換器MTM2及び第3変換器MTM3を介してメイン制御部310と接続され、メイン制御部310の制御に応じてオン状態又はオフ状態に切り替えられる。また、第1出力電圧スイッチMSW1及び第3出力電圧スイッチMSW3には、第2反転回路Minv2を介して第2出力電圧スイッチMSW2に入力される信号と反転する信号が入力される。さらに、第1出力電圧スイッチMSW1及び第3出力電圧スイッチMSW3には、第1並列接続部33に接続された第1電池接続部33a1~第4電池接続部33a4が接続されたNORゲートMNORから出力される信号が入力される。すなわち、第1出力電圧スイッチMSW1及び第3出力電圧スイッチMSW3は、第2出力電圧スイッチMSW2に入力される信号及び第1並列接続部33に接続された第1電池接続部33a1~第4電池接続部33a4のいずれもがオフである場合に、オン状態とすることが可能に構成される。
また、第2出力電圧スイッチMSW2には、第1反転回路Minv1を介して第1出力電圧スイッチMSW1に対するオン信号と反転した信号が入力される。さらに、第2出力電圧スイッチMSW2には、第3反転回路Minv3を介して第3出力電圧スイッチMSW3に対するオン信号と反転した信号が入力される。すなわち、第2出力電圧スイッチMSW2は、第1出力電圧スイッチMSW1及び第3出力電圧スイッチMSW3のいずれもがオフ状態である場合にオン状態とすることが可能に構成される。
また、第1出力電圧スイッチMSW1及び第3出力電圧スイッチMSW3に対するオン信号は、それぞれ、第1メインダイオードMdi1、第3メインダイオードMdi3を介して、第1並列接続部33に接続された第1電池接続部33a1~第4電池接続部33a4に接続された電池パックのNORゲートに入力される。すなわち、第1出力電圧スイッチMSW1及び第3出力電圧スイッチMSW3がオフ状態である場合に、第1電池接続部33a1~第4電池接続部33a4に接続された電池パックのいずれかの電池パックが選択可能に構成される。
電池収容部10aの電気的な接続は、図7に示すように表される。図7では、特に現場用電気機器50に電力を供給する電源パックの切替について説明するため、第1電池パック33c1、第2電池パック33c2、第5電池パック35c1及び第6電池パック35c2についてのみ記載する。なお、第3電池パック33c3及び第4電池パック33c4の場合は、第1電池パック33c1の第1スイッチSW1が第3スイッチSW3,第4スイッチSW4に対応し、第7電池パック35c3及び第8電池パック35c4の場合は、第5電池パック35c1の第5スイッチSW5が第7スイッチSW7,第8スイッチSW8に対応する。
また、図7における、第1スイッチSW1~第4スイッチSW4がそれぞれ、図3における第1個別スイッチ33b1~第4個別スイッチ33b4に対応し、第5スイッチSW5~第8スイッチSW8がそれぞれ、図3における第5個別スイッチ35b1~第8個別スイッチ35b4に対応する。
なお、図7においては、第1スイッチSW1~第8スイッチSW8について、寄生ダイオードのみを図示するが、詳細には、後述する図22に示すような回路構成を有していてもよい。
図7に示すように、第1サブ制御部311~第4サブ制御部314に搭載されたCPUからの出力は、第1サブ制御部311~第4サブ制御部314ごとの電池パックの第1個別スイッチ33b1~第4個別スイッチ33b4と接続されると共に第1サブ制御部311~第4サブ制御部314ごとに備えられた電界効果トランジスタ(FET)である第1トランジスタ33tr1~第4トランジスタ33tr4のドレイン端子に接続される。
一方、第1トランジスタ33tr1~第4トランジスタ33tr4のソース端子は、それぞれ第1グランド33eに接続される。また、第1トランジスタ33tr1~第4トランジスタ33tr4のゲート端子は、他の第1サブ制御部311~第4サブ制御部314の第1ロック回路331R~第4ロック回路334Rと接続される。すなわち、第1トランジスタ33tr1のゲート端子は、第1ロック回路331R以外の、第2ロック回路332R~第4ロック回路334Rと接続される。
第1ロック回路331R~第4ロック回路334Rは、それぞれ割り当てられた第1サブ制御部311~第4サブ制御部314が制御する第1電池パック33c1~第4電池パック33c4がオン状態である場合に、他の第1電池パック33c1~第4電池パック33c4に対応する第1トランジスタ33tr1~第4トランジスタ33tr4がオフ状態となるように、第1個別ダイオード33dio1~第4個別ダイオード33dio4を介して、他の第1トランジスタ33tr1~第4トランジスタ33tr4のゲート端子に接続される。すなわち、他の第1スイッチSW1~第4スイッチSW4のいずれもがオフ状態である場合に、第1トランジスタ33tr1~第4トランジスタ33tr4に対応する第1電池パック33c1~第4電池パック33c4がオン状態となるように接続される。具体的には、例えば、他の第2スイッチSW2~第4スイッチSW4のいずれもがオフ状態である場合に、第1トランジスタ33tr1に対応する第1電池パック33c1がオン状態となることが可能なように接続される。
また、第1ロック回路331R~第4ロック回路334Rは、それぞれ割り当てられた第1サブ制御部311~第4サブ制御部314が制御する第1電池パック33c1~第4電池パック33c4がオフ状態である場合に、第1出力電圧スイッチMSW1及び第3出力電圧スイッチMSW3に対応するFETであるメイントランジスタMtrがオン状態となることが可能となるように、第1下段ダイオード31dio1~第4下段ダイオード31dio4を介して、メイントランジスタMtrのゲート端子に接続される。メイントランジスタMtrのソース端子はメイングランド31eに接続され、ドレイン端子にメイン制御部310から、第1出力電圧スイッチMSW1及び第3出力電圧スイッチMSW3に出力される信号がダイオードを介して入力される。
すなわち、メイントランジスタMtrがオフ状態となることにより、第1出力電圧スイッチMSW1及び第3出力電圧スイッチMSW3がオンとなるようにメイントランジスタMtrに接続される。
第5サブ制御部315~第8サブ制御部318に搭載されたCPUからの出力は、第5サブ制御部315~第8サブ制御部318ごとの電池パックの第5個別スイッチ35b1~第8個別スイッチ35b4と接続されると共に第5サブ制御部315~第8サブ制御部318ごとに備えられたFETである第5トランジスタ35tr1~第8トランジスタ35tr4のドレイン端子に接続される。
一方、第5トランジスタ35tr1~第8トランジスタ35tr4のソース端子は、それぞれ第2グランド35eに接続される。また、第5トランジスタ35tr1~第8トランジスタ35tr4のゲート端子は、他の第5サブ制御部315~第8サブ制御部318の第5ロック回路351R~第8ロック回路354Rと接続される。すなわち、第5トランジスタ35tr1のゲート端子は、第5ロック回路351R以外の、第6ロック回路352R~第8ロック回路354Rと接続される。
第5ロック回路351R~第8ロック回路354Rは、それぞれ割り当てられた第5サブ制御部315~第8サブ制御部318が制御する第5電池パック35c1~第8電池パック35c4がオン状態である場合に、他の第5電池パック35c1~第8電池パック35c4に対応する第5トランジスタ35tr1~第8トランジスタ35tr4がオフ状態となるように、第5個別ダイオード35dio1~第8個別ダイオード35dio4を介して、他の第5トランジスタ35tr1~第8トランジスタ35tr4のゲート端子に接続される。すなわち、他の第5スイッチSW5~第8スイッチSW8のいずれもがオフ状態である場合に、第5トランジスタ35tr1~第8トランジスタ35tr4に対応する第5電池パック35c1~第8電池パック35c4がオン状態となるように接続される。具体的には、例えば、他の第6スイッチSW6~第8スイッチSW8のいずれもがオフ状態である場合に、第5トランジスタ35tr1に対応する第5電池パック35c1がオン状態となることが可能なように接続される。
なお、第1スイッチSW1~第8スイッチSW8の入力信号と接続される第1トランジスタ33tr1~第4トランジスタ33tr4及び第5トランジスタ35tr1~第8トランジスタ35tr4は、その他の信号変換器により代替されてもよい。信号変換器としては、例えば、バイポーラトランジスタやロジックICなどにより実現されてもよい。
[2.処理]
<機能実行処理>
次に、モータ制御部55が実行する機能実行処理について、図18のフローチャートを用いて説明する。なお、現場用電気機器実行処理は、モータ制御部55に電力が供給されている間、繰り返し実行される。
<機能実行処理>
次に、モータ制御部55が実行する機能実行処理について、図18のフローチャートを用いて説明する。なお、現場用電気機器実行処理は、モータ制御部55に電力が供給されている間、繰り返し実行される。
S110で、モータ制御部55は、トリガスイッチ59がオン状態にあるか否か判定する。トリガスイッチ59がオン状態にあるか否かは、例えば、トリガスイッチ59がオン状態にあることを表す信号であるトリガスイッチ信号をトリガスイッチ59から取得したか否かを判定することにより行われてもよい。具体的には、トリガスイッチ59から出力されるトリガスイッチ信号を取得した場合には、トリガスイッチ59がオン状態にあると判定し、トリガスイッチ59から出力されるトリガスイッチ信号を取得していない場合にはトリガスイッチ59がオン状態にはない、すなわちオフ状態にあると判定してもよい。
モータ制御部55はS110で、トリガスイッチ59がオン状態にはないと判定した場合、S110を引き続き実行する。すなわち、モータ制御部55は、S110でオン状態となるまで、S110の処理を繰り返す。
一方、モータ制御部55は、S110で、トリガスイッチ59がオン状態にあると判定した場合にはS120に処理を移行する。
S120で、モータ制御部55は、トリガスイッチ信号を許可信号端子51cから出力する。なお、許可信号端子51cから出力されるトリガスイッチ信号は、許可信号端子51cに接続された許可信号機器端子25a3を介して単一出力アダプタ20a又はマルチ出力アダプタ20bを通り、電力供給装置10により取得される。
S130で、モータ制御部55は、電池パックが放電許可状態にあるか否か判定する。具体的には、許可信号端子51cから放電許可信号が取得された場合には、電池パックが放電許可状態にあると判定する。一方、放電許可信号が取得されない場合には、電池パックは放電許可状態ではないと判定する。
モータ制御部55は、S130で、電池パックが放電許可状態にあると判定した場合には、S140に処理を移行する。
S140で、モータ制御部55は、モータ53へ通電する。モータ制御部55によりモータ53へ通電することにより、モータが駆動する。例えば、現場用電気機器50が電動ドライバであった場合、当該モータへの通電により、トリガスイッチ59の操作量に応じたモータの回転軸の回転動作がなされる。
S150で、モータ制御部55は、トリガスイッチ59がオフ状態にあるか否か判定する。すなわち、操作者によりトリガスイッチ59が離され、トリガスイッチ59の操作が停止した状態にあるか否かを判定する。
モータ制御部55は、S150で、トリガスイッチ59がオフ状態ではないと判定した場合、すなわち、トリガスイッチ59はオン状態にあると判定した場合には、S130に戻り、以降の処理を実行する。
一方、モータ制御部55は、S150で、トリガスイッチ59がオフ状態にあると判定した場合には、S160に処理を移行する。
また、モータ制御部55は、S130で電池パックが放電許可状態ではないと判定した場合にも、S160に処理を移行する。
S160で、モータ制御部55は、モータへの通電をオフにし、機能実行処理を終了する。
<ユニット処理>
次にメインCPU310aが実行するユニット処理について図19及び図20を用いて説明する。なお、ユニット処理は、メインCPU310aの動作が終了するまでメインCPU310aに電力が供給されている間、繰り返し実行される。
次にメインCPU310aが実行するユニット処理について図19及び図20を用いて説明する。なお、ユニット処理は、メインCPU310aの動作が終了するまでメインCPU310aに電力が供給されている間、繰り返し実行される。
S210で、メインCPU310aは、第1電池接続部33a1~第4電池接続部33a4及び第5電池接続部35a1~第8電池接続部35a4に接続された各電池パックに関する電池パック情報を第1サブ制御部311~第8サブ制御部318の各々から取得する。
S220で、メインCPU310aは、S210で取得した電池パック情報を用いて、放電可能な電池パックが少なくとも一つ接続されているか否か判定する。
メインCPU310aは、S220で、放電可能な電池パックが一つも接続されていないと判定した場合には、メインCPU310aはユニット処理を終了する。
一方、メインCPU310aは、S220で、放電可能な電池パックが少なくとも一つ接続されていると判定した場合には、S230に処理を移行する。
S230で、メインCPU310aは、第1電池接続部33a1~第4電池接続部33a4及び第5電池接続部35a1~第8電池接続部35a4に接続され、放電可能な電池パックから電源パックを選択する電源選択処理を実行する。電源選択処理の詳細は後述する。
S230において電源パックとして選択された電池パックから現場用電気機器50に対して給電を開始する。なお、機能実行処理に記載しているとおり、現場用電気機器50は、給電がなされていても、放電許可信号を取得するまでは、モータ53を駆動しない。
S240で、メインCPU310aはトリガスイッチ59がオン状態にあるか否か判定する。トリガスイッチ59がオン状態にあるか否かは、機能実行処理のS120において、許可信号機器端子25a3に接続された許可信号端子51cからトリガスイッチ信号が取得されたか否かを判定することにより判定する。すなわち、トリガスイッチ信号が取得された場合には、メインCPU310aは、トリガスイッチ59がオン状態にあると判定し、トリガスイッチ信号が取得されなかった場合には、トリガスイッチ59がオン状態ではない、すなわちオフ状態にあると判定する。
メインCPU310aは、S240で、トリガスイッチ59がオフ状態にあると判定した場合には、S250に処理を移行する。
S250で、メインCPU310aは、S230で給電開始されてから、又は、S240でトリガスイッチ59がオフ状態になってから動作休止時間が経過したか否か判定する。ここで動作休止時間は例えば10分などの、使用者が現場用電気機器50を使用しない状態で放置しているか否かを判定するための時間が設定される。
メインCPU310aは、S250で、動作休止時間以上経過していないと判定した場合には、S240に戻り、以降の処理を実行する。
メインCPU310aは、S240で、動作休止時間以上経過したと判定した場合には、S260に処理を移行する。
S260で、メインCPU310aは、第1出力電圧スイッチMSW1~第3出力電圧スイッチMSW3及び第1スイッチSW1~第8スイッチSW8をオフ状態にし、電池収容部10aから現場用電気機器50への給電を停止し、ユニット処理を終了する。
一方、メインCPU310aは、S240で、トリガスイッチ59がオン状態にあると判定した場合には、S270に処理を移行する。
S270で、メインCPU310aは、現場用電気機器50へ放電許可信号を送信する。現場用電気機器50は、上述したようにS130で放電許可信号を取得することにより、電力供給装置10が放電許可状態にあると判定し、モータ53へ通電する。すなわち、S270で、放電許可信号が現場用電気機器50へ送信されることにより、現場用電気機器50は動作を開始する。言い換えると、S270で、メインCPU310aは、図19のAから図20のS280に処理を移行する。
S280で、メインCPU310aは、トリガスイッチ59がオン状態にあるか否か判定する。トリガスイッチ59がオン状態にあるか否かは、S240での判定と同様である。
メインCPU310aは、S280でトリガスイッチ59がオフ状態にあると判定した場合にはS290に処理を移行する。
S290で、メインCPU310aは、オフ状態が規定時間以上継続しているか否かを判定する。ここで、規定時間は、動作休止時間とは異なり、トリガスイッチ59が一時的に放され、押下されていない状態となったか否かを判定するための時間が設定される。規定時間は、例えば、1秒間に設定される。具体的には、トリガスイッチ59を用いて現場用電気機器50を操作するにあたり、規定時間未満のごく短い時間、一時的にトリガスイッチ59をオフ状態にする操作が想定される。規定時間とは、当該オフ状態にする操作が行われたことによってオフ状態となったか否かを判定するための時間である。
メインCPU310aは、S290でオフ状態が規定時間以上継続していない、すなわち、トリガスイッチ59のオフ状態は一時的にオフ状態にする操作が行われたことによってオフ状態になったと判定した場合には、S280に戻り、以降の処理を実行する。
一方、メインCPU310aは、S290で、トリガスイッチ59のオフ状態が規定時間以上継続していると判定した場合には、S300に処理を移行する。
S300で、メインCPU310aは、放電許可信号を停止し、S210へ処理を移行する。放電許可信号を停止することで現場用電気機器50は動作が停止する。このため、電力供給装置10はS210からの処理を行うことで、現場用電気機器50が停止している間に放電可能な電池パックから電源パックを選択する電源選択処理を実行することができる。
一方、メインCPU310aは、S280でトリガスイッチ59がオン状態にあると判定した場合にはS310に処理を移行する。
S310で、メインCPU310aは、S230で選択した電池パック、すなわち、放電を行っている電池パックの電池パック情報を取得する。
S320で、メインCPU310aは、現場用電気機器50に供給されている電流の電流値を取得する。また、メインCPU310aは、現場用電気機器50に供給される電流値を取得し、時刻に対応付けてメモリに記録する。
S330で、メインCPU310aは、S310で取得された電池パック情報に含まれる放電可否情報に基づいて、電源パックとして選択された電池パックが放電許可状態にあるか否かを判定する。
メインCPU310aは、S330で、電源パックとして選択された電池パックが放電許可状態にあると判定した場合にはS280に戻り、以降の処理を実行する。すなわち、電源パックとして選択された電池パックが放電許可状態にある間、S280からS330までの処理が繰り返し実行される。そして、S320で、電流値がメモリに記録され続ける。
メインCPU310aは、S330で、電源パックとして選択された電池パックが放電許可状態ではないと判定した場合にはS340に処理を移行する。
S340で、メインCPU310aは、現場用電気機器50があらかじめ決められた規定条件を満たすか否かを判定する。ここで、規定条件は、例えば、現場用電気機器50の種類が、電源パックとして選択された電池パックの切替により供給される電力が変化することによって、不適切な動作が生じるものであるか否かを判定するための条件である。ここで、不適切な動作が生じる場合とは、例えば、現場用電気機器50がモータなどの動力を伴い、電力が変化することにより動力が変化することをいう。すなわち、規定条件は、現場用電気機器50が電動作業機であるか否かを判定するための条件であってもよい。規定条件は、S320で取得された電流値に関する条件である。具体的には、規定条件は、S320で取得された電流値が規定電流値以下であり、かつ、あらかじめ決められた負荷変動時間の間に取得された電流値が規定変動値以下であることをいう。現場用電気機器50がモータなどの動力を伴う電動作業機である場合には、トリガスイッチ59が押され、現場用電気機器50が使用されている場合に、現場用電気機器50に係る負荷により電流値が変化するため、電流値の値及びその変動を取得することにより、現場用電気機器50がモータなどの動力を伴う電動作業機であるか否かを判定することができる。ここで、規定電流値は、例えば10Aに設定されてもよい。また、規定変動値は、例えば±1Aに設定されてもよい。また、負荷変動時間は、電流値の変動を測定する際の信頼性を確保できる程度の時間が設定され、例えば、10分間が設定されてもよい。
メインCPU310aは、S340で規定条件を満たしていないと判定した場合には、S350に処理を移行する。
S350で、メインCPU310aは、放電許可信号を停止する。すなわち、現場用電気機器50の動作を停止させる。
S360で、メインCPU310aは、トリガスイッチ59がオン状態にあるか否かを判定する。
メインCPU310aは、S360で、トリガスイッチ59がオン状態にあると判定した場合、S360での判定を継続し、トリガスイッチ59がオフ状態にあると判定した場合、S210に戻る。すなわち、メインCPU310aは、ユニット処理を、繰り返し実行するため、トリガスイッチ59がオン状態のまま、再度ユニット処理が実行され、現場用電気機器50が動作することを防止又は抑制することができる。
一方、メインCPU310aは、S340で規定条件を満たしていると判定した場合には、S370に処理を移行する。
S370で、メインCPU310aは、放電可能な電池パックが存在するか否か判定する。当該判定は、S220での判定と同様である。
メインCPU310aは、S370で、放電可能な電池パックが存在しないと判定した場合、S350に処理を移行し、以降の処理を実行する。
一方、S380で、メインCPU310aは、電源選択処理を実行する。S380での電源選択処理は、S230での電源選択処理と同様である。
S380で選択された電源パックから現場用電気機器50へ給電を開始しメインCPU310aは、S280に戻り、以降の処理を実行する。
<電源選択処理>
次に、ユニット処理のS230及びS380で実行する電源選択処理について、図21を用いて説明する。
次に、ユニット処理のS230及びS380で実行する電源選択処理について、図21を用いて説明する。
電源選択処理は、出力コネクタ13に接続された単一出力アダプタ20a又はマルチ出力アダプタ20bから第1識別情報ID1又は第2識別情報ID2を取得し、電池収容部10aに接続された電池パックの中から電源パックを選択する処理である。当該電源選択処理により、第1識別情報ID1又は第2識別情報ID2に応じた電圧を出力コネクタ13から出力する。
S410で、メインCPU310aは、識別子取得端子13dを用いて第1識別情報ID1又は第2識別情報ID2を取得する。
S420で、メインCPU310aは、単一出力アダプタ20a又はマルチ出力アダプタ20bが接続されているか否か判定する。すなわち、接続された電池パックの電力を供給する対象があるか否かを判定する。ここで、S410で第1識別情報ID1又は第2識別情報ID2が取得された場合には、単一出力アダプタ20a又はマルチ出力アダプタ20bが接続されていると判定し、第1識別情報ID1及び第2識別情報ID2のいずれも取得されなかった場合には、単一出力アダプタ20a及びマルチ出力アダプタ20bのいずれも接続されていないと判定する。
メインCPU310aは、S420で単一出力アダプタ20a及びマルチ出力アダプタ20bのいずれもが接続されていないと判定した場合には、S430に処理を移行する。
S430で、メインCPU310aは、第1出力電圧スイッチMSW1~第3出力電圧スイッチMSW3及び第1スイッチSW1~第8スイッチSW8をオフ状態とする。その後、S410に戻り、以降の処理を実行する。すなわち、メインCPU310aは、出力アダプタの接続がされていない場合は、電池パックの選択を解除して、S410で単一出力アダプタ20a又はマルチ出力アダプタ20bが接続されるまで待機する。
一方、S420で、単一出力アダプタ20a又はマルチ出力アダプタ20bが接続されたと判定された場合には、メインCPU310aは、S440に処理を移行する。
S440で、メインCPU310aは、S410で第2識別情報ID2が取得されたか否かを判定する。
メインCPU310aは、S440で、第2識別情報ID2が取得されたと判定すると、S450に処理を移行する。
S450で、メインCPU310aは、第1並列接続部33に接続された第1電池パック33c1~第4電池パック33c4のうち、放電許可状態であり、残りの電力量が最も多い電池パックあるいは、出力電圧が最も高い電池パックを選択する。また、メインCPU310aは、第2並列接続部35に接続された第5電池パック35c1~第8電池パック35c4のうち、放電許可状態であり、残りの電力量が最も多い電池パックあるいは、出力電圧が最も高い電池パックを選択する。このとき、選択した電池パックに対応した個別スイッチをオン状態とする。
S460で、メインCPU310aは、第1出力電圧スイッチMSW1及び第3出力電圧スイッチMSW3をオン状態にし、第2出力電圧スイッチMSW2をオフ状態にし、S510に処理を移行する。
一方、メインCPU310aは、S440で、第1識別情報ID1が取得されたと判定すると、S470に処理を移行する。
S470で、メインCPU310aは、放電許可状態であり、残りの電力量が最も多い1つの電池パックあるいは、出力電圧が最も高い電池パックを、電源パックとして選択する。このとき、選択した電池パックに対応した個別スイッチをオン状態とする。
S480で、S470で電源パックとして選択された電池パックが第2並列接続部35に接続された第5電池パック35c1~第8電池パック35c4のうちの一つであるか否かを判定する。
メインCPU310aは、S470で電源パックとして選択された電池パックが第2並列接続部35に接続された第5電池パック35c1~第8電池パック35c4のうちの一つである場合には、S490に処理を移行する。
S490で、メインCPU310aは、当該電池パックから電力が供給されるように第1出力電圧スイッチMSW1、第2出力電圧スイッチMSW2及び第3出力電圧スイッチMSW3の状態を切り替え、S510に処理を移行する。具体的には、第1出力電圧スイッチMSW1及び第3出力電圧スイッチMSW3をオン状態にし、第2出力電圧スイッチMSW2をオフ状態にする。
一方、メインCPU310aは、S480で、電源パックとして選択された電池パックが第5電池パック35c1~第8電池パック35c4のうちの一つではない場合、すなわち電源パックとして選択された電池パックが第1並列接続部33に接続された第1電池パック33c1~第4電池パック33c4のうちの一つである場合には、S500に処理を移行する。
S500で、当該電池パックから電力が供給されるように第1出力電圧スイッチMSW1、第2出力電圧スイッチMSW2及び第3出力電圧スイッチMSW3の状態を切り替え、S510に処理を移行する。具体的には、第1出力電圧スイッチMSW1、第2出力電圧スイッチMSW2及び第3出力電圧スイッチMSW3をオフ状態にする。
S510で、メインCPU310aは、S450又はS480で選択された電池パック以外の電池パックに対応する個別スイッチをオフ状態にし、電源選択処理を終了する。
<電池パックの切り替えについて>
電池パックの切り替えについて説明する。
電池パックの切り替えについて説明する。
第2並列接続部35に属する第5電池パック35c1から第6電池パック35c2に電源パックを切り替える場合について、図8のタイミングチャートを用いて説明する。
まず、第5電池パック35c1の第5スイッチSW5がオン状態である。次に、電源パックとして選択される第6電池パック35c2の第6スイッチSW6がオン状態となる。この状態では、第5電池パック35c1に備えられた第5ロック回路351RによりFETがオン状態となるため、第6電池パック35c2からの電圧の出力はなされない。そして、第5電池パック35c1の第5スイッチSW5がオフ状態となることにより、FETがオフ状態となるため、第6電池パック35c2からの電圧の出力が開始される。
このように、切替え前の電源パックである第5電池パック35c1の出力オフが切り替え後の電源パックである第6電池パック35c2の出力オンのトリガとなるため、電源パックの選択の切替により現場用電気機器50へ供給される電力が瞬間的に遮断される、いわゆる瞬停が起きることを抑制することができる。
同様に図9に示すように、第1並列接続部33に属する第1電池パック33c1から第2電池パック33c2に電源パックが切り替えられる場合にも、第1電池パック33c1の第1スイッチSW1がオフ状態となることにより、第2電池パック33c2からの出力が開始する。第2並列接続部35に属する電池パック同士の切替の場合には、図8に示すように、第1出力電圧スイッチMSW1及び第3出力電圧スイッチMSW3がオン状態である。これ対して、第1並列接続部33に属する電池パック同士の切替の場合には、図9に示すように、第1出力電圧スイッチMSW1及び第3出力電圧スイッチMSW3がオフ状態である。
さらに、第2並列接続部35に属する第5電池パック35c1から、第1並列接続部33に属する第1電池パック33c1に電源パックを切り替える場合について、図10のタイミングチャートを用いて説明する。
まず、切替前の電源パックである第5電池パック35c1の第5スイッチSW5がオン状態で、第1出力電圧スイッチMSW1及び第3出力電圧スイッチMSW3がオン状態である。次に、電源パックとして選択される第1電池パック33c1の第1スイッチSW1がオン状態となる。この状態では、第1出力電圧スイッチMSW1及び第3出力電圧スイッチMSW3のオン信号が、第1並列接続部33に属する第1電池パック33c1~第4電池パック33c4に対応するFETのゲート端子に入力されるため、第1スイッチSW1がオフ状態となり、第1電池パック33c1からの電圧の出力はなされない。この状態において、メイン制御部310は、第1並列接続部33に属する第1電池パック33c1を電源パックとして選択するための第1出力電圧スイッチMSW1及び第3出力電圧スイッチMSW3をオフ状態に切り替える。これにより、第1電池パック33c1に対応するFETがオフ状態となるため、第1電池パック33c1からの電圧の出力が開始される。
第5電池パック35c1は、第1出力電圧スイッチMSW1及び第3出力電圧スイッチMSW3をオフ状態とすることで出力から電気的に接続解除された状態となる。また、第5スイッチSW5は、第1スイッチSW1よりも後でオフしてもよい。
第5電池パック35c1は、第1出力電圧スイッチMSW1及び第3出力電圧スイッチMSW3をオフ状態とすることで出力から電気的に接続解除された状態となる。また、第5スイッチSW5は、第1スイッチSW1よりも後でオフしてもよい。
また、反対に、第1並列接続部33に属する第1電池パック33c1から第2並列接続部35に属する第5電池パック35c1に電源パックを切り替える場合には、図10と反対の順番で電源パックが切り替えられる。具体的には、図11のタイミングチャートを用いて説明する。すなわち、切替前の電源パックである第1電池パック33c1の第1スイッチSW1がオン状態で、第5電池パック35c1の第5スイッチSW5がオン状態となる。この状態において、メイン制御部310は、第2並列接続部35に属する第5電池パック35c1を電源パックとして選択するための第1出力電圧スイッチMSW1及び第3出力電圧スイッチMSW3をオン状態に切り替える。このとき、第1出力電圧スイッチMSW1及び第3出力電圧スイッチMSW3のオン信号が、第1並列接続部33に属する第1電池パック33c1~第4電池パック33c4に対応するFETのゲート端子に入力されるため、第1スイッチSW1がオフ状態となり出力から電気的に接続解除すると同時に、第5電池パック35c1が電気的に接続される。これにより、第5電池パック35c1からの電圧の出力が開始される。また、第1スイッチSW1は、第5スイッチSW5よりも後でオフしてもよい。
また、第1並列接続部33から1つの電池パックを電源パックとして選択し、第2並列接続部35から1つの電池パックを電源パックとして選択した状態において、それぞれ選択した電源パックを切り替える場合について図12に示すタイミングチャートを用いて説明する。
切替前の電源パックである第5電池パック35c1の第5スイッチSW5、第1電池パック33c1の第1スイッチSW1がオン状態で、第6電池パック35c2の第6スイッチSW6及び第2電池パック33c2の第2スイッチSW2がオン状態となる。そして、第5サブ制御部315が切替前の電源パックである第5電池パック35c1の第5スイッチSW5、第1サブ制御部311が第1電池パック33c1の第1スイッチSW1をオフ状態に切り替えることにより、第6電池パック35c2及び第2電池パック33c2からの電圧の出力が開始される。なお、第1並列接続部33及び第2並列接続部35から1つずつ電源パックを選択するため、メイン制御部310は、電源パックの切替の前後で変わらず、第2出力電圧スイッチMSW2をオン状態に、第1出力電圧スイッチMSW1及び第3出力電圧スイッチMSW3をオフ状態に保持する。
[3.効果]
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果を奏する。
以上詳述した実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)上記実施形態によれば、現場用電気機器50の動作が停止した状態にある間、すなわち停止状態にある間に、電源パックの選択及び切替が行われる。具体的には、S300で放電許可信号を停止することで現場用電気機器50の動作が停止した状態となり、S230へ処理を戻すことで再度電源パックが選択される。よって、現場用電気機器50が動作している状態で電源パックの選択が行われ、残りの電力量の異なる電池パックが電源パックとして選択されることにより、現場用電気機器50の動作が動作中に現場用電気機器50に印加される電圧が変動することを抑制することができる。
(2)上記実施形態によれば、電池収容部10aに接続された電池パックのうち、最も高い電圧を有する電池パックを電源パックとして選択する。このような構成によれば、電源パックが選択される度に、最も電圧の高い電池パックが選択されるため、接続された電池パック33c1~33c4,35c1~35c4の電力量を均等に消費させることができる。また、電池収容部10aに接続された電池パックの電力量が均一に消費されることにより、電源パックの切替の前後での動作の変化を抑制することができる。
(3)上記実施形態によれば、現場用電気機器50から出力される動作信号を取得することにより、現場用電気機器50が動作している状態にあるか停止している状態にあるか判定することができる。なお、ここでいう動作信号とは、動作していることを表す信号である、つまりトリガスイッチ信号である。さらに、トリガスイッチ59がオフの状態が一定時間以上継続した場合に、現場用電気機器50が停止状態、すなわち、現場用電気機器50が動作しない状態であると判定する。
このため、断続的な操作、すなわち、トリガスイッチ59の押下及び開放を小刻みに繰り返すような操作をした場合に、選択される電源パックが切り替わることを抑制することができる。上述したように停止状態において、選択される電源パックの切替が行われるため、断続的な操作の途中で現場用電気機器50の出力が変化することが抑制できる。
(4)上記実施形態によれば、電池収容部10aは電流検知部39を備え、現場用電気機器50に供給される電流値が、電流検知部39により測定される。これにより、現場用電気機器50が電動作業機であるか否かを電流値に基づいて判定することができる。また、電流値に基づいた電動作業機であるか否かの判定は、電流値の大きさによるものであってもよく、変動の大きさによるものであってもよい。
(5)上記実施形態によれば、切替前に電源パックとして選択された電池パックがオフ状態となることにより、同時に切替後の電源パックとして選択された電池パックがオン状態となる。このため、電源パックの選択の切替により現場用電気機器50へ供給される電力が瞬間的に遮断される、いわゆる瞬停が起きることを抑制することができる。なお、この切替方法は現場用電気機器50の動作が停止状態においても、実施してもよい。このようにすることで、図示はしないが現場用電気機器のモータ制御部55に用いられる制御電源の瞬停が起きることを抑制することができる。
[4.他の実施形態]
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
(1)上記実施形態では、メインCPU310aがトリガスイッチ信号を取得することにより現場用電気機器50が動作状態であるか停止状態であるかが判定された。しかし、現場用電気機器50が動作状態であるか停止状態であるかは、メインCPU310aにより取得されるトリガスイッチ信号により判定されるものに限定されない。具体的には、例えば現場用電気機器50に供給される電流値を電流検知部39などにより測定することにより、現場用電気機器50に供給されている電流が現場用電気機器50の動作に必要な電流値以上の場合に動作状態であると判定し、そうでない場合に、停止状態であると判定してもよい。
(2)上記実施形態によれば、切替前に電源パックとして選択された電池パックがオフ状態となることにより、同時に切替後の電源パックとして選択された電池パックがオン状態となる。しかし、切替前に選択された電源パックのオフと切替後に選択された電源パックのオンとは厳密な意味で同時に行われなくてもよい。例えば、FET自体の動作や、積分回路による遅延を含んでいてもよい。
また、電池パック同士の個別スイッチ33b1~33b4,35b1~35b4がそれぞれ独立してもよい。個別スイッチ33b1~33b4,35b1~35b4は、それぞれ、電流をオン状態又はオフ状態とで切り替えるように構成された機械式スイッチ又は半導体スイッチなどのスイッチを用いて構成されてもよい。例えば、個別スイッチ33b1~33b4,35b1~35b4は、それぞれ図22に示すように接続された2つのFETを備えてもよい。これらFET33b5,FET33b6は、ゲートへの電圧印加時におけるドレイン-ソース間の通電方向が互いに逆方向となるように、直列に接続されている。なお、FET33b5,FET33b6は、その特性上、ドレイン-ソース間に並列に接続される寄生ダイオードを備えており、ゲートへ電圧印加されていない場合には、この寄生ダイオードによる逆方向の通電を停止するように構成されている。これに対して、図22に示すように接続したFET33b5,FET33b6を備えて、FET33b5,FET33b6をいずれもオフ状態に切り替える。これにより、電池パックにおける両方向の電流である放電電流及び充電電流を停止することができる。図22に示す個別スイッチ33b1は、FET33b5,FET33b6をいずれもオン状態にすることで個別スイッチ33b1をオン状態とすることができる。
また、個別スイッチ33b1~33b4はそれぞれ、直列接続された1つのFETと1つのダイオードを備えてもよい。この場合、FETは、オン状態で電池パックの放電方向の電流を許容し、オフ状態で電池パックの放電方向の電流を禁止するように配置されるとともに、ダイオードは、電池パックの放電方向の電流を許容し、電池パックの充電方向の電流を禁止するように配置されてもよい。このような個別スイッチ33b1~33b4は、制御部31からの制御信号に基づいて、FETがオン状態又はオフ状態に制御されることで、電池パックの放電及び停止を切り替えることができる。
(3)上記実施形態では、モータを備える電動作業機の場合は停止状態において、電源パックの切替が行われる。しかし、モータを備える電動作業機のうち、刃物が動作部分に搭載されているなど、動作が変化した場合に注意が必要な電動作業機について、電源パックの切替を行うものであってもよい。また、動作が変化した場合に注意が必要な電動作業機であるか否かは例えば、現場用電気機器50から出力される第1識別情報ID1及び第2識別情報ID2に基づいて判定されてもよい。さらに、現場用電気機器50は、第1識別情報ID1及び第2識別情報ID2の表す情報により判定するだけでなく、第1識別情報ID1及び第2識別情報ID2自体を有しているか否かにより判定してもよい。
(4)上記実施形態では、メインCPU310aは複数の電池パックのうち、最も電圧の高い電池パックを電源パックとして選択する。しかし、メインCPU310aにより電源パックとして選択される電池パックは、最も電圧の高い電池パックに限定されるものではなく、あらかじめ決められた順序で選択されるものであってもよい。このような構成によれば、当該順序にしたがって、電力が消費される電池パックを電池収容部10aから交換することにより、電池収容部10aに接続された電池パックの電圧を高い状態に保持することができる。また、メインCPU310aは、最も電圧の低い電池パックを電源パックとして選択してもよい。この場合、電力が消費される電池パックを集中させることができるため、均一に電池パックの電力を消費する場合に比べて、電池収容部10aに接続された電池パックを交換する際に、交換する電池パックの数を少なくすることができる。
(5)上記実施形態では、第1種電気機器50a及び第2種電気機器50bが電動作業機である場合において、トリガスイッチ信号はトリガスイッチがオン状態であるとき、すなわち、第1種電気機器50a及び第2種電気機器50bが動作している場合にトリガスイッチ59により出力される。しかし、トリガスイッチ59により出力されるトリガスイッチ信号は、トリガスイッチがオフ状態であるとき、すなわち、第1種電気機器50a及び第2種電気機器50bが動作していない状態において出力される信号であってもよい。この場合、メインCPU310a又はモータ制御部55がトリガスイッチにより出力されたトリガスイッチ信号を取得しない場合に、第1種電気機器50a及び第2種電気機器50bが動作状態にあると判定しても良い。また、第1種電気機器50a及び第2種電気機器50bが動作状態にあるか否か、又は停止状態にあるか否かは動作信号が入力されたか否かによって判定したが、第1種電気機器50a及び第2種電気機器50bが動作状態にあるか否か、又は停止状態にあるか否かは、動作信号が入力されたか否かによって判定するものに限定されるものではない。たとえば、動作信号には、動作状態の場合に動作オン状態にあることを表す動作オン信号と、停止状態の場合に動作オフ状態にあることを表す動作オフ信号とを含み、取得した動作信号が動作オン状態にあるか動作オフ信号であるかを判定することにより、動作状態にあるか、停止状態にあるかを判定してもよい。
なお、トリガスイッチ信号が本開示における動作信号の一例に相当する。また、単一出力アダプタ20a及びマルチ出力アダプタ20bが本開示における機器接続部の一例に相当する。さらに、メイン制御部310が本開示における電源選択部、停止判定部、電源切替部、作動部、動作取得部及び機器判定部の一例に相当する。また、電流検知部39が本開示における電流測定部の一例に相当する。セル監視回路が本開示における電圧測定部の一例に相当する。
また、第1電池接続部33a1~第4電池接続部33a4が本開示における第1の電池接続部の一例に相当し、第5電池接続部35a1~第8電池接続部35a4が本開示における第2の電池接続部の一例に相当する。また、メイン電圧生成部45が本開示における電圧生成部の一例に相当する。さらに、第2出力電圧スイッチMSW2が本開示におけるスイッチの一例に相当する。また、第1ダイオード33f及び第2ダイオード35fが本開示における電流抑制器の一例に相当する。さらに、メイン制御部310が本開示における制御部の一例に相当する。
さらに、第2正極端子13cが本開示における第2出力端子の一例に相当し、第1正極端子13bが本開示における第1出力端子の一例に相当する。また、信号検知部25b15が本開示における電流検出部の一例に相当する。ダミー信号記憶部25b14が本開示における出力スイッチの一例に相当する。第2出力電圧スイッチMSW2が本開示における接続スイッチの一例に相当する。
Claims (12)
- 複数の電池パックに接続するように構成された電池接続部と、
現場用電気機器に接続し、前記電池接続部に接続された前記複数の電池パックのいずれかから供給される電力を前記現場用電気機器に供給するように構成された機器接続部と、
前記電池接続部に接続された前記複数の電池パックの中から前記現場用電気機器の電源として使用される電源パックを選択するように構成された電源選択部と、
前記機器接続部に接続された前記現場用電気機器が停止状態にあるか否かを判定するように構成された停止判定部と、
前記電源選択部により選択された前記電源パックを前記機器接続部に電気的に接続するように構成された電源切替部と、
前記現場用電気機器が前記停止状態にあると前記停止判定部が判定することに応じて、前記電源切替部を作動させるように構成された作動部と、
を備える、電力供給装置。 - 請求項1に記載の電力供給装置であって、
前記現場用電気機器から出力される動作信号を取得するように構成された動作取得部を更に備え、
前記停止判定部は、前記動作取得部によって取得された前記動作信号の状態に基づいて前記現場用電気機器が前記停止状態にあるか否かを判定するように構成された、電力供給装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の電力供給装置であって、
前記作動部は、前記現場用電気機器が前記停止状態にあると前記停止判定部が継続的に判定している時間があらかじめ決められた規定時間に達することに応じて、前記電源切替部を作動させるように構成された、電力供給装置。 - 請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の電力供給装置であって、
前記停止判定部は、前記現場用電気機器に供給される電流値があらかじめ決められた動作電流値以下であることに応じて、前記現場用電気機器が前記停止状態にあると判定するように構成された、電力供給装置。 - 請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の電力供給装置であって、
前記現場用電気機器は、モータを備える電動作業機を含み、
前記電力供給装置は、
前記機器接続部に接続された前記現場用電気機器が、前記電動作業機であるか否かを判定するように構成された機器判定部を更に備え、
前記作動部は、更に前記機器接続部に接続された前記現場用電気機器が前記電動作業機でないと前記機器判定部が判定することに応じて、前記電源切替部を作動させるように構成された、電力供給装置。 - 請求項5に記載の電力供給装置であって、
前記作動部は、前記現場用電気機器が前記電動作業機ではないと前記機器判定部が判定することに加え、前記電源パックの電圧があらかじめ決められた動作電圧以下となることに応じて、前記電源切替部を作動させるように構成された、電力供給装置。 - 請求項5又は請求項6に記載の電力供給装置であって、
前記機器接続部を介して前記現場用電気機器に供給される電流値を測定するように構成された電流測定部を更に備え、
前記機器判定部は、前記電流測定部によって測定された前記電流値に基づいて、前記機器接続部に接続された前記現場用電気機器が前記電動作業機であるか否かを判定するように構成された、電力供給装置。 - 請求項7に記載の電力供給装置であって、
前記機器判定部は、あらかじめ決められた期間中において、前記電流測定部により測定された前記電流値の変動の大きさがあらかじめ決められた変動閾値以下であることに応じて、前記現場用電気機器が前記電動作業機ではないと判定するように構成された、電力供給装置。 - 請求項7に記載の電力供給装置であって、
前記機器判定部は、前記電流測定部により測定された前記電流値があらかじめ決められた電流閾値以下であることに応じて、前記現場用電気機器が前記電動作業機ではないと判定するように構成された、電力供給装置。 - 請求項1から請求項9までのいずれか1項に記載の電力供給装置であって、
前記複数の電池パックの各々の電圧を測定するように構成された電圧測定部を更に備え、
前記電源選択部は、
前記複数の電池パックのうち、最も高い電圧を有する電池パックを前記電源パックとして選択するように構成された、電力供給装置。 - 請求項1から請求項10までのいずれか1項に記載の電力供給装置であって、
前記複数の電池パックは、第1の電池パックと第2の電池パックとを備え、
前記電源切替部は、前記第1の電池パックの前記機器接続部からの電気的切断と前記第2の電池パックの前記機器接続部への電気的接続とを同時に開始して、前記第1の電池パックから前記第2の電池パックへと前記電源パックを切り替えるように構成された、電力供給装置。 - 請求項2に記載の電力供給装置と、
前記電力供給装置に接続するように構成された現場用電気機器と、を備え、
前記現場用電気機器は、
前記現場用電気機器が動作状態にあることを表す動作信号を出力するように構成された動作信号出力部を備える、現場用電気システム。
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