WO2023166879A1 - 電源装置及び電源装置システム - Google Patents

Abstract

大電力を出力することの可能な電源装置及び電源装置システムを提供する。電源装置１は、電圧が終止電圧より高い状態にある複数の電池パック（Ａペアの電池パック３１、３２、又はＢペアの電池パック３３、３４）を互いに接続して放電に用いるよう構成される。コントローラ３０は、ＡペアとＢペアのいずれを最初に放電に用いるかを、各ペアの電池パックの電圧によって動的に選択するよう構成される。電池パック装着部４１～４４の各々は、電池パック３２のような第１電池パックと、電池パック３１、３３、３４のような第２電池パックと、を択一的に装着可能に構成され、第１及び第２電池パックのいずれが接続されても１８Ｖの電池パックとして利用する。

Description

電源装置及び電源装置システム

本発明は、装着された複数の電池パックから入力された電力を外部に放電する電源装置及び電源装置システムに関する。

下記特許文献１は、複数の電池パックを装着可能な放電器を開示する。この放電器は、４個の電池パックから１個ずつ放電していく構成であり、放電中の電池パックの電圧が終止電圧まで低下すると次の電池パックに切り替えて放電する。そして４個の電池パックの電圧がいずれも終止電圧まで低下すると、２個の電池パックを直列に接続して放電し、その後、残りの２個の電池パックを直列に接続して放電する。

特開平8-308102号公報

特許文献１の放電器は、終止電圧よりも高い電圧の電池パックは１個ずつしか使用しない（放電させない）ため、大電力を出力することはできない。

本発明の目的は、大電力を出力することの可能な電源装置及び電源装置システムを提供することにある。

本発明のある態様は、装着された複数の電池パックから入力された電力を外部に放電する電源装置であって、電圧が終止電圧より高い状態にある第１組の複数の電池パックを互いに接続して放電を開始し、その後所定の条件が満たされると、電圧が終止電圧より高い状態にある別の第２組の複数の電池パックを互いに接続して放電を開始するよう構成される。

本発明によれば、大電力を出力することの可能な電源装置及び電源装置システムを提供することができる。

本発明の実施の形態１に係る電源装置１の斜視図であり、電池パック３１～３４を装着した状態の電源装置１の斜視図。 電源装置１と電気機器１００からなる電気機器システムの外観図。 電源装置１の回路ブロック図であり、電池パック３１～３４を装着した状態の電源装置１の回路ブロック図。 (Ａ)は、電源装置１において放電に用いる電池パックのペア（組）とそれに対応するスイッチング素子Ｑ１～Ｑ４のオンオフの関係をまとめた表。(Ｂ)は、電源装置１の第１制御例のフローチャート。(Ｃ)は、電源装置１の第２制御例のフローチャート。 本発明の実施の形態２に係る電源装置２の回路ブロック図であり、電池パック３１～３４を装着した状態の電源装置２の回路ブロック図。 本発明の実施の形態３に係る電源装置３の回路ブロック図であり、電池パック３１、３２をペアとし、電池パック３３、３４をペアとした状態の電源装置３の回路ブロック図。 電池パック３１、３３をペアとし、電池パック３２、３４をペアとした状態の電源装置３の回路ブロック図。 電池パック３１、３４をペアとし、電池パック３２、３３をペアとした状態の電源装置３の回路ブロック図。 電源装置３における、電池パック３１～３４のペア分けの各パターンと、それに対応するスイッチＳＷ１～ＳＷ５のオンオフ及びスイッチＳＷ６～ＳＷ８の接続先と、の関係をまとめた表。

以下において、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。実施の形態は、発明を限定するものではなく例示である。実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

（実施の形態１）　図１～図４は、本発明の実施の形態１に係る電源装置１に関する。図１により、電源装置１の互いに直交する前後、上下、左右方向を定義する。

電源装置１は、ハウジング２０を有する。ハウジング２０は、例えば樹脂成形体からなり、図３に示すインバータ２９やコントローラ３０、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ４等を収容する。

ハウジング２０の上部に、持ち運び用の回動式のハンドル２１と、表示パネル２２と、電源スイッチ２３と、を有する。

表示パネル２２は、斜め前上方向に臨む。表示パネル２２は、装着（接続）された電池パック３１～３４の各々の残量等を表示する。電源スイッチ２３は、表示パネル２２の右方に設けられる。電源スイッチ２３は、ユーザが電源装置１の駆動、停止（出力部２４への電圧の出力、停止）を切り替えるスイッチである。

電源装置１は、ハウジング２０の右側面に２つの出力部２４を有する。出力部２４は、それぞれ各種電気機器の電源プラグを差し込み可能なコンセントであり、商用電源と同様の交流電圧（例えば交流１００Ｖ）を出力する。なお、出力部２４の数は、１個あるいは３個以上であってもよい。

図２は、電気機器の一例である扇風機１００の電源コード１０２の先端の電源プラグ１０１を、電源装置１の出力部２４に差し込んだ状態を示す。扇風機１００は、電源装置１の電力で動作可能である。

電源装置１は、前部に４個の電池パック３１～３４を着脱可能に装着する。電源装置１は、装着された電池パック３１～３４から入力された電力を、出力部２４を介して外部に放電する。電池パック３１～３４は、上方から下方にスライドさせることで電源装置１に装着（接続）できる。以下、左側の２つの電池パック３１、３２をＡペア（Ａ組）、右側の２つの電池パック３３、３４をＢペア（Ｂ組）とする。

電源装置１は、Ａペア用ＬＥＤ２５及びＢペア用ＬＥＤ２６を有する。Ａペア用ＬＥＤ２５は、ハウジング２０の前下部の左部に設けられる。Ｂペア用ＬＥＤ２６は、ハウジング２０の前下部の右部に設けられる。Ａペア用ＬＥＤ２５は、Ａペアの電池パック３１、３２から放電しているときに点灯し、そうでないときに消灯する。Ｂペア用ＬＥＤ２６は、Ｂペアの電池パック３３、３４から放電しているときに点灯し、そうでないときに消灯する。

図３は、電池パック３１～３４を装着した状態の電源装置１の回路ブロック図である。電源装置１は、少なくとも３つの電池パック装着部を有する。図３の例では４つの電池パック装着部４１～４４を有する。図３の例では、電池パック装着部４１～４４に電池パック３１～３４がそれぞれ装着（接続）される。電池パック装着部４１～４４は互いに同構成である。電池パック３１～３４の各々は、電動工具用の電池パックであり、コードレスタイプの電動工具に電源として着脱可能に装着できる電池パックである。電池パック３１、３３、３４は互いに同構成である。

電池パック３１は、上＋端子、下＋端子、上－端子、下－端子、上側電池セル３５、下側電池セル３６を有する。上側電池セル３５の正極は上＋端子に接続される。上側電池セル３５の負極は上－端子に接続される。下側電池セル３６の正極は下＋端子に接続される。下側電池セル３６の負極は下－端子に接続される。

上側電池セル３５及び下側電池セル３６はそれぞれ、例えば３．６Ｖの二次電池セルを５個直列接続した電池セル組であり、１８Ｖを出力する電池セル組である。上側電池セル３５及び下側電池セル３６は、接続先の電気機器に応じて直列接続と並列接続が切り替えられる。電池パック３１は、第１電圧としての１８Ｖと、第２電圧としての３６Ｖと、を切り替えて出力可能な第２電池パックである。

電池パック装着部４１は、＋端子及び－端子を有する。電池パック装着部４１の＋端子は、電池パック３１の上＋端子と下＋端子との間を短絡する。電池パック装着部４１の－端子は、電池パック３１の上－端子と下－端子との間を短絡する。これにより電池パック３１は、電池パック装着部４１の＋端子、－端子間に１８Ｖを出力する。

すなわち、電池パック装着部４１は、電池パック３１が装着されると電池パック３１から１８Ｖが出力されるよう構成される。また、電池パック装着部４１は、電池パック３１が装着されると上側電池セル３５及び下側電池セル３６を並列接続するよう構成される。図示は省略するが、接続先の電気機器が下＋端子と上－端子との間を短絡する短絡部（ショートバー）を有する場合、電池パック３１は、３６Ｖを出力することになる。

電池パック３２は、＋端子、－端子、電池セル３７、３８を有する。電池セル３７、３８の正極は＋端子に接続される。電池セル３７、３８の負極は－端子に接続される。電池セル３７、３８はそれぞれ、例えば３．６Ｖの二次電池セルを５個直列接続した電池セル組であり、１８Ｖを出力する電池セル組である。電池パック３２は、第１電圧としての１８Ｖを出力可能な第１電池パックである。電池パック３２と電池パック装着部４２の＋端子同士、－端子同士がそれぞれ接続される。

電池パック装着部４１～４４の各々は、電池パック３２のような第１電池パックと、電池パック３１、３３、３４のような第２電池パックと、を択一的に装着可能に構成される。

電源装置１において、電池パック装着部４１の－端子と電池パック装着部４２の＋端子とが互いに接続され、電池パック装着部４３の－端子と電池パック装着部４４の＋端子とが互いに接続される。すなわち、電池パック３１、３２は互いに直列接続され、電池パック３３、３４は互いに直列接続される。

電池パック装着部４１～４４の各々の＋端子は、コントローラ３０に接続される。電池パック装着部４２、４４の－端子同士は、互いに接続されると共に、コントローラ３０に接続される。

電源装置１は、ＦＥＴやＩＧＢＴ等のスイッチング素子Ｑ１～Ｑ４を有する。スイッチング素子Ｑ１～Ｑ４は、Ａペアの電池パック３１、３２の電圧と、Ｂペアの電池パック３３、３４の電圧と、のいずれかを選択してインバータ２９に入力するペア選択回路（組選択回路）である。スイッチング素子Ｑ１～Ｑ４の制御端子（ゲート）は、コントローラ３０に接続される。

スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２は、インバータ２９の入力端子と電池パック装着部４１の＋端子との間に直列接続される。スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２は、ソース同士が互いに接続され、ソース、ドレイン間のボディダイオード（寄生ダイオード）の極性が互いに逆となる。これにより、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を共にオフした場合に、確実に電流を遮断できる。

スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４は、インバータ２９の入力端子と電池パック装着部４３の＋端子との間に直列接続される。スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４は、ソース同士が互いに接続され、ソース、ドレイン間のボディダイオードの極性が互いに逆となる。これにより、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４を共にオフした場合に、確実に電流を遮断できる。

電源装置１は、コンデンサ２８及びインバータ２９を有する。コンデンサ２８は、インバータ２９の入力端子間に設けられる。インバータ２９は、入力された直流電圧を商用電源と同様の正弦波交流電圧に変換し、出力部２４に出力する。

電源装置１は、音発生手段としてのブザー２７を有する。ブザー２７は、例えば出力部２４からの電圧出力が停止する前にユーザに音で報知（予告）したり、充電が必要な電池パックが装着されている場合にユーザに音で報知したりするのに利用される。

電源装置１は、制御部としてのコントローラ３０を有する。コントローラ３０は、電源装置１の全体の動作を制御する。具体的にはコントローラ３０は、インバータ２９の駆動制御、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ４のオンオフの制御（Ａペアの電池パック３１、３２とＢペアの電池パック３３、３４のいずれを放電に用いるかの選択）、電池パック３１～３４の各々の電圧の監視、ブザー２７の駆動制御、Ａペア用ＬＥＤ２５及びＢペア用ＬＥＤ２６の点灯制御、表示パネル２２の表示制御等を行う。

コントローラ３０の電源は、電池パック３１～３４から並列に供給される。すなわち、電池パック３１～３４の少なくとも１つが装着されていれば、コントローラ３０は起動可能である。別例として、コントローラ３０の電源は、Ａペアの電池パック３１、３２及びＢペアの電池パック３３、３４から並列に供給されてもよい。この場合、ＡペアとＢペアの少なくとも一方が装着されていれば、コントローラ３０は起動可能である。

図４(Ａ)は、電源装置１において放電に用いる電池パックのペアとそれに対応するスイッチング素子Ｑ１～Ｑ４のオンオフの関係をまとめた表である。

コントローラ３０は、Ａペアの電池パック３１、３２を放電に用いるとき、すなわちＡペアの電池パック３１、３２の電圧をインバータ２９に入力する場合は、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２をオン、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４をオフとする。電池パック装着部４１、４２、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２を含む回路が、電池パック３１、３２と出力部２４とを接続する第１接続回路である。

コントローラ３０は、Ｂペアの電池パック３３、３４を放電に用いるとき、すなわちＢペアの電池パック３３、３４の電圧をインバータ２９に入力する場合は、スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２をオフ、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４をオンとする。電池パック装着部４３、４４、スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４を含む回路が、電池パック３３、３４と出力部２４とを接続する第２接続回路である。

図４(Ｂ)は、電源装置１の第１制御例のフローチャートである。コントローラ３０は、電源スイッチ２３がオンになると（Ｓ１）、電池パック装着部４１～４４に対する電池パック３１～３４の装着状況を確認する（Ｓ３）。なお、電池パックの装着は、電池パック装着部４１～４４の各々の＋端子の電圧から確認する。コントローラ３０は、常に電池パック装着部４１～４４に装着された電池パックの電圧を監視している。

コントローラ３０は、電池パック３１～３４が全て装着されている場合、すなわちＡペアとＢペアの双方が装着（接続）されている場合（Ｓ３のＹｅｓ）、放電に用いるペアとして低電圧ペアを選択するようにスイッチング素子Ｑ１～Ｑ４のオンオフを制御する（Ｓ５）。

低電圧ペアは、第１組（第１グループ）の例示である。低電圧ペアは、ここではＡペアとＢペアのうち最も電圧の低い電池パックが属するペアとする。なお、コントローラ３０は、電圧が終止電圧（放電終止電圧）以下の電池パック（以下「電圧低下電池パック」）が属するペアは放電に用いない。コントローラ３０は、片方のペアが電圧低下電池パックを含む場合、Ｓ３のＮｏに進むものとする。更に、両方のペアが電圧低下電池パックの場合、Ｓ１７でペアが成立しないためＳ１７のＮｏに進む。少なくとも一方のペアが交換されて電圧低下電池パックではなくなると、Ｓ３のＹｅｓ又はＳ１７のＹｅｓに進む。

コントローラ３０は、低電圧ペアの選択（Ｓ５）の後、Ａペア用ＬＥＤ２５及びＢペア用ＬＥＤ２６のうち低電圧ペアに対応する一方をオン、他方をオフとする（Ｓ７）。コントローラ３０は、インバータ２９を駆動する（Ｓ９）。

コントローラ３０は、放電中ペア（低電圧ペア）の電池パックの双方の電圧が終止電圧を超えている場合（Ｓ１１のＮｏ）、インバータ２９の駆動を継続する（Ｓ９）。

コントローラ３０は、放電中ペア（低電圧ペア）の電池パックの少なくとも一方の電圧が終止電圧以下に低下すると（Ｓ１１のＹｅｓ）、インバータ２９の駆動状態を維持したまま、放電に用いる電池パックのペアを低電圧ペアから高電圧ペアに切り替えるようにスイッチング素子Ｑ１～Ｑ４のオンオフを制御する（Ｓ１３）。放電中ペアの電池パックの少なくとも一方の電圧が終止電圧以下に低下することは、所定の条件の例示である。

高電圧ペアは、第２組（第２グループ）の例示である。高電圧ペアは、ここではＡペアとＢペアのうち最も電圧の低い電池パックが属さないペアとする。コントローラ３０は、Ａペア用ＬＥＤ２５及びＢペア用ＬＥＤ２６のうち高電圧ペアに対応する一方をオン、他方をオフとする（Ｓ１５）。

なお、放電に用いる電池パックのペアの切替（以下「ペア切替」）の際に、コントローラ３０は、ペア間での電流の逆流を防止するために、一時的にスイッチング素子Ｑ１～Ｑ４を全てオフにする。この間、インバータ２９の前段のコンデンサ２８に蓄えた電力がインバータ２９に入力される。

コンデンサ２８の容量が十分に大きい場合、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ４が一時的に全てオフの場合に出力部２４からの電圧出力のために必要な電力をコンデンサ２８から供給できるため、ペア切替の際に、インバータ２９を停止させる必要がない。これにより、ペア切替の際に出力部２４からの電圧出力が途切れないため、使い勝手が良い。

高電圧ペアからの放電中に高電圧ペアの電池パックの少なくとも一方の電圧が終止電圧以下に低下すると（図４(Ｄ)のＳ５１のＹｅｓ）、コントローラ３０は、インバータ２９を停止する（Ｓ５５）。このとき、コントローラ３０は、インバータ２９の停止に先立ってブザー２７から音を発してユーザに報知してもよい（Ｓ５３）。一方、コントローラ３０は、放電中の高電圧ペアのいずれの電池パックの電圧も終止電圧を超えている場合には（Ｓ５１のＮｏ）、Ｓ３の判断に戻る。

コントローラ３０は、常に電池パックの電圧を検出（監視）しているため、高電圧ペアからの放電中に低電圧ペアの電池パックが交換されたことを判断することができる。高電圧ペアからの放電中に、電圧低下電池パックから、電圧が終止電圧より大きい電池パックに交換されるとＳ３のＹｅｓに進む。Ｓ５において、交換した２つの電池パックの電圧が、放電中の高電圧ペアの電圧より大きければ（例えば満充電状態）、放電中の高電圧ペアをそのまま使用する。交換した２つの電池パックのうちの少なくとも一方の電圧が、放電中の高電圧ペアの電圧より小さければ、交換した電池パックを低電圧ペアとして選択し使用する。

コントローラ３０は、Ｓ３においてＡペアとＢペアの双方が装着（接続）されていない場合（Ｓ３のＮｏ）において、ＡペアとＢペアのいずれも成立しない場合（電池パック３１～３４の１つのみしか装着されていない場合）（Ｓ１７のＮｏ）、Ｓ３に戻る。

コントローラ３０は、ＡペアとＢペアの一方のみが装着（接続）されている場合（Ｓ１７のＹｅｓ）、当該一方のペア（以下「成立ペア」）を放電に用いるペアとして選択するようにスイッチング素子Ｑ１～Ｑ４のオンオフを制御する（Ｓ１９）。

コントローラ３０は、Ａペア用ＬＥＤ２５及びＢペア用ＬＥＤ２６のうち成立ペアに対応する一方をオン、他方をオフとする（Ｓ２１）。コントローラ３０は、インバータ２９を駆動する（Ｓ２３）。

成立ペアからの放電中に成立ペアの電池パックの少なくとも一方の電圧が終止電圧以下に低下すると（図４(Ｄ)のＳ５１のＹｅｓ）、コントローラ３０は、インバータ２９を停止する（Ｓ５３）。このとき、コントローラ３０は、インバータ２９の停止に先立ってブザー２７から音を発してユーザに報知してもよい（Ｓ５３）。一方、コントローラ３０は、成立ペアのいずれの電池パックの電圧も終止電圧を超えている場合には（Ｓ５１のＮｏ）、Ｓ３の判断に戻る。

コントローラ３０は、Ｓ３において、成立ペアからの放電中に他方のペアの電池パックが装着されたことを検出した場合（Ｓ３のＹｅｓ）に、Ｓ５に進む。そしてコントローラ３０は、Ｓ５以降の処理を実行する。なお、装着されたペアの電池パックの少なくとも一方が電圧低下電池パックの場合には、Ｓ３でＮｏとなりＳ１７に進む。Ｓ１７では一方のペアのみが成立した状態となるため、Ｓ１７のＹｅｓに進み、Ｓ１９以降の処理を実行する。

図４(Ｃ)は、電源装置１の第２制御例のフローチャートである。図４(Ｃ)のＳ１１までの処理の流れは、図４(Ｂ)のＳ１１までの処理の流れと同じである。

図４(Ｂ)に示す第１制御例では、ペア切替の際にインバータ２９の駆動状態を維持したのに対し、図４(Ｃ)に示す第２制御例では、ペア切替の際にインバータ２９を一旦停止する。以下、具体的に説明する。

コントローラ３０は、コントローラ３０は、放電中ペア（低電圧ペア）の電池パックの少なくとも一方の電圧が終止電圧以下に低下すると（Ｓ１１のＹｅｓ）、ブザー２７から音を発してユーザに報知し（Ｓ３３）、インバータ２９を停止する（Ｓ３５）。

コントローラ３０は、放電に用いる電池パックのペアを低電圧ペアから高電圧ペアに切り替えるようにスイッチング素子Ｑ１～Ｑ４のオンオフを制御する（Ｓ３７）。コントローラ３０は、Ａペア用ＬＥＤ２５及びＢペア用ＬＥＤ２６のうち高電圧ペアに対応する一方をオン、他方をオフとする（Ｓ３９）。そしてコントローラ３０は、インバータ２９の駆動を再開する（Ｓ４１）。その後、コントローラ３０は、図４(Ｄ)のＳ５１に進み、第１制御例と同様の処理を実行する。

図４(Ｃ)に示す第２制御例は、コンデンサ２８の容量が小さい場合に対応するものである。この場合、ペア切替の際にインバータ２９を一旦停止する必要があるものの、コンデンサ２８が小さくて済むためコストを抑制できる。

本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。

(1) 電源装置１は、電圧が終止電圧より高い状態にある複数の電池パック（Ａペアの電池パック３１、３２、又はＢペアの電池パック３３、３４）を互いに接続して放電に用いるよう構成される。このため、終止電圧よりも高い電圧の電池パックを１個ずつしか放電に用いない場合と比較して、大電力を安定して出力できる。また、終止電圧よりも高い電圧の電池パックを全て同時に放電に用いる場合と比較して、長時間の出力が可能となる。すなわち、大電力の出力と長時間の出力とをバランス良く実現できる。

(2) 電池パック装着部４１～４４の各々は、電池パック３２のような第１電池パックと、電池パック３１、３３、３４のような第２電池パックと、を択一的に装着可能に構成され、第１及び第２電池パックのいずれが接続されても１８Ｖの電池パックとして利用する。このためユーザは、自分の所有する電池パックが第１及び第２電池パックのいずれであっても関係なく電源装置１に装着して放電に利用でき、便利である。またユーザは、第１及び第２電池パックの両方を所有している場合に、第１及び第２電池パックの違いを意識することなく電源装置１に装着して放電に利用でき、便利である。

(3) コントローラ３０は、ＡペアとＢペアのいずれを最初に放電に用いるかを、各ペアの電池パックの電圧によって動的に選択するよう構成される。このため、最初に放電に用いるペアが固定されている場合と比較して、ユーザのニーズに合わせた適切な制御が可能となる。

(4) コントローラ３０は、ＡペアとＢペアのうち最も電圧の低い電池パックが属するペアから放電に用いるよう構成されるため、最も電圧の低い電池パックの電圧を先に終止電圧以下まで低下させ、早めの充電を促すことができ、便利である。

（実施の形態２）　図５は、本発明の実施の形態２に係る電源装置２の回路ブロック図であり、電池パック３１～３４を装着した状態の電源装置２の回路ブロック図である。電源装置２は、電源装置１と比較して、スイッチング素子Ｑ１～Ｑ４がリレー４７に替わった点で相違し、その他の点で一致する。

リレー４７は、ここではＣ接点リレーである。リレー４７のＣＯＭ端子（共通端子）はインバータ２９に接続される。リレー４７のＮＯ端子（ノーマリオープン端子）は電池パック装着部４１の＋端子に接続される。リレー４７のＮＣ端子（ノーマリクローズ端子）は電池パック装着部４３の＋端子に接続される。

コントローラ３０は、リレー４７のコイルへの通電制御により、Ａペアの電池パック３１、３２の電圧と、Ｂペアの電池パック３３、３４の電圧と、のいずれをインバータ２９に入力するかを選択する。本実施の形態も、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。

（実施の形態３）　図６～図９は、本発明の実施の形態３に係る電源装置３に関する。電源装置３は、前述の実施の形態１及び２に対して、電池パック３１～３４のペア分けを任意に切り替えられるようにしたものである。以下、実施の形態１及び２との相違点を中心に説明する。

図６に示すように、電源装置３は、スイッチＳＷ１～ＳＷ９を有する。スイッチＳＷ１～ＳＷ９は、ここではリレーとするが、半導体スイッチング素子でもよい。スイッチＳＷ１～ＳＷ８は、電池パック３１～３４のペア分けを切り替えるペア切替回路を構成する。スイッチＳＷ９は、いずれのペアを放電に用いるかを選択するペア選択回路（組選択回路）である。

スイッチＳＷ１～ＳＷ５は、ａ接点リレー又はｂ接点であり、コントローラ３０によってオンオフが切り替えられる。スイッチＳＷ６～ＳＷ９は、ｃ接点リレーであり、コントローラ３０によって接続先がＨ端子とＬ端子との間で切り替えられる。Ｈ端子とＬ端子は、ＮＯ端子とＮＣ端子の一方と他方に対応する。

図６～図８において、コントローラ３０がスイッチＳＷ１～ＳＷ９を制御するための配線、及びコントローラ３０が電池パック装着部４１～４４の各々の入力電圧（電池パック３１～３４の各々の電圧）を監視するための配線の図示を省略している。

スイッチＳＷ１は、電池パック装着部４１の－端子と電池パック装着部４２の＋端子との間に設けられる。スイッチＳＷ２は、電池パック装着部４１の－端子と電池パック装着部４３の＋端子との間に設けられる。スイッチＳＷ３は、電池パック装着部４１の－端子と電池パック装着部４４の＋端子との間に設けられる。

スイッチＳＷ４は、電池パック装着部４２の－端子と電池パック装着部４４の＋端子との間に設けられる。スイッチＳＷ５は、電池パック装着部４２の－端子と電池パック装着部４３の＋端子との間に設けられる。

スイッチＳＷ６の共通端子は、電池パック装着部４３の－端子に接続される。スイッチＳＷ６のＬ端子は、電池パック装着部４４の＋端子に接続される。スイッチＳＷ６のＨ端子は、スイッチＳＷ８のＬ端子に接続される。

スイッチＳＷ７の共通端子は、ＳＷ９のＬ端子に接続される。スイッチＳＷ７のＬ端子は、電池パック装着部４３の＋端子に接続される。スイッチＳＷ７のＨ端子は、電池パック装着部４２の＋端子に接続される。

スイッチＳＷ８の共通端子は、インバータ２９の負側入力端子に接続される。スイッチＳＷ８のＨ端子は、電池パック装着部４２の－端子に接続される。スイッチＳＷ９の共通端子は、インバータ２９の正側入力端子に接続される。スイッチＳＷ９のＨ端子は、電池パック装着部４１の＋端子に接続される。

図６～図８は、それぞれ電源装置３の回路ブロック図であり、電池パック３１～３４のペアの組合せの３パターンを示す。図６は、電池パック３１、３２をペアとし、電池パック３３、３４をペアとした状態を示す。図７は、電池パック３１、３３をペアとし、電池パック３２、３４をペアとした状態を示す。図８は、電池パック３１、３４をペアとし、電池パック３２、３３をペアとした状態を示す。各ペアにおいて、２個の電池パックは互いに直列接続される。

図９は、電源装置３における、電池パック３１～３４のペア分けの各パターンと、それに対応するスイッチＳＷ１～ＳＷ５のオンオフ及びスイッチＳＷ６～ＳＷ８の接続先と、の関係をまとめた表である。図９において、「１」はオン、「０」はオフに対応する。

コントローラ３０は、スイッチＳＷ１～ＳＷ５のオンオフ及びスイッチＳＷ６～ＳＷ９の接続先の制御により、電池パック３１～３４のペア分け、及び放電に用いるペアの選択を行う。コントローラ３０は、例えば、電池パック３１～３４のうち電圧が低い順に２つの電池パックを１つ目のペアとし、他の２つの電池パックを２つ目のペアとし、１つ目のペアから放電に用いる。

電源装置３は、ＬＥＤ５１～５４を有する。ＬＥＤ５１～５４は、電池パック３１～３４の各々（電池パック装着部４１～４４の各々）に対応して設けられる。すなわち、ＬＥＤ５１は、電池パック３１から放電しているときに点灯し、そうでないときに消灯する。ＬＥＤ５２は、電池パック３２から放電しているときに点灯し、そうでないときに消灯する。ＬＥＤ５３は、電池パック３３から放電しているときに点灯し、そうでないときに消灯する。ＬＥＤ５４は、電池パック３４から放電しているときに点灯し、そうでないときに消灯する。

本実施の形態のその他の点は、実施の形態１と同様である。

本実施の形態によれば、実施の形態１の効果に加え、コントローラ３０が電池パック３１～３４のペア分けを任意に動的に切り替えられるため、更なる利便性の向上が可能となる。

例えば電池パック３１～３４のうち電圧が低い順に２つの電池パックを１つ目のペアとして最初の放電に用いる場合、相対的に電圧の低い電池パックの電圧を先に放電に使い切って早めの充電を促すことができ、便利である。

また、電池パック装着部４１～４４のうちどのような組合せの２つに電池パックを装着しても電源装置３の使用（出力部２４からの電圧出力）が可能となるため、ユーザは使用可能な電池パックが２個しかない場合に装着先を意識する必要がなく、便利である。

また、放電中に電池パック３１～３４のうちの１つの電圧が終止電圧以下に低下した場合、残りの３個の電池パックで再度ペア分けをやり直すこともできるため、電圧低下電池パックとペアを構成していた電池パックを最後まで使い切ることができ、便利である。

以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。以下、変形例について触れる。

実施の形態で具体的な数値として例示した電池パックの電圧、電池セルの電圧、電池パック装着部の個数、１つの組あたりの電池パックの個数等は、要求される仕様に合わせて任意に変更できる。本発明の電源装置は、交流電圧（正弦波、矩形波）に替えて又は加えて、直流電圧を出力可能なものであってもよい。この場合、直流電圧の出力部は、ＵＳＢ端子（５Ｖ）及びシガーソケット（１２Ｖ）の一方又は両方であってもよい。

１～３…電源装置、２０…ハウジング、２１…ハンドル、２２…表示パネル、２３…電源スイッチ、２４…出力部（コンセント）、２５…Ａペア用ＬＥＤ、２６…Ｂペア用ＬＥＤ、２７…ブザー（音発生手段）、２８…コンデンサ、２９…インバータ、３０…コントローラ（制御部）、３１～３４…電池パック、３５…上側電池セル、３６…下側電池セル、３７，３８…電池セル、４１～４４…電池パック装着部（電池パック接続部）、４７…リレー、５１～５４…ＬＥＤ、１００…扇風機（電気機器）、１０１…電源プラグ、１０２…電源コード。

Claims (12)

1. 装着された複数の電池パックから入力された電力を外部に放電する電源装置であって、
   電圧が終止電圧より高い状態にある第１組の複数の電池パックを互いに接続して放電を開始し、その後所定の条件が満たされると、電圧が終止電圧より高い状態にある別の第２組の複数の電池パックを互いに接続して放電を開始するよう構成した、
   ことを特徴とする、電源装置。
2. 請求項１に記載の電源装置であって、
   前記複数の電池パックのそれぞれを装着可能な複数の電池パック装着部を有し、
   前記複数の電池パック装着部の各々は、第１電圧を出力可能な第１電池パックと、前記第１電圧と前記第１電圧より高い第２電圧とを切り替えて出力可能な第２電池パックと、を択一的に装着可能に構成される、
   ことを特徴とする、電源装置。
3. 請求項２に記載の電源装置であって、
   前記複数の電池パック装着部の各々は、前記第２電池パックが装着されると、前記第２電池パックから前記第１電圧が出力されるよう構成される、
   ことを特徴とする、電源装置。
4. 請求項３に記載の電源装置であって、
   前記第２電池パックは、複数の電池セルを有し、
   前記電池パック装着部は、前記第２電池パックが装着されると前記複数の電池セルを並列接続するよう構成される、
   ことを特徴とする、電源装置。
5. 請求項２から４のいずれか一項に記載の電源装置であって、
   前記複数の電池パック装着部は少なくとも３つ設けられ、前記少なくとも３つの電池パック装着部のうち、少なくともいずれか２つの前記電池パック装着部に電池パックが装着されると、接続された電池パックを互いに接続して放電を開始する、
   ことを特徴とする、電源装置。
6. 請求項１から４のいずれか一項に記載された電源装置であって、
   装着された複数の電池パックのいずれを前記第１組に含めるかを選択するよう構成された制御部を有する、
   ことを特徴とする、電源装置。
7. 請求項６に記載の電源装置であって、
   前記制御部は、最も電圧が低い電池パックが属する組の複数の電池パックを前記第１組にするよう構成される、
   ことを特徴とする、電源装置。
8. 請求項６に記載の電源装置であって、
   前記制御部は、電圧が低い順に複数の電池パックを第１組にするよう構成される、
   ことを特徴とする、電源装置。
9. 請求項１から４のいずれか一項に記載の電源装置であって、
   前記第１組の複数の電池パックは放電時に互いに直列接続され、前記第２組の複数の電池パックは放電時に互いに直列接続される、
   ことを特徴とする、電源装置。
10. 請求項１から４のいずれか一項に記載の電源装置であって、
    前記所定の条件は、放電中ペアの電池パックの少なくとも一方の電圧が終止電圧以下に低下することである、
    ことを特徴とする、電源装置。
11. 請求項１から４のいずれか一項に記載の電源装置と、
    前記電源装置に着脱可能に装着される電池パックと、
    を備えたことを特徴とする、電源装置システム。
12. 請求項１１に記載の電源装置システムであって、
    前記電源装置は、装着された前記電池パックから入力された電力を外部に放電する出力部を有し、
    前記出力部は、電気機器を接続可能に構成される、
    ことを特徴とする、電源装置システム。

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