CN117480667A - 电池组及电气设备 - Google Patents
电池组及电气设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117480667A CN117480667A CN202280041995.9A CN202280041995A CN117480667A CN 117480667 A CN117480667 A CN 117480667A CN 202280041995 A CN202280041995 A CN 202280041995A CN 117480667 A CN117480667 A CN 117480667A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- power supply
- battery pack
- unit
- control unit
- battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000010485 coping Effects 0.000 claims description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 50
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 29
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 27
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 7
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 6
- 102100036285 25-hydroxyvitamin D-1 alpha hydroxylase, mitochondrial Human genes 0.000 description 4
- 101000875403 Homo sapiens 25-hydroxyvitamin D-1 alpha hydroxylase, mitochondrial Proteins 0.000 description 4
- 101100489713 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) GND1 gene Proteins 0.000 description 3
- 101100489717 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) GND2 gene Proteins 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 2
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25F—COMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B25F5/00—Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/44—Methods for charging or discharging
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/247—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders specially adapted for portable devices, e.g. mobile phones, computers, hand tools or pacemakers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
- H01M50/284—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders with incorporated circuit boards, e.g. printed circuit boards [PCB]
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
- H01M50/509—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the type of connection, e.g. mixed connections
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
- H01M50/519—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising printed circuit boards [PCB]
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
Landscapes
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
本发明提供一种能够抑制多个电芯单元的电压的不平衡的产生的电池组及电气设备。电池组10具有:第一电路部,将上侧电芯单元4的正极与电源电路3加以连接;以及第二电路部,将下侧电芯单元5的负极与电源电路部3加以连接。在串联连接状态下,形成下侧电芯单元5的正极、下侧正端子7、36V设备本体的短路棒46、上侧负端子8、上侧电芯单元4的负极、上侧电芯单元4的正极、二极管D1、电源电路3、下侧电芯单元5的负极的闭环。电源电路3利用上侧电芯单元4及下侧电芯单元5的串联输出电压(36V)生成电源电压VDD,并供给至控制部2。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池组及电气设备。
背景技术
在下述专利文献1中公开了一种能够切换多个电芯单元的连接状态的电池组及包括其的电气设备。从电源电路向电池组的控制部供给电源电压。电源电路始终与多个电芯单元中的特定的电芯单元连接,利用来自所述电芯单元的供给电力而生成控制部的电源电压。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2018/230337号
发明内容
发明所要解决的问题
在专利文献1的结构中,由于由特定的电芯单元生成控制部的电源电压,因此容易产生所述电芯单元与其他电芯单元的电压的不平衡。
本发明的目的是提供一种能够抑制多个电芯单元的电压的不平衡的产生的电池组及电气设备。另外,提供一种在连接了电气设备本体时可从多个电芯单元供给控制部的电源电压的电池组及电气设备。另外,提供一种即便电芯单元、电源电路或电源电路的一部分发生故障也不会损害可靠性的电池组及电气设备。
解决问题的技术手段
本发明的某一形态为电池组。所述电池组具有:
第一电芯单元及第二电芯单元,分别具有相互串联连接的多个电池电芯,且构成为能够切换相互的连接状态;
控制部;以及
电源电路部,对所述控制部供给电源电压,
所述电池组的特征在于具有:
第一电路部,将所述第一电芯单元及所述第二电芯单元中的其中一个电芯单元的正极与所述电源电路部加以连接;以及第二电路部,将所述第一电芯单元及所述第二电芯单元中的另一个电芯单元的负极与所述电源电路部加以连接。
本发明的另一形态为电池组。所述电池组具有:
第一电芯单元及第二电芯单元,分别具有相互串联连接的多个电池电芯,且构成为能够切换为相互串联连接的串联连接状态与所述串联连接以外的状态;
控制部;以及
电源电路部,对所述控制部供给电源电压,
所述电池组的特征在于,
所述电源电路部构成为,在所述串联连接状态下,与所述第一电芯单元及所述第二电芯单元中的其中一个电芯单元的正极、及所述第一电芯单元及所述第二电芯单元中的另一个电芯单元的负极电连接并将所述电源电压供给至所述控制部。
本发明的另一形态为电池组。所述电池组具有:
多个电芯单元,分别具有相互串联连接的多个电池电芯,且构成为能够切换为相互串联连接的串联连接状态、相互并联连接的并联连接状态及相互分离的切断状态中的至少一个;
控制部;以及
电源电路部,对所述控制部供给电源电压,
所述电池组的特征在于,
所述电源电路部构成为,在所述串联连接状态下,与所述多个电芯单元中的位于最高电压侧的电芯单元的正极、及位于最低电压侧的另一个电芯单元的负极电连接并将所述电源电压供给至所述控制部。
本发明的另一形态为电池组。所述电池组具有:
第一电芯单元及第二电芯单元,分别具有相互串联连接的多个电池电芯,且构成为能够切换相互的连接状态;
控制部;以及
电源电路部,对所述控制部供给电源电压,
所述电池组的特征在于,
构成为,根据所述第一电芯单元及所述第二电芯单元的所述连接状态来变更所述电源电路部、所述第一电芯单元及所述第二电芯单元的连接形态。
本发明的另一形态为电池组。所述电池组具有:
第一电芯单元及第二电芯单元,分别具有相互串联连接的多个电池电芯,且构成为能够切换相互的连接状态;
第一控制部及第二控制部,针对所述第一电芯单元及所述第二电芯单元而分别设置;以及
第一电源电路部及第二电源电路部,对所述第一控制部及所述第二控制部分别供给电源电压,
所述电池组的特征在于,
所述第一控制部及所述第二控制部的接地电位不同,
所述电池组具有用于应对所述第一控制部及所述第二控制部的接地电位的不同的电平移位电路。
本发明的另一形态为电气设备。所述电气设备的特征在于包括:
所述电池组;以及
电气设备本体,具有能够装设所述电池组的电池组装设部、以及利用装设于所述电池组装设部的电池组进行驱动的驱动部。
本发明的“电气设备”也可表现为“作业机”或“电动工具”等,如此表现者作为本发明的形态也有效。
发明的效果
通过本发明,可提供一种能够抑制多个电芯单元的电压的不平衡的产生的电池组及电气设备。另外,可提供一种在连接了电气设备本体时可从多个电芯单元供给控制部的电源电压的电池组及电气设备。另外,可提供一种即便电芯单元、电源电路或电源电路的一部分发生故障也不会损害可靠性的电池组及电气设备。
附图说明
[图1](A)是未连接本发明的实施方式1的电池组10的状态下的概略电路框图。(B)是电池组10的并联连接状态下的概略电路框图。(C)是电池组10的串联连接状态下的概略电路框图。
[图2](A)是未连接本发明的实施方式2的电池组10A的状态下的概略电路框图。(B)是电池组10A的并联连接状态下的概略电路框图。(C)是电池组10A的串联连接状态下的概略电路框图。
[图3](A)是未连接本发明的实施方式3的电池组10B的状态下的概略电路框图。(B)是电池组10B的并联连接状态下的概略电路框图。(C)是电池组10B的串联连接状态下的概略电路框图。
[图4](A)是未连接本发明的实施方式4的电池组10C的状态下的概略电路框图。(B)是电池组10C的并联连接状态下的概略电路框图。(C)是电池组10C的串联连接状态下的概略电路框图。
[图5](A)是未连接比较例的电池组810的状态下的概略电路框图。(B)是电池组810的并联连接状态下的概略电路框图。(C)是电池组810的串联连接状态下的概略电路框图。
[图6](A)是未连接本发明的实施方式5的电池组10D的状态下的概略电路框图。(B)是电池组10D的并联连接状态下的概略电路框图。(C)是电池组10D的串联连接状态下的概略电路框图。
[图7]是关于本发明的实施方式6,将电池组10与电气设备本体30相互连接的电气设备1的电路框图。
[图8]是关于本发明的实施方式6,将电池组10与电气设备本体30A相互连接的电气设备1A的电路框图。
[图9]是关于本发明的实施方式6,将电池组10与电气设备本体30B相互连接的电气设备1B的电路框图。
[图10](A)是电气设备1的正面图。(B)是电气设备1的侧面图。
[图11]是电池组10的立体图。
[图12](A)是未连接本发明的实施方式7的电池组10H的状态下的概略电路框图。(B)是电池组10H的并联连接状态下的概略电路框图。(C)是电池组10H的串联连接状态下的概略电路框图。
[图13]是将电池组10H与电气设备本体30相互连接的电气设备1C的电路框图。
[图14](A)是未连接本发明的实施方式8的电池组10J的状态下的概略电路框图。(B)是电池组10J的并联连接状态下的概略电路框图。(C)是电池组10J的串联连接状态下的概略电路框图。
[图15](A)是下侧电芯单元5发生故障且成为打开状态的情况下的未连接电池组10J的状态下的概略电路框图。(B)是所述情况下的电池组10J的并联连接状态下的概略电路框图。(C)是所述情况下的电池组10J的串联连接状态下的概略电路框图。
[图16](A)是上侧电芯单元4发生故障且成为打开状态的情况下的未连接电池组10J的状态下的概略电路框图。(B)是所述情况下的电池组10J的并联连接状态下的概略电路框图。(C)是所述情况下的电池组10J的串联连接状态下的概略电路框图。
[图17](A)是电源电路3发生故障并处于打开状态的情况下的电池组10J的未连接状态下的概略电路框图。(B)是所述情况下的电池组10J的并联连接状态下的概略电路框图。(C)是所述情况下的电池组10J的串联连接状态下的概略电路框图。
[图18](A)是电源电路103发生故障且成为打开状态的情况下的未连接电池组10J的状态下的概略电路框图。(B)是所述情况下的电池组10J的并联连接状态下的概略电路框图。(C)是所述情况下的电池组10J的串联连接状态下的概略电路框图。
[图19]是将电池组10J与电气设备本体30相互连接的电气设备1D的电路框图。
[图20]是电池组10J中的、由控制部2选择电源电路3、电源电路103所涉及的部分的电路图。
[图21]是表示串联连接状态下的图20的电路的动作的一例的时序图。
[图22](A)~(D)是表示电平移位电路的例1至例4的电路图。
具体实施方式
以下,对各附图中示出的相同或同等的构成元件、构件等标注相同的符号,并适宜省略重复的说明。实施方式并非限定发明而为示例。实施方式中记述的所有特征或其组合并不一定是发明的本质性者。
(实施方式1)
图1(A)~(C)涉及本发明的实施方式1的电池组10。图1(A)~(C)示出电池组10的主要部分的电路区块。包含主要部分以外的电池组10的整体的电路区块在后述的图7中示出。电池组10具有控制部2、作为电源电路部的电源电路3、作为第一电芯单元的上侧电芯单元4、及作为第二电芯单元的下侧电芯单元5。
控制部2进行电池组10的整体的动作控制。具体而言,控制部2进行电池组10的余量显示的控制、针对过电流或过放电、过充电、高温等异常的保护、以及与连接了电池组10的未图示的电气设备本体的通信等。电源电路3对控制部2供给电源电压VDD(例如5V)。
上侧电芯单元4具有相互串联连接的多个电池电芯。下侧电芯单元5具有相互串联连接的多个电池电芯。各个电池电芯优选为二次电池电芯。此处,作为一例,作为上侧电芯单元4及下侧电芯单元5的额定输出电压分别为18V的情况进行说明。
电池组10具有作为第一正端子的上侧正端子6、作为第二正端子的下侧正端子7、作为第一负端子的上侧负端子8及作为第二负端子的下侧负端子9,以作为与电气设备本体的连接用的端子。
上侧正端子6与上侧电芯单元4的正极连接。下侧正端子7与下侧电芯单元5的正极连接。上侧负端子8与上侧电芯单元4的负极连接。下侧负端子9与下侧电芯单元5的负极连接。
上侧电芯单元4及下侧电芯单元5构成为能够切换为如图1(A)所示那样相互分离的切断状态、如图1(B)所示那样相互并联连接的并联连接状态、以及如图1(C)所示那样相互串联连接的串联连接状态。
图1(A)所示的切断状态是电池组10未与电气设备本体连接的未连接状态。在未连接状态下,上侧正端子6、下侧正端子7、上侧负端子8及下侧负端子9均被开放。
图1(B)所示的并联连接状态是电池组10与额定输入电压为18V的电气设备本体(以下也表述为“18V设备本体”)连接的状态。在并联连接状态下,利用18V设备本体的正端子44将上侧正端子6及下侧正端子7相互连接(短路),利用18V设备本体的负端子45将上侧负端子8及下侧负端子9相互连接(短路)。在并联连接状态下,正端子44与负端子45之间的电压、即电池组10的输出电压为18V。
图1(C)所示的串联连接状态是电池组10与额定输入电压为36V的电气设备本体(以下也表述为“36V设备本体”)连接的状态。在串联连接状态下,利用36V设备本体的短路棒46将下侧正端子7及上侧负端子8相互连接(短路)。在串联连接状态下,上侧正端子6与下侧负端子9之间的电压、即电池组10的输出电压为36V。在串联连接状态下,上侧电芯单元4是位于高电压侧的电芯单元,下侧电芯单元5是位于低电压侧的电芯单元。
电池组10具有防止逆流用的二极管D1、二极管D2。二极管D1的阳极与上侧电芯单元4的正极连接。二极管D2的阳极与下侧电芯单元5的正极连接。二极管D1、二极管D2的阴极与电源电路3的输入端子连接。下侧电芯单元5的负极、控制部2及电源电路3的各接地端子与接地连接。即,在电池组10的未图示的电路基板上形成将上侧电芯单元4的正极与电源电路3(电源电路3的输入端子)加以连接的第一电路10E。进而,形成将下侧电芯单元5的负极与电源电路3(电源电路3的接地端子)加以连接的第二电路10F。第一电路10E相当于本发明的第一电路部。第二电路10F相当于本发明的第二电路部。
在图1(A)~(C)中,以虚线的箭头表示对电源电路3供给电力的流程、及从电源电路3向控制部2的供给电力的流程。在后述的图2(A)~(C)、图3(A)~(C)、图4(A)~(C)、图5(A)~(C)、图6(A)~(C)、图12(A)~(C)、图14(A)~(C)、图15(A)~(C)、图16(A)~(C)、图17(A)~(C)、图18(A)~(C)中也同样如此。
在图1(A)所示的切断状态下,形成下侧电芯单元5的正极、二极管D2、电源电路3、下侧电芯单元5的负极的闭环(以下也表述为“下侧闭环”)。电源电路3利用下侧电芯单元5的输出电压(18V)生成电源电压VDD并供给至控制部2。由于上侧电芯单元4的负极为开放状态,因此上侧电芯单元4的输出电压不参与电源电压VDD的生成。
在图1(B)所示的并联连接状态下,不仅形成下侧闭环,也形成上侧电芯单元4的正极、二极管D1、电源电路3、下侧负端子9、18V设备本体的负端子45、上侧负端子8、上侧电芯单元4的负极的闭环。电源电路3利用上侧电芯单元4及下侧电芯单元5的并联输出电压(18V)生成电源电压VDD并供给至控制部2。
在图1(C)所示的串联连接状态下,形成下侧电芯单元5的正极、下侧正端子7、36V设备本体的短路棒46、上侧负端子8、上侧电芯单元4的负极、上侧电芯单元4的正极、二极管D1、电源电路3、下侧电芯单元5的负极的闭环。所述闭环包含第一电路10E及第二电路10F而形成。电源电路3利用上侧电芯单元4及下侧电芯单元5的串联输出电压(36V)生成电源电压VDD并供给至控制部2。
如此,电池组10构成为,根据上侧电芯单元4与下侧电芯单元5的连接状态来变更电源电路3、上侧电芯单元4及下侧电芯单元5的连接形态。上侧电芯单元4与下侧电芯单元5的连接状态可通过将电池组10连接于18V设备本体或36V设备本体来变更。
根据本实施方式,上侧电芯单元4的正极与电源电路3经由第一电路10E而电连接。下侧电芯单元5的负极与电源电路3经由第二电路10F而电连接。因此,构成为通过将电池组10连接于电气设备本体,电源电路3利用来自上侧电芯单元4及下侧电芯单元5的直流输出电压将电源电压VDD供给至控制部2。电源电路3构成为,在图1(C)所示的串联连接状态下与上侧电芯单元4的正极及下侧电芯单元5的负极电连接,并利用上侧电芯单元4及下侧电芯单元5的串联输出电压将电源电压VDD供给至控制部2。因此,与在电源电路3串联连接的状态下仅利用下侧电芯单元5的输出电压将电源电压VDD供给至控制部2的结构(参照图5中后述的比较例)相比,可抑制串联连接状态下的上侧电芯单元4及下侧电芯单元5的电压的不平衡的产生。
(实施方式2)
图2(A)~(C)涉及本发明的实施方式2的电池组10A。电池组10A是在图1(A)~(C)所示的实施方式1的电池组10中追加二极管D3而成。以下,以与实施方式1的不同点为中心进行说明。
二极管D3的阳极与下侧电芯单元5的负极及电源电路3的接地端子连接。二极管D3的阴极与上侧电芯单元4的负极连接。在电池组的未图示的电路基板上形成将电源电路3(电源电路3的接地端子)与上侧电芯单元4的负极加以连接的第三电路10G。
在图2(A)所示的切断状态下,不仅形成与图1(A)的情况同样的下侧闭环,也形成上侧电芯单元4的正极、二极管D1、电源电路3、二极管D3、上侧电芯单元4的负极的闭环。所述闭环包含第三电路10G及第一电路10E而形成。电源电路3利用上侧电芯单元4及下侧电芯单元5的并联输出电压(18V)生成电源电压VDD,并供给至控制部2。
图2(B)、(C)中的对电源电路3供给电力的流程与图1(B)、(C)中的对电源电路3供给电力的流程相同。
根据本实施方式,电源电路3构成为,在图2(A)所示的切断状态下,与上侧电芯单元4及下侧电芯单元5此两个电芯单元的正极及负极电连接,利用上侧电芯单元4及下侧电芯单元5的并联输出电压将电源电压VDD供给至控制部2。因此,与实施方式1相比,可抑制切断状态下的上侧电芯单元4及下侧电芯单元5的电压的不平衡的产生。
(实施方式3)
图3(A)~(C)涉及本发明的实施方式3的电池组10B。电池组10B中,去掉图1(A)~(C)所示的实施方式1的电池组10的二极管D1并置换为短路,去掉二极管D2并置换为开放。以下,以与实施方式1的不同点为中心进行说明。
在图3(A)所示的切断状态下,由于没有图1(A)的二极管D2,因此不形成包含电源电路3的闭环。因此,电源电路3不与上侧电芯单元4及下侧电芯单元5中的任一个电连接,也不生成电源电压VDD。因此,控制部2在切断状态下始终停止。形成第一电路10E及第二电路10F。
在图3(B)所示的并联连接状态下,形成下侧电芯单元5的正极、下侧正端子7、18V设备本体的正端子44、上侧正端子6、电源电路3、下侧电芯单元5的负极的闭环,另外,形成上侧电芯单元4的正极、电源电路3、下侧负端子9、18V设备本体的负端子45、上侧负端子8、上侧电芯单元4的负极的闭环。电源电路3利用上侧电芯单元4及下侧电芯单元5的并联输出电压(18V)生成电源电压VDD,并供给至控制部2。
图3(C)中的对电源电路3供给电力的流程是从图1(C)中的对电源电路3供给电力的流程中去掉二极管D1。
根据本实施方式,电源电路3构成为,在图3(A)所示的切断状态下,不与上侧电芯单元4及下侧电芯单元5中的任一个电连接,不生成电源电压VDD。因此,与实施方式1相比,虽然在切断状态下无法进行余量显示等,但可抑制切断状态下的上侧电芯单元4及下侧电芯单元5的电压的不平衡的产生。由于形成了第一电路10E及第二电路10F,因此通过将电池组10连接于电气设备本体,电源电路3构成为利用来自上侧电芯单元4及下侧电芯单元5的直流输出电压将电源电压VDD供给至控制部2。
(实施方式4)
图4(A)~(C)涉及本发明的实施方式4的电池组10C。电池组10C是在图3(A)~(C)所示的实施方式3的电池组10B中追加二极管D3而成。以下,以与实施方式3的不同点为中心进行说明。
二极管D3的阳极与下侧电芯单元5的负极及电源电路3的接地端子连接。二极管D3的阴极与上侧电芯单元4的负极连接。在电池组的未图示的电路基板上形成将电源电路3(电源电路3的接地端子)与上侧电芯单元4的负极加以连接的第三电路10G。
在图4(A)所示的切断状态下,形成上侧电芯单元4的正极、电源电路3、二极管D3、上侧电芯单元4的负极的闭环。电源电路3利用上侧电芯单元4的输出电压(18V)生成电源电压VDD,并供给至控制部2。由于下侧电芯单元5的正极为开放状态,因此下侧电芯单元5的输出电压不参与电源电压VDD的生成。
图4(B)、(C)中的对电源电路3供给电力的流程与图3(B)、(C)中的对电源电路3供给电力的流程相同。
本实施方式中,在与实施方式1的关系中,切断状态下的对电源电路3的电力供给源由下侧电芯单元5替换为上侧电芯单元4。本实施方式也与实施方式1同样地,可抑制串联连接状态下的上侧电芯单元4及下侧电芯单元5的电压的不平衡的产生。
(比较例)
图5(A)~(C)涉及比较例的电池组810。电池组810去掉图1(A)~(C)所示的实施方式1的电池组10的二极管D1并置换为开放,去掉二极管D2并置换为短路。以下,以与实施方式1的不同点为中心进行说明。
图5(A)中的对电源电路3供给电力的流程是从图1(A)中的对电源电路3供给电力的流程中去掉二极管D2。不形成第一电路10E。
在图5(B)所示的并联连接状态下,不仅形成与图5(A)同样的闭环,也形成上侧电芯单元4的正极、上侧正端子6、18V设备本体的正端子44、下侧正端子7、电源电路3、下侧负端子9、18V设备本体的负端子45、上侧负端子8、上侧电芯单元4的负极的闭环。电源电路3利用上侧电芯单元4及下侧电芯单元5的并联输出电压(18V)生成电源电压VDD,并供给至控制部2。
在图5(C)所示的串联连接状态下,存在与图5(A)相同的闭环,另一方面,由于上侧电芯单元4的正极为开放状态,因此上侧电芯单元4的输出电压不参与电源电压VDD的生成。
在本比较例中,在图5(C)所示的串联连接状态下,电源电路3仅由下侧电芯单元5的输出电压生成电源电压VDD,因此在串联连接状态下容易产生上侧电芯单元4及下侧电芯单元5的电压的不平衡。上文所述的实施方式1~实施方式4作为在串联连接状态下电源电路3由上侧电芯单元4及下侧电芯单元5此两者的输出电压生成电源电压VDD的结构,适当地解决了本比较例的问题。
(实施方式5)
图6(A)~(C)涉及本发明的实施方式5的电池组10D。电池组10D是在图1(A)~(C)所示的实施方式1的电池组10中追加作为第三电芯单元的中间电芯单元25、作为第三正端子的中间正端子26、及作为第三负端子的中间负端子27而成。以下,以与实施方式1的不同点为中心进行说明。
中间电芯单元25具有相互串联连接的多个电池电芯。此处,作为一例,设为中间电芯单元25的额定输出电压为18V进行说明。中间正端子26及中间负端子27是与电气设备本体的连接用的端子。中间正端子26与中间电芯单元25的正极连接。中间负端子27与中间电芯单元25的负极连接。
图6(A)所示的切断状态是电池组10D未连接于电气设备本体的未连接状态,且是上侧电芯单元4、中间电芯单元25、及下侧电芯单元5相互分离的状态。
图6(B)所示的并联连接状态是电池组10D与18V设备本体连接的状态。在并联连接状态下,上侧正端子6、中间正端子26及下侧正端子7利用18V设备本体的正端子47相互连接(短路),上侧负端子8、中间负端子27及下侧负端子9利用18V设备本体的负端子48相互连接(短路)。在并联连接状态下,正端子47与负端子48之间的电压、即电池组10D的输出电压为18V。
图6(C)所示的串联连接状态是电池组10D与额定输入电压为54V的电气设备本体(以下也表述为“54V设备本体”)连接的状态。在串联连接状态下,下侧正端子7及中间负端子27利用54V设备本体的短路棒49相互连接(短路),中间正端子26及上侧负端子8利用54V设备本体的短路棒50相互连接(短路)。在串联连接状态下,上侧正端子6与下侧负端子9之间的电压、即电池组10D的输出电压为54V。
图6(A)中的对电源电路3供给电力的流程与图1(A)中的对电源电路3供给电力的流程相同。与图1(A)同样地形成第一电路10E及第二电路10F。
在图6(B)所示的并联连接状态下,不仅形成与图1(A)的情况同样的下侧闭环,也形成中间电芯单元25的正极、中间正端子26、18V设备本体的正端子47、上侧正端子6、二极管D1、电源电路3、下侧负端子9、18V设备本体的负端子48、中间负端子27、中间电芯单元25的负极的闭环,另外,形成上侧电芯单元4的正极、二极管D1、电源电路3、下侧负端子9、18V设备本体的负端子48、上侧负端子8、上侧电芯单元4的负极的闭环。电源电路3利用上侧电芯单元4、中间电芯单元25及下侧电芯单元5的并联输出电压(18V)生成电源电压VDD,并供给至控制部2。
在图6(C)所示的串联连接状态下,形成下侧电芯单元5的正极、下侧正端子7、54V设备本体的短路棒49、中间负端子27、中间电芯单元25的负极、中间电芯单元25的正极、中间正端子26、54V设备本体的短路棒50、上侧负端子8、上侧电芯单元4的负极、上侧电芯单元4的正极、二极管D1、电源电路3、下侧电芯单元5的负极的闭环。电源电路3利用上侧电芯单元4、中间电芯单元25及下侧电芯单元5的串联输出电压(54V)生成电源电压VDD,并供给至控制部2。
根据本实施方式,电源电路3构成为,在图6(C)所示的串联连接状态下,与位于最高电压侧的上侧电芯单元4的正极、及位于最低电压侧的下侧电芯单元5的负极电连接,利用上侧电芯单元4、中间电芯单元25及下侧电芯单元5的串联输出电压将电源电压VDD供给至控制部2。因此,可抑制串联连接状态下的上侧电芯单元4、中间电芯单元25及下侧电芯单元5的电压的不平衡的产生。
(实施方式6)
本实施方式涉及电气设备1、电气设备1A、电气设备1B。图7是将图1(A)~(C)所示的实施方式1的电池组10与额定输入电压为36V的电气设备本体30(以下,“36V设备本体30”)相互连接的电气设备1的电路框图。关于电池组10,以图1(A)~(C)中未出现的构成部分为中心进行说明。
电池组10的上+端子对应于图1的上侧正端子6。下+端子对应于图1的下侧正端子7。上-端子对应于图1的上侧负端子8。下-端子对应于图1的下侧负端子9。
电池组10的上+端子与36V设备本体30的+端子连接。电池组10的下+端子与36V设备本体30的短路棒46的一端连接。电池组10的上-端子与短路棒46的另一端连接。电池组10的下-端子与36V设备本体30的-端子连接。电池组10与36V设备本体30的LD端子彼此相互连接。
电池组10包含显示部11、操作开关12、上+端子电压检测电路13、上侧电芯单元保护集成电路(Integrated Circuit,IC)14、下侧电芯单元保护IC 15、电流检测电路17、电芯温度检测部件18、电芯电压信息输出部19、电芯电压信息输出部20、保险丝21、保险丝22、放电禁止信号输出部23、充电禁止信号输出部24、及电阻R1。
在上+端子与上-端子之间串联连接保险丝21及上侧电芯单元4。在下+端子与下-端子之间串联连接保险丝22、下侧电芯单元5及电阻R1。
显示部11进行电池组10的余量显示或有无异常(故障)的显示。操作开关12是余量显示开关,根据用户的操作而指示控制部2开始向显示部11显示余量。上+端子电压检测电路13对上+端子的电压进行检测并发送至控制部2。
上侧电芯单元保护IC 14获取上侧电芯单元4的各电芯的电压等上侧电芯单元4的保护所需的信息。电芯电压信息输出部19将与来自上侧电芯单元保护IC 14的信号相应的电芯电压信息等信息发送至控制部2。下侧电芯单元保护IC 15获取下侧电芯单元5的各电芯的电压等下侧电芯单元5的保护所需的信息。电芯电压信息输出部20将与来自下侧电芯单元保护IC 15的信号相应的电芯电压信息等信息发送至控制部2。
上侧电芯单元保护IC 14将上侧电芯单元4的负极的电位作为接地电位而运行(以接地(Ground,GND)2基准运行)。控制部2、电源电路3、下侧电芯单元保护IC 15将下侧电芯单元5的负极的电位作为接地电位而运行(以GND1基准运行)。因此,电芯电压信息输出部19包含用于应对上侧电芯单元保护IC 14与控制部2的接地电位的不同的电平移位电路。作为电平移位电路,例如可利用后述的图22(A)或图22(B)的电路。
电流检测电路17利用电阻R1的电压对下侧电芯单元5的电流进行检测,并发送至控制部2。电芯温度检测部18利用设置于上侧电芯单元4及下侧电芯单元5附近的未图示的热敏电阻等温度传感器的输出信号对上侧电芯单元4及下侧电芯单元5的温度进行检测,并发送至控制部2。放电禁止信号输出部23根据控制部2的控制而将放电禁止信号输出至LD端子。充电禁止信号输出部24根据控制部2的控制而将充电禁止信号输出至LS端子。控制部2进行利用显示部11的显示或异常检测时的保护(放电禁止信号或充电禁止信号的输出)等控制。
36V设备本体30包含显示部31、操作部32、控制部33、电源电路34、电池电压检测电路35、开关状态检测电路36、电流检测电路37、马达40、场效应晶体管(Field EffectTransistor,FET)等开关元件41、作为主开关的触发开关42、短路棒46及电阻R3。
触发开关42、马达40、开关元件41及电阻R3串联连接于+端子与-端子之间。短路棒46将电池组10的下+端子与上-端子之间短路。电源电路34将经由+端子而输入的电池组10的输出电压转换为控制部33等的电源电压VDD2(例如5V),并供给至控制部33等。
电池电压检测电路35对+端子的电压进行检测并发送至控制部33。开关状态检测电路36对触发开关42的接通断开进行检测并发送至控制部33。电流检测电路37根据电阻R3的电压对马达40的电流进行检测并发送至控制部33。
显示部31进行电气设备本体30的动作模式或有无异常(故障)的显示。操作部32是用于由用户指示控制部33开始向显示部31显示的显示开关。
控制部33对应于操作部32而对利用显示部31的显示进行控制。控制部33是根据触发开关42的操作对马达40的起动及停止进行控制的控制器。马达40是利用电池组10的电力进行驱动的驱动部(输出部)的一例。当控制部33经由LD端子从控制部2接收放电禁止信号时,将开关元件41设为断开状态而使马达40停止。
在电气设备1中,电池组10利用上侧电芯单元4及下侧电芯单元5的串联输出电压将电源电压VDD1(对应于图1(A)~(C)的VDD)供给至控制部2,因此与仅利用下侧电芯单元5的输出电压将电源电压VDD1供给至控制部2的结构相比,可抑制上侧电芯单元4及下侧电芯单元5的电压的不平衡的产生。
图8是将图1(A)~(C)所示的实施方式1的电池组10与额定输入电压为18V的电气设备本体30A(以下,“18V设备本体30A”)相互连接的电气设备1A的电路框图。
18V设备本体30A的+端子对应于图1(B)的正端子44。18V设备本体30A的-端子对应于图1(B)的负端子45。18V设备本体30A与图7所示的36V设备本体30相比,不同之处在于,没有36V设备本体30的短路棒46,正端子44将电池组10的上+端子与下+端子之间短路,负端子45将电池组10的上-端子与下-端子之间短路,从电池组10接受18V的供给而运行,在其他方面一致。
图9是将图1(A)~(C)所示的实施方式1的电池组10与电气设备本体30B相互连接的电气设备1B的电路框图。电气设备本体30B是能够对电池组10进行充电的充电器。电气设备本体30B的+端子将电池组10的上+端子与下+端子之间短路。电气设备本体30B的-端子将电池组10的上-端子与下-端子之间短路。电气设备本体30B与电池组10的LS端子彼此相互连接。
电气设备本体30B包含基于来自外部的交流电源60的供给电力对电池组10供给充电电力的电源电路51、对电源电路51进行控制的控制部52、对电池组10的输出电压进行检测的电池电压检测电路53、设置于电源电路51的电流路径的电阻R4、以及根据电阻R4的电压对充电电流进行检测并发送至控制部52的电流检测电路54。当控制部52经由LS端子从电池组10接收充电禁止信号时,停止利用电源电路51的充电电力的供给。
图10(A)、(B)示出图7所示的电气设备1的外观。图11是电池组10的立体图。根据图10(A)、(B),对电气设备1的相互正交的前后、上下、左右的各方向进行定义。电气设备1具有电池组10及电气设备本体30。电气设备本体30是冲击式螺丝刀。电气设备本体30具有机壳39。机壳39包含主体部39a、手柄部39b、及电池组装设部39c。
主体部39a是中心轴与前后方向平行的筒状部,收容图7所示的马达40或未图示的旋转击打机构等。手柄部39b从主体部39a的中间部向下方延伸。电气设备本体30在手柄部39b的上端部具有触发开关42。触发开关42由用户操作以指示马达40的起动及停止。
电池组装设部39c设置于手柄部39b的下端部。可将电池组10能够装卸地装设于电池组装设部39c。电池组10在前表面上部具有显示部11及操作开关12。如图11所示,电池组10在上表面部具有用于与电气设备本体30电连接的端子部16。在电池组装设部39c内设置搭载有图7所示的控制部33或电源电路34等的控制基板。在电池组装设部39c的左侧面设置显示部31及操作部32。
在图7~图10中,对将实施方式1的电池组10与电气设备本体连接的电气设备进行了说明,但将除实施方式1以外的电池组与电气设备本体连接的电气设备也可同样地构成。
(实施方式7)
图12(A)~(C)涉及本发明的实施方式7的电池组10H。电池组10H是去掉图1(A)~(C)所示的实施方式1的电池组10的二极管D1并置换为开放,去掉二极管D2并置换为短路,追加了控制部102及电源电路103而成。以下,以与实施方式1的不同点为中心进行说明。
电源电路103将上侧电芯单元4的输出电压转换为控制部102的电源电压并供给至控制部102。控制部102与控制部2并行地进行电池组10H的整体的动作控制。
在图12(A)~(C)中分别示出的未连接状态、并联连接状态、串联连接状态的任一状态下,均为电源电路3根据下侧电芯单元5的输出电压生成控制部2的电源电压,电源电路103根据上侧电芯单元4的输出电压生成控制部102的电源电压。
图13是将电池组10H与电气设备本体30相互连接的电气设备1C的电路框图。以下,以与图7的不同部分为中心进行说明。
电芯电压信息输出部119将与来自上侧电芯单元保护IC 14的信号相应的电芯电压信息等信息发送至控制部102。控制部102将上侧电芯单元4的负极的电位作为接地电位而运行(以GND2基准运行)。因此,无需在电芯电压信息输出部119设置电平移位电路。
通信电路28是控制部2、控制部102相互通信的通信路径,例如是串行通信用的电路。为应对控制部2、控制部102的接地电位的不同,通信电路28包含电平移位电路。作为在从控制部2到控制部102的信号发送路径设置的电平移位电路,例如可利用后述的图22(A)或图22(B)的电路。作为在从控制部102到控制部2的信号发送路径设置的电平移位电路,例如可利用后述的图22(C)或图22(D)的电路。
放电禁止信号输出部123根据控制部102的控制而将放电禁止信号输出至LD端子。充电禁止信号输出部124根据控制部102的控制而将充电禁止信号输出至LS端子。
或(OR)门73将放电禁止信号输出部23、放电禁止信号输出部123的逻辑和的信号输出至LD端子。因此,当控制部2、控制部102中的至少一者进行输出放电禁止信号的(将放电禁止信号设为高电平)的控制时,对LD端子输出放电禁止信号(LD端子的电压成为高电平)。
OR门74将充电禁止信号输出部24、充电禁止信号输出部124的逻辑和的信号输出至LS端子。因此,当控制部2、控制部102中的至少一者进行输出充电禁止信号的(将充电禁止信号设为高电平)的控制时,对LS端子输出充电禁止信号(LS端子的电压成为高电平)。
OR门73、OR门74将下侧电芯单元5的负极的电位作为接地电位而运行(以GND1基准运行)。因此,为应对控制部102与OR门73、OR门74的接地电位的不同,放电禁止信号输出部123及充电禁止信号输出部124包含电平移位电路。作为电平移位电路,例如可利用后述的图22(A)或图22(B)的电路。
控制部2可基于对自身供给电力的下侧电芯单元5的电压,与上侧电芯单元4的电压无关地对利用显示部11的余量显示进行控制。控制部2也可基于上侧电芯单元4与下侧电芯单元5中的其中一者且为电压小的其中一者的电压,与另一者的电压无关地对利用显示部11的余量显示进行控制。
根据本实施方式,电池组10H相对于上侧电芯单元4而具有控制部102,相对于下侧电芯单元5而具有控制部2,具有对控制部2、控制部102分别供给电源电压的电源电路3、电源电路103,因此,可抑制上侧电芯单元4及下侧电芯单元5的电压的不平衡的产生。另外,通过具有应对接地电位的不同的电平移位电路,也可适当地应对存在两种接地电位的情况。另外,即便在上侧电芯单元4及下侧电芯单元5中的其中一者发生故障、或电源电路3、电源电路103中的其中一者发生故障、或控制部2、控制部102中的其中一者发生故障的情况下,也可维持控制。因此,不会损害可靠性。
(实施方式8)
图14(A)~(C)涉及本发明的实施方式8的电池组10J。电池组10J是去掉图12(A)~(C)所示的实施方式7的电池组10H的控制部102,追加防止逆流用的二极管D4~二极管D6而成。以下,以与实施方式7的不同点为中心进行说明。
二极管D4的阳极与下侧电芯单元5的负极及电源电路3、电源电路103的接地端子连接。二极管D4的阴极与上侧电芯单元4的负极连接。二极管D5的阳极与电源电路103的输出端子连接。二极管D5的阴极与控制部2的电源输入端子连接。二极管D6的阳极与电源电路3的输出端子连接。二极管D6的阴极与控制部2的电源输入端子连接。
在图14(A)、(B)中分别示出的未连接状态与并联连接状态下,电源电路3利用下侧电芯单元5的输出电压生成控制部2的电源电压,电源电路103利用上侧电芯单元4的输出电压生成控制部2的电源电压。在图14(C)所示的串联连接状态下,电源电路3利用下侧电芯单元5的输出电压生成控制部2的电源电压,电源电路103利用上侧电芯单元4及下侧电芯单元5的串联合成输出电压生成控制部2的电源电压。
图15(A)~(C)涉及下侧电芯单元5发生故障而成为打开状态(高阻抗状态)的情况下的电池组10J。在图15(A)、(C)中分别示出的未连接状态与串联连接状态下,电源电路3没有电力供给源,因此无法驱动,但电源电路103利用上侧电芯单元4的输出电压生成控制部2的电源电压,控制部2运行。在图15(B)所示的并联连接状态下,电源电路3、电源电路103此两者利用上侧电芯单元4的输出电压生成控制部2的电源电压,控制部2运行。因此,即便下侧电芯单元5发生故障,也可继续从电源电路3、电源电路103中的其中一者向控制部2供给电力,因此不会损害可靠性。
图16(A)~(C)涉及上侧电芯单元4发生故障而成为打开状态(无法输出电源)的情况下的电池组10J。在图16(A)、(C)中分别示出的未连接状态与串联连接状态下,电源电路103没有电力供给源,因此无法驱动,但电源电路3利用下侧电芯单元5的输出电压生成控制部2的电源电压,控制部2运行。在图16(B)所示的并联连接状态下,电源电路3、电源电路103此两者利用下侧电芯单元5的输出电压生成控制部2的电源电压,控制部2运行。此外,实际上,电源电路3、电源电路103中的电源输出电压较大的一者向控制部2供给电源。因此,即便上侧电芯单元4发生故障,也可继续从电源电路3、电源电路103中的其中一者向控制部2供给电力,因此不会损害可靠性。
图17(A)~(C)涉及电源电路3发生故障而成为打开状态的情况下的电池组10J。在图17(A)所示的未连接状态下,电源电路103利用上侧电芯单元4的输出电压生成控制部2的电源电压,控制部2运行。在图17(B)所示的并联连接状态下,电源电路103利用上侧电芯单元4及下侧电芯单元5的并联合成输出电压生成控制部2的电源电压,控制部2运行。在图17(C)所示的串联连接状态下,电源电路103利用上侧电芯单元4及下侧电芯单元5的串联合成输出电压生成控制部2的电源电压,控制部2运行。因此,即便电源电路3发生故障,也可利用电源电路103继续向控制部2供给电源,因此不会损害可靠性。
图18(A)~(C)涉及电源电路103发生故障而成为打开状态的情况下的电池组10J。在图18(A)、(C)中分别示出的未连接状态与串联连接状态下,电源电路3利用下侧电芯单元5的输出电压生成控制部2的电源电压,控制部2运行。在并联连接于图18(B)的状态下,电源电路3利用上侧电芯单元4及下侧电芯单元5的并联合成输出电压生成控制部2的电源电压,控制部2运行。因此,即便电源电路103发生故障,也可利用电源电路3继续向控制部2供给电源,因此不会损害可靠性。
在图15(A)~(C)、图16(A)~(C)、图17(A)~(C)、图18(A)~(C)中的任一个中,控制部2均发送放电禁止信号及充电禁止信号,向电气设备本体报告异常。
图19是将电池组10J与电气设备本体30相互连接的电气设备1D的电路框图。在与图13的关系中,图19对应于没有控制部102的情况,而没有放电禁止信号输出部123、充电禁止信号输出部124、OR门73、OR门74。另外,图13的电芯电压信息输出部119在图19中替换为包含电平移位电路的电芯电压信息输出部19(与图7相同)。
图20是电池组10J中的由控制部2选择电源电路3、电源电路103所涉及的部分的电路图。图20中,起动信号是高电平的信号,在操作开关12(余量显示开关)的按下时或连接电气设备本体时暂时输入。起动信号经由二极管D7、二极管D8而输入至开关元件Q2、开关元件Q4的栅极,开关元件Q2、开关元件Q4导通,由此开关元件Q1、开关元件Q3导通,电源电路3、电源电路103起动。通过在选择电源电路3、电源电路103中的其中一者之前使两个电源电路3、103起动,控制部2可经由后述的上侧电源输出检测电路144及下侧电源输出检测电路145而对电源电路3、电源电路103是否正常运行进行确认。在两个电源电路3、103未正常地运行的情况下,控制部2也可经由LD端子、LS端子而输出异常信号。
从电源电路3、电源电路103接受了电源供给的控制部2在起动时,将高电平的上侧电源保持信号及下侧电源保持信号经由二极管D9、二极管D10而输入至开关元件Q2、开关元件Q4的栅极。由此,即便没有起动信号的输入,开关元件Q2、开关元件Q4也维持为接通状态,电源电路3、电源电路103维持为起动状态。
控制部2通过使上侧电源保持信号及下侧电源保持信号中的任一个停止(设为低电平),而可使电源电路3、电源电路103中的任一个停止。
控制部2也可在图14(A)所示的未连接状态下,使利用来自上侧电芯单元4与下侧电芯单元5中输出电压小的一者的电力供给而运行的其中一个电源电路停止。由此,可抑制电力消耗,并且可减少未连接状态下的上侧电芯单元4及下侧电芯单元5的电压的不平衡。
控制部2也可在图14(B)所示的并联连接状态下,使电源电路3、电源电路103中的任意一者停止。由此,可抑制电力消耗。
控制部2也可在图14(C)所示的串联连接状态下,使仅从下侧电芯单元5接受电力供给的电源电路3停止。由此,可抑制电力消耗,并且利用从上侧电芯单元4及下侧电芯单元5此两者接受电力供给的电源电路103,可抑制串联连接状态下的上侧电芯单元4及下侧电芯单元5的电压的不平衡的产生。
控制部2可在使电源电路3、电源电路103中的任一个停止的情况下将电源电路3、电源电路103的输出电压正常设为条件。由此,可抑制在使电源电路3、电源电路103的其中一者停止时另一者的输出电压异常而无法维持电源的风险。
控制部2经由上侧电源输出检测电路144及下侧电源输出检测电路145而对电源电路3、电源电路103的输出电压进行监视。
图21是表示串联连接状态下的图20的电路的动作的一例的时序图。当在时刻t0输入起动信号时,电源电路3的输出电压VDDa、电源电路103的输出电压VDDb、控制部2的电源电压VDD1上升。当电源电压VDD1上升时,控制部2起动,控制部2在时刻t1输出上侧电源保持信号及下侧电源保持信号(设为高电平)。控制部2对电源电路3的输出电压VDDa及电源电路103的输出电压VDDb进行检测,若两者正常,则在时刻t2使下侧电源保持信号停止(设为低电平)。当下侧电源保持信号停止时,电源电路3停止,电源电路3的输出电压VDDa停止。此外,控制部2例如在没有规定时间放电或操作开关12的操作等的情况下,进一步使上侧电源保持信号停止,由此电源电路103也停止,能够关闭。由此,可抑制电力消耗。另外,也可以每经过规定时间,切换使用的电源电路。
根据本实施方式,即便在上侧电芯单元4及下侧电芯单元5中的其中一者发生故障,或电源电路3、电源电路103中的其中一者发生故障的情况下,也可维持向控制部2的电源供给,从而可维持控制。
图22(A)~(D)是表示电平移位电路的例1~例4的电路图。图22(A)、(C)的电路是使用三个开关元件的例子,图22(B)、(D)的电路是使用一个光电耦合器的例子。图22(A)、(B)表示从以GND2基准运行的电路向以GND1基准运行的电路发送信号时的电平移位电路的例子。图22(C)、(D)表示从以GND1基准运行的电路向以GND2基准运行的电路发送信号时的电平移位电路的例子。在任一例子中,输入信号的电压电平均会反转并被输出。即,在输入信号为高电平的情况下,输出信号成为低电平。在输入信号为低电平的情况下,输出信号成为高电平。
以上,以实施方式为例对本发明进行了说明,但本领域技术人员可理解,实施方式的各构成元件或各处理过程能够在权利要求所记载的范围内进行各种变形。以下,触及变形例。
基于电源电路3、电源电路103的降压方式并不限定于一个步骤,也可设为两个步骤。例如,电源电路3可设为如下结构:将输入电压(例如18V、36V或54V)暂时降压至12V等中间电压,并将中间电压进一步降压至电源电压VDD(例如5V)。
在实施方式中作为具体的数值而例示出的电压或电流、电芯单元的数量等不对发明的范围作任何限定,可根据所要求的规格任意地变更。
本发明的电气设备本体并不限定于实施方式所例示的冲击式螺丝刀,可为除冲击式螺丝刀以外的电动工具或作业机,也可为电动工具或作业机以外的无线电机等电气设备。
在实施方式7中,也可设为如下结构:仅从上侧电芯单元4及下侧电芯单元5中的任一者对电源电路3、电源电路103供给电力。
符号的说明
1、1A、1B:电气设备
2:控制部
3:电源电路(电源电路部)
4:上侧电芯单元(第一电芯单元)
5:下侧电芯单元(第二电芯单元)
6:上侧正端子(第一正端子)
7:下侧正端子(第二正端子)
8:上侧负端子(第一负端子)
9:下侧负端子(第二负端子)
10、10A~10D:电池组
10E:第一电路
10F:第二电路
10G:第三电路
10H、10J:电池组
11:显示部
12:操作开关
13:上+端子电压检测电路
14:上侧电芯单元保护IC
15:下侧电芯单元保护IC
16:端子部
17:电流检测电路
18:电芯温度检测部件
19、20:电芯电压信息输出部
21、22:保险丝
23:放电禁止信号输出部
24:充电禁止信号输出部
25:中间电芯单元(第三电芯单元)
26:中间正端子(第三正端子)
27:中间负端子(第三负端子)
28:通信电路
30、30A、30B:电气设备本体
33:控制部
34:电源电路
35:电池电压检测电路
36:开关状态检测电路
37:电流检测电路
39:机壳
39a:主体部
39b:手柄部
39c:电池组装设部
40:马达(驱动部)
41:开关元件
42:触发开关(主开关)
44:正端子
45:负端子
46:短路棒
47:正端子
48:负端子
49、50:短路棒
51:电源电路
52:控制部
53:电池电压检测电路
54:电流检测电路
60:交流电源
73、74:OR门
102:控制部
103:电源电路
119:电芯电压信息输出部
123:放电禁止信号输出部
124:充电禁止信号输出部
144:上侧电源输出检测电路
145:下侧电源输出检测电路
D1~D10:二极管
Q1~Q4:开关元件
R1、R3、R4:电阻
Claims (17)
1.一种电池组,具有:
第一电芯单元及第二电芯单元,分别具有相互串联连接的多个电池电芯,且构成为能够切换相互的连接状态;
控制部;以及
电源电路部,对所述控制部供给电源电压,
所述电池组的特征在于具有:
第一电路部,将所述第一电芯单元及所述第二电芯单元中的其中一个电芯单元的正极与所述电源电路部加以连接;以及第二电路部,将所述第一电芯单元及所述第二电芯单元中的另一个电芯单元的负极与所述电源电路部加以连接。
2.根据权利要求1所述的电池组,其特征在于,
所述连接状态包含所述第一电芯单元与所述第二电芯单元相互串联连接的串联连接状态,
所述电源电路部构成为,在所述串联连接状态下,与所述第一电芯单元及所述第二电芯单元中的其中一个电芯单元的正极、及所述第一电芯单元及所述第二电芯单元中的另一个电芯单元的负极电连接并将所述电源电压供给至所述控制部。
3.根据权利要求2所述的电池组,其特征在于,
所述电源电路部构成为,在所述串联连接状态下,与所述第一电芯单元及所述第二电芯单元中的位于高电压侧的其中一个电芯单元的正极、及位于低电压侧的另一个电芯单元的负极电连接并将所述电源电压供给至所述控制部。
4.根据权利要求2或3所述的电池组,其特征在于,
所述连接状态包含所述第一电芯单元与所述第二电芯单元相互并联连接的并联连接状态,
所述电源电路部构成为,在所述并联连接状态下,与所述第一电芯单元及所述第二电芯单元此两个电芯单元的正极及负极电连接并将所述电源电压供给至所述控制部。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的电池组,其特征在于,
具有第三电路部,
所述第三电路部将所述第一电芯单元及所述第二电芯单元中的其中一个电芯单元的负极与所述电源电路部加以连接。
6.根据权利要求2或3所述的电池组,其特征在于,
所述连接状态包含所述第一电芯单元与所述第二电芯单元相互分离的切断状态,
所述电源电路部构成为,在所述切断状态下,仅与所述第一电芯单元及所述第二电芯单元中的其中一个电芯单元的正极及负极电连接并将所述电源电压供给至所述控制部。
7.根据权利要求2或3所述的电池组,其特征在于,
所述连接状态包含所述第一电芯单元与所述第二电芯单元相互分离的切断状态,
所述电源电路部构成为,在所述切断状态下,与所述第一电芯单元及所述第二电芯单元此两个电芯单元的正极及负极电连接并将所述电源电压供给至所述控制部。
8.根据权利要求2或3所述的电池组,其特征在于,
所述连接状态包含所述第一电芯单元与所述第二电芯单元相互分离的切断状态,
所述电源电路部构成为,在所述切断状态下不与所述第一电芯单元及所述第二电芯单元中的任一个电连接。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的电池组,其特征在于,
所述控制部与所述第一电芯单元及所述第二电芯单元中的其中一者的接地电位共通,
所述控制部与所述第一电芯单元及所述第二电芯单元中的另一者的接地电位不同,
在将所述第一电芯单元及所述第二电芯单元中的另一者的信息发送至所述控制部的路径具有用于应对接地电位的不同的电平移位电路。
10.一种电池组,具有:
多个电芯单元,分别具有相互串联连接的多个电池电芯,且构成为能够切换为相互串联连接的串联连接状态与所述串联连接状态以外的状态;
控制部;以及
电源电路部,对所述控制部供给电源电压,
所述电池组的特征在于,
所述电源电路部构成为,在所述串联连接状态下,与所述多个电芯单元中的位于最高电压侧的电芯单元的正极、及位于最低电压侧的另一个电芯单元的负极电连接并将所述电源电压供给至所述控制部。
11.一种电池组,具有:
第一电芯单元及第二电芯单元,分别具有相互串联连接的多个电池电芯,且构成为能够切换相互的连接状态;
控制部;以及
电源电路部,对所述控制部供给电源电压,
所述电池组的特征在于,
构成为,根据所述第一电芯单元及所述第二电芯单元的所述连接状态来变更所述电源电路部、所述第一电芯单元及所述第二电芯单元的连接形态。
12.一种电池组,具有:
第一电芯单元及第二电芯单元,分别具有相互串联连接的多个电池电芯,且构成为能够切换相互的连接状态;
第一控制部及第二控制部,针对所述第一电芯单元及所述第二电芯单元而分别设置;以及
第一电源电路部及第二电源电路部,对所述第一控制部及所述第二控制部分别供给电源电压,
所述电池组的特征在于,
所述第一控制部及所述第二控制部的接地电位不同,
所述电池组具有用于应对所述第一控制部及所述第二控制部的接地电位的不同的电平移位电路。
13.根据权利要求12所述的电池组,其特征在于,
所述电平移位电路设置于所述第一控制部及所述第二控制部相互通信的通信路径、以及从所述第一控制部或所述第二控制部向连接了所述电池组的电气设备本体发送信号的路径中的至少任一个。
14.根据权利要求12或13所述的电池组,其特征在于,
具有余量显示部,
所述第一控制部及所述第二控制部中的其中一个基于所述第一电芯单元及所述第二电芯单元中的其中一者且为向自身供给电力的其中一者的电压,与另一者的电压无关地对所述余量显示部的显示进行控制。
15.根据权利要求12或13所述的电池组,其特征在于,
具有余量显示部,
所述第一控制部及所述第二控制部中的其中一者基于所述第一电芯单元及所述第二电芯单元中的其中一者且为电压小的其中一者的电压,与另一者的电压无关地对所述余量显示部的显示进行控制。
16.根据权利要求1至3、10至13中任一项所述的电池组,其特征在于,
所述连接状态能够通过将所述电池组连接于电气设备本体来变更。
17.一种电气设备,其特征在于包括:
如权利要求1至3、10至13中任一项所述的电池组;以及
电气设备本体,具有能够装设所述电池组的电池组装设部、以及利用装设于所述电池组装设部的电池组进行驱动的驱动部。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021159136 | 2021-09-29 | ||
JP2021-159136 | 2021-09-29 | ||
PCT/JP2022/036106 WO2023054447A1 (ja) | 2021-09-29 | 2022-09-28 | 電池パック及び電気機器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117480667A true CN117480667A (zh) | 2024-01-30 |
Family
ID=85782810
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202280041995.9A Pending CN117480667A (zh) | 2021-09-29 | 2022-09-28 | 电池组及电气设备 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPWO2023054447A1 (zh) |
CN (1) | CN117480667A (zh) |
WO (1) | WO2023054447A1 (zh) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8994331B2 (en) * | 2012-05-31 | 2015-03-31 | Motorola Solutions, Inc. | Method and apparatus for adapting a battery voltage |
JP6558072B2 (ja) * | 2015-05-21 | 2019-08-14 | ミツミ電機株式会社 | 電池保護集積回路、電池保護装置及び電池パック |
EP3560062A4 (en) * | 2016-12-23 | 2020-06-24 | Black & Decker Inc. | CORDLESS ELECTRIC TOOL SYSTEM |
WO2021111849A1 (ja) * | 2019-12-06 | 2021-06-10 | 工機ホールディングス株式会社 | 電池パック及び電気機器システム |
-
2022
- 2022-09-28 CN CN202280041995.9A patent/CN117480667A/zh active Pending
- 2022-09-28 WO PCT/JP2022/036106 patent/WO2023054447A1/ja active Application Filing
- 2022-09-28 JP JP2023551585A patent/JPWO2023054447A1/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPWO2023054447A1 (zh) | 2023-04-06 |
WO2023054447A1 (ja) | 2023-04-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11799300B2 (en) | Method and apparatus for connecting a plurality of battery cells in series or parallel | |
JP5484860B2 (ja) | 電力供給装置 | |
EP1124300B1 (en) | Battery charging apparatus, battery pack and method for charging secondary battery | |
US6051955A (en) | Protection circuit and battery unit | |
US20030011245A1 (en) | Electric device | |
CN112018732A (zh) | 二次电池保护装置、保护电路及其控制方法、电池组 | |
JP4845756B2 (ja) | 車両用の電源装置 | |
CN111699603B (zh) | 电池保护电路和包括该电池保护电路的电池组 | |
CN102570513A (zh) | 电池管理***的充放电开关互斥的控制组件 | |
JP7180108B2 (ja) | 電気機器 | |
GB2433424A (en) | Rechargeable vacuum cleaner | |
CN117480667A (zh) | 电池组及电气设备 | |
WO2021111849A1 (ja) | 電池パック及び電気機器システム | |
EP4175177A1 (en) | Switch circuit and electric apparatus | |
JP6723458B2 (ja) | バッテリパックの通信システム、及びそれを含むバッテリパック | |
US20150002074A1 (en) | Electronic speed controller with automatic detection for type of battery | |
JPH09180690A (ja) | 電池パックおよび電池保護装置 | |
GB2389721A (en) | Battery pack with protective circuit and disconnect switch | |
EP4346059A1 (en) | Control device | |
JP4342662B2 (ja) | 二次電池装置 | |
CN115395598B (zh) | 一种可拆卸锂电池设备电源控制管理*** | |
JP7259983B2 (ja) | 電池パック及び電気機器 | |
CN210201483U (zh) | 变流器直流母线保护装置 | |
CN111799875B (zh) | 用于电池包的***充电器可复位的电路***与电池包 | |
CN116707093A (zh) | 一种电力供给装置和电力供给*** |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |