JP2011073083A - 電動工具及び電池パック - Google Patents
電動工具及び電池パック Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011073083A JP2011073083A JP2009225307A JP2009225307A JP2011073083A JP 2011073083 A JP2011073083 A JP 2011073083A JP 2009225307 A JP2009225307 A JP 2009225307A JP 2009225307 A JP2009225307 A JP 2009225307A JP 2011073083 A JP2011073083 A JP 2011073083A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fet
- voltage
- battery
- gate voltage
- gate
- 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.)
- Withdrawn
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
- H01M10/482—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/425—Structural combination with electronic components, e.g. electronic circuits integrated to the outside of the casing
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/396—Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- 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
- H01M10/24—Alkaline accumulators
- H01M10/30—Nickel accumulators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Portable Power Tools In General (AREA)
Abstract
【課題】 内部に設けられたFETの損失を防止することができる電動工具を提供する。
【解決手段】 電動工具1は二次電池610を備えた電池パック6が電動工具本体に装着されており、二次電池610から電流路を介して供給された電力によって作動するモータ2と、電流路のオン・オフを行うために電流路に配置されたFET410と、FET410のゲート電圧を検出するゲート電圧検出手段63と、ゲート電圧が第1の所定電圧以下となった場合に前記FETをオフさせる停止手段63と、を備えている。
【選択図】図1
【解決手段】 電動工具1は二次電池610を備えた電池パック6が電動工具本体に装着されており、二次電池610から電流路を介して供給された電力によって作動するモータ2と、電流路のオン・オフを行うために電流路に配置されたFET410と、FET410のゲート電圧を検出するゲート電圧検出手段63と、ゲート電圧が第1の所定電圧以下となった場合に前記FETをオフさせる停止手段63と、を備えている。
【選択図】図1
Description
本発明は、電動工具及び電池パックに関する。
近年、コードレス電動工具用の二次電池として、大電力を供給可能なリチウムイオン電池が用いられている。しかしながら、リチウムイオン電池は、過電流及び過放電が生じると電池寿命の低下や発火の危険性等の問題を引き起こすため、過電流等に対する対策が必要である。そのような対策として、電流路にFETが配置された電動工具と、電池電圧が所定値以下に低下した場合に上記FETをオフさせる停止信号を電動工具に送信する保護手段を有するリチウムイオン電池パックとを備えたコードレス電動工具が知られている(例えば、特許文献1参照)。上記FETのゲートには上記停止信号の他にも電池電圧が入力されているため、停止信号が入力されていない状況では、FETは当該電池電圧によってオンしていることとなる。
ところで、上記保護手段を備えていない電池パック、例えば、ニッケルカドミウム電池又はニッケル水素電池パックを上記電動工具に接続する場合も考えられるが、この場合、電池電圧が所定値以下となっても停止信号が入力されないため、FETをオンさせるための適正範囲以下の電圧になるまで二次電池を使ってしまうおそれがある。そして、FETは、適正範囲以下のゲート電圧によってオンさせると損失が大きく、場合によっては破損を生じることもある。
そこで、本発明は、内部に設けられたFETの損失を防止することができる電動工具及び電池パックを提供することを目的とする。
本発明は、二次電池を備えた電池パックが電動工具本体に装着された電動工具であって、前記二次電池から電流路を介して供給された電力によって作動するモータと、前記電流路のオン・オフを行うために前記電流路に配置されたFETと、前記FETのゲート電圧を検出するゲート電圧検出手段と、前記ゲート電圧が第1の所定電圧以下となった場合に前記FETをオフさせる停止手段と、を備えたことを特徴とする電動工具を提供している。
このような構成によれば、FETのゲート電圧が第1の所定電圧以下となった場合にFETをオフさせるので、十分なゲート電圧でのみFETのオン・オフ動作をさせることができる。これにより、FETのゲート電圧が不足してFETの発熱及び破損が生じることを防止することができる。
また、前記電圧検出手段は、前記ゲート電圧を検出する際に不感時間を有することが好ましい。
このような構成によれば、一時的なゲート電圧の低下ではFETがオフしないので、電動工具は、例えば、モータの起動時にも安定した動作を行うことができる。
また、前記停止手段は、前記FETを一旦オフさせた後は、前記ゲート電圧が前記第1の所定電圧よりも大きい第2の所定電圧以上となるまで前記FETのオフを維持させることが好ましい。
このような構成によれば、FETを一旦オフさせた後は、ゲート電圧が第1の所定電圧よりも大きい第2の所定電圧以上となるまでFETのオフを維持させるので、ゲート電圧が第1の所定電圧より大きい値に回復してFETがオンしても、すぐにまたゲート電圧が第1の所定電圧まで下がり、FETがオフするという動作が繰り返されてしまうことを防止することができる。
また、前記ゲート電圧は、前記二次電池の電池電圧に対応していることが好ましい。
このような構成によれば、電動工具の使用に伴い二次電池の電池電圧が低下しても、十分なゲート電圧でのみFETのオン・オフ動作をさせることができる。
また、前記二次電池は、ニッケルカドミウム電池又はニッケル水素電池であることが好ましい。
このような構成によれば、高いコストパフォーマンスを有するニッケルカドミウム電池及びニッケル水素電池を、リチウムイオン電池の適正利用を可能とするコードレス電動工具に利用することも可能となる。
また、別の観点における本発明は、電流路のオン・オフを行うため前記電流路に配置されたFETを有する電動工具に前記電流路を介して電力を供給する二次電池と、前記FETのゲート電圧を検出するゲート電圧検出手段と、前記ゲート電圧が第1の所定電圧以下となった場合に前記FETをオフさせる停止手段と、を備えたことを特徴とする電池パックを提供している。
このような構成によれば、FETのゲート電圧が第1の所定電圧以下となった場合にFETをオフさせるので、十分なゲート電圧でのみFETのオン・オフ動作をさせることができる。これにより、FETのゲート電圧が不足してFETの発熱及び破損が生じることを防止することができる。
また、前記電圧検出手段は、前記ゲート電圧を検出する際に不感時間を有することが好ましい。
このような構成によれば、一時的なゲート電圧の低下ではFETがオフしないので、電動工具は、例えば、モータの起動時にも安定した動作を行うことができる。
また、前記停止手段は、前記FETを一旦オフさせた後は、前記ゲート電圧が前記第1の所定電圧よりも大きい第2の所定電圧以上となるまで前記FETのオフを維持させることが好ましい。
このような構成によれば、FETを一旦オフさせた後は、ゲート電圧が第1の所定電圧よりも大きい第2の所定電圧以上となるまでFETのオフを維持させるので、ゲート電圧が第1の所定電圧より大きい値に回復してFETがオンしても、すぐにまたゲート電圧が第1の所定電圧まで下がり、FETがオフするという動作が繰り返されてしまうことを防止することができる。
また、前記ゲート電圧は、前記二次電池の電池電圧に対応していることが好ましい。
このような構成によれば、電動工具の使用に伴い二次電池の電池電圧が低下しても、十分なゲート電圧でのみFETのオン・オフ動作をさせることができる。
また、前記二次電池は、ニッケルカドミウム電池又はニッケル水素電池であることが好ましい。
このような構成によれば、高いコストパフォーマンスを有するニッケルカドミウム電池及びニッケル水素電池を、リチウムイオン電池の適正利用を可能とするコードレス電動工具に利用することも可能となる。
また、別の観点における本発明は、二次電池から電流路を介して供給された電力によって作動するモータと、前記電流路のオン・オフを行うため前記電流路に配置されたFETと、前記FETのゲート電圧を検出するゲート電圧検出手段と、前記ゲート電圧が第1の所定電圧以下となった場合に前記FETをオフさせる停止手段と、を備えたことを特徴とする電動工具を提供している。
このような構成によれば、FETのゲート電圧が第1の所定電圧以下となった場合にFETをオフさせるので、十分なゲート電圧でのみFETのオン・オフ動作をさせることができる。これにより、FETのゲート電圧が不足してFETの発熱及び破損が生じることを防止することができる。
また、前記電圧検出手段は、前記ゲート電圧を検出する際に不感時間を有することが好ましい。
このような構成によれば、一時的なゲート電圧の低下ではFETがオフしないので、電動工具は、例えば、モータの起動時にも安定した動作を行うことができる。
また、前記停止手段は、前記FETを一旦オフさせた後は、前記ゲート電圧が前記第1の所定電圧よりも大きい第2の所定電圧以上となるまで前記FETのオフを維持させることが好ましい。
このような構成によれば、FETを一旦オフさせた後は、ゲート電圧が第1の所定電圧よりも大きい第2の所定電圧以上となるまでFETのオフを維持させるので、ゲート電圧が第1の所定電圧より大きい値に回復してFETがオンしても、すぐにまたゲート電圧が第1の所定電圧まで下がり、FETがオフするという動作が繰り返されてしまうことを防止することができる。
また、前記ゲート電圧は、前記二次電池の電池電圧に対応していることが好ましい。
このような構成によれば、電動工具の使用に伴い二次電池の電池電圧が低下しても、十分なゲート電圧でのみFETのオン・オフ動作をさせることができる。
本発明の電動工具及び電池パックによれば、FETの発熱及び破損が生じることを防止することができる。
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
図1は、本発明の一実施の形態による電動工具1及び電池パック6の構成を示す回路図である。図1に示すように、電動工具1と電池パック6とは、正極端子54、負極端子55、及び、放電停止信号出力端子56を介して着脱可能に接続される。本実施の形態においては、電動工具1は、リチウムイオン電池の適正利用が可能なものであり、電池パック6は、ニッケルカドミウム電池(以下、ニカド電池)又はニッケル水素電池パックである。
電動工具1は、モータ2と、スイッチユニット3と、コントローラ4とを備えている。モータ2は、スイッチユニット3及びコントローラ4を介して正極端子54および負極端子55に接続されている。スイッチユニット3は、トリガスイッチ31と、正逆スイッチ32とを備えている。トリガスイッチ31は、モータ2に直列に接続されており、ユーザの操作によりオン・オフする。所定電圧以上に充電された電池パック6が電動工具1に接続された状態でトリガスイッチ31がオンされると、正極端子54と負極端子55との間にモータ2を経由する閉回路が形成され、これにより、モータ2に所定の電力が供給され、モータ2は駆動されることとなる。正逆スイッチ32は、正極端子54と負極端子55に接続されるモータ2の極性を反転させ、回転方向を変更するためのスイッチである。
コントローラ4は、メイン電流スイッチ回路41と、メイン電流スイッチオフ保持回路42とを備えている。メイン電流スイッチ回路41は、電界効果トランジスタ(以下、FET)410と、抵抗411と、コンデンサ412とを備えている。FET410は、モータ2及びトリガユニット3と直列に接続されており、詳細には、ドレインがモータ2に、ソースが負極端子55にそれぞれ接続されている。また、FET410のゲートは、放電停止信号出力端子56に接続されている。抵抗411及びコンデンサ412は、直列に接続された状態でモータ2及びトリガユニット3に並列に接続されている。また、抵抗411とコンデンサ412との接点Aは、FET410のゲートに接続されている。
このような構成により、電池パック6からモータ2に正常に電力が供給されている間はFET410のゲートに十分なゲート電圧が印加されることとなるため、FET410はオンする。一方、後述する放電停止信号(0V)が放電停止信号出力端子56からFET410のゲートに入力されるとFET410はオフし、モータ2への電力供給は遮断される。
メイン電流スイッチオフ保持回路42は、FET420と、抵抗421と、抵抗422と、コンデンサ423とを備えている。FET420は、ドレインがFET410のゲート、すなわち、接点Aに接続され、ソースが負極端子55に接続されている。抵抗421及び抵抗422は、直列に接続された状態でFET410と並列に接続されており、また、抵抗421と抵抗422との接点Bは、FET420のゲートに接続されている。コンデンサ423は、抵抗422と並列に接続されている。
このような構成により、FET410がオンしている間はFET420のゲートには電圧が印加されないので、FET420はオフしている。一方、FET410がオフすると、電池電圧が抵抗421を介してFET420のゲートに印加されることとなるので、FET420はオンする。FET420がオンすると、FET420のドレインと接続されているFET410のゲートは負極端子55(グランドライン)と接続されることとなる。
ここで、例えば、過放電に対する保護手段を備えたリチウムイオン電池パックが電動工具1に接続され、当該リチウムイオン電池パックにおいて過放電が検出された場合には、放電停止信号出力端子56から放電停止信号(0V)が出力されることとなる。一般に、FET410のオフ後、所定時間経過すると電池電圧は回復するが、メイン電流スイッチオフ保持回路42を備えていない場合には、FET410がオンして電力の供給が再開しても、すぐにまた過放電となってしまい、再度FET410がオフされるという動作が繰り返されてしまう。
しかしながら、本実施の形態では、電池電圧が過放電の判別値を上回り、放電停止信号出力端子56から放電停止信号(0V)が出力されなくなったとしても、メイン電流スイッチオフ保持回路42のFET420がオンしているため、FET410のゲートには0Vが供給され続ける。これにより、FET410はオフ状態を維持するので、電力の供給及び遮断が短い期間で繰り返されることを防止することができる。なお、FET420がオンされた後は、トリガスイッチ31がオフされるまでFET420のゲート電圧が0となることはないので、FET410は、トリガスイッチ31がオフされた後でなければオンされることはできない。
次に、本実施の形態による電池パック6に関して説明する。電池パック6は、複数のニカド電池セル又はニッケル水素電池セル610を直列に接続した電池組61と、電池組61の電池電圧が所定値以下に低下した場合に放電停止信号をコードレス電動工具1のFET410に出力する保護回路63とを備えている。過放電等に対する保護手段を備えた通常のリチウムイオン電池パックの場合、過放電を検出したときに放電停止信号出力端子56を介して電動工具1に放電停止信号を出力するが、本実施の形態におけるニカド電池又はニッケル水素電池パック6の場合、FET410のゲートに印加された電圧が所定電圧以下となったときに放電停止信号出力端子56を介して電動工具1に放電停止信号を出力する。
保護回路63は、ツェナーダイオード630及び636と、抵抗631及び633と、Nch−FET632及び634と、Pch−FET637と、コンデンサ635とを備えている。ツェナーダイオード630及び636及び抵抗631は、電池組61の正極側と負極側との間に直列に接続されている。また、電池組61の正極側と負極側との間には、抵抗633及びNch−FET632も直列に接続されており、Nch−FET632のゲートは、ツェナーダイオード636と抵抗631の接点に接続されている。
ツェナーダイオード630にはPch−FET637が並列に接続されており、Pch−FET637のソースがツェナーダイオード630のカソードに、Pch−FET637のドレインがツェナーダイオード630のアノードに接続されている。Pch−FET637のゲートは、抵抗633とNch−FET632の接点に接続されている。抵抗633とNch−FET632の接点にはNch−FET634のゲートが接続されている。また、コンデンサ635は抵抗631と並列に接続されている。
ツェナーダイオード630及びツェナーダイオード636は、電池組61の公称電池電圧と、低電圧検出電圧と、解除電圧とに基づき決定されたツェナー電圧値Vz1及びツェナー電圧値Vz2をそれぞれ有している。ここで、低電圧検出電圧とは、電池パック6が低電圧状態になったこと、すなわち、FET410のゲートに印加された電圧が所定電圧以下となったことを検出する閾値となる電圧であり、解除電圧とは、低電圧状態の検出を解除する閾値となる電圧である。
例えば、電動工具の使用によって公称電池電圧が12Vの電池組の電池電圧が急激に低下する電圧(例えば8V)を上記低電圧検出電圧として設定すれば、低電圧検出電圧(8V)からNch−FET632をオンさせるための電圧(例えば2V、以下、オン電圧)を減算した値(6V程度)がツェナーダイオード636のツェナー電圧値Vz2として決定される。
一般に、FETのドレインからソースに流れる電流は、ゲート電圧を大きくすることで大きくすることができ、逆にゲート電圧を小さくすることで小さくすることができる。しかしながら、小さなゲート電圧でFETを駆動するとFETのドレイン−ソース間にオン抵抗による電圧が発生して発熱(損失)を生じさせ、この損失がFETの許容範囲を超える場合には、FETが破損してしまうおそれがある。従って、スイッチ素子としてFETを用いる場合には、できるだけドレイン−ソース間に電圧を発生させないように十分なゲート電圧を供給するのが理想的な使用法である。そこで、本実施の形態では、電動工具1のFET410を損失なくオンさせることのできる電圧として、8Vの低電圧検出電圧を採用している。但し、本実施の形態では、低電圧検出電圧として、FET410を単にオンさせることのできるゲート電圧よりも十分に大きな値である8Vを採用しているが、この値に限らない。
ここで、FETは、一般に、図2に示すようなゲート電圧とオン抵抗との関係を有しており、約2V以上のゲート電圧でオンすることができる。しかしながら、図2から明らかなように、少なくともゲート電圧が2−3Vの範囲ではオン抵抗が大きく、FETの損失が大きくなってしまう。従って、低電圧検出電圧は、少なくとも、オン抵抗が収束する電圧(図2の例では3V)よりも大きな値に設定しなければならない。特に、低電圧検出電圧は、図2の変曲点Cにおける電圧(例えば、ΔR/ΔVが−1以上となる電圧)以上に設定することが好ましい。また、低電圧検出電圧は、安定したオン抵抗(図2においては、25℃の場合、約4mΩ)の2倍の抵抗に対応する電圧以上に設定することも考えられる。
解除電圧は、低電圧状態が検出されて電動工具の動作を停止させた後に電池パックの電池電圧が回復しても低電圧状態の検出を解除しない電圧値、つまり低電圧検出電圧より高い電圧値に設定する必要がある。従って、例えば、解除電圧を8Vの低電圧検出電圧よりも2V高い10Vに設定する場合には、ツェナーダイオード630のツェナー電圧値Vz1は2Vに決定される。この場合、ツェナーダイオード630及び636は、低電圧検出電圧が8V、解除電圧が10Vのヒステリシス動作を有することとなるので、低電圧検出を解除しても、すぐにまた低電圧を検出してしまうという動作が繰り返されてしまうことを防止することができる。
上記の例において、電池組61の電池電圧が、ツェナー電圧値Vz1+ツェナー電圧値Vz2+オン電圧(2V+6V+2V=10V)以上のときには、Nch−FET632は、オン状態となる。Nch−FET632がオンしているときには、Nch−FET632のドレインに接続されたNch−FET634のゲート電圧は0Vとなり、Nch−FET634はオフ状態となる。これにより、Nch−FET634のドレインに接続された放電停止信号出力端子56は、ハイインピーダンス状態となり、電動工具1のFET410はオン状態となる。
また、Nch−FET632のドレインにはPch−FET637のゲートも接続されているので、Nch−FET632がオンしているときには、Pch−FET637のゲート電圧も0Vとなり、Pch−FET637はオン状態となる。Pch−FET637がオンしている場合には、ツェナーダイオード630のツェナー電圧Vz1を無効とすることができるので、一旦Nch−FET632がオンした後は、低電圧検出電圧値はツェナーダイオード636のツェナー電圧値Vz2+オン電圧(6V+2V=8V)となる。
電動工具1の使用により電池組61の電池電圧がツェナー電圧値Vz2+オン電圧(6V+2V=8V)より低下すると、Nch−FET632のゲート電位は0Vとなり、Nch−FET632はオフする。Nch−FET632がオフすると、Nch−FET632のドレインに接続されたNch−FET634のゲートには抵抗633を介して電池組61の正極電位が印加されることとなるため、Nch−FET634はオンする。Nch−FET634がオンすると、Nch−FET634のドレインに接続される放電停止信号出力端子56は0Vとなるため、電動工具1のFET410はオフし、モータ2に流れる電流は遮断される。
一方、Nch−FET632がオフすると、Pch−FET637のゲートにも電池組61の正極電位が印加されることとなるため、Pch−FET637もオフする。従って、低電圧状態の検出後に低電圧状態の検出を解除する解除電圧値は、ツェナーダイオード630と636のツェナー電圧値Vz1+ツェナー電圧値Vz2+オン電圧(2V+6V+2V=10V)となる。
なお、ユーザによってトリガスイッチ31がオンされた際に、モータ2に過大な起動電流が流れて電池組61の電池電圧は一時的に急激に低下し、Nch−FET632がオフしてしまうことが考えられる。しかしながら、本実施の形態では、Nch−FET632のゲートとソース間にコンデンサ635が接続され、Nch−FET632のゲート電圧を一時的に保つ不感時間を設けているので、一時的な電圧低下ではNch−FET632がオフしないように構成されている。これにより、電動工具1は、モータ2の起動時にも安定した動作が可能となる。
このように、本実施の形態による電池パック6は、電動工具1のFET410のゲートに印加されている電圧に基づきFET410のオン/オフを制御するので、十分なゲート電圧でのみFET410のオン・オフ動作をさせることができる。これにより、電池パック6の電圧低下によってFET410のゲート電圧が不足してFET410の発熱及び破損が生じることを防止することができる。
また、通常、ニカド電池及びニッケル水素電池は発火等の危険がないため過放電及び過電流に対する保護手段を備えておらず、電動工具が動作不能になるまで電池を使い切ってしまう場合がある。そのような場合、容量がゼロとなった電池セルは逆充電動作を行ってしまい、著しく電池の寿命を損なってしまう。特に、より高電圧の電池パックをニカド電池及びニッケル水素電池で構成する場合、例えば、24Vの電池パックの構成では単セル1.2Vのニカド電池セル及びニッケル水素電池セルを20本直列に接続して構成した場合に、電動工具が動作不能になるまで電池パックを使い切るような使い方をすると、更に逆充電動作を行う単電池セルの本数と確率は格段に上がってしまう。
しかしながら、本実施の形態では、ニカド電池セル及びニッケル水素電池パック6に保護回路63を備えており、所定電圧まで電池パック6の電圧が低下すると放電を停止するので、FET410の過大損失から発生する発熱及び破損を防ぐのみでなく、過放電状態での使用を防止し、電池自体の寿命も延ばすことが可能となる。
更に、高いコストパフォーマンスを有するニカド電池及びニッケル水素電池をリチウムイオン電池の適正利用を可能とするコードレス電動工具に利用することも可能となり、リチウムイオン電池の適正利用を可能とするコードレス電動工具でリチウムイオン電池パック、ニカド電池パック及びニッケル水素電池パックの共通利用が可能となる。
なお、本発明による電動工具1及び電池パック6は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。
例えば、上記実施の形態においては、保護回路63は電池パック6側に設けられていたが、図3に示すように、保護回路73として電動工具1側に設けてもよい。また、FET410を電池パック6側に、保護回路63を電動工具1側に設けてもよいし、両者を電池パック6側に設けてもよい。
また、上記実施の形態においては、電池パック6に含まれる電池は、ニカド電池又はニッケル水素電池であったが、その他の二次電池であってもよい。
また、上記実施の形態においては、FET410のゲート電圧は電池パック6の電池電圧と対応するものであったが、必ずしも対応してなくてもよい。但し、電池パックの電池電圧は電動工具の使用に伴い低下していくため、FET410のゲート電圧と電池パック6の電池電圧とが対応する場合に本発明を適用した方がより効果的である。
1 電動工具
2 モータ
4 コントローラ
6 電池パック
63、73 保護回路
2 モータ
4 コントローラ
6 電池パック
63、73 保護回路
Claims (14)
- 二次電池を備えた電池パックが電動工具本体に装着された電動工具であって、
前記二次電池から電流路を介して供給された電力によって作動するモータと、
前記電流路のオン・オフを行うために前記電流路に配置されたFETと、
前記FETのゲート電圧を検出するゲート電圧検出手段と、
前記ゲート電圧が第1の所定電圧以下となった場合に前記FETをオフさせる停止手段と、
を備えたことを特徴とする電動工具。 - 前記電圧検出手段は、前記ゲート電圧を検出する際に不感時間を有することを特徴とする請求項1に記載の電動工具。
- 前記停止手段は、前記FETを一旦オフさせた後は、前記ゲート電圧が前記第1の所定電圧よりも大きい第2の所定電圧以上となるまで前記FETのオフを維持させることを特徴とする請求項1又は2に記載の電動工具。
- 前記ゲート電圧は、前記二次電池の電池電圧に対応していることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の電動工具。
- 前記二次電池は、ニッケルカドミウム電池又はニッケル水素電池であることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の電動工具。
- 電流路のオン・オフを行うため前記電流路に配置されたFETを有する電動工具に前記電流路を介して電力を供給する二次電池と、
前記FETのゲート電圧を検出するゲート電圧検出手段と、
前記ゲート電圧が第1の所定電圧以下となった場合に前記FETをオフさせる停止手段と、
を備えたことを特徴とする電池パック。 - 前記電圧検出手段は、前記ゲート電圧を検出する際に不感時間を有することを特徴とする請求項6に記載の電池パック。
- 前記停止手段は、前記FETを一旦オフさせた後は、前記ゲート電圧が前記第1の所定電圧よりも大きい第2の所定電圧以上となるまで前記FETのオフを維持させることを特徴とする請求項6又は7に記載の電池パック。
- 前記ゲート電圧は、前記二次電池の電池電圧に対応していることを特徴とする請求項6から8のいずれか一項に記載の電池パック。
- 前記二次電池は、ニッケルカドミウム電池又はニッケル水素電池であることを特徴とする請求項6から9のいずれか一項に記載の電池パック。
- 二次電池から電流路を介して供給された電力によって作動するモータと、
前記電流路のオン・オフを行うため前記電流路に配置されたFETと、
前記FETのゲート電圧を検出するゲート電圧検出手段と、
前記ゲート電圧が第1の所定電圧以下となった場合に前記FETをオフさせる停止手段と、
を備えたことを特徴とする電動工具。 - 前記電圧検出手段は、前記ゲート電圧を検出する際に不感時間を有することを特徴とする請求項11に記載の電動工具。
- 前記停止手段は、前記FETを一旦オフさせた後は、前記ゲート電圧が前記第1の所定電圧よりも大きい第2の所定電圧以上となるまで前記FETのオフを維持させることを特徴とする請求項11又は12に記載の電動工具。
- 前記ゲート電圧は、前記二次電池の電池電圧に対応していることを特徴とする請求項11から13のいずれか一項に記載の電動工具。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009225307A JP2011073083A (ja) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | 電動工具及び電池パック |
PCT/JP2010/066631 WO2011040347A1 (en) | 2009-09-29 | 2010-09-17 | Power tool and battery pack for use therein |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009225307A JP2011073083A (ja) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | 電動工具及び電池パック |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011073083A true JP2011073083A (ja) | 2011-04-14 |
Family
ID=43333195
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009225307A Withdrawn JP2011073083A (ja) | 2009-09-29 | 2009-09-29 | 電動工具及び電池パック |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2011073083A (ja) |
WO (1) | WO2011040347A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016061282A (ja) * | 2014-09-22 | 2016-04-25 | 株式会社デンソー | インジェクタ駆動装置 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1864300B (zh) * | 2003-10-03 | 2010-12-15 | 布莱克和戴克公司 | 无绳电动工具***的电池组的放电控制方法、被适配来提供过放电保护和放电控制的无绳电动工具***和电池组 |
US20080012570A1 (en) * | 2006-07-17 | 2008-01-17 | O2Micro, Inc. | Monitoring battery cell voltage |
JP4556929B2 (ja) | 2006-09-07 | 2010-10-06 | 日立工機株式会社 | 電動工具 |
-
2009
- 2009-09-29 JP JP2009225307A patent/JP2011073083A/ja not_active Withdrawn
-
2010
- 2010-09-17 WO PCT/JP2010/066631 patent/WO2011040347A1/en active Application Filing
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016061282A (ja) * | 2014-09-22 | 2016-04-25 | 株式会社デンソー | インジェクタ駆動装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2011040347A1 (en) | 2011-04-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4556929B2 (ja) | 電動工具 | |
US9859548B2 (en) | Shared control of thermistor and dual purpose thermistor line | |
JP6041031B1 (ja) | 二次電池保護集積回路、二次電池保護装置及び電池パック | |
JP3102496U (ja) | 二次電池回路装置 | |
KR101030885B1 (ko) | 이차전지 | |
US9768627B2 (en) | Overcharge protection apparatus with minimized power consumption | |
WO2007145240A1 (ja) | 2次電池充電回路 | |
JP2011115040A (ja) | バッテリーセルの高温スウェリングを防止できるバッテリーパック及びその方法 | |
JP2010200606A (ja) | 二次電池 | |
JP5462043B2 (ja) | バッテリ状態監視回路及びバッテリ装置 | |
KR20090126098A (ko) | 배터리 팩 및 그 충전 방법 | |
JP4689643B2 (ja) | 過放電防止装置および蓄電装置 | |
JP2011067004A (ja) | 電池パックおよび電動工具 | |
KR20080060177A (ko) | 배터리 상태 감시 회로 및 배터리 장치 | |
JP2011211861A (ja) | 電池パック及び電動工具 | |
JP5712357B2 (ja) | 電池パック | |
US20110273145A1 (en) | Charge control circuit | |
JP2017070204A (ja) | 二次電池保護集積回路、二次電池保護装置及び電池パック | |
EP2978099A1 (en) | Protective circuit of unit cell | |
JP2004320924A (ja) | 2次電池の過充電保護装置、電源装置及び2次電池の充電制御方法 | |
JP2011073083A (ja) | 電動工具及び電池パック | |
JP2004304976A (ja) | 二次電池の充電装置 | |
JP2008054412A (ja) | 充放電制御回路及び充電式電源装置 | |
CN116418328B (zh) | 关断控制电路、电池管理***以及电池包 | |
KR20170094689A (ko) | 배터리 팩 관리 장치 및 관리 방법 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20121204 |