JP2021136854A - 電源装置及びシステム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の電池パックを装着した場合の使いやすさを向上させた電源装置及びシステムの提供。【解決手段】電源装置は、複数のセルユニットを有する複数の電池パックＢＴ１〜ＢＴ４を同時に接続可能な電源ボックス２と、電源ボックス２から延びて外部交流電源に接続可能な電源コード４と、電源ボックス２から延びるケーブル５の先端に設けられて外部の電動工具５０に装着可能なアダプタ６、とを備える。電池パックＢＴ１〜ＢＴ４は、それぞれ複数のセルユニットを有し、複数のセルユニットを直列接続と並列接続の間で切替え可能である。電源ボックス２は、複数のセルユニットを並列接続した状態で、複数の電池パックを直列接続して直流電圧を電動工具５０に出力可能である。【選択図】図４

Description

本発明は、複数の電動工具用電池パックが同時に装着可能な電源装置本体を備える電源装置及びシステムに関する。

下記特許文献１は、直流電源装置に関する。この直流電源装置は、電池パックを充電可能であると共に、アダプタを介してコードレス工具に電力供給可能である。コードレス工具を駆動するときは充電が停止され、コードレス工具が停止しているときに電池パックが充電される。

特開２０００−１８４６１４号公報

特許文献１の電源装置は、複数の電池パックを装着することを考慮していない。そのため、複数の電池パックを装着した場合の使いやすさの観点で改善の余地があった。

本発明の目的は、複数の電池パックを装着した場合の使いやすさを向上させた電源装置及びシステムを提供することである。

本発明のある態様は、電源装置である。この電源装置は、
複数のセルユニットを有し、前記複数のセルユニットを直列接続又は並列接続又は独立状態に切替え可能な電池パックを、複数個同時に装着可能な複数の電池パック装着部を有する電源装置本体と、
一端側が前記電源装置本体に接続されるとともに他端側が外部の電気機器に装着可能なアダプタ部と、を備えた電源装置であって、
前記複数の電池パックを直列接続して直流電圧を前記アダプタ部から前記外部の電気機器に出力可能に構成している。

前記複数のセルユニットを並列接続した状態で、前記複数の電池パックを直列接続して直流電圧を出力可能に構成してもよい。

前記複数のセルユニットを直列接続した状態で、前記複数の電池パックを並列接続して直流電圧を出力可能に構成してもよい。

複数の電池パック装着部の一部に電池パックが装着されていない場合でも直流電圧を出力可能に構成してもよい。

複数の電池パックを装着した状態で、前記複数の電池パックの内の一部の電池パックから放電している状態で他の電池パックを充電可能に構成してもよい。

前記一部の電池パックを充電するための充電回路を備え、
前記充電回路は、電池パックを一つずつ充電し、又は複数の電池パックを同時に充電してもよい。

前記複数の電池パック装着部はそれぞれ、前記複数のセルユニットを並列接続する端子部を有してもよい。

前記アダプタ部が装着された前記外部の電気機器に応じて、前記複数の電池パックを直列接続して直流電圧を前記アダプタ部から出力するか、前記複数の電池パックを直列接続せずに直流電圧を前記アダプタ部から出力するか、を切り替え可能に構成してもよい。

前記電源装置本体は、制御部を有し、
前記アダプタ部は、前記外部の電気機器の機器側端子部に接続されるアダプタ側端子部を有し、
前記アダプタ側端子部は、前記機器側端子部の正極端子に接続される第１正極端子と、前記機器側端子部の負極端子に接続される第１負極端子と、前記機器側端子部のショートバー又は前記正極端子及び前記負極端子に接続される第２端子部と、を備え、
前記制御部は、前記第２端子部の接続状態に応じて前記複数の電池パックの接続状態を切り替えるよう構成してもよい。

前記ショートバーは、前記外部の電気機器と前記電池パックとを接続した際に、前記複数のセルユニットを互いに直列接続するように構成されていてもよい。

前記複数の電池パック装着部は、少なくとも１つのセルユニットを有し、定格出力電圧を切替え不能な非可変電池パックを複数個同時に装着可能であってもよい。

前記非可変電池パックは、前記複数のセルユニットを直列接続した際の出力電圧より低い定格出力電圧を有し、
前記電池パックは前記外部の電気機器に直接装着可能である一方、前記非可変電池パックは前記外部の電気機器に直接装着不能であってもよい。

本発明の別の態様は、システムである。このシステムは、
複数のセルユニットを有し、前記複数のセルユニットを直列接続又は並列接続又は独立状態に切替え可能な可変電池パックと、
少なくとも１つのセルユニットを有し、定格出力電圧を切替え不能な非可変電池パックと、
前記可変電池パック及び前記非可変電池パックの少なくとも一方を複数個同時に装着可能な複数の電池パック装着部を有する電源装置本体と、一端側が前記電源装置本体に接続されるとともに他端側が外部の電気機器に装着可能なアダプタ部と、を有する電源装置と、を備え、
前記電池パック装着部は、前記可変電池パックが接続されると前記複数のセルユニットを並列接続し、
前記電池パック装着部に接続された前記可変電池パック及び/又は前記非可変電池パックを直列接続して直流電圧を前記アダプタ部から前記外部の電気機器に出力可能に構成している。

なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法などの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明によれば、複数の電池パックを装着した場合の使いやすさを向上させた電源装置及びシステムを提供することができる。

本発明の実施の形態に係る電源装置１の構成図。 電源装置１の電源ボックス２の正面図。 電源ボックス２の斜視図。 電源装置１のアダプタ６を電動工具５０に接続し、電源ボックス２に電池パックＢＴ１〜ＢＴ４を接続したシステムの構成図。 電池パックＢＴ１を直接接続した電動工具５０の側面図。 電源ボックス２の充電に係る構成の回路ブロック図。 電源ボックス２の放電に係る構成の回路ブロック図。 電源装置１の動作の一例を示すフローチャート。 アダプタ６を定格入力電圧が１８Ｖの電動工具に接続した場合の各種状態に応じた電源ボックス２の動作例をまとめた表。 アダプタ６を定格入力電圧が３６Ｖの電動工具に接続した場合の各種状態に応じた電源ボックス２の動作例をまとめた表。 電池パックＢＴ１と電動工具５０の相互接続状態の回路ブロック図。

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。

本実施の形態は、電源装置１に関する。図１に示すように、電源装置１は、電源装置本体としての電源ボックス２と、アダプタ６と、を備える。電源ボックス２は、電池パック装着部としてのポートＰ１〜Ｐ４を有する。図４に示すように、ポートＰ１〜Ｐ４には、電池パックＢＴ１〜ＢＴ４を同時に装着（接続）可能である。電源ボックス２のハウジング３の上面の４つの角部にはそれぞれ、状態表示部としてのＬＥＤＬ１〜Ｌ４が設けられる。ＬＥＤＬ１〜Ｌ４は、自身の点灯状態により、ポートＰ１〜Ｐ４に装着された電池パックＢＴ１〜ＢＴ４の充電状況等を作業者に報知する。

電源ボックス２のハウジング３の側面から、商用電源等の外部交流電源に接続するための電源コード４が延びる。電源ボックス２は、電源コード４からの供給電力により、ポートＰ１〜Ｐ４に装着された電池パックＢＴ１〜ＢＴ４を充電できる。ハウジング３の側面からケーブル５が延びる。ケーブル５の先端にアダプタ６が設けられる。図４に示すように、アダプタ６は、電気機器としての電動工具５０の電池パック接続部に、電池パックに替えて着脱可能に装着できる。アダプタ部はケーブル５とアダプタ６を含んで構成され、アダプタ部の一端側（ケーブル５）が電源ボックス２に接続され、アダプタ部の他端側（アダプタ６）が外部の電気機器に接続される。ケーブル５及びアダプタ６を経由して、電源ボックス２に装着した電池パックＢＴ１〜ＢＴ４の一部（１個又は２個）から電動工具５０に直流電力を供給できる。電動工具５０の定格入力電圧は３６Ｖである。図示は省略したが、アダプタ６は、定格入力電圧が１８Ｖの電動工具の電池パック接続部にも着脱可能に装着できる。

電池パックＢＴ１〜ＢＴ４は、互いに同構造の電動工具用電池パックである。図４及び図５に示すように、電池パックＢＴ１は、セルユニット１１ａ、１１ｂを有する。以下、一例として、セルユニット１１ａ、１１ｂはそれぞれ、リチウムイオン二次電池セル等の電池セルを５個直列接続したものとする。また、一セルあたりの定格出力電圧は３．６Ｖ、セルユニット１１ａ、１１ｂの定格出力電圧はそれぞれ１８Ｖとする。

セルユニット１１ａ、１１ｂの相互接続状態は、電池パックＢＴ１を装着した相手方の端子構造に応じて、直列接続と並列接続との間で切り替えられる。また、電池パックＢＴ１が電動工具等に接続されず単独の状態では、セルユニット１１ａ、１１ｂは互いに独立した状態となる。電池パックＢＴ１は、上側正極端子４１と、上側負極端子４４と、下側正極端子４２と、下側負極端子４３と、を有する。上側正極端子４１は、セルユニット１１ａの正極端子に接続される。上側負極端子４４は、セルユニット１１ａの負極端子に接続される。下側正極端子４２は、セルユニット１１ｂの正極端子に接続される。下側負極端子４３は、セルユニット１１ｂの負極端子に接続される。

図４に示すように、ポートＰ１は、充電側正極端子Ｃ＋と、充電側負極端子Ｃ−と、を有する端子部を備える。充電側正極端子Ｃ＋は、電池パックＢＴ１の上側正極端子４１及び下側正極端子４２に接続され、両端子間を短絡する。充電側負極端子Ｃ−は、電池パックＢＴ１の上側負極端子４４及び下側負極端子４３に接続され、両端子間を短絡する。充電側正極端子Ｃ＋及び充電側負極端子Ｃ−により、セルユニット１１ａ、１１ｂは互いに並列接続とされる。すなわち、電池パックをポートに装着するとセルユニット１１ａ及び１１ｂは自動的に互いに並列接続される。セルユニット１１ａ、１１ｂが互いに並列接続のとき、電池パックＢＴ１の定格出力電圧は１８Ｖとなる。ポートＰ２〜Ｐ４は、ポートＰ１と同じ端子構造（端子部）を有する。

図５に示すように、電動工具５０は、工具側正極端子６１と、工具側負極端子６２と、ショートバー６３と、を有する。工具側正極端子６１は、電池パックＢＴ１の上側正極端子４１に接続される。工具側負極端子６２は、電池パックＢＴ１の下側負極端子４３に接続される。ショートバー６３は、電池パックＢＴ１の下側正極端子４２及び上側負極端子４４に接続され、両端子間を短絡する。ショートバー６３により、セルユニット１１ａ、１１ｂは互いに直列接続とされる。セルユニット１１ａ、１１ｂが互いに直列接続のとき、電池パックＢＴ１の定格出力電圧は３６Ｖとなる。

このように、電池パックＢＴ１〜ＢＴ４は、定格出力電圧が１８Ｖと３６Ｖの間で可変である。こうした電池パックを、以下「可変電池パック」とも表記する。ポートＰ１〜Ｐ４には、可変電池パックの他に、定格出力電圧が１８Ｖに固定された電池パック（以下「非可変電池パック」とも表記）も接続できる。非可変電池パックは、セルユニット１１ａと同様のセルユニットを一つだけ有するものや、セルユニット１１ａ、１１ｂを並列にして共通の正極端子及び負極端子に接続したものである。なお、可変電池パックＢＴ１〜ＢＴ４は定格入力電圧が３６Ｖの電動工具５０に直接装着することができるが、非可変電池パックは当該電動工具５０に直接装着することはできない。しかしながら、非可変電池パックは電源ボックス２に装着することができるため、非可変電池パックによって電源装置１を介して電動工具５０を駆動することができる。

図４に示すように、アダプタ６は、第１正極端子Ｍ１＋と、第１負極端子Ｍ１−と、第２正極端子Ｍ２＋と、第２負極端子Ｍ２−と、を有するアダプタ側端子部を備える。なお、第２正極端子Ｍ１＋及び第２負極端子Ｍ２−は第２端子部に相当する。第１正極端子Ｍ１＋は、工具側正極端子６１に接続される。第１負極端子Ｍ１−は、工具側負極端子６２に接続される。第２正極端子Ｍ２＋及び第２負極端子Ｍ２−は、ショートバー６３に接続され、互いに短絡される。工具側正極端子６１、工具側負極端子６２、ショーバー６３は機器側端子部に相当する。

図６は、電源ボックス２の充電に係る回路構成を示す。整流回路８０は、例えばダイオードブリッジであり、外部交流電源７９からの供給電流を整流する。整流回路８０の出力端子間に、トランス８１及びＦＥＴ等のスイッチング素子８２が設けられる。スイッチング素子８２のオンオフは、スイッチング制御回路８３によって制御される。整流平滑回路８４は、トランス８１の二次側の出力電流を整流、平滑する。トランス８１、スイッチング素子８２、及び整流平滑回路８４は、充電回路を構成する。１２Ｖ電源８５は、整流平滑回路８４の出力電圧を冷却ファン７８の動作用の電圧（例えばＤＣ１２Ｖ）に変換する。ファン制御回路８６は、冷却ファン７８の駆動を制御する。

電圧フィードバック回路８７は、整流平滑回路８４の出力電圧を検出し、スイッチング制御回路８３にフィードバックする。シャント抵抗８８は、整流平滑回路８４からポートＰ１〜Ｐ４への出力電流（充電電流）の経路に設けられる。電流フィードバック回路８９は、シャント抵抗８８の両端の電圧により充電電流を検出し、スイッチング制御回路８３にフィードバックする。電流検出回路９１は、シャント抵抗８８の両端の電圧により充電電流を検出し、マイコン９０にフィードバックする。過充電検出回路９２は、充電対象電池パックの電圧を検出し、当該電池パックが過充電か否かを検出する。ＡＣ検出回路７５は、トランス８１の二次側の電圧により、外部交流電源７９の接続の有無を検出し、マイコン９０にフィードバックする。

マイコン（マイクロコントローラ）９０は、電源ボックス２の制御部として機能する。マイコン９０は、スイッチング制御回路８３を制御し、整流平滑回路８４の出力電圧及び出力電流が、充電対象電池パック（ポートＰ１〜Ｐ４に接続された電池パックのうち現在充電電流の供給対象となっている電池パック）の状態や種別に応じた適正値となるように制御する。また、マイコン９０は、ファン制御回路８６を制御し、冷却ファン７８の駆動を制御する。

トランス９８及びスイッチング制御回路９９は、整流回路８０の出力端子間に設けられる。電源１００、１０１は、トランス９８の二次側に設けられる。電源１００は、スイッチング制御回路８３の動作電圧を供給する。電源１０１は、マイコン９０の電源電圧（例えばＤＣ５Ｖ）を供給する。電圧フィードバック回路８７、電流フィードバック回路８９、マイコン９０、及び電源１００と、スイッチング制御回路８３と、の間の接続は、フォトカプラ等を用いることで、トランス８１、９８の一次側と二次側との絶縁を確保できる。

ポートＰ１〜Ｐ４にそれぞれ設けられた充電側正極端子Ｃ＋（以下「Ｃ＋端子」とも表記）及び充電側負極端子Ｃ−（以下「Ｃ−端子」とも表記）は、充電電流供給用の端子である。ＬＳ端子は、電池パックの温度を示す温度検出信号を電池パックから受信するための端子である。Ｔ端子は、電池パックの種別（定格出力電圧等）を示す識別信号を電池パックから受信するための端子である。

ダイオードＤ１〜Ｄ４は、整流平滑回路８４からポートＰ１〜Ｐ４への電流経路にそれぞれ設けられ、電流の逆流を防止する。選択手段としてのリレー等のスイッチＳＷ１〜ＳＷ４は、整流平滑回路８４からポートＰ１〜Ｐ４への電流経路にそれぞれ設けられる。スイッチＳＷ１〜ＳＷ４は第２のスイッチに相当し、マイコン９０の制御により、ポートＰ１〜Ｐ４のいずれに接続された電池パックが充電対象電池パックであるかに応じて、択一的にオンされる。電圧検出回路９４ａ〜９４ｄは、ポートＰ１〜Ｐ４に接続された各電池パックの電圧を検出し、マイコン９０にフィードバックする。過電圧検出回路９５ａ〜９５ｄは、ポートＰ１〜Ｐ４に接続された各電池パックから出力された過電圧信号を検出し、マイコン９０にフィードバックする。なお、ＬＳ端子は温度検出信号と過電圧信号とを受信できるよう構成されている。温度検出回路９６ａ〜９６ｄは、ポートＰ１〜Ｐ４に接続された各電池パックの温度を検出し、マイコン９０にフィードバックする。電池パック識別回路９７ａ〜９７ｄは、ポートＰ１〜Ｐ４に接続された各電池パックの種別を検出し、マイコン９０にフィードバックする。マイコン９０は、充電対象電池パックを切り替える度に、充電対象電池パックの種別（定格出力電圧等）及び状態（電圧や温度）を検出する。

図７は、電源ボックス２の放電に係る回路構成を示す。図７において、電動工具５０の図示は簡略化している。電動工具５０のより具体的な構成例は、図１１に示される。図７において、リレー等のスイッチＳＷ５〜ＳＷ１４は、放電回路を構成し第１スイッチに相当する。ＳＷ５〜ＳＷ１４は、マイコン９０の制御により、ポートＰ１〜Ｐ４のいずれに接続された電池パックが放電対象電池パックであるかに応じて、選択的にオンされる。

スイッチＳＷ１４は、ポートＰ１のＣ＋端子とアダプタ６の第１正極端子Ｍ１＋との間に設けられる。スイッチＳＷ５は、ポートＰ２のＣ＋端子とアダプタ６の第１正極端子Ｍ１＋との間に設けられる。スイッチＳＷ６は、ポートＰ３のＣ＋端子とアダプタ６の第１正極端子Ｍ１＋との間に設けられる。スイッチＳＷ７は、ポートＰ４のＣ＋端子とアダプタ６の第１正極端子Ｍ１＋との間に設けられる。

スイッチＳＷ８は、ポートＰ１のＣ−端子と、ポートＰ２のＣ＋端子と、の間に設けられる。スイッチＳＷ９は、ポートＰ２のＣ−端子と、ポートＰ３のＣ＋端子と、の間に設けられる。スイッチＳＷ１０は、ポートＰ３のＣ−端子と、ポートＰ４のＣ＋端子と、の間に設けられる。スイッチＳＷ１１は、ポートＰ１のＣ−端子と、ポートＰ４のＣ−端子と、の間に設けられる。スイッチＳＷ１２は、ポートＰ２のＣ−端子と、ポートＰ４のＣ−端子と、の間に設けられる。スイッチＳＷ１３は、ポートＰ３のＣ−端子と、ポートＰ４のＣ−端子と、の間に設けられる。

ポートＰ１〜Ｐ４に接続された電池パックのうち１つのみから放電する場合には、以下のようにする。ポートＰ１に接続された電池パックから放電する場合、スイッチＳＷ１４、ＳＷ１１をオンにする。ポートＰ２に接続された電池パックから放電する場合、スイッチＳＷ５、ＳＷ１２をオンにする。ポートＰ３に接続された電池パックから放電する場合、スイッチＳＷ６、ＳＷ１３をオンにする。ポートＰ４に接続された電池パックから放電する場合、スイッチＳＷ７をオンにする。このように、マイコン９０は、ポートＰ１〜Ｐ４に接続された電池パックのうちの任意の１つを選択して放電させることができる。

ポートＰ１〜Ｐ４に接続された電池パックのうち２つから放電する場合は、以下のようにする。ポートＰ１、Ｐ２に接続された２つの電池パックを直列接続して当該２つの電池パックから放電する場合、スイッチＳＷ１４、ＳＷ８、ＳＷ１２をオンにする。ポートＰ２、Ｐ３に接続された２つの電池パックを直列接続して当該２つの電池パックから放電する場合、スイッチＳＷ５、ＳＷ９、ＳＷ１３をオンにする。ポートＰ３、Ｐ４に接続された２つの電池パックを直列接続して当該２つの電池パックから放電する場合、スイッチＳＷ６、ＳＷ１０をオンにする。

図示は省略するが、ポートＰ１のＣ−端子と、ポートＰ３のＣ＋端子と、の間を接続するスイッチを設ければ、ポートＰ１、Ｐ３に接続された２つの電池パックを直列接続して当該２つの電池パックから放電することができる。ポートＰ１のＣ−端子と、ポートＰ４のＣ＋端子と、の間を接続するスイッチを設ければ、ポートＰ１、Ｐ４に接続された２つの電池パックを直列接続して当該２つの電池パックから放電することができる。ポートＰ２のＣ−端子と、ポートＰ４のＣ＋端子と、の間を接続するスイッチを設ければ、ポートＰ２、Ｐ４に接続された２つの電池パックを直列接続して当該２つの電池パックから放電することができる。このように、マイコン９０は、ポートＰ１〜Ｐ４に接続された電池パックのうちの任意の２つを選択し、選択した２つの電池パックを直列接続して放電させることができる。

ポートＰ１、Ｐ２に接続された２つの電池パックを並列接続して当該２つの電池パックから放電する場合、スイッチＳＷ１４、ＳＷ１１、ＳＷ５、ＳＷ１２をオンにする。ポートＰ１、Ｐ３に接続された２つの電池パックを並列接続して当該２つの電池パックから放電する場合、スイッチＳＷ１４、ＳＷ１１、ＳＷ６、ＳＷ１３をオンにする。ポートＰ１、Ｐ４に接続された２つの電池パックを並列接続して当該２つの電池パックから放電する場合、スイッチＳＷ１４、ＳＷ１１、ＳＷ７をオンにする。ポートＰ２、Ｐ３に接続された２つの電池パックを並列接続して当該２つの電池パックから放電する場合、スイッチＳＷ５、ＳＷ１２、ＳＷ６、ＳＷ１３をオンにする。ポートＰ２、Ｐ４に接続された２つの電池パックを並列接続して当該２つの電池パックから放電する場合、スイッチＳＷ５、ＳＷ１２、ＳＷ７をオンにする。ポートＰ３、Ｐ４に接続された２つの電池パックを並列接続して当該２つの電池パックから放電する場合、スイッチＳＷ６、ＳＷ１３、ＳＷ７をオンにする。このように、マイコン９０は、ポートＰ１〜Ｐ４に接続された電池パックのうちの任意の２つを選択し、選択した２つの電池パックを並列接続して放電させることができる。

ポートＰ４のＣ−端子と、アダプタ６のＭ１−端子と、の間に、シャント抵抗７４が設けられる。電流検出回路７６は、シャント抵抗７４の両端の電圧により、電源ボックス２からの放電電流、すなわち電動工具５０への供給電流を検出し、マイコン９０にフィードバックする。マイコン９０は、電流検出回路７６からの信号により、電源ボックス２からの放電電流に加え、電動工具５０のトリガスイッチ５２のオンオフも検出する。トリガスイッチ５２がオンされれば電池パックと電動工具との間で閉回路が形成され、閉回路に放電電流が流れる。従って、放電電流の有無を検出することによってトリガスイッチ５２のオンオフを検出することができる。電源７３は、ポートＰ１〜Ｐ４のいずれかに接続した電池パックの電圧から、マイコン９０の電源電圧（例えばＤＣ５Ｖ）を生成する。

ショートバー検出回路７７は、アダプタ６の第２負極端子Ｍ２−の電圧により、アダプタ６を接続した電動工具がショートバーを有するか否かを検出する。定格入力電圧が３６Ｖの電動工具（以下「３６Ｖ工具」とも表記）は、図４に示すように、アダプタ６のＭ２＋端子及びＭ２−端子間を短絡するショートバー６３を有する。定格入力電圧が１８Ｖの電動工具（以下「１８Ｖ工具」とも表記）は、図４のＣ＋端子及びＣ−端子と同様の形状の正極端子と負極端子を有する。この正極端子と負極端子は、アダプタ６の第１正極端子Ｍ１＋及び第２正極端子Ｍ２＋間を短絡すると共に、第１負極端子Ｍ１−及び第２負極端子Ｍ２−間を短絡する。よって、アダプタ６の第２負極端子Ｍ２−の電圧は、アダプタ６が３６Ｖ工具に接続されているか１８Ｖ工具に接続されているかによって異なる。マイコン９０は、ショートバー検出回路７７の出力信号により、アダプタ６が接続された電動工具の定格入力電圧を検出できる。

図８は、電源装置１の動作の一例を示すフローチャートである。このフローチャートに記載の処理と並行して、マイコン９０は、ポートＰ１〜Ｐ４の状態、並びに電源ボックス２が外部交流電源に接続されているか否かを随時確認している。ポートＰ１〜Ｐ４の状態は、電池パックの接続の有無、並びに接続された電池パックの放電可否及び充電可否を含む。放電可否及び充電可否は、電池パックの残容量（過放電か否か及び満充電か否か）の他に、電池パックの異常有無にも影響される。充電よりも放電を優先する場合、放電中の電池パックは充電不可能な電池パックと判断する。放電よりも充電を優先する場合、充電中の電池パックは放電不可能な電池パックと判断する。

マイコン９０は、アダプタ６が電動工具に接続されているか否かを検出する（Ｓ１）。アダプタ６が電動工具に接続されている場合（Ｓ１のＹｅｓ）、マイコン９０は、当該電動工具の定格入力電圧を検出する（Ｓ２）。電動工具の定格入力電圧は、上述したように、ショートバー６３の有無をショートバー検出回路７７で検出することにより検出する。なお、ステップＳ１もショートバー検出回路７７で検出している。アダプタ６が電動工具に接続されると、アダプタ６の第２正極端子Ｍ２＋と第２負極端子Ｍ２−に、定格入力電圧が３６Ｖの電動工具の場合はショートバー６３が、定格入力電圧が１８Ｖの電動工具の場合は第１正極端子Ｍ１＋及び第１負極端子Ｍ１−に接続される端子と同じ正極端子及び負極端子が接続されるため、ショートバー検出回路７７へ入力される信号が変化する。マイコン９０は、この信号の変化を検出することで電動工具への接続を検出することができる。定格入力電圧が１８Ｖの場合は（Ｓ２のＹｅｓ）、放電可能な電池パックが１個以上（Ｓ４のＹｅｓ）、かつアダプタ６に接続された電動工具のトリガスイッチがオンであれば（Ｓ５のＹｅｓ）、マイコン９０は、放電可能な電池パックのうちの１個から当該電動工具に放電する制御を行う（Ｓ６）。ステップＳ２において電動工具の定格入力電圧が３６Ｖの場合（Ｓ２のＮｏ）、放電可能な電池パックが２個以上（Ｓ８のＹｅｓ）、かつアダプタ６に接続された電動工具のトリガスイッチがオンであれば（Ｓ９のＹｅｓ）、マイコン９０は、放電可能な電池パックのうちの２個から当該電動工具に放電する制御を行う（Ｓ１０）。

ステップＳ１においてアダプタ６に電動工具が接続されていない場合（Ｓ１のＮｏ）、ステップＳ４、Ｓ８において放電可能な電池パックの個数が不足の場合（Ｓ４のＮｏ、Ｓ８のＮｏ）、ステップＳ５、Ｓ９において電動工具のトリガスイッチがオフの場合（Ｓ５のＮｏ、Ｓ９のＮｏ）、即ち電池パックがポートに接続された状態で電動工具が駆動していない場合、又はステップＳ６、Ｓ１０における放電制御中において、充電可能な電池パックがある場合（Ｓ１３のＹｅｓ）、即ち放電に関与していない電池パックがある場合、マイコン９０は、充電制御を行う（Ｓ１４）。マイコン９０は、電池パックがポートに接続されたことを検出して自動的に充電を開始する。充電制御は、例えば、電池パックを１個ずつ満充電にする制御、複数の電池パックを同時（並行して）に充電する制御、充電対象電池パックを繰り返し切り替えながら、複数の電池パックを段階的に充電する制御、のいずれかである。なお、可変電池パックの場合、ポートに接続されている状態ではセルユニット１１ａ及び１１ｂは並列に接続されているため電池パックの定格出力電圧は１８Ｖとなっている。そのため、Ｓ８において、放電可能な電池パックが１個の場合、アダプタ６の出力電圧は３６Ｖにはならないため、３６Ｖ工具を駆動することができない。

また、電動工具の接続検出（Ｓ１）に代えてトリガスイッチのオンオフの検出（Ｓ５、Ｓ９）を行ってもよい。この場合、ステップＳ４及びステップＳ８の後にはステップＳ６及びステップＳ１０が実行される。電動工具に接続されているか否かの判断は、電動工具が駆動しているか否か（トリガスイッチがオンか否か）を検出することで行う。マイコン９０は、トリガスイッチがオンされ、シャント抵抗７４及び電流検出回路７６によって放電電流が検出された場合に電動工具に接続されている（電動工具が駆動している）と判断する（Ｓ１のＹｅｓ）。なお、アダプタ６が電動工具に接続されているだけで電動工具が駆動していない場合（放電電流が流れていない場合）には、電動工具に接続されていないと判断する（Ｓ１のＮｏ）。

また、ステップＳ６において、電池パック１個から放電するようにしたが、放電可能な電池パックが２個以上ある場合には、それらを並列に接続して放電してもよい。この場合、電源ボックス２に手動スイッチを設け、作業者が作業内容や使用する電動工具に応じて任意に１個放電と並列放電とを切り替え可能とすればよい。或いは、ショートバー検出回路７７や１８Ｖ工具の判別回路によって、１個の電池パックで駆動する第１の１８Ｖ工具と、２個の電池パック（互いに並列接続した２個の電池パック）でも駆動可能な第２の１８Ｖ工具と、を判別できるようにし、接続された電動工具に応じて自動的に切り替えるようにしてもよい。なお、電池パックが１個の状態で第２の１８Ｖ工具が接続された場合でも１８Ｖ工具を駆動可能とすれば使い勝手をよくすることができる。

図９は、アダプタ６を１８Ｖ工具に接続した場合の各種状態に応じた電源ボックス２の動作例を示す。図１０は、アダプタ６を３６Ｖ工具に接続した場合の各種状態に応じた電源ボックス２の動作例を示す。これらの図の例では、アダプタ６に接続した電動工具のトリガスイッチがオンの場合、放電が優先され、放電しながら、充電可能な電池パックがあれば充電も並行して行う動作となっている。また、全てのポートＰ１〜Ｐ４に電池パックが接続されている必要はなく、いずれかのポートに電池パックが１個でも接続されていれば１８Ｖ工具を駆動することができる。また、放電及び充電のいずれも、ポート番号の小さいところから順に対象としている。放電している電池パックが所定の放電停止条件、例えば電池パックの電圧または残容量が所定値以下になると、放電対象電池パック（ポートＰ１〜Ｐ４に接続された電池パックのうち現在充電電流の供給対象となっている電池パック）を、別の放電可能な電池パックに切り替える。充電している電池パックが満充電になると、充電対象電池パックを、別の充電可能な電池パックに切り替える。なお、ポートＰ１〜Ｐ４のうちの一部に電池パックが装着されていない場合でも、他のポートに装着した電池パックから放電可能であり、また他のポートに装着した電池パックを充電可能である。

図９に示す１８Ｖ工具装着時の動作例を具体的に説明する。ここで、１８Ｖ工具は１つの電池パックで駆動可能なものとする。まず、ポートＰ１のみに電池パックＢＴ１が接続され、電源ボックス２が外部交流電源７９（ＡＣ電源）に接続された状態について説明する。

１８Ｖ工具のトリガスイッチがオンされた場合（ケース１）、マイコン９０は図７に示すスイッチＳＷ１４及びＳＷ１１をオン（導通）させる。これにより、ポートＰ１のＣ＋端子（電池パックＢＴ１の正極端子）、スイッチＳＷ１４、アダプタ６の第１正極端子Ｍ１＋、トリガスイッチ（スイッチ回路）、モータ５１、アダプタ６の第１負極端子Ｍ１−、スイッチＳＷ１１、及びポートＰ１のＣ−端子（電池パックＢＴ１の負極端子）を介して閉回路（放電回路）が形成される。その結果、ポートＰ１に接続された電池パックから放電電流が流れ、１８Ｖ工具を駆動することができる。

一方、１８Ｖ工具のトリガスイッチがオンされていない場合（ケース２）、ポートＰ１に接続された電池パックＢＴ１から放電せずに充電を行うべく、マイコン９０は図６に示すスイッチＳＷ１をオン（導通）させる。これにより、充電回路（整流平滑回路８４等）、ダイオードＤ１、スイッチＳＷ１、ポートＰ１の充電側正極端子Ｃ＋、電池パックＢＴ１、ポートＰ１の充電側負極端子を介して閉回路（充電回路）が形成される。その結果、ポートＰ１に接続された電池パックＢＴ１が充電される。

次に、ポートＰ１のみに電池パックＢＴ１が接続され、電源ボックス２が外部交流電源７９（ＡＣ電源）に接続されていない状態について説明する。

１８Ｖ工具のトリガスイッチがオンされた場合（ケース３）、上記ケース１と同様、ポートＰ１に接続された電池パックＢＴ１から放電電流が流れ、１８Ｖ工具を駆動することができる。

一方、１８Ｖ工具のトリガスイッチがオンされていない場合（ケース４）、ポートＰ１に接続された電池パックＢＴ１から放電せず、更に外部交流電源７９によって電池パックＢＴ１を充電することができない。そのため、電源装置１は電池パックＢＴ１の放電及び充電を行わない（出力しない）。

次に、ポートＰ１及びＰ２にそれぞれ電池パックＢＴ１及びＢＴ２が接続され、電源ボックス２が外部交流電源７９（ＡＣ電源）に接続された状態について説明する。

１８Ｖ工具のトリガスイッチがオンされた場合（ケース５）、マイコン９０は図７に示すスイッチＳＷ１４及びＳＷ１１をオン（導通）させると共に、図６に示すスイッチＳＷ２をオン（導通）させる。これにより、ケース１と同様、ポートＰ１に接続した電池パックＢＴ１と１８Ｖ工具により放電回路が形成され１８Ｖ工具を駆動することができる。同時に、ケース２と同様、充電回路（整流平滑回路８４等）、ダイオードＤ２、スイッチＳＷ２、ポートＰ２の充電側正極端子Ｃ＋、電池パックＢＴ２、ポートＰ２の充電側負極端子を介して閉回路（充電回路）が形成される。その結果、ポートＰ２に接続された電池パックＢＴ２が充電される。すなわち、ポートＰ１に接続された電池パックＢＴ１を放電しつつ、ポートＰ２に接続された電池パックＢＴ２を充電することができる。言い換えると、複数の電池パックが同時に接続された状態では一部の電池パックを放電しつつ、同時に別の電池パックを充電することができる。なお、番号が小さいポートに接続された電池パックを放電用としたが、どの電池パックを放電用又は充電用とするかは任意であり、番号が大きいポートに接続された電池パック、或いは、残容量が大きい電池パックを放電用としてもよい。また、放電又は充電の途中で放電用と充電用の電池パックを切り替えてもよい。この場合、充電中の電池パックが満充電になった場合、放電中の電池パックの電圧（残容量）が所定値以下になった場合等に切り替えればよい。

一方、１８Ｖ工具のトリガスイッチがオンされていない場合（ケース６）、ポートＰ１に接続された電池パックＢＴ１から順に充電を行うべく、マイコン９０は図６に示すスイッチＳＷ１をオン（導通）させる。これにより、ケース２と同様に電池パックＢＴ１が充電される。電池パックＢＴ１が満充電になったら、マイコン９０は図６に示すスイッチＳＷ１をオフ（遮断）し、スイッチＳＷ２をオン（導通）させる。これによりポートＰ２に接続された電池パックＢＴ２が充電される。電池パックＢＴ２が満充電になったら、マイコン９０はスイッチＳＷ２をオフ（遮断）し、電池パックの充電を終了する。なお、複数の電池パックを充電する場合、１個の電池パックが満充電になったら次の電池パックを充電する方法ではなく、電池パックが接続されたポートに対応するスイッチＳＷ１〜ＳＷ４を同時にオン（導通）してポートに接続された電池パックを同時に充電する方法や、満充電になる前にスイッチＳＷ１〜ＳＷ２のオンとオフを切り替えて複数の電池パックを少しずつ段階的に充電する方法でもよい。

次に、ポートＰ１及びＰ２にそれぞれ電池パックＢＴ１及びＢＴ２が接続され、電源ボックス２が外部交流電源７９（ＡＣ電源）に接続されていない状態について説明する。

１８Ｖ工具のトリガスイッチがオンされた場合（ケース７）、マイコン９０はまず図７に示すスイッチＳＷ１４及びＳＷ１１をオン（導通）させる。これによりケース１と同様に電池パックＢＴ１が放電される。そして電池パックＢＴ１が所定の放電停止条件を満たすと、例えば電池パックＢＴ１の電圧が過放電閾値以下になると、マイコン９０はスイッチＳＷ１４及びＳＷ１１をオフ（遮断）させると共にスイッチＳＷ５及びＳＷ１２をオン（導通）させる。これにより電池パックＢＴ１の放電が停止されると共に電池パックＢＴ２が放電される。なお、放電する電池パックの順番や切替タイミングは任意に設定可能である。させる。

一方、１８Ｖ工具のトリガスイッチがオンされていない場合（ケース８）、ポートＰ１及びＰ２に接続された電池パックＢＴ１及びＢＴ２から放電せず、更に外部交流電源７９によって電池パックＢＴ１及びＢＴ２を充電することができない。そのため、電源装置１は電池パックＢＴ１及びＢＴ２の放電及び充電を行わない（出力しない）。

他のポートに電池パックが１個または２個接続された場合は同様に制御すればよい。また、電池パックが３個または４個接続された場合も同様である。外部交流電源７９に接続されてトリガスイッチがオンされた場合には、１個の電池パックを放電し、残りの電池パックを充電すればよく、また、トリガスイッチがオフの場合には、複数の電池パックを順番に又は同時に充電すればよい。一方、外部交流電源７９に接続されておらずトリガスイッチがオンされた場合には、放電する電池パックが接続されたポートに対応する放電用のスイッチＳＷをオン（導通）させ、残りの電池パックが接続されたポートに対応する充電用のスイッチＳＷをオン（導通）させればよく、また、トリガスイッチがオフの場合には、いずれの電池パックも充電及び放電を行わないようにすればよい。

また、１８Ｖ工具が２つの電池パックを並列接続させて駆動可能な場合、ケース１〜４については同様に制御すればよい。ケース５については、マイコン９０はスイッチＳＷ１４、ＳＷ１１、ＳＷ５、ＳＷ１２をオン（導通）させて、２つの電池パックＢＴ１及びＢＴ２を同時に放電させる（ケース５−１）。ケース６については上記と同様に制御すればよい。ケース７についてはケース５―１と同様である。３個以上の電池パックが同時に接続されている場合に１８Ｖ工具を駆動するには、外部交流電源７９に接続されていれば、２つの電池パックを放電しつつ残りを充電すればよい。外部交流電源７９に接続されていなければ、放電する電池パックを任意のタイミング（例えば放電時間や残容量に基づく）で切り替えればよい。

図１０に示す３６工具装着時の動作例を具体的に説明する。まず、ポートＰ１のみに電池パックＢＴ１が接続された状態について説明する。電池パックＢＴ１は定格出力電圧が１８Ｖであるため定格入力電圧が３６Ｖの３６Ｖ工具を正確に駆動することができない。そのため、外部交流電源７９の接続の有無及び３６Ｖ工具のトリガスイッチ５２のオンオフにかかわらず電池パックＢＴ１を放電することはない。

電源ボックス２が外部交流電源７９（ＡＣ電源）に接続され、且つ、３６Ｖ工具のトリガスイッチがオンされた場合（ケース９）、又は、３６Ｖ工具のトリガスイッチがオフの場合（ケース１０）、マイコン９０は図６に示すスイッチＳＷ１をオンさせ、電池パックＢＴ１を充電する。

一方、電源ボックス２が外部交流電源７９（ＡＣ電源）に接続されず、且つ、３６Ｖ工具のトリガスイッチがオンされた場合（ケース１１）、又は、３６Ｖ工具のトリガスイッチがオフの場合（ケース１２）、電源ボックス２は電池パックＢＴ１の充電も放電も行わない。

次に、ポートＰ１及びＰ２にそれぞれ電池パックＢＴ１及びＢＴ２が接続され、電源ボックス２が外部交流電源７９（ＡＣ電源）に接続された状態について説明する。

３６Ｖ工具のトリガスイッチ５２がオンされた場合（ケース１３）、マイコン９０は図７に示すスイッチＳＷ１４、ＳＷ８及びＳＷ１２をオンさせる。これにより、電池パックＢＴ１と電池パックＢＴ２が直列接続され、２つの電池パックＢＴ１及びＢＴ２と３６Ｖ工具の間で放電回路が形成され３６Ｖ工具を駆動することができる。

一方、３６Ｖ工具のトリガスイッチ５２がオンされていない場合（ケース１４）、ケース６と同様、ポートＰ１に接続された電池パックＢＴ１から順に充電を行うべく、マイコン９０は図６に示すスイッチＳＷ１をオンさせ、電池パックＢＴ１を充電する。電池パックＢＴ１が満充電になったら、マイコン９０は図６に示すスイッチＳＷ１をオフし、スイッチＳＷ２をオンさせ、電池パックＢＴ２を充電する。電池パックＢＴ２が満充電になったら、マイコン９０はスイッチＳＷ２をオフし、電池パックの充電を終了する。なお、複数の電池パックを充電する場合の充電方法は上記の通りである。

次に、ポートＰ１及びＰ２にそれぞれ電池パックＢＴ１及びＢＴ２が接続され、電源ボックス２が外部交流電源７９（ＡＣ電源）に接続されていない状態について説明する。

３６Ｖ工具のトリガスイッチ５２がオンされた場合（ケース１５）、マイコン９０はケース１３と同様に制御する。

一方、３６Ｖ工具のトリガスイッチ５２がオンされていない場合（ケース１６）、ケース１２と同様、電源ボックス２は電池パックＢＴ１及びＢＴ２の充電も放電も行わない。

次に、ポートＰ１〜Ｐ３にそれぞれ電池パックＢＴ１〜ＢＴ３が接続され、電源ボックス２が外部交流電源７９（ＡＣ電源）に接続された状態について説明する。

３６Ｖ工具のトリガスイッチ５２がオンされた場合（ケース１７）、マイコン９０はまず図７に示すスイッチＳＷ１４、ＳＷ８及びＳＷ１２をオンさせる。これにより、電池パックＢＴ１と電池パックＢＴ２が直列接続され、２つの電池パックＢＴ１及びＢＴ２と３６Ｖ工具の間で放電回路が形成され３６Ｖ工具を駆動することができる。同時にマイコン９０は図６に示すスイッチＳＷ３をオンさせ、放電していない電池パックＢＴ３を充電する。この状態で、電池パックＢＴ１が所定の放電停止条件を満たすと、電池パックＢＴ１を充電すると共に電池パックＢＴ２及びＢＴ３を放電させる。マイコン９０は、スイッチＳＷ１４、ＳＷ８及びＳＷ１２をオフすると共に、スイッチＳＷ５、ＳＷ９及びＳＷ１３をオンする。これにより電池パックＢＴ２及びＢＴ３を放電することができる。同時にマイコン９０はスイッチＳＷ３をオフすると共に、スイッチＳＷ１をオンする。これにより電池パックＢＴ１を充電することができる。なお、その後、電池パックＢＴ２が所定の放電停止条件を満たした場合には、同様にして、電池パックＢＴ３及びＢＴ１を放電させ、電池パックＢＴ２を充電させればよい。

一方、３６Ｖ工具のトリガスイッチ５２がオンされていない場合は（ケース１８）、ケース１４と同様、電池パックＢＴ１、ＢＴ２、ＢＴ３の順に充電するよう、マイコン９０はスイッチＳＷ１〜３のオン及びオフを制御する。充電方法は上記の通りである。

次に、ポートＰ１〜Ｐ３にそれぞれ電池パックＢＴ１〜ＢＴ３が接続され、電源ボックス２が外部交流電源７９（ＡＣ電源）に接続されていない状態について説明する。

３６Ｖ工具のトリガスイッチ５２がオンされた場合（ケース１９）、ケース１７と同様、マイコン９０はスイッチＳＷ１４、ＳＷ８及びＳＷ１２をオンさせ、電池パックＢＴ１が所定の放電停止条件を満たすと、電池パックＢＴ１の放電を停止させ、電池パックＢＴ２及びＢＴ３を放電させるべく、マイコン９０はスイッチＳＷ１４、ＳＷ８及びＳＷ１２をオフすると共に、スイッチＳＷ５、ＳＷ９及びＳＷ１３をオンする。

一方、３６Ｖ工具のトリガスイッチ５２がオンされていない場合（ケース２０）、ケース１６と同様、電源ボックス２は電池パックＢＴ１及びＢＴ２の充電も放電も行わない。 なお、電池パックが接続されるポートが異なっている場合や、全てのポートに電池パックが接続されている場合も同様に制御すればよい。また、電池パックが４個接続された場合も同様である。外部交流電源７９に接続されてトリガスイッチがオンされた場合には、１個の電池パックを放電し、残りの電池パックを充電すればよく、また、トリガスイッチがオフの場合には、複数の電池パックを順番に又は同時に充電すればよい。一方、外部交流電源７９に接続されておらずトリガスイッチがオンされた場合には、放電する電池パックが接続されたポートに対応する放電用のスイッチＳＷをオン（導通）させ、残りの電池パックが接続されたポートに対応する充電用のスイッチＳＷをオン（導通）させればよく、また、トリガスイッチがオフの場合には、いずれの電池パックも充電及び放電を行わないようにすればよい。

図９では、ポートのいずれか1つに電池パックが接続され、アダプタ６に電動工具が接続されていない状態又はアダプタ６に接続した電動工具のトリガスイッチがオンされていない状態では電池パックを充電するが、その状態でトリガスイッチがオンされると充電を停止して放電を開始する構成としている。図１０についても同様である。すなわち、図９及び図１０では充電よりも放電が優先される構成としているが、充電を優先させてもよい。

また、放電を優先する場合、図９において、ケース１の状態で電池パックＢＴ１がポートＰ１から外された場合、マイコン９０はオンしていたスイッチＳＷ１４及びＳＷ１１をオフにし、電池パックがポートに接続されていない状態となるため充電も放電も行わない。また、ケース５の状態で電池パックＢＴ１がポートＰ１から外された場合、マイコン９０はポートＰ２の電池パックＢＴ２を充電から放電に切り替えるようスイッチＳＷを制御する。図１０についても同様に、放電中の電池パックがポートから外された場合には充電中の電池パックを放電に切り替えて使用する。放電中の電池パック以外、例えば充電中の電池パックがない場合には放電を停止するようマイコン９０はスイッチＳＷを制御する。すなわち、放電中の電池パックがポートから外された場合には、別の電池パック例えば充電中の電池パックを放電用に切り替えて使用すればよい。充電中の電池パックが複数ある場合には、ポート番号の小さい電池パックから放電させてもよいし、残容量（電圧）が高い電池パックから放電させてもよい。また、放電中に新しい電池パックがポートに接続されると、マイコン９０は充電用のスイッチＳＷをオンさせ充電を開始させる。

充電を優先した場合も同様、充電中の電池パックがポートから外されたら、放電中の電池パックを充電に切り替える。或いは放電中の作業が終了するまで（トリガスイッチがオフするまで）放電した後に充電に切り替えてもよい。

また、放電中又は充電中の電池パックがその途中でポートから外された場合、全ての充電及び放電を一旦停止し、その後、残った電池パックを充電するか、放電するかを作業者が選択できるようにしてもよい。この場合、ハウジング３にどちらの制御を優先するかを選択するためのスイッチを設ければよい。または、複数の電池パックがある場合にはどの電池パックを放電又は充電するかを選択できるようにしてもよい。または、一旦停止してから残った電池パックで電動工具を動作可能であれば放電を行ってもよいし、残った電池パックでは個数が足りず電動工具の動作ができないのであれば充電を行ってもよい。すなわち、放電又は充電の途中でポートから電池パックが外された場合には、残りの電池パックで放電又は充電を行うようにすればよく、放電又は充電の途中で新たな電池パックが接続された場合には、充電を開始する、又は、放電用の電池パックと代えて放電するようにしてもよい。この際、制御部によって自動的に切り替えてもよいし作業者が手動で切り替えてもよい。

図１１は、電動工具５０（３６Ｖ工具）及び電池パックＢＴ１を互いに接続した状態のブロック図である。電池パックＢＴ１及び電動工具５０はそれぞれ、図５に示した各端子の他に、ＬＳ端子、Ｖ端子、Ｔ端子、及びＬＤ端子を備える。電池パックＢＴ１及び電動工具５０の同名の端子同士が互いに電気的に接続される。

電池パックＢＴ１において、セル電圧監視ＩＣ１２は、セルユニット１１ａ、１１ｂの各々の電池セルの電圧を監視し、少なくとも１つの電池セルの電圧が所定値以下になると、過放電と判断し、制御部（電池側制御部）１５に過放電検出信号を送信する。なお、セルユニット毎にセル電圧監視ＩＣを設けてもよい。セルユニット１１ａには電流検出用の抵抗Ｒ１が直列接続される。電流検出回路１４は、抵抗Ｒ１の両端の電圧によりセルユニット１１ａの出力電流を検出し、制御部１５に検出結果を送信する。電源回路１３は、セルユニット１１ａの出力電圧からセル電圧監視ＩＣ１２及び制御部１５の電源電圧VDD1を生成する。電池電圧検出回路１６は、上側正極端子４１の電圧を検出し、制御部１５に検出結果を送信する。残容量表示手段１７は、例えばＬＥＤであり、制御部１５の制御により電池パックＢＴ１の残容量を使用者に表示（報知）する。セル温度検出手段１８は、セルユニット１１ａ、１１ｂの近傍に配置されたサーミスタＴＨの電圧により電池セルの温度を検出し、制御部１５に検出結果を送信する。残容量表示スイッチ１９は、使用者が残容量表示手段１７への残容量表示を指示するためのスイッチである。

電池パックＢＴ１は、電動工具５０から送信されるシリアル通信信号（デジタル信号）を制御部１５に受信させるための経路を成すシリアル通信用受信回路３１と、サーミスタＴＨの一端のアナログ電圧（電池セルの温度情報）を電動工具５０に送信するための経路を成す温度情報送信回路３２と、を有する。電池パックＢＴ１のＬＳ端子は、第１切替回路２１を介して、シリアル通信用受信回路３１及び温度情報送信回路３２のいずれかに択一的に接続される。第１切替回路２１は、一端がＬＳ端子に接続され、制御端子がＶ端子に接続され、Ｖ端子から入力される信号に応じて、他端がシリアル通信用受信回路３１及び温度情報送信回路３２のいずれかに択一的に接続される。ここでは、Ｖ端子からの信号がローレベルのとき、第１切替回路２１の他端はシリアル通信用受信回路３１に接続され、Ｖ端子からの信号がハイレベルのとき、第１切替回路２１の他端は温度情報送信回路３２に接続される。サーミスタＴＨの一端は、第１切替回路２１の他端に接続される。サーミスタＴＨの他端とグランドとの間に、ＦＥＴ等のスイッチング素子Ｑ１が設けられる。第３切替回路２３は、一端がＶ端子に接続され、制御端子が制御部１５に接続され、制御部１５から入力される信号に応じて、他端がスイッチング素子Ｑ１の制御端子（ゲート）及びサーミスタＴＨの一端（第１切替回路２１の他端）に択一的に接続される。

電池パックＢＴ１は、識別抵抗Ｒａの一端のアナログ電圧（電池パックＢＴ１の識別情報）を電動工具５０に送信するための経路を成す識別情報送信回路３５と、制御部１５から電動工具５０に向けたシリアル通信信号（デジタル信号）を送信するための経路を成すシリアル通信用送信回路３６と、を有する。電池パックＢＴ１のＴ端子は、第２切替回路２２を介して、識別情報送信回路３５及びシリアル通信用送信回路３６のいずれかに択一的に接続される。第２切替回路２２は、一端がＴ端子に接続され、制御端子が制御部１５に接続され、制御部１５から入力される信号に応じて、他端が識別情報送信回路３５及びシリアル通信用送信回路３６のいずれかに択一的に接続される。識別抵抗Ｒａの一端は、第２切替回路２２の他端に接続される。識別抵抗Ｒａの他端とグランドとの間に、識別抵抗Ｒｂ及びＦＥＴ等のスイッチング素子Ｑ２が並列接続される。スイッチング素子Ｑ２の制御端子（ゲート）は、Ｖ端子に接続される。Ｖ端子から入力される信号がハイレベルのとき、スイッチング素子Ｑ２はオンとなり、識別抵抗Ｒｂには電流が流れない。Ｖ端子から入力される信号がローレベルのとき、スイッチング素子Ｑ２はオフとなり、識別抵抗Ｒｂに電流が流れる。

電池パックＢＴ１において、ＬＤ端子とグランドとの間には、ＦＥＴ等のスイッチング素子Ｑ３が設けられる。スイッチング素子Ｑ３の制御端子（ゲート）は、制御部１５に接続される。制御部１５から制御端子に入力される信号がハイレベルのとき、スイッチング素子Ｑ３はオンとなり、同信号がローレベルのとき、スイッチング素子Ｑ３はオフとなる。

電動工具５０において、駆動源となるモータ５１は、ブラシレスモータである。モータ５１は、ブラシ付きモータであってもよい。インバータ回路６５は、周知のとおり三相ブリッジ接続されたＦＥＴやＩＧＢＴ等のスイッチング素子からなり、モータ５１に駆動電流を供給する。各スイッチング素子のスイッチング制御（例えばＰＷＭ制御）は、マイクロコントローラ等の制御部５５（機器側制御部）によって行われる。モータ５１の駆動電流は、抵抗Ｒ５によって電圧に変換され、当該電圧を受信した電流検出回路５４によって検出され、制御部５５に送信される。インバータ回路６５の温度は、インバータ回路６５の近傍に配置されたサーミスタ等の温度検出素子６６によって電圧に変換され、インバータ温度検出回路６７によって検出され、制御部５５に送信される。

トリガスイッチ５２は、インバータ回路６５と直列接続される。スイッチ状態検出回路５３は、トリガスイッチ５２のインバータ回路６５側の端子電圧によりトリガスイッチ５２のオンオフを検出し、制御部５５に検出結果を送信する。制御部５５は、トリガスイッチ５２がオンになると、インバータ回路６５の各スイッチング素子を制御し、モータ５１に駆動電流を供給する。電源回路５６は、プラス端子６１からの入力電圧（電池セルの出力電圧）から制御部５５の動作電圧VDD2を生成する。電池電圧検出回路５７は、プラス端子６１の電圧により電池セルの出力電圧を検出し、制御部５５に検出結果を送信する。なお、トリガスイッチ５２はインバータ回路６５と直列接続される必要はなく、制御部１５に接続されてトリガ信号を制御部１５に送信する構成であってもよい。

電動工具５０において、制御部５５は、ＬＳ端子、Ｖ端子、Ｔ端子、及びＬＤ端子にそれぞれ接続する端子を有する。抵抗Ｒ６の一端は、電源ラインに接続される。抵抗Ｒ６の他端とグランドとの間に、抵抗Ｒ７及びＦＥＴ等のスイッチング素子Ｑ６が直列接続される。抵抗Ｒ６及び抵抗Ｒ７の相互接続点は、ＬＳ端子に接続される。スイッチング素子Ｑ６の制御端子（ゲート）は、制御部５５に接続される。抵抗Ｒ８は、電源ラインとＴ端子との間に設けられる。抵抗Ｒ９は、電源ラインとＬＤ端子との間に設けられる。

電動工具５０の制御部５５は、Ｖ端子を介して電池パックＢＴ１に送信する信号により、ＬＳ端子の機能を切り替えることができる。具体的には、制御部５５は、Ｖ端子からハイレベルの信号を送信すると、第１切替回路２１の他端の接続先が温度情報送信回路３２となり、第１切替回路２１及びＬＳ端子を介して、サーミスタＴＨの一端の電圧を受信することができる。なお、電池パックＢＴ１の制御部１５は、通常時は第３切替回路２３の他端の接続先をスイッチング素子Ｑ１の制御端子としているため、Ｖ端子の信号がハイレベルのときはスイッチング素子Ｑ１はオンとなり、サーミスタＴＨの一端（温度情報送信回路３２）には電池セルの温度に応じたアナログ電圧が出力される。また、Ｖ端子の信号がハイレベルのときは、スイッチング素子Ｑ２はオンとなり、Ｔ端子の電圧は、電動工具５０の電源電圧VDD2を抵抗Ｒ８及び抵抗Ｒａで分圧した第１識別電圧となる。

一方、制御部５５は、Ｖ端子からローレベルの信号を送信すると、第１切替回路２１の他端の接続先がシリアル通信用受信回路３１となり、ＬＳ端子を介して電池パックＢＴ１の制御部１５にシリアル通信信号を送信することができる。シリアル通信信号は、スイッチング素子Ｑ６のオンオフにより作成される。また、Ｖ端子の信号がローレベルのときは、スイッチング素子Ｑ２はオフとなり、Ｔ端子の電圧は、電動工具５０の電源電圧VDD2を、抵抗Ｒ８と、抵抗Ｒａ及び抵抗Ｒｂの直列合成抵抗と、で分圧した第２識別電圧となる。制御部５５は、第１及び第２識別電圧の双方を基に、電池パックＢＴ１の情報を得ることができる。

電池パックＢＴ１の制御部１５は、第２切替回路２２の他端の接続先を切り替えることにより、Ｔ端子の機能を切り替えることができる。具体的には、制御部１５は、第２切替回路２２の他端の接続先をシリアル通信用送信回路３６とすれば、第２切替回路２２及びＴ端子を介して、電動工具５０に、シリアル通信信号を送信することができる。一方、制御部１５は、第２切替回路２２の接続先を識別情報送信回路３５とすれば、第２切替回路２２及びＴ端子を介して、電動工具５０に、識別抵抗Ｒａの一端のアナログ電圧を出力することができる。

電動工具５０から電池パックＢＴ１に送信されるシリアル通信信号の中身は、例えば、電動工具５０の種類や型番、過放電停止の通知、過放電表示の指示、異常検出用の閾値（例えば過放電閾値、過電流閾値、電池セルの高温保護閾値）、残量表示の表示閾値（残容量表示を切り替える閾値）、エラーログ、使用履歴情報、電池パックＢＴ１に要求する情報などである。なお、電動工具５０から電池パックＢＴ１に、全ての情報を送信してもよいし、電池パックＢＴ１から要求された情報のみを送信してもよい。電池パックＢＴ１から電動工具５０に送信されるシリアル通信信号の中身は、例えば、電池パックＢＴ１の種類や型番、電池セルの種別、エラーログ、使用履歴情報、電動工具５０に要求する情報などである。なお、電池パックＢＴ１から電動工具５０に、全ての情報を送信してもよいし、電動工具５０から要求された情報のみを送信してもよい。シリアル通信では、識別抵抗Ｒａ、Ｒｂの電圧よりも、電池パックＢＴ１の識別情報を、より多く乃至より詳細に通知することができる。シリアル（デジタル）通信は、一方の制御部（マイコン）から出力するハイ信号又はロー信号を、他方の制御部（マイコン）へ入出力することで、一方の信号を他方に出力するものである。

電池パックＢＴ１の制御部１５は、電池パックＢＴ１が充電装置に接続されていて充電停止条件が満たされた場合に、第３切替回路２３の他端の接続先をサーミスタＴＨの一端（第１切替回路２１の他端）とする。充電器は充電中にＶ端子の信号をハイレベルとしているため、第１切替回路２１の他端の接続先は温度情報送信回路３２である。したがって、Ｖ端子の信号（ハイレベル）は、第３切替回路２３、第１切替回路２１及びＬＳ端子を介して、充電器に送信され、充電停止の旨が通知されることになる。

電池パックＢＴ１の制御部１５は、過電流、過放電、及び電池セルの異常高温のいずれかを検出すると、スイッチング素子Ｑ３をターンオンする。これにより、ＬＤ端子の電圧が電動工具５０の電源電圧VDD2からグランド電位に低下し、制御部５５に放電禁止の旨が通知される（異常検出信号が送信される）ことになる。

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) ポートＰ１〜Ｐ４に接続された電池パックのうちの一部の電池パックを充電しながら他の電池パックから直流を放電可能としており、使いやすさを向上させることができる。

(2) 放電対象電池パックが所定の放電停止条件を満たすと、例えば電池パックの電圧が所定値以下になると、放電対象電池パックを別の放電可能な電池パックに切り替えるため、アダプタ６を接続した電動工具の連続使用可能時間を長くでき、使いやすさを向上させることができる。

(3) アダプタ６は、３６Ｖ工具及び１８Ｖ工具に択一的に装着可能であり、使いやすさを向上させることができる。

(4) ポートＰ１〜Ｐ４はそれぞれ、接続された電池パックのセルユニット１１ａ、１１ｂを並列接続とする端子構造を有するため、充電回路は定格出力電圧１８Ｖに対応したもので足り、構造を簡易化できる。その一方で、３６Ｖ工具に対して２個の電池パックを直列接続状態として３６Ｖを出力でき、使いやすさを向上させることができる。また、電源ボックス２内に複数の電池パックの接続状態を切り替えるスイッチＳＷ５〜１４を配置したので、アダプタ６内に配置する場合と比較して、作業者への負担を低減することができる。

(5) アダプタ６を接続した電動工具のトリガスイッチがオフになると、当該電動工具に放電していた電池パックを充電対象電池パックとして直ちに充電を開始することができ、使いやすさを向上させることができる。

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。

電源ボックス２において、電池パックを接続可能なポートの数は、４つに限定されず、任意の複数個でよい。セルユニット１１ａ、１１ｂにおける電池セルの直列接続数、電池セル１つあたりの定格出力電圧、１つの電池パックにおけるセルユニットの数など、実施の形態で具体的に示した数値は一例であり、適宜変更が可能である。セルユニット１１ａ、１１ｂは、互いに並列接続されることに替えて又は加えて、互いに独立状態、すなわち互いに接続されない状態とされることが可能であってもよい。電源ボックス２は、セルユニット１１ａ、１１ｂを互いに直列接続とする端子構造であってもよい。電源ボックス２は、セルユニット１１ａ、１１ｂを互いに直列接続した状態の複数の電池パックを並列接続して直流電圧を出力可能であってもよい。

１ 電源装置、２ 電源ボックス、３ ハウジング、４ 電源コード、５ ケーブル、６アダプタ、１１ａ、１１ｂ セルユニット、１２ セル電圧監視ＩＣ、１３ 電源回路、１４ 電流検出回路、１５ 制御部（電池側制御部）、１６ 電池電圧検出回路、１７ 残容量表示手段、１８ セル温度検出手段、１９ 残容量表示スイッチ、２１ 第１切替回路、２２ 第２切替回路、２３ 第３切替回路、３１ シリアル通信用受信回路、３２ 温度情報送信回路、３５ 識別情報送信回路、３６ シリアル通信用送信回路、４１ 上側正極端子、４２ 下側正極端子、４３ 下側負極端子、４４ 上側負極端子、５０ 電動工具、５１ モータ、５２ トリガスイッチ、５３ スイッチ状態検出回路、５４ 電流検出回路、５５ 制御部（本体側制御部）、５６ 電源回路、５７ 電池電圧検出回路、５８ ＬＥＤライト、５９ ライト点灯スイッチ、６１ 工具側正極端子、６２ 工具側負極端子、６３ ショートバー、６５ インバータ回路、６６ 温度検出素子、６７ インバータ温度検出回路、７３ 電源、７４ シャント抵抗、７６ 電流検出回路（トリガオンオフ検出回路）、７７ ショートバー検出回路、７８ 冷却ファン、７９ 交流電源、８０ 整流回路、８１ トランス、８２ スイッチング素子、８３ スイッチング制御回路、８４ 整流平滑回路、８５ １２Ｖ電源、８６ ファン制御回路、８７ 電圧フィードバック回路、８８ シャント抵抗、８９ 電流フィードバック回路、９０ マイコン（制御部）、９１ 電流検出回路、９２ 過充電検出回路、９４ａ〜９４ｄ 電圧検出回路、９５ａ〜９５ｄ 過電圧検出回路、９６ａ〜９６ｄ 温度検出回路、９７ａ〜９７ｄ 電池パック識別回路、９８ トランス、９９ スイッチング制御回路、１００ 電源、１０１ 電源、ＢＴ１〜ＢＴ４ 電池パック、Ｌ１〜Ｌ４ ＬＥＤ、Ｐ１〜Ｐ４ ポート、ＳＷ１〜１４ スイッチ。

Claims (13)

1. 複数のセルユニットを有し、前記複数のセルユニットを直列接続又は並列接続又は独立状態に切替え可能な電池パックを、複数個同時に装着可能な複数の電池パック装着部を有する電源装置本体と、
   一端側が前記電源装置本体に接続されるとともに他端側が外部の電気機器に装着可能なアダプタ部と、を備えた電源装置であって、
   前記複数の電池パックを直列接続して直流電圧を前記アダプタ部から前記外部の電気機器に出力可能に構成した、電源装置。
2. 前記複数のセルユニットを並列接続した状態で、前記複数の電池パックを直列接続して直流電圧を出力可能に構成した、請求項１に記載の電源装置。
3. 前記複数のセルユニットを直列接続した状態で、前記複数の電池パックを並列接続して直流電圧を出力可能に構成した、請求項１に記載の電源装置。
4. 複数の電池パック装着部の一部に電池パックが装着されていない場合でも直流電圧を出力可能に構成した、請求項１から３のいずれか一項に記載の電源装置。
5. 複数の電池パックを装着した状態で、前記複数の電池パックの内の一部の電池パックから放電している状態で他の電池パックを充電可能に構成した、請求項１から４のいずれか一項に記載の電源装置。
6. 前記一部の電池パックを充電するための充電回路を備え、
   前記充電回路は、電池パックを一つずつ充電し、又は複数の電池パックを同時に充電する、請求項５に記載の電源装置。
7. 前記複数の電池パック装着部はそれぞれ、前記複数のセルユニットを並列接続する端子部を有する、請求項１または２に記載の電源装置。
8. 前記アダプタ部が装着された前記外部の電気機器に応じて、前記複数の電池パックを直列接続して直流電圧を前記アダプタ部から出力するか、前記複数の電池パックを直列接続せずに直流電圧を前記アダプタ部から出力するか、を切り替え可能に構成した、請求項１から７のいずれか一項に記載の電源装置。
9. 前記電源装置本体は、制御部を有し、
   前記アダプタ部は、前記外部の電気機器の機器側端子部に接続されるアダプタ側端子部を有し、
   前記アダプタ側端子部は、前記機器側端子部の正極端子に接続される第１正極端子と、前記機器側端子部の負極端子に接続される第１負極端子と、前記機器側端子部のショートバー又は前記正極端子及び前記負極端子に接続される第２端子部と、を備え、
   前記制御部は、前記第２端子部の接続状態に応じて前記複数の電池パックの接続状態を切り替えるよう構成した、請求項８に記載の電源装置。
10. 前記ショートバーは、前記外部の電気機器と前記電池パックとを接続した際に、前記複数のセルユニットを互いに直列接続するように構成されている、請求項９に記載の電源装置。
11. 前記複数の電池パック装着部は、少なくとも１つのセルユニットを有し、定格出力電圧を切替え不能な非可変電池パックを複数個同時に装着可能である、請求項１から１０のいずれか一項に記載の電源装置。
12. 前記非可変電池パックは、前記複数のセルユニットを直列接続した際の出力電圧より低い定格出力電圧を有し、
    前記電池パックは前記外部の電気機器に直接装着可能である一方、前記非可変電池パックは前記外部の電気機器に直接装着不能である、請求項１１に記載の電源装置。
13. 複数のセルユニットを有し、前記複数のセルユニットを直列接続又は並列接続又は独立状態に切替え可能な可変電池パックと、
    少なくとも１つのセルユニットを有し、定格出力電圧を切替え不能な非可変電池パックと、
    前記可変電池パック及び前記非可変電池パックの少なくとも一方を複数個同時に装着可能な複数の電池パック装着部を有する電源装置本体と、一端側が前記電源装置本体に接続されるとともに他端側が外部の電気機器に装着可能なアダプタ部と、を有する電源装置と、を備え、
    前記電池パック装着部は、前記可変電池パックが接続されると前記複数のセルユニットを並列接続し、
    前記電池パック装着部に接続された前記可変電池パック及び/又は前記非可変電池パックを直列接続して直流電圧を前記アダプタ部から前記外部の電気機器に出力可能に構成した、システム。

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