JP6913117B2 - Battery charger - Google Patents

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Description

本発明は、一般に電池を充電するための電池充電器に関し、さらに詳細には電動工具の電池を充電するための電池充電器に関する。 The present invention generally relates to a battery charger for charging a battery, and more particularly to a battery charger for charging a battery of a power tool.

コードレスの電動工具は、持ち運び可能なバッテリパック（ｂａｔｔｅｒｙｐａｃｋｓ）によって電力の供給を受けるのが典型的である。これらのバッテリパックは、電池化学的性質（ｂａｔｔｅｒｙｃｈｅｍｉｓｔｒｙ）および公称電圧（ｎｏｍｉｎａｌ ｖｏｌｔａｇｅ）が様々であり、数多くの工具および電気装置に電力を供給するために使用可能である。典型的には、電動工具用電池の電池化学的性質は、ニッケルカドミウム（「ＮｉＣｄ」）またはニッケル水素（「ＮｉＭＨ」）である。バッテリパックの公称電圧は、通常では約２．４Ｖから約２４Ｖの範囲にわたる。 Cordless power tools are typically powered by portable battery packs. These battery packs vary in battery chemistry and nominal voltage and can be used to power a large number of tools and electrical appliances. Typically, the battery chemistry of the power tool battery is nickel cadmium (“NiCd”) or nickel metal hydride (“NiMH”). The nominal voltage of the battery pack typically ranges from about 2.4V to about 24V.

いくつかの電池化学的性質（例えば、リチウム（「Ｌｉ」）、リチウムイオン（「Ｌｉ−ｉｏｎ」）、およびリチウムベースの他の化学的性質）には、放電が制御された厳密な充電方式および充電動作が必要である。不十分な充電方式および無制御な放電方式は、過剰な熱の蓄積、過剰な過充電状態、および／または過剰な過放電状態を招く場合がある。これらの状態および蓄積は、電池に不可逆的な損傷を引き起こす恐れがあり、かつ電池容量に重大な影響を与える恐れがある。 Some battery chemistry (eg, lithium (“Li”), lithium ion (“Li-ion”), and other lithium-based chemistry) have a strict discharge controlled charging scheme and Charging operation is required. Inadequate charging and uncontrolled discharging methods can lead to excessive heat accumulation, excessive overcharging, and / or excessive overdischarging. These conditions and accumulation can cause irreversible damage to the battery and can have a significant impact on battery capacity.

本発明は、電池を充電するためのシステムと方法を提供する。いくつかの構成およびいくつかの態様では、本発明は、異なる電池化学的性質を有する様々なバッテリパックを完全に充電できる電池充電器を提供する。いくつかの構成およびいくつかの態様では、本発明は、リチウムベースの電池、例えば、リチウムコバルト電池、リチウムマンガン電池、およびスピネル型の電池を完全に充電できる電池充電器を提供する。いくつかの構成およびいくつかの態様では、本発明は、異なる公称電圧のまたは異なる公称電圧範囲内にある、リチウムベースの化学的性質のバッテリパックを充電できる電池充電器を提供する。いくつかの構成およびいくつかの態様では、本発明は、異なる電池条件に基づいて実施される様々な充電モジュール（ｃｈａｒｇｉｎｇｍｏｄｕｌｅｓ）を有する電池充電器を提供する。いくつかの構成およびいくつかの態様では、本発明は、定電流パルス（ｐｕｌｓｅｓｏｆ ｃｏｎｓｔａｎｔ ｃｕｒｒｅｎｔ）を印加することによって、リチウムベースの電池を充電するための方法およびシステムを提供する。いくつかの電池特性に応じて、電池充電器によってパルス間の時間およびパルスの長さを増加または減少することができる。 The present invention provides a system and method for charging a battery. In some configurations and in some embodiments, the present invention provides a battery charger capable of fully charging various battery packs with different battery chemistries. In some configurations and in some embodiments, the present invention provides a battery charger capable of fully charging a lithium-based battery, such as a lithium cobalt battery, a lithium manganese battery, and a spinel type battery. In some configurations and in some embodiments, the present invention provides a battery charger capable of charging a battery pack of lithium-based chemistry at different nominal voltages or within different nominal voltage ranges. In some configurations and in some embodiments, the present invention provides battery chargers with various charging modules implemented under different battery conditions. In some configurations and in some embodiments, the present invention provides methods and systems for charging lithium-based batteries by applying a pulse of constant current. Depending on some battery characteristics, the battery charger can increase or decrease the time between pulses and the length of the pulse.

本発明の独自の特徴および独自の利点は、以下の詳細な説明、特許請求の範囲、および図面を検討すれば当業者には明らかであろう。 The unique features and unique advantages of the present invention will be apparent to those skilled in the art by examining the detailed description, claims and drawings below.

電池を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the battery. 図１に示した電池などの、電池を示す別の斜視図である。It is another perspective view which shows the battery, such as the battery shown in FIG. 図１に示した電池などの、電池充電器に電気的かつ物理的に接続されている電池を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the battery which is electrically and physically connected to the battery charger, such as the battery shown in FIG. 図３に示した電池と電池充電器などの、電池充電器に電気接続されている電池を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the battery which is electrically connected to the battery charger, such as the battery and the battery charger shown in FIG. 図３に示した電池充電器などの、本発明の態様を具現する電池充電器の動作を示す流れ図である。It is a flow chart which shows the operation of the battery charger which embodies the aspect of this invention, such as the battery charger shown in FIG. 図３に示した電池充電器などの、本発明の態様を具現する電池充電器の動作を示す流れ図である。It is a flow chart which shows the operation of the battery charger which embodies the aspect of this invention, such as the battery charger shown in FIG. 図３に示した電池充電器などの、本発明の態様を具現する電池充電器に実施可能な第１モジュールを示す流れ図である。It is a flow chart which shows the 1st module which can be implemented in the battery charger which embodies the aspect of this invention, such as the battery charger shown in FIG. 図３に示した電池充電器などの、本発明の態様を具現する電池充電器に実施可能な第２モジュールを示す流れ図である。It is a flow chart which shows the 2nd module which can be implemented in the battery charger which embodies the aspect of this invention, such as the battery charger shown in FIG. 図３に示した電池充電器などの、本発明の態様を具現する電池充電器に実施可能な第３モジュールを示す流れ図である。It is a flow chart which shows the 3rd module which can be implemented in the battery charger which embodies the aspect of this invention, such as the battery charger shown in FIG. 図３に示した電池充電器などの、本発明の態様を具現する電池充電器に実施可能な第４モジュールを示す流れ図である。It is a flow chart which shows the 4th module which can be implemented in the battery charger which embodies the aspect of this invention, such as the battery charger shown in FIG. 図３に示した電池充電器などの、本発明の態様を具現する電池充電器に実施可能な第５モジュールを示す流れ図である。FIG. 5 is a flow chart showing a fifth module that can be implemented in a battery charger that embodies the aspects of the present invention, such as the battery charger shown in FIG. 図３に示した電池充電器などの、本発明の態様を具現する電池充電器に実施可能な第６モジュールを示す流れ図である。FIG. 5 is a flow chart showing a sixth module that can be implemented in a battery charger that embodies the aspects of the present invention, such as the battery charger shown in FIG. 図３に示した電池充電器などの、本発明の態様を具現する電池充電器に実施可能な充電アルゴリズムを示す流れ図である。It is a flow chart which shows the charging algorithm which can be carried out with the battery charger which embodies the aspect of this invention, such as the battery charger shown in FIG. 電池充電器に電気接続されている電池を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the battery which is electrically connected to a battery charger. 電池の他の構成を示す図である。It is a figure which shows the other structure of a battery. 電池の他の構成を示す図である。It is a figure which shows the other structure of a battery. 図１、２、および１４Ａ〜Ｂに示した電池の１つなどの、電動工具に電気的かつ物理的に接続された電池を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a battery electrically and physically connected to a power tool, such as one of the batteries shown in FIGS. 1, 2 and 14A-B. 図１、２、および１４Ａ〜Ｂに示した電池の１つなどの、電動工具に電気的かつ物理的に接続された電池を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a battery electrically and physically connected to a power tool, such as one of the batteries shown in FIGS. 1, 2 and 14A-B. 電池に関する充電電流を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the charging current about a battery. 電池を示す別の回路図である。It is another circuit diagram which shows a battery. 電池充電器に接続された逆変換装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the inverse transformation device connected to the battery charger. 図１８の逆変換装置などの、電池充電器に接続されている逆変換装置を示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing an inverse conversion device connected to a battery charger, such as the inverse conversion device of FIG. 図１８の逆変換装置などの、電池充電器に接続されている逆変換装置を示す側面図である。It is a side view which shows the reverse conversion device connected to the battery charger, such as the reverse conversion device of FIG. 図１８の逆変換装置などの、電池充電器に接続されている逆変換装置を示す上面図である。It is a top view which shows the reverse conversion device connected to the battery charger, such as the reverse conversion device of FIG. 図１８の逆変換装置などの、電池充電器に接続されている逆変換装置を示す別の側面図である。It is another side view which shows the reverse conversion device connected to the battery charger, such as the reverse conversion device of FIG. 図１８の逆変換装置などの、電池充電器に接続されている逆変換装置を示す背面図である。It is a rear view which shows the reverse conversion device connected to the battery charger, such as the reverse conversion device of FIG. 図１８の逆変換装置などの、電池充電器に接続されている逆変換装置を示す別の斜視図である。It is another perspective view which shows the reverse conversion device connected to the battery charger, such as the reverse conversion device of FIG. 図１８の逆変換装置などの、電池充電器に接続されている逆変換装置を示すさらに別の斜視図である。It is still another perspective view which shows the reverse conversion device connected to the battery charger, such as the reverse conversion device of FIG. 図１８の逆変換装置などの、電池充電器に接続されている逆変換装置を示すさらに別の斜視図である。It is still another perspective view which shows the reverse conversion device connected to the battery charger, such as the reverse conversion device of FIG. 図１８の逆変換装置などの、電池充電器に接続されている逆変換装置を示すさらに別の斜視図である。It is still another perspective view which shows the reverse conversion device connected to the battery charger, such as the reverse conversion device of FIG. 電池に関する充電動作モジュールを示す流れ図である。It is a flow chart which shows the charge operation module about a battery. 電池に関する別の充電動作モジュールを示す流れ図である。It is a flow chart which shows another charge operation module about a battery. 電池に関する別の充電動作モジュールを示す流れ図である。It is a flow chart which shows another charge operation module about a battery. 電池に関するさらに別の充電動作モジュールを示す流れ図である。It is a flow chart which shows still another charge operation module about a battery. 電池に関するさらに別の充電動作モジュールを示す流れ図である。It is a flow chart which shows still another charge operation module about a battery. 電池に関するさらに別の充電動作モジュールを示す流れ図である。It is a flow chart which shows still another charge operation module about a battery. 電池に関するさらに別の充電動作モジュールを示す流れ図である。It is a flow chart which shows still another charge operation module about a battery. 電池に関するさらに別の充電動作モジュールを示す流れ図である。It is a flow chart which shows still another charge operation module about a battery. 電池に関するさらに別の充電動作モジュールを示す流れ図である。It is a flow chart which shows still another charge operation module about a battery. 電池に関するさらに別の充電動作モジュールを示す流れ図である。It is a flow chart which shows still another charge operation module about a battery. 電池に関するさらに別の充電動作モジュールを示す流れ図である。It is a flow chart which shows still another charge operation module about a battery. 電池に関する充電電流を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the charging current about a battery.

本発明の実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その応用例において、以下の説明に記載されかつ以下の図面に例示されている構成要素の構成および配置の細部に限定されないことを理解されたい。本発明は、他の実施形態が可能であり、かつ様々な方法で実施または実行可能である。同様に、本明細書に使用されている術語および用語は、説明目的であり、限定と見なすべきではないことを理解されたい。「含む」、「備える」、または「有する」、およびこれらの変形の使用は、以降に列挙されている要素およびその均等物ばかりでなく、追加的な要素も同様に包含しようとするものである。 Prior to explaining embodiments of the present invention in detail, it is noted that the present invention is not limited to the details of the configuration and arrangement of components described in the following description and illustrated in the following drawings in its application examples. I want to be understood. The present invention is possible in other embodiments and can be implemented or implemented in various ways. Similarly, it should be understood that the terminology and terms used herein are for explanatory purposes and should not be considered limiting. The use of "contains," "provides," or "has" these variants, and the use of these variants, seeks to include not only the elements listed below and their equivalents, but also additional elements as well. ..

バッテリパックまたは電池２０を図１および２に示す。この電池２０は、例えば、電動工具２５（図１５Ａ〜Ｂに示す）および／または電池充電器３０（図３および４に示す）などの１個または複数の電気装置に電力を伝達しかつそれから電力を受け取るように構成されている。いくつかの構成およびいくつかの態様では、電池２０は、例えば、鉛酸、ニッケルカドミウム（「ＮｉＣｄ」）、ニッケル水素（「ＮｉＭＨ」）、リチウム（「Ｌｉ」）、リチウムイオン（「Ｌ−ｉｏｎ」）、リチウムベースの別の化学的性質、または別の充電可能な電池化学的性質など、いずれかの化学的性質を有することができる。いくつかの構成およびいくつかの態様では、電池２０は、例えば、電動工具などの、高い電流放電率を有する電気装置に大きな放電電流を供給することができる。例示の構成では、電池２０は、リチウム、リチウムイオン、またはリチウムベースの別の化学的性質を有し、約２０Ａ以上の平均放電電流を供給する。例えば、例示の構成では、電池２０がリチウムコバルト（「Ｌｉ−Ｃｏ」）、リチウムマンガン（「Ｌｉ−Ｍｎ」）スピネル、またはＬｉ−Ｍｎニッケルの化学的性質を有することができる。 The battery pack or battery 20 is shown in FIGS. 1 and 2. The battery 20 transfers power to and / or powers one or more electrical devices such as, for example, a power tool 25 (shown in FIGS. 15A-B) and / or a battery charger 30 (shown in FIGS. 3 and 4). Is configured to receive. In some configurations and some embodiments, the battery 20 comprises, for example, lead acid, nickel cadmium (“NiCd”), nickel hydrogen (“NiMH”), lithium (“Li”), lithium ion (“L-ion”). ”), It can have any of the chemical properties, such as another lithium-based chemical property, or another rechargeable battery chemical property. In some configurations and some embodiments, the battery 20 can supply a large discharge current to an electrical device having a high current discharge rate, such as a power tool. In the illustrated configuration, the battery 20 has another lithium, lithium ion, or lithium based chemistry and supplies an average discharge current of about 20 A or greater. For example, in the illustrated configuration, the battery 20 can have the chemical properties of lithium cobalt (“Li-Co”), lithium manganese (“Li-Mn”) spinel, or Li-Mn nickel.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、電池２０は、例えば、約９．６Ｖから約５０Ｖの範囲にわたる公称電圧など、どの公称電圧をも有し得る。１つの構成（図１〜３参照）では、例えば、電池２０は約２１Ｖの公称電圧を有する。別の構成（図１４参照）では、電池２０は約２８Ｖの公称電圧を有する。他の構成では、電池２０は、別の公称電圧範囲内にある別の公称電圧を有し得ることを理解されたい。 In some configurations and some embodiments, the battery 20 may have any nominal voltage, for example, a nominal voltage ranging from about 9.6V to about 50V. In one configuration (see FIGS. 1-3), for example, the battery 20 has a nominal voltage of about 21V. In another configuration (see FIG. 14), the battery 20 has a nominal voltage of about 28V. It should be understood that in other configurations, the battery 20 may have another nominal voltage within another nominal voltage range.

電池２０は、端子支持体４０を設ける筐体３５を含む。電池２０は、端子支持体４０によって支持され、かつ電動工具２５および／または電池充電器３０などの電気装置に接続可能な１個または複数の電池端子をさらに含む。いくつかの構成、例えば、図４に例示する構成などでは、電池２０は、正の電池端子４５、負の電池端子５０、および検出電池端子５５を含む。いくつかの構成では、電池２０は図示の構成よりも多いまたは少ない端子を含む。 The battery 20 includes a housing 35 provided with a terminal support 40. The battery 20 further includes one or more battery terminals that are supported by the terminal support 40 and can be connected to an electrical device such as a power tool 25 and / or a battery charger 30. In some configurations, such as those illustrated in FIG. 4, the battery 20 includes a positive battery terminal 45, a negative battery terminal 50, and a detection battery terminal 55. In some configurations, the battery 20 includes more or fewer terminals than in the illustrated configuration.

電池２０は１個または複数の電池セル６０を有し、それぞれが化学的性質および公称電圧を有する。いくつかの構成では、電池２０は、リチウムイオンの電池化学的性質、約１８Ｖまたは２１Ｖの公称電圧を有し、かつ５個の電池セルを含む。いくつかの構成では、それぞれの電池セル６０がリチウムイオンの化学的性質を有し、かつそれぞれの電池セル６０が、例えば、約３．６Ｖまたは約４．２Ｖなどの同じ公称電圧を有する。 The battery 20 has one or more battery cells 60, each of which has chemical properties and a nominal voltage. In some configurations, the battery 20 has the battery chemistry of lithium ions, a nominal voltage of about 18V or 21V, and includes 5 battery cells. In some configurations, each battery cell 60 has the chemistry of lithium ions, and each battery cell 60 has the same nominal voltage, for example about 3.6V or about 4.2V.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、電池２０は、１個または複数の端子に電気接続された識別回路（ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔ）または素子を含む。いくつかの構成では、例えば、電池充電器３０（図３および４に示す）などの電気装置は、１個または複数の電池特性を確認するために、この識別回路または素子を「読み取ったり」または識別回路または素子に基づいて入力を受け取ったりすることになる。いくつかの構成では、このような電池特性には、例えば、電池２０の公称電圧、電池２０の温度、および／または電池２０の化学的性質が含まれ得る。 In some configurations and some embodiments, the battery 20 comprises an identification circuit or element electrically connected to one or more terminals. In some configurations, an electrical device, such as the battery charger 30 (shown in FIGS. 3 and 4), "reads" or "reads" this identification circuit or element to confirm the characteristics of one or more batteries. Inputs will be received based on the identification circuit or element. In some configurations, such battery characteristics may include, for example, the nominal voltage of the battery 20, the temperature of the battery 20, and / or the chemistry of the battery 20.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、電池２０は、制御装置、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、または１個もしくは複数の電池端子に電気接続されている制御器を含む。これらの制御器は、電池充電器３０などの電気装置に接続し、この装置に、例えば、電池２０の公称電圧、個々のセル電圧、電池２０の温度、および／または電池２０の化学的性質などの、１つまたは複数の電池特性または条件に関する情報を提供する。いくつかの構成、例えば、図４に例示する構成では、電池２０は、マイクロプロセッサまたは制御器６４を有する識別回路６２を含む。 In some configurations and some embodiments, the battery 20 includes a controller, a microcontroller, a microprocessor, or a controller that is electrically connected to one or more battery terminals. These controllers connect to an electrical device such as the battery charger 30, which can be used, for example, with the nominal voltage of the battery 20, the individual cell voltage, the temperature of the battery 20, and / or the chemical properties of the battery 20. Provides information about one or more battery characteristics or conditions. In some configurations, eg, the configuration illustrated in FIG. 4, the battery 20 includes an identification circuit 62 with a microprocessor or controller 64.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、電池２０は、温度検出素子またはサーミスタ（ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ）を含む。このサーミスタは、１個または複数の電池セルの温度または電池２０全体の温度を検出するために、電池２０の内部に構成されかつ位置決めされている。いくつかの構成、例えば、図４に例示する構成では、電池２０がサーミスタ６６を含む。例示の構成では、サーミスタ６６は識別回路６２の中に含まれる。 In some configurations and in some embodiments, the battery 20 includes a temperature sensing element or a thermistor. The thermistor is configured and positioned inside the battery 20 to detect the temperature of one or more battery cells or the temperature of the entire battery 20. In some configurations, eg, the configuration illustrated in FIG. 4, the battery 20 includes a thermistor 66. In the illustrated configuration, the thermistor 66 is included in the identification circuit 62.

図３および４に示すように、電池２０はまた、電池充電器３０などの電気装置に接続するように構成されている。いくつかの構成では、電池充電器３０は筐体７０を含む。この筐体７０は、電池２０を接続する接続部７５を設ける。この接続部７５は、電池２０を電池充電器３０に電気接続するための１個または複数の電気装置端子を含む。電池充電器３０の中に含まれる端子は、電池２０の中に含まれている端子と対合し、電力および情報の授受を電池２０と行うように構成されている。 As shown in FIGS. 3 and 4, the battery 20 is also configured to be connected to an electrical device such as a battery charger 30. In some configurations, the battery charger 30 includes a housing 70. The housing 70 is provided with a connection portion 75 for connecting the battery 20. The connection 75 includes one or more electrical device terminals for electrically connecting the battery 20 to the battery charger 30. The terminal included in the battery charger 30 is configured to be paired with the terminal contained in the battery 20 so that power and information are exchanged with the battery 20.

いくつかの構成、例えば、図４に例示する構成では、電池充電器３０は、正の端子８０、負の端子８５、および検出端子９０を含む。いくつかの構成では、電池充電器３０の正の端子８０は、正の電池端子４５と対合するように構成されている。いくつかの構成では、電池充電器３０の負の端子８５と検出端子９０は、負の電池端子５０と検出電池端子５５にそれぞれに対合するように構成されている。 In some configurations, eg, the configuration illustrated in FIG. 4, the battery charger 30 includes a positive terminal 80, a negative terminal 85, and a detection terminal 90. In some configurations, the positive terminal 80 of the battery charger 30 is configured to pair with the positive battery terminal 45. In some configurations, the negative terminal 85 and the detection terminal 90 of the battery charger 30 are configured to face the negative battery terminal 50 and the detection battery terminal 55, respectively.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、電池充電器３０は充電回路９５も含む。いくつかの構成では、この充電回路９５は、制御装置、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、または制御器１００を含む。制御器１００は、電池２０と電池充電器３０の間における電力の伝達を制御する。いくつかの構成では、制御器１００は、電池２０と電池充電器３０の間における情報の伝達を制御する。いくつかの構成では、制御器１００は、電池２０から受け取った信号に基づいて、電池２０の１つまたは複数の特性もしくは条件を識別しかつ／または確認する。制御器１００は、電池２０の識別特性に基づいて充電器３０の動作を制御することもできる。 In some configurations and some embodiments, the battery charger 30 also includes a charging circuit 95. In some configurations, the charging circuit 95 includes a controller, a microcontroller, a microprocessor, or a controller 100. The controller 100 controls the transmission of electric power between the battery 20 and the battery charger 30. In some configurations, the controller 100 controls the transmission of information between the battery 20 and the battery charger 30. In some configurations, the controller 100 identifies and / or confirms one or more characteristics or conditions of the battery 20 based on the signal received from the battery 20. The controller 100 can also control the operation of the charger 30 based on the identification characteristics of the battery 20.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、制御器１００は、タイマ、バックアップタイマ、計数器を含み、かつ／または様々なタイミングおよび計数機能を実行することができる。タイマ、バックアップタイマ、および計数器は、様々な充電段階および／またはモジュールの間に使用されかつ制御器１００によって制御される。タイマ、バックアップタ
イマ、および計数器については以下で論じる。 In some configurations and some embodiments, the controller 100 includes a timer, a backup timer, a counter, and / or can perform various timing and counting functions. Timers, backup timers, and counters are used during various charging stages and / or modules and are controlled by the controller 100. Timers, backup timers, and counters are discussed below.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、電池充電器３０は表示器または指示器１１０を含む。この指示器１１０は、使用者に電池充電器３０の状態を知らせる。いくつかの構成では、指示器１１０は、動作時に開始および／または完了する、様々な充電段階、充電モード、または充電モジュールを使用者に知らせることができる。いくつかの構成では、指示器１１０は、第１の発光ダイオード（「ＬＥＤ」）１１５および第２のＬＥＤ１２０を含む。例示の構成では、第１のＬＥＤ１１５および第２のＬＥＤ１２０は、異なる色のＬＥＤである。例えば、第１のＬＥＤ１１５が赤色ＬＥＤであり、第２のＬＥＤ１２０が緑色ＬＥＤである。いくつかの構成では、制御器１００は指示器１１０を作動しかつ制御する。いくつかの構成では、指示器１１０は、筐体７０上に位置決めされるか、または指示器１１０が使用者に見えるように筐体７０の中に含まれている。表示器は、充電率、残り時間等々を表示する指示器を含むこともできる。いくつかの構成では、表示器または指示器１１０は、電池２０上に残量計（ｆｕｅｌｇａｕｇｅ）を含むことができる。 In some configurations and some embodiments, the battery charger 30 includes an indicator or indicator 110. The indicator 110 informs the user of the state of the battery charger 30. In some configurations, the indicator 110 can inform the user of various charging stages, charging modes, or charging modules that start and / or complete during operation. In some configurations, the indicator 110 includes a first light emitting diode (“LED”) 115 and a second LED 120. In the illustrated configuration, the first LED 115 and the second LED 120 are LEDs of different colors. For example, the first LED 115 is a red LED and the second LED 120 is a green LED. In some configurations, the controller 100 operates and controls the indicator 110. In some configurations, the indicator 110 is positioned on the housing 70 or is included in the housing 70 so that the indicator 110 is visible to the user. The display can also include an indicator that displays the charge rate, remaining time, and so on. In some configurations, the indicator or indicator 110 may include a fuel gauge on the battery 20.

電池充電器３０は、電源１３０から電力の入力を受け取るようになされている。いくつかの構成では、電源１３０は、交流約１２０Ｖ、６０Ｈｚの信号である。他の構成では、電源１３０は約２４０Ｖの交流信号である。他の構成では、電源１３０は、例えば、定電流の電源である。これらの構成では、電源１３０は、車両のジャック（例えば、車両のバッテリ）から受け取った直流信号などの直流１２Ｖ信号を含むことができる。 The battery charger 30 is adapted to receive power input from the power source 130. In some configurations, the power supply 130 is an AC about 120V, 60Hz signal. In other configurations, the power supply 130 is an AC signal of about 240V. In other configurations, the power supply 130 is, for example, a constant current power supply. In these configurations, the power supply 130 can include a DC 12V signal, such as a DC signal received from a vehicle jack (eg, vehicle battery).

例示の構成では、電池充電器３０は、交流電源から電力の入力を受け取る。直流電源で使用するためには、使用者は、図１８〜２７に示す逆変換装置（ｐｏｗｅｒｉｎｖｅｒｔｅｒ）２１４０に電池充電器３０を接続することができる。これらの構成では、逆変換装置２１４０は、直流信号（すなわち、車両の直流アウトレットからの直流１２Ｖ信号）などの第１の信号から、交流信号（すなわち、交流１２０Ｖ信号）などの第２の信号に変換する。 In the exemplary configuration, the battery charger 30 receives power input from an AC power source. For use with a DC power source, the user can connect the battery charger 30 to the reverse converter 2140 shown in FIGS. 18-27. In these configurations, the inverse converter 2140 changes from a first signal, such as a DC signal (ie, a DC 12V signal from a vehicle's DC outlet), to a second signal, such as an AC signal (ie, an AC 120V signal). Convert.

図１８〜２６に示すように、逆変換装置２１４０は筐体２１４５を含む。例示の構成では、筐体２１４５は、第１端部２１４６、第２端部２１４７、第１側面２１４８、および第２側面２１４９を含む。筐体２１４５は、底部表面２１５２および上部表面２１５４も含む。他の構成では、筐体２１４５は、図示かつ説明したものよりも多いまたは少ない表面、側面、および端部を含むことができる。 As shown in FIGS. 18 to 26, the inverse conversion device 2140 includes a housing 2145. In the illustrated configuration, the housing 2145 includes a first end 2146, a second end 2147, a first side surface 2148, and a second side surface 2149. The housing 2145 also includes a bottom surface 2152 and an top surface 2154. In other configurations, the housing 2145 may include more or less surfaces, sides, and edges than those shown and described.

１つの構成では、上部表面２１５４は、電池充電器３０を配置するための領域となり得る。例示の構成では、上部表面２１５４は、電池充電器３０と実質的に同じ幅と長さである。他の構成では、上部表面２１５４は、電池充電器３０の幅と長さよりも大きい場合もまたは小さい場合もあり得る。他の構成では、上部表面２１５４は、電池充電器３０を逆変換装置２１４０に固定するための固定機構（図示せず）を含むことができる。さらに他の構成では、筐体２１４５の別の部分が電池充電器３０を逆変換装置２１４０に固定するための固定機構を含むことができる。 In one configuration, the upper surface 2154 can be an area for arranging the battery charger 30. In the illustrated configuration, the top surface 2154 is substantially the same width and length as the battery charger 30. In other configurations, the top surface 2154 may be larger or smaller than the width and length of the battery charger 30. In other configurations, the top surface 2154 may include a fixing mechanism (not shown) for fixing the battery charger 30 to the inverse converter 2140. In yet another configuration, another portion of the housing 2145 may include a fixing mechanism for fixing the battery charger 30 to the inverse converter 2140.

逆変換装置２１４０は、第１電力信号（すなわち、直流電力信号）を受け取る入力端子２１５９も含む。いくつかの構成では、入力端子２１５９はコード２１６０および入力コネクタ２１６５を含む。例示の構成では、入力コネクタ２１６５は、車両の直流アウトレットから直流信号を受け取るための直流１２Ｖ入力プラグを含む。 The inverse converter 2140 also includes an input terminal 2159 that receives a first power signal (ie, a DC power signal). In some configurations, the input terminal 2159 includes a cord 2160 and an input connector 2165. In the illustrated configuration, the input connector 2165 includes a DC 12V input plug for receiving a DC signal from the vehicle's DC outlet.

逆変換装置２１４０は、第２電力信号（すなわち、交流電力信号）を送出するための変換出力端子２１７０も含む。例示では、変換出力端子２１７０は、３線式直ブレードアウトレット２１７０などの交流アウトレットを含む。図１８に示すように、アウトレット２
１７０はコード巻き２１５５上に位置決めされている。 The inverse conversion device 2140 also includes a conversion output terminal 2170 for transmitting a second power signal (that is, an AC power signal). In the illustration, the conversion output terminal 2170 includes an AC outlet such as a 3-wire straight blade outlet 2170. Outlet 2 as shown in FIG.
170 is positioned on the cord winding 2155.

いくつかの構成では、逆変換装置２１４０はコード巻き２１５５を含むことができる。このコード巻き２１５５は、電池充電器３０のコード２１５６を収納かつ固定することができる。例示の構成では、筐体２１４５の第２端部２１４７中の溝２１５８がコード巻き２１５５を形成する。 In some configurations, the inverse converter 2140 can include cord winding 2155. The cord winding 2155 can store and fix the cord 2156 of the battery charger 30. In the illustrated configuration, the grooves 2158 in the second end 2147 of the housing 2145 form the cord winding 2155.

いくつかの構成では、逆変換装置２１４０は第２出力端子２１８０を含むことができる。例示の構成では、第２出力端子２１８０は筐体２１４５の第１端部２１４６上に位置決めされ、第２（変換）電力信号を送出するように動作可能である。他の構成では、出力端子２１８０は第１電力信号（すなわち、直流信号）を送出することができる。他の構成では、逆変換装置２１４０は、第１電力信号または第２電力信号を送出する追加的な出力端子２１８０を含むことができる。さらに他の構成では、逆変換装置２１４０は、第２アウトレット２１８０の組合せ、すなわち、第１電力信号を送出する少なくとも１つのアウトレットと、第２電力信号を送出する別の少なくとも１つのアウトレットを含むことができる。 In some configurations, the inverse converter 2140 may include a second output terminal 2180. In the illustrated configuration, the second output terminal 2180 is positioned on the first end 2146 of the housing 2145 and can operate to deliver a second (converted) power signal. In other configurations, the output terminal 2180 can deliver a first power signal (ie, a DC signal). In other configurations, the inverse converter 2140 may include an additional output terminal 2180 that delivers a first power signal or a second power signal. In yet another configuration, the inverse converter 2140 comprises a combination of second outlets 2180, i.e., at least one outlet that delivers a first power signal and at least one other outlet that delivers a second power signal. Can be done.

いくつかの構成では、逆変換装置２１４０は、変換出力端子２１７０を介して電力の出力を制御するスイッチ２１８５を含むことができる。このスイッチ２１８５は、逆変換装置２１４０が変換出力端子２１７０を介して電力を分給するように動作可能なオン位置（逆変換装置２１４０が第１電力信号を受け取っているとき）と、逆変換装置２１４０が変換出力端子２１７０を介して電力を分給するように動作可能ではないオフ位置を含むことができる。スイッチ２１８５の位置は、例えば、図２３〜２６に示す第１のＬＥＤ２１８８と第２のＬＥＤ２１８９など、１つまたは複数のＬＥＤによって使用者に知らせることができる。例示の構成では、第１のＬＥＤ２１８８および第２のＬＥＤ２１８９は、筐体２１４５の第１端部２１４６上に位置する。１つの構成では、第１のＬＥＤ２１８８は赤色ＬＥＤであり、逆変換装置２１４０が変換出力端子２１７０を介して電力を供給するように動作可能ではないことを示し、第２のＬＥＤ２１８９は緑色ＬＥＤであり、逆変換装置２１４０が変換出力端子２１７０を介して電力を供給するように動作可能であることを示す。他の構成では、スイッチ２１８５は第２出力端子２１８０の出力を制御することができる。さらに他の構成では、逆変換装置２１４０は、それぞれの出力端子またはアウトレット２１７０、２１８０のためのスイッチ２１８５を含む。 In some configurations, the inverse converter 2140 may include a switch 2185 that controls the output of power via the transform output terminal 2170. The switch 2185 has an on-position (when the inverse conversion device 2140 receives the first power signal) capable of operating so that the inverse conversion device 2140 distributes power via the conversion output terminal 2170, and an inverse conversion device. It can include off positions where the 2140 is not operational to distribute power through the conversion output terminal 2170. The position of the switch 2185 can be notified to the user by one or more LEDs, for example, the first LED 2188 and the second LED 2189 shown in FIGS. 23-26. In the illustrated configuration, the first LED2188 and the second LED2189 are located on the first end 2146 of the housing 2145. In one configuration, the first LED 2188 is a red LED, indicating that the inverse converter 2140 is not operational to supply power via the conversion output terminal 2170, and the second LED 2189 is a green LED. , Indicates that the inverse conversion device 2140 can operate to supply power via the conversion output terminal 2170. In other configurations, the switch 2185 can control the output of the second output terminal 2180. In yet another configuration, the inverse converter 2140 includes a switch 2185 for each output terminal or outlet 2170, 2180.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、電池充電器３０は、以下に説明するように、異なる電池化学的性質および異なる公称電圧を有する様々な充電式電池を充電することができる。例えば、典型的な１つの実施では、電池充電器３０は、ニッケルカドミウムの電池化学的性質および約１４．４Ｖの公称電圧を有する第１電池、リチウムイオンの電池化学的性質および約１８Ｖの公称電圧を有する第２電池、ならびにリチウムイオンの電池化学的性質および約２８Ｖの公称電圧を有する第３電池を充電することができる。別の典型的な実施では、電池充電器３０は、約２１Ｖの公称電圧を有する第１のリチウムイオン電池と、約２８Ｖの公称電圧を有する第２のリチウムイオン電池を充電することができる。このような典型的な実施では、電池充電器３０は、以下に論じるように、それぞれの電池２０の公称電圧を識別し、それに応じて、いくつかの閾値をスケーリングしたり、または電池の公称電圧にしたがって電圧読取り値もしくは計測値（充電時に計測される）を変更したりすることができる。 In some configurations and in some embodiments, the battery charger 30 can charge a variety of rechargeable batteries with different battery chemistries and different nominal voltages, as described below. For example, in one typical practice, the battery charger 30 has a battery chemical property of nickel cadmium and a first battery having a nominal voltage of about 14.4 V, a battery chemical property of lithium ion and a nominal voltage of about 18 V. A second battery having the above, and a third battery having the battery chemical properties of lithium ion and a nominal voltage of about 28V can be charged. In another typical embodiment, the battery charger 30 can charge a first lithium-ion battery having a nominal voltage of about 21 V and a second lithium-ion battery having a nominal voltage of about 28 V. In such a typical practice, the battery charger 30 identifies the nominal voltage of each battery 20 and scales some thresholds accordingly, or the nominal voltage of the battery, as discussed below. The voltage reading value or the measured value (measured at the time of charging) can be changed according to the above.

いくつかの構成では、電池充電器３０は、電池２０に含まれている識別素子を「読み取る」ことによって、または例えば、電池のマイクロプロセッサもしくは制御器からの信号を受け取ることによって、電池２０の公称電圧を識別することができる。いくつかの構成では、電池充電器３０は、充電器３０が識別可能な様々な電池２０に関する許容公称電圧
の範囲を含むことができる。いくつかの構成では、許容公称電圧の範囲が約８Ｖから約５０Ｖの幅を有し得る。他の構成では、許容公称電圧の範囲が約１２Ｖから約２８Ｖの幅を含み得る。他の構成では、電池充電器３０は約１２Ｖ以上の公称電圧を識別することが可能である。同様に他の構成では、電池充電器３０が約３０Ｖ以下の公称電圧を識別することが可能である。 In some configurations, the battery charger 30 is nominally battery 20 by "reading" an identifying element contained in the battery 20, or, for example, by receiving a signal from the microprocessor or controller of the battery. The voltage can be identified. In some configurations, the battery charger 30 can include a range of permissible nominal voltages for the various batteries 20 that the charger 30 can identify. In some configurations, the allowable nominal voltage range can range from about 8V to about 50V. In other configurations, the range of permissible nominal voltage may range from about 12V to about 28V. In other configurations, the battery charger 30 is capable of identifying a nominal voltage of about 12 V or higher. Similarly, in other configurations, the battery charger 30 can identify a nominal voltage of about 30 V or less.

他の構成では、電池充電器３０は、電池２０の公称電圧を含む値域を識別することができる。電池充電器３０は、例えば、第１電池２０が約１８Ｖの公称電圧を有することを識別するのではなく、第１電池２０の公称電圧が、例えば、約１８Ｖから約２２Ｖ、または約１６Ｖから約２４Ｖまでの範囲内にあることを識別することができる。他の構成では、電池充電器３０は、例えば、電池セルの数、電池化学的性質等々のような、他の電池特性を識別することも可能である。 In other configurations, the battery charger 30 can identify a range that includes the nominal voltage of the battery 20. The battery charger 30 does not identify, for example, that the first battery 20 has a nominal voltage of about 18V, but the nominal voltage of the first battery 20, for example, is from about 18V to about 22V, or from about 16V to about. It can be identified that it is in the range up to 24V. In other configurations, the battery charger 30 can also identify other battery characteristics, such as, for example, the number of battery cells, battery chemistry, and so on.

他の構成では、充電器３０は、電池２０の任意の公称電圧を識別することができる。これらの構成では、充電器３０は、電池２０の公称電圧にしたがっていくつかの閾値を調整またはスケーリングすることによって任意の公称電圧の電池２０を充電することが可能である。これらの構成ではまた、それぞれの電池２０が、公称電圧に関係なく、ほぼ同じ時間量の間に、ほぼ同じ振幅の充電電流を受け取ることができる（例えば、それぞれの電池２０がほぼ完全に放電される場合）。電池充電器３０は、充電されている電池２０の公称電圧にしたがって、閾値の調整もしくはスケーリング（下で論じる）、または計測値の調整もしくはスケーリングが可能である。 In other configurations, the charger 30 can identify any nominal voltage of the battery 20. In these configurations, the charger 30 can charge the battery 20 at any nominal voltage by adjusting or scaling some thresholds according to the nominal voltage of the battery 20. In these configurations, each battery 20 can also receive a charging current of approximately the same amplitude for approximately the same amount of time, regardless of the nominal voltage (eg, each battery 20 is almost completely discharged. If). The battery charger 30 can adjust or scale the threshold value (discussed below), or adjust or scale the measured value according to the nominal voltage of the charged battery 20.

例えば、電池充電器３０は、約２１Ｖの公称電圧と５個の電池セルを有する第１の電池を識別可能である。充電全体を通して、電池充電器３０は、１セル当たりの計測値を入手するために、この充電器３０が標本抽出するすべての計測値（例えば、電池電圧）を変更する。すなわち、充電器３０は、セルのおよその平均電圧を入手するために、すべての電池電圧の計測値を５（例えば、５個のセルの場合）で除する。したがって、電池充電器３０に含まれるすべての閾値は、１セル当たりの計測値に相関し得る。また、電池充電器３０は、約２８Ｖの公称電圧および７個の電池セルを有する第２の電池を識別することが可能である。第１の電池での動作と同様に、電池充電器３０は、１セル当たりの計測値を入手するために、すべての電圧計測値を変更する。この場合も、電池充電器３０に含まれているすべての閾値が１セル当たりの計測値に相関し得る。この例では、電池充電器３０は、同じ閾値を使用して第１および第２の電池に対する充電を監視しかつ終了することが可能であり、この電池充電器３０は、公称電圧の範囲全体にわたって数多くの電池を充電できるようになる。 For example, the battery charger 30 can identify a first battery having a nominal voltage of about 21 V and five battery cells. Throughout charging, the battery charger 30 modifies all measurements (eg, battery voltage) sampled by the charger 30 in order to obtain measurements per cell. That is, the charger 30 divides all battery voltage measurements by 5 (eg, for 5 cells) in order to obtain an approximate average voltage of the cells. Therefore, all thresholds contained in the battery charger 30 can correlate with the measured values per cell. The battery charger 30 is also capable of identifying a second battery having a nominal voltage of about 28 V and seven battery cells. Similar to the operation with the first battery, the battery charger 30 changes all the voltage measurements in order to obtain the measurements per cell. Again, all thresholds contained in the battery charger 30 can correlate with the measured values per cell. In this example, the battery charger 30 can monitor and terminate the charge to the first and second batteries using the same threshold, which battery charger 30 covers the entire nominal voltage range. You will be able to charge a large number of batteries.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、電池充電器３０は、電池２０を充電する充電方式または方法が電池２０の温度を基本とする。１つの構成では、電池充電器３０は、電池２０の温度を周期的に検出または監視しながら、充電電流を電池２０に供給する。電池２０がマイクロプロセッサまたは制御器を備えていなければ、電池充電器３０は、既定期間の後に、サーミスタ６６の抵抗を周期的に計測する。電池２０が、制御器６４などのマイクロプロセッサまたは制御器を備えていれば、電池充電器３０は、１）電池温度を周期的に計測するために、および／または電池温度が１つまたは複数の適正動作範囲の外にあるかどうかを周期的に計測するために、制御器６４に問合わせを行うか、または２）以下に論じるように、制御器６４から、電池温度が適正動作範囲内外にあることを示す信号を受け取るために待機する。 In some configurations and some embodiments, the battery charger 30 is based on the temperature of the battery 20 as the charging method or method of charging the battery 20. In one configuration, the battery charger 30 supplies the charging current to the battery 20 while periodically detecting or monitoring the temperature of the battery 20. If the battery 20 is not equipped with a microprocessor or controller, the battery charger 30 periodically measures the resistance of the thermistor 66 after a predetermined period of time. If the battery 20 comprises a microprocessor such as a controller 64 or a controller, the battery charger 30 1) for periodically measuring the battery temperature and / or having one or more battery temperatures. Inquire the controller 64 to periodically measure whether it is outside the proper operating range, or 2) from the controller 64, the battery temperature is within or outside the proper operating range, as discussed below. Wait to receive a signal indicating that there is.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、電池充電器３０は、電池２０を充電する充電方式または方法が電池２０の現在の電圧を基本とする。いくつかの構成では、電池充電器３０は、以下に論じるように、電流が電池２０に供給されている、かつ／または電流が
供給されていない既定期間の後に、電池電圧を周期的に検出または監視しながら、充電電流を電池２０に供給する。いくつかの構成では、電池充電器３０は、電池２０を充電する充電方式または方法が電池２０の温度と電圧の両方を基本とする。また、充電方式は個々のセル電圧に基づき得る。 In some configurations and some embodiments, the battery charger 30 is based on the current voltage of the battery 20 in a charging method or method of charging the battery 20. In some configurations, the battery charger 30 periodically detects or detects the battery voltage after a predetermined period of time when current is and / or is not supplied to the battery 20, as discussed below. While monitoring, the charging current is supplied to the battery 20. In some configurations, the battery charger 30 is based on a charging method or method of charging the battery 20 based on both the temperature and voltage of the battery 20. Also, the charging method may be based on individual cell voltages.

一旦、電池温度および／または電池電圧が既定の閾値を超えるか、または適正な動作範囲外にあれば、電池充電器３０は充電電流を中断する。電池充電器３０は、電池温度／電圧を周期的に検出または監視を続行するか、または電池温度／電圧が適正動作範囲内にあることを示す信号を制御器６４から受け取るために待機する。電池温度／電圧が適正動作範囲内にあるとき、電池充電器３０は、電池２０に対する充電電流の供給を再開することができる。電池充電器３０は、電池温度／電圧を監視し続け、かつ検出した電池温度／電圧に基づいて充電電流の中断と再開を続行する。いくつかの構成では、既定期間の後にまたは電池容量が既定の閾値に達するとき、電池充電器３０は充電を終了する。他の構成では、電池２０を電池充電器３０から脱着するときに充電が終了する。 Once the battery temperature and / or battery voltage exceeds a predetermined threshold or is out of the proper operating range, the battery charger 30 interrupts the charging current. The battery charger 30 periodically continues to detect or monitor the battery temperature / voltage, or waits to receive a signal from the controller 64 indicating that the battery temperature / voltage is within the proper operating range. When the battery temperature / voltage is within the proper operating range, the battery charger 30 can resume supplying the charging current to the battery 20. The battery charger 30 continues to monitor the battery temperature / voltage and continues to suspend and resume the charging current based on the detected battery temperature / voltage. In some configurations, the battery charger 30 terminates charging after a predetermined period of time or when the battery capacity reaches a predetermined threshold. In another configuration, charging ends when the battery 20 is attached to and detached from the battery charger 30.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、電池充電器３０は、電池２０などの、異なる化学的性質および／または公称電圧を有する様々な電池を充電するための動作方法を含む。このような充電動作２００の一例を図５ａおよび５ｂに例示する。いくつかの構成およびいくつかの態様では、電池充電器３０は、Ｌｉ−Ｃｏの化学的性質、Ｌｉ−Ｍｎスピネルの化学的性質、Ｌｉ−Ｍｎニッケルの化学的性質等々のようなリチウムベースの電池を充電するための動作方法を含む。いくつかの構成およびいくつかの態様では、充電動作２００は、異なる電池条件および／または電池特性に応答して、異なる機能を実行するための様々なモジュールを含む。 In some configurations and in some embodiments, the battery charger 30 includes a method of operation for charging various batteries with different chemical properties and / or nominal voltages, such as the battery 20. An example of such a charging operation 200 is illustrated in FIGS. 5a and 5b. In some configurations and in some embodiments, the battery charger 30 is a lithium-based battery such as Li-Co chemical properties, Li-Mn spinel chemical properties, Li-Mn nickel chemical properties, and so on. Includes operating methods for charging the battery. In some configurations and in some embodiments, the charging operation 200 includes various modules for performing different functions in response to different battery conditions and / or battery characteristics.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、充電動作２００の方法は、異常なおよび／または通常の電池条件に基づいて充電を中断するためのモジュールを含む。いくつかの構成では、充電動作２００は、図６の流れ図２０５に例示する不良パックモジュール（ｄｅｆｅｃｔｉｖｅｐａｃｋ ｍｏｄｕｌｅ）などの不良パックモジュール、および／または
図７の流れ図２１０に例示する温度範囲外モジュール（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｏｕｔ−ｏｆ−ｒａｎｇｅ ｍｏｄｕｌｅ）などの温度範囲外モジュールを含む。いくつかの構成
では、電池充電器３０は、異常な電池電圧、異常なセル電圧、および／または異常な電池容量に基づいて充電を終了するために、不良パックモジュール２０５に入る。いくつかの構成では、電池充電器３０は、異常な電池温度ならびに／または１つもしくは複数の異常な電池セル温度に基づいて充電を終了するために、温度範囲外モジュール２１０に入る。いくつかの構成では、充電動作２００は、以上および以下に論じる条件よりも多いかまたは少ない電池条件に基づいて充電を終了する、以上および以下に論じるモジュールよりも多いかまたは少ないモジュールを含む。充電動作と充電モジュールの他の構成を図２８〜３８に示す。 In some configurations and in some embodiments, the method of charging operation 200 includes a module for interrupting charging based on abnormal and / or normal battery conditions. In some configurations, the charging operation 200 is a defective pack module, such as the defective pack module illustrated in FIG. 205, and / or a temperature out-of-temperature module exemplified in flow FIG. 210 of FIG. Includes out-of-temperature modules such as of-range module). In some configurations, the battery charger 30 enters the defective pack module 205 to terminate charging based on abnormal battery voltage, abnormal cell voltage, and / or abnormal battery capacity. In some configurations, the battery charger 30 enters the out-of-temperature module 210 to terminate charging based on an abnormal battery temperature and / or one or more abnormal battery cell temperatures. In some configurations, the charging operation 200 includes more or less modules than the modules discussed above and below, which terminate charging based on more or less battery conditions than those discussed above and below. The charging operation and other configurations of the charging module are shown in FIGS. 28-38.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、充電動作２００は、様々な電池条件に基づいて電池２０を充電するための様々なモードまたはモジュールを含む。いくつかの構成では、充電動作２００は、図８の流れ図２１５に例示する細流充電モジュール（ｔｒｉｃｋｌｅｃｈａｒｇｅ ｍｏｄｕｌｅ）のような細流充電モジュール、図９の流れ図２２０に
例示する段階充電モジュール（ｓｔｅｐｃｈａｒｇｅ ｍｏｄｕｌｅ）のような段階充電
モジュール、図１０の流れ図２２５に例示する急速充電モジュール（ｆａｓｔｃｈａｒｇｅ ｍｏｄｕｌｅ）のような急速充電モジュール、および／または図１１の流れ図２３０
に例示する維持モジュールのような維持充電モジュール（ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｃｈａｒｇｅ ｍｏｄｕｌｅ）を含む。 In some configurations and some embodiments, the charging operation 200 includes various modes or modules for charging the battery 20 based on different battery conditions. In some configurations, the charging operation 200 is like a trickle charging module such as the tricklecharge module illustrated in FIG. 215 and a step charging module illustrated in flow FIG. 220 of FIG. Stage charging module, flow of FIG. 10 Fast charging module such as the fast charge module illustrated in FIG. 225, and / or flow of FIG.
Includes a maintenance charge module, such as the maintenance module illustrated in.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、それぞれの充電モジュール２１５〜２３０
が、一定の電池温度範囲、一定の電池電圧範囲、および／または一定の電池容量範囲に基づいて、充電動作２００時に、制御器１００によって選択される。いくつかの構成では、それぞれのモジュール２１５〜２３０が、表１に示す電池特性に基づいて制御器１００によって選択される。いくつかの構成では、「電池温度」または「電池の温度」という条件は、全体として計測した電池（すなわち、電池セル、電池構成要素等々）の温度、および／または個々にもしくは集合的に計測した電池セルの温度を包含することができる。いくつかの構成では、以下に論じるように、それぞれの充電モジュール２１５〜２３０は、例えば、完全充電電流（ｆｕｌｌｃｈａｒｇｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ）のような同じ基本的な充電方式または充電アルゴリズム（ｃｈａｒｇｉｎｇ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）に基づき得る
。 In some configurations and in some embodiments, the respective charging modules 215-230
Is selected by the controller 100 at 200 charging operations based on a constant battery temperature range, a constant battery voltage range, and / or a constant battery capacity range. In some configurations, each module 215-230 is selected by the controller 100 based on the battery characteristics shown in Table 1. In some configurations, the condition "battery temperature" or "battery temperature" was measured as a whole, the temperature of the battery (ie, battery cells, battery components, etc.) and / or individually or collectively. It can include the temperature of the battery cell. In some configurations, each charging module 215-230 may be based on the same basic charging scheme or charging algorithm, such as, for example, full charge current, as discussed below.

Figure 0006913117
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いくつかの構成およびいくつかの態様では、細流充電モジュール２１５の間に、電池２０に印加される充電電流は、電池２０に、第１期間の間、例えば、１０秒間、完全充電電流（例えば、「Ｉ」）を印加し、次いで第２期間の間、例えば、５０秒間、完全充電電流を一時停止することを含む。いくつかの構成では、完全充電電流は、ほぼ既定の振幅にある充電電流のパルスである。いくつかの構成では、電池充電器３０は、電池電圧が第１の既定電圧閾値Ｖ１よりも低ければ、細流充電モジュール２１５にのみ入る。 In some configurations and in some embodiments, the charging current applied to the battery 20 during the trickle charging module 215 is a full charging current (eg, for example) to the battery 20 during the first period, eg, 10 seconds. "I") is applied and then the full charge current is paused for a second period, eg, 50 seconds. In some configurations, the full charge current is a pulse of charge current that is approximately in a predetermined amplitude. In some configurations, the battery charger 30 enters only the trickle charging module 215 if the battery voltage is lower than the first default voltage threshold V1.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、急速充電モジュール２２５の間に、電池２０に印加される充電電流は、第１期間、例えば、１秒間、電池２０に完全充電電流を印加し、次いで第２期間、例えば、５０ミリ秒の間、完全充電電流を一時停止することを含む。いくつかの構成では、制御器１００は、バックアップタイマを第１の既定制限時間、例えば、約２時間などに設定する。これらの構成では、電池充電器３０は、電池の損傷を回避するために、既定制限時間の間は急速充電モジュール２２５を実行しない。他の構成では、電池充電器３０は、既定制限時間が切れると終了する（例えば、充電を中止する）。 In some configurations and some embodiments, the charging current applied to the battery 20 during the fast charging module 225 applies a full charging current to the battery 20 for a first period, eg, 1 second, and then a second. Includes suspending the full charge current for two periods, eg, 50 ms. In some configurations, the controller 100 sets the backup timer to a first default time limit, such as about 2 hours. In these configurations, the battery charger 30 does not run the quick charge module 225 for a predetermined time limit to avoid battery damage. In other configurations, the battery charger 30 terminates (eg, discontinues charging) when the predetermined time limit expires.

いくつかの構成では、電池充電器３０は、電池電圧が、第１の電圧閾値Ｖ１から第２の既定電圧閾値Ｖ２までの範囲に含まれ、かつ電池温度が第２の電池温度閾値Ｔ２から第３の電池温度閾値Ｔ３までの範囲内にあれば、急速充電モジュール２２５にのみ入る。いくつかの構成では、第２電圧閾値Ｖ２は第１電圧閾値Ｖ１よりも高く、第３温度閾値Ｔ３は第２温度閾値Ｔ２よりも高い。 In some configurations, the battery charger 30 is such that the battery voltage is in the range from the first voltage threshold V1 to the second default voltage threshold V2 and the battery temperature is from the second battery temperature threshold T2 to the second. If it is within the range up to the battery temperature threshold T3 of 3, it enters only the quick charge module 225. In some configurations, the second voltage threshold V2 is higher than the first voltage threshold V1 and the third temperature threshold T3 is higher than the second temperature threshold T2.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、段階充電モジュール２２０の間に、電池２０に印加される充電電流は、電池２０に急速充電モジュール２２５の充電電流を印加することを含むが、１分間の充電（「オン」）、１分間の充電一時停止（「オフ」）の動作周期を有する。いくつかの構成では、制御器１００は、例えば、約４時間などの第２の既定制限時間に、バックアップタイマを設定する。これらの構成では、電池充電器３０は、電池の損傷を回避するために、既定制限時間の間は段階充電モジュール２２０を実行しない。 In some configurations and some embodiments, the charging current applied to the battery 20 during the step charging module 220 includes applying the charging current of the fast charging module 225 to the battery 20 for one minute. It has an operating cycle of charging (“on”) and paused charging (“off”) for 1 minute. In some configurations, the controller 100 sets a backup timer at a second default time limit, for example, about 4 hours. In these configurations, the battery charger 30 does not run the step-by-step charging module 220 during a predetermined time limit to avoid battery damage.

いくつかの構成では、電池充電器３０は、電池電圧が第１の電圧閾値Ｖ１から第２の電圧閾値Ｖ２までの範囲に含まれ、かつ電池温度が第１の温度閾値Ｔ１から第２の温度閾値Ｔ２までの範囲内にあれば、段階充電モジュール２２０のみに入る。いくつかの構成では、第２の電圧閾値Ｖ２は第１の電圧閾値Ｖ１よりも高く、第２の温度閾値Ｔ２は第１の温度閾値Ｔ１よりも高い。 In some configurations, the battery charger 30 is such that the battery voltage is in the range of the first voltage threshold V1 to the second voltage threshold V2 and the battery temperature is from the first temperature threshold T1 to the second temperature. If it is within the range up to the threshold value T2, only the step charging module 220 is entered. In some configurations, the second voltage threshold V2 is higher than the first voltage threshold V1 and the second temperature threshold T2 is higher than the first temperature threshold T1.

いくつかの構成およびいくつか態様では、維持モジュール２３０の間に、電池２０に印加される充電電流は、電池電圧が一定の既定閾値に降下するときのみに、電池２０に完全充電電流を印加することを含む。いくつかの構成では、この閾値は約４．０５Ｖ／セル（１セル当たり＋／−１％）である。いくつかの構成では、電池充電器３０は、電池電圧が第２の電圧閾値Ｖ２から第３の電圧閾値Ｖ３までの範囲内に含まれ、かつ電池温度が第１の温度閾値Ｔ１から第３の温度閾値Ｔ３までの範囲内にあれば、維持モジュール２３０のみに入る。 In some configurations and some embodiments, the charging current applied to the battery 20 during the maintenance module 230 applies a full charging current to the battery 20 only when the battery voltage drops to a certain predetermined threshold. Including that. In some configurations, this threshold is about 4.05 V / cell (+/- 1% per cell). In some configurations, the battery charger 30 is such that the battery voltage is within the range of the second voltage threshold V2 to the third voltage threshold V3 and the battery temperature is from the first temperature threshold T1 to the third. If it is within the range up to the temperature threshold T3, only the maintenance module 230 is entered.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、制御器１００は、様々な電池条件に基づいて様々な充電モジュール２２０〜２３０を実行する。いくつかの構成では、それぞれの充電モジュール２２０〜２３０が同じ充電アルゴリズム（例えば、完全充電電流を印加するためのアルゴリズム）を含む。しかし、それぞれの充電モジュール２２０〜２３０は、異なる方式で充電アルゴリズムを実行し、反復し、または組み込む。充電アルゴリズムの一例は、以下に論じるように、図１２の流れ図２５０に例示する充電電流アルゴリズムである。 In some configurations and in some embodiments, the controller 100 executes different charging modules 220-230 based on different battery conditions. In some configurations, each charging module 220-230 includes the same charging algorithm (eg, an algorithm for applying a full charging current). However, each charging module 220-230 executes, iterates, or incorporates a charging algorithm in a different manner. An example of the charging algorithm is the charging current algorithm illustrated in the flow diagram 250 of FIG. 12, as discussed below.

図５ａおよび５ｂに例示するように、充電動作２００は、ステップ３０５で電池２０のような電池を電池充電器３０に挿入するかまたは電気的に接続するときに始まる。ステップ３１０で、制御器１００は、電力の安定入力、例えば、電源１３０が電池充電器３０に印加されているかまたは接続されているかどうかを確認する。図５ａに示すように、電池２０が電池充電器３０に電気的に接続された後に電力を印加しても同じ動作が依然として該当する（すなわち、ステップ３０５はステップ３１０に進む）。 As illustrated in FIGS. 5a and 5b, the charging operation 200 begins when a battery, such as the battery 20, is inserted into or electrically connected to the battery charger 30 in step 305. In step 310, the controller 100 checks whether a stable power input, eg, a power source 130, is applied to or connected to the battery charger 30. As shown in FIG. 5a, the same operation still applies when power is applied after the battery 20 is electrically connected to the battery charger 30 (ie, step 305 proceeds to step 310).

制御器１００が、電力の安定入力が印加されていないことを確認すれば、制御器１００は、指示器１１０を起動せず、ステップ３１５で電池２０の充電を行わない。いくつかの構成では、電池充電器３０は、ステップ３１５で、わずかな放電電流を消費する。いくつかの構成では、このような放電電流は約０．１ｍＡよりも小さい。 If the controller 100 confirms that the stable power input is not applied, the controller 100 does not activate the indicator 110 and does not charge the battery 20 in step 315. In some configurations, the battery charger 30 consumes a small amount of discharge current in step 315. In some configurations, such discharge currents are less than about 0.1 mA.

制御器１００が、ステップ３１０で、電池充電器３０に電力の安定入力が印加されていることを確認すれば、動作２００はステップ３２０に進む。ステップ３２０では、制御器
１００は、電池端子４５、５０、および５５と電池充電器端子８０、８５、および９０の間の接続がすべて安定しているかどうかを確認する。ステップ３２０で、接続が安定していなければ、制御器１００はステップ３１５に戻る。 If the controller 100 confirms in step 310 that a stable power input is applied to the battery charger 30, operation 200 proceeds to step 320. In step 320, controller 100 checks to see if all connections between battery terminals 45, 50, and 55 and battery charger terminals 80, 85, and 90 are stable. If the connection is not stable in step 320, the controller 100 returns to step 315.

ステップ３２０で、接続が安定していれば、制御器１００は、ステップ３２５で、電池２０の検出端子５５によって電池２０の化学的性質を識別する。いくつかの構成では、電池２０からの抵抗型検出リード線は、制御器１００によって検出されるとき、電池２０がニッケルカドミウムまたはニッケル水素の化学的性質を有することを示す。いくつかの構成では、制御器１００は抵抗型検出リード線の抵抗を計測して電池２０の化学的性質を確認する。例えば、いくつかの構成では、検出リード線の抵抗が第１の範囲にあれば、電池２０の化学的性質はニッケルカドミウムである。検出リード線の抵抗が第２の範囲にあれば、電池２０の化学的性質はニッケル水素である。 If the connection is stable in step 320, the controller 100 identifies the chemical properties of the battery 20 by the detection terminal 55 of the battery 20 in step 325. In some configurations, the resistive detection lead from the battery 20 indicates that the battery 20 has nickel-cadmium or nickel-metal hydride chemistry when detected by the controller 100. In some configurations, the controller 100 measures the resistance of the resistance type detection lead to confirm the chemical properties of the battery 20. For example, in some configurations, the chemical property of the battery 20 is nickel cadmium if the resistance of the detection lead is in the first range. If the resistance of the detection lead is in the second range, the chemical property of the battery 20 is nickel metal hydride.

いくつかの構成では、ニッケルカドミウム電池およびニッケル水素電池は、リチウムベースの化学的性質を有する電池に関して実行される充電アルゴリズムとは異なる単一の充電アルゴリズムを使用して電池充電器３０によって充電される。いくつかの構成では、このようなニッケルカドミウムおよびニッケル水素電池に関する単一充電アルゴリズムは、例えば、ニッケルカドミウム／ニッケル水素電池に関する既存の充電アルゴリズムである。いくつかの構成では、電池充電器３０は、ニッケルカドミウム電池およびニッケル水素電池を充電するための単一充電アルゴリズムを使用するが、ニッケル水素電池に対する充電を終了するために使用する終了方式とは異なる方式によって、ニッケルカドミウム電池に関する充電過程を終了する。いくつかの構成では、電池充電器３０は、電池電圧の負の変化（例えば、−ΔＶ）が制御器１００によって検出されるとき、ニッケルカドミウム電池に対する充電を終了する。いくつかの構成では、電池充電器３０は、時間経過に伴う電池温度の変化（例えば、ΔＴ／ｄｔ）が既定の終了閾値に達するかまたは超えるとき、ニッケル水素電池に対する充電を終了する。 In some configurations, nickel-cadmium and nickel-metal hydride batteries are charged by the battery charger 30 using a single charging algorithm that is different from the charging algorithms performed on batteries with lithium-based chemical properties. .. In some configurations, such single charging algorithms for nickel-cadmium and nickel-metal hydride batteries are, for example, existing charging algorithms for nickel-cadmium / nickel-metal hydride batteries. In some configurations, the battery charger 30 uses a single charging algorithm for charging nickel-cadmium and nickel-metal hydride batteries, but differs from the termination method used to terminate charging for nickel-metal hydride batteries. Depending on the method, the charging process for the nickel-cadmium battery is terminated. In some configurations, the battery charger 30 terminates charging of the nickel cadmium battery when a negative change in battery voltage (eg, −ΔV) is detected by the controller 100. In some configurations, the battery charger 30 terminates charging of the nickel metal hydride battery when a change in battery temperature over time (eg, ΔT / dt) reaches or exceeds a predetermined termination threshold.

いくつかの構成では、ニッケルカドミウムおよび／またはニッケル水素電池は、定電流アルゴリズムを使用して充電される。例えば、電池充電器３０は、ニッケルカドミウム、ニッケル水素、リチウムイオン等々のような異なる化学的性質を有する異なる電池を充電するために同じ充電回路を含むことができる。典型的な１つの構成では、充電器３０は、この充電回路を使用し、パルス充電ではなく定電流アルゴリズムを用いて、リチウムイオン電池と同じ完全充電電流をニッケルカドミウムおよびニッケル水素電池に印加することができる。別の典型的な構成では、電池充電器３０は、電池の化学的性質にしたがって、充電回路によって完全充電電流をスケーリングすることができる。 In some configurations, nickel-cadmium and / or nickel-metal hydride batteries are charged using a constant current algorithm. For example, the battery charger 30 can include the same charging circuit to charge different batteries with different chemical properties such as nickel cadmium, nickel metal hydride, lithium ion and the like. In one typical configuration, the charger 30 uses this charging circuit to apply the same full charging current as a lithium-ion battery to nickel-cadmium and nickel-metal hydride batteries using a constant current algorithm rather than pulse charging. Can be done. In another typical configuration, the battery charger 30 can scale the full charge current by the charging circuit according to the chemistry of the battery.

他の構成では、制御器１００は電池２０の厳密な化学的性質を確認しない。その代わりに、制御器１００は、ニッケルカドミウム電池とニッケル水素電池の両方を効果的に充電できる充電モジュールを実行する。 In other configurations, the controller 100 does not confirm the exact chemical properties of the battery 20. Instead, the controller 100 executes a charging module that can effectively charge both the nickel cadmium battery and the nickel metal hydride battery.

他の構成では、検出リード線の抵抗は、電池２０がリチウムベースの化学的性質を有することを示し得る。例えば、検出リード線の抵抗が第３の範囲内にあれば、電池２０の化学的性質はリチウムをベースとするものである。 In other configurations, the resistance of the detection leads may indicate that the battery 20 has lithium-based chemistry. For example, if the resistance of the detection lead is within the third range, the chemistry of the battery 20 is lithium-based.

いくつかの構成では、検出端子５５および９０によって確立された電池充電器３０と電池２０の間の直列通信リンクが、電池２０がリチウムベースの化学的性質を有することを示す。直列通信リンクがステップ３２０で確立されれば、電池２０中の制御器６４のようなマイクロプロセッサまたは制御器が、電池２０に関する情報を電池充電器３０中の制御器１００に送る。このように電池２０と電池充電器３０の間で伝達される情報には、電池の化学的性質、公称電池電圧、電池容量、電池温度、個々のセル電圧、充電周期の数、放
電周期の数、保護回路または回路網の状態（例えば、動作中、動作不能、動作可能等々）が含まれ得る。 In some configurations, the series communication link between the battery charger 30 and the battery 20 established by the detection terminals 55 and 90 indicates that the battery 20 has lithium-based chemistry. If the series communication link is established in step 320, a microprocessor or controller, such as the controller 64 in the battery 20, sends information about the battery 20 to the controller 100 in the battery charger 30. The information transmitted between the battery 20 and the battery charger 30 in this way includes the chemical properties of the battery, the nominal battery voltage, the battery capacity, the battery temperature, the individual cell voltage, the number of charge cycles, and the number of discharge cycles. , The state of the protection circuit or network (eg, in operation, inoperable, operational, etc.) may be included.

ステップ３３０では、制御器１００は、電池２０の化学的性質がリチウムをベースとするものかどうかを確認する。ステップ３３０で、制御器１００が、電池２０がニッケルカドミウムまたはニッケル水素の化学的性質を有することを確認すれば、動作２００は、ステップ３３５のニッケルカドミウム／ニッケル水素の充電アルゴリズムに進む。 In step 330, controller 100 checks to see if the chemistry of battery 20 is lithium-based. If the controller 100 confirms in step 330 that the battery 20 has nickel cadmium or nickel metal hydride chemistry, operation 200 proceeds to the nickel cadmium / nickel metal hydride charging algorithm of step 335.

制御器１００が、ステップ３３０で、電池２０がリチウムベースの化学的性質を有することを確認すれば、動作２００はステップ３４０に進む。ステップ３４０で、制御器１００は、例えば、スイッチのような、電池２０の中に含まれている任意の電池保護回路を再設定し、通信リンクを介して電池２０の公称電圧を確認する。ステップ３４５で、制御器１００は、充電器のアナログ／デジタル変換器（「Ａ／Ｄ」）を公称電圧に基づいて適切な水準に設定する。 If the controller 100 confirms in step 330 that the battery 20 has lithium-based chemistry, operation 200 proceeds to step 340. In step 340, the controller 100 reconfigures any battery protection circuit contained within the battery 20, such as a switch, and confirms the nominal voltage of the battery 20 via a communication link. At step 345, the controller 100 sets the charger's analog-to-digital converter (“A / D”) to an appropriate level based on the nominal voltage.

ステップ３５０で、制御器１００は電池２０の現在の電圧を計測する。一旦、計測が行われると、制御器１００は、ステップ３５５で、電池２０の電圧が４．３Ｖ／セルよりも大きいかどうかを確認する。ステップ３５５で、電池電圧が４．３Ｖ／セルよりも大きければ、動作２００は、ステップ３６０の不良パックモジュール２０５に進む。この不良パックモジュール２０５については以下で論じる。 At step 350, the controller 100 measures the current voltage of the battery 20. Once the measurements have been made, the controller 100 checks in step 355 whether the voltage of the battery 20 is greater than 4.3 V / cell. If the battery voltage is greater than 4.3 V / cell in step 355, operation 200 proceeds to the defective pack module 205 in step 360. This defective pack module 205 will be discussed below.

ステップ３５５で、電池電圧が４．３Ｖ／セル以下であれば、制御器１００は、ステップ３６５で電池温度を計測し、さらにステップ３７０で、電池温度が−１０℃よりも低いか、それとも６５℃よりも高いかを確認する。ステップ３７０で、電池温度が−１０℃よりも低いかまたは６５℃よりも高ければ、動作２００は、ステップ３７５の温度範囲外モジュール２１０に進む。この温度範囲外モジュール２１０については以下で論じる。 If the battery voltage is 4.3 V / cell or less in step 355, the controller 100 measures the battery temperature in step 365, and in step 370 the battery temperature is lower than -10 ° C or 65 ° C. Check if it is higher than. If the battery temperature is lower than -10 ° C or higher than 65 ° C in step 370, operation 200 proceeds to the out-of-temperature module 210 in step 375. This out-of-temperature module 210 will be discussed below.

ステップ３７０で、電池温度が−１０℃以上で且つ６５℃以下であれば、制御器１００は、ステップ３８０（図５ｂに示す）で、電池温度が−１０℃と０℃の間にあるかどうかを確認する。ステップ３８０で、電池温度が−１０℃と０℃の間にあれば、動作２００はステップ３８５に進む。ステップ３８５で、制御器１００は、電池電圧が３．５Ｖ／セル未満であるかどうかを確認する。電池電圧が３．５Ｖ／セル未満であれば、動作２００は、ステップ３９０の細流充電モジュール２１５に進む。この細流充電モジュール２１５については以下で論じる。 If the battery temperature is -10 ° C or higher and 65 ° C or lower in step 370, the controller 100 determines in step 380 (shown in FIG. 5b) whether the battery temperature is between -10 ° C and 0 ° C. To confirm. If the battery temperature is between −10 ° C. and 0 ° C. in step 380, operation 200 proceeds to step 385. In step 385, controller 100 checks to see if the battery voltage is less than 3.5 V / cell. If the battery voltage is less than 3.5 V / cell, operation 200 proceeds to step 390, the trickle charging module 215. The trickle charging module 215 will be discussed below.

電池電圧が、ステップ３８５で３．５Ｖ／セル以上であれば、制御器１００は、ステップ３９５で、電池電圧が３．５Ｖ／セルから４．１Ｖ／セルの電圧範囲内に含まれているかどうかを確認する。ステップ３９５で、電池電圧が３．５Ｖ／セルから４．１Ｖ／セルまでの電圧範囲に含まれていなければ、動作２００はステップ４００の維持モジュール２３０に進む。この維持モジュール２３０については以下で論じる。 If the battery voltage is 3.5 V / cell or higher in step 385, then the controller 100 has in step 395 whether the battery voltage is within the voltage range of 3.5 V / cell to 4.1 V / cell. To confirm. If the battery voltage is not within the voltage range from 3.5 V / cell to 4.1 V / cell in step 395, operation 200 proceeds to maintenance module 230 in step 400. This maintenance module 230 will be discussed below.

ステップ３９５で、電池電圧が３．５Ｖ／セルから４．１Ｖ／セルまでの電圧範囲内に含まれていれば、制御器１００は、ステップ４０５で、充電計数器のような計数器を消去する。一旦、ステップ４０５で充電計数器が消去されると、制御器２００は、ステップ４１０の段階充電モジュール２２０に進む。この段階充電モジュール２２０および充電計数器については以下に論じる。 If the battery voltage is within the voltage range from 3.5 V / cell to 4.1 V / cell in step 395, the controller 100 erases a counter such as a charge counter in step 405. .. Once the charge counter is erased in step 405, the controller 200 proceeds to step charging module 220 in step 410. This stage charging module 220 and charge counter will be discussed below.

ステップ３８０を再び参照すると、電池温度が−１０℃と０℃の範囲内に含まれていなければ、制御器１００は、ステップ４１５で、電池電圧が３．５Ｖ／セル未満であるかどうかを確認する。ステップ４１５で、電池電圧が３．５Ｖ／セル未満であれば、動作２０
０はステップ４２０の細流充電モジュール２１５に進む。 Referencing step 380 again, if the battery temperature is not within the range of -10 ° C and 0 ° C, controller 100 checks in step 415 to see if the battery voltage is less than 3.5 V / cell. do. In step 415, if the battery voltage is less than 3.5 V / cell, the operation 20
0 proceeds to the trickle charging module 215 in step 420.

ステップ４１５で、電池電圧が３．５Ｖ／セル以上であれば、制御器１００は、ステップ４２５で、電池電圧が３．５Ｖ／セルから４．１Ｖ／セルの電圧範囲内に含まれているかどうかを確認する。ステップ４２５で、電池電圧が３．５Ｖ／セルから４．１Ｖ／セルの電圧範囲内に含まれていなければ、動作２００はステップ４３０の維持モジュール２３０に進む。 If the battery voltage is 3.5 V / cell or higher in step 415, the controller 100 determines whether the battery voltage is within the voltage range of 3.5 V / cell to 4.1 V / cell in step 425. To confirm. If the battery voltage is not within the voltage range of 3.5 V / cell to 4.1 V / cell in step 425, operation 200 proceeds to maintenance module 230 in step 430.

ステップ４２５で、電池電圧が３．５Ｖ／セルから４．１Ｖ／セルまでの電圧範囲内に含まれていれば、制御器１００は、ステップ４３５で充電計数器のような計数器を消去する。ステップ４３５で、一旦、充電計数器が消去されると、動作２００はステップ４４０の急速充電モジュール２２５に進む。この急速充電モジュール２２５については以下で論じる。 If the battery voltage is within the voltage range from 3.5 V / cell to 4.1 V / cell in step 425, the controller 100 erases a counter such as a charge counter in step 435. Once the charge counter is erased in step 435, operation 200 proceeds to step 440 quick charge module 225. The fast charging module 225 will be discussed below.

図６は、不良パックモジュール２０５の動作を例示する流れ図である。モジュール２０５の動作は、主充電動作２００がステップ４６０の不良パックモジュール２０５に入るときに始まる。制御器１００は、ステップ４６５で充電電流を中断し、かつステップ４７０で、第１の発光ダイオード（ＬＥＤ）のような指示器１１０を作動する。例示の構成では、制御器１００は第１のＬＥＤが約４Ｈｚの速度で点滅するように制御する。一旦、指示器１１０がステップ４７０において作動されると、モジュール２０５はステップ４７５で終了し、かつ動作２００も終了する。 FIG. 6 is a flow chart illustrating the operation of the defective pack module 205. The operation of the module 205 begins when the main charging operation 200 enters the defective pack module 205 in step 460. The controller 100 interrupts the charging current in step 465 and operates an indicator 110 such as a first light emitting diode (LED) in step 470. In the illustrated configuration, the controller 100 controls the first LED to blink at a speed of about 4 Hz. Once the indicator 110 is activated in step 470, the module 205 ends in step 475 and also ends operation 200.

図７は、温度範囲外モジュール２１０の動作を例示する流れ図である。モジュール２１０の動作は、主充電動作２００がステップ４９０の温度範囲外モジュール２１０に入るときに始まる。制御器１００は、ステップ４９５で充電電流を中断し、かつステップ５００で、第１のＬＥＤのような指示器１１０を作動する。例示の構成では、制御器１００は、第１のＬＥＤが約１Ｈｚの速さで点滅するように制御し、現在、電池充電器３０が温度範囲外モジュール２１０にあることを使用者に知らせる。ステップ５００で、一旦、指示器１１０が作動されると、動作２００はモジュール２１０から退出し、かつ動作２００を中断するステップに進む。 FIG. 7 is a flow chart illustrating the operation of the module 210 outside the temperature range. The operation of the module 210 begins when the main charging operation 200 enters the out-of-temperature module 210 in step 490. The controller 100 interrupts the charging current in step 495 and activates the indicator 110, such as the first LED, in step 500. In the exemplary configuration, the controller 100 controls the first LED to blink at a speed of about 1 Hz, informing the user that the battery charger 30 is currently in the out-of-temperature module 210. In step 500, once the indicator 110 is activated, the operation 200 exits the module 210 and proceeds to the step of interrupting the operation 200.

図８は、細流充電モジュール２１５を例示する流れ図である。細流充電モジュール２１５の動作は、主充電動作２００がステップ５２０の細流充電モジュール２１５に入るときに始まる。制御器１００は、ステップ５２５で第１のＬＥＤ１１５のような指示器１１０を作動し、現在、電池充電器３０が電池２０を充電中であることを使用者に知らせる。例示の構成では、制御器１００は、第１のＬＥＤ１１５を常にオン状態に表示されるように作動する。 FIG. 8 is a flow chart illustrating the trickle charging module 215. The operation of the trickle charging module 215 begins when the main charging operation 200 enters the trickle charging module 215 in step 520. The controller 100 activates an indicator 110 such as the first LED 115 in step 525 to inform the user that the battery charger 30 is currently charging the battery 20. In the illustrated configuration, the controller 100 operates so that the first LED 115 is always displayed in the ON state.

一旦、指示器１１０がステップ５２５で作動されると、制御器１００は、ステップ５３０で、細流充電計数カウンタのような計数器を初期化する。例示の構成では、細流充電計数カウンタが２０の計数制限値を有する。 Once the indicator 110 is activated in step 525, the controller 100 initializes a counter, such as a trickle charge counting counter, in step 530. In the illustrated configuration, the trickle charge counting counter has a counting limit of 20.

ステップ５４０では、制御器１００は、１０回の１秒（「１−ｓ」）完全電流パルスを電池２０に印加し、次いで、５０秒間（「５０−ｓ」）、充電を一時停止する。いくつかの構成では、１−ｓパルス間に５０ミリ秒の時間間隔が存在する。 In step 540, the controller 100 applies 10 1-second (“1-s”) full current pulses to the battery 20 and then suspends charging for 50 seconds (“50-s”). In some configurations, there is a 50 ms time interval between 1-s pulses.

ステップ５４５で、制御器１００は、電池電圧が４．６Ｖ／セルを超えるかどうか確認するために、充電電流が電池２０に印加されるときに（例えば、電流オン時間（ｃｕｒｒｅｎｔｏｎ−ｔｉｍｅｓ））電池電圧を計測する。ステップ５４５の電流オン時間の間に、電池電圧が４．６Ｖ／セルを超えれば、モジュール２１５は、ステップ５５０の不良パックモジュール２０５に進み、ステップ５５２で終了することになる。電池電圧が、ステップ５４５の電流オン時間の間に４．６Ｖ／セルを超えなければ、制御器１００は、ステップ５５５で、充電電流が電池２０に印加されないとき（例えば、電流オフ時間（ｃｕｒｒｅｎｔｏｆｆ−ｔｉｍｅｓ））に電池温度および電池電圧を計測する。 In step 545, the controller 100 determines whether the battery voltage exceeds 4.6 V / cell when a charging current is applied to the battery 20 (eg, current-on-time) battery. Measure the voltage. If the battery voltage exceeds 4.6 V / cell during the current-on time of step 545, the module 215 proceeds to the defective pack module 205 of step 550 and ends in step 552. If the battery voltage does not exceed 4.6 V / cell during the current on time of step 545, the controller 100 will in step 555 when no charging current is applied to the battery 20 (eg, current off-). Measure the battery temperature and battery voltage in time)).

ステップ５６０で、制御器１００は、電池温度が−１０℃よりも低いかまたは６５℃を超えているかどうかを確認する。ステップ５６０で、電池温度が−１０℃よりも低いかまたは６５℃よりも高ければ、モジュール２１５はステップ５６５の温度範囲外モジュール２１０に進み、ステップ５７０で終了することになる。ステップ５６０で、電池温度が−１０℃以上で且つ６５℃以下であれば、制御器１００は、ステップ５７５で、電池電圧が３．５Ｖ／セルから４．１Ｖ／セルまでの範囲内に含まれているかどうかを確認する。 In step 560, controller 100 checks to see if the battery temperature is below -10 ° C or above 65 ° C. If the battery temperature is lower than −10 ° C. or higher than 65 ° C. in step 560, module 215 proceeds to module 210 outside the temperature range of step 565 and ends in step 570. If the battery temperature is -10 ° C or higher and 65 ° C or lower in step 560, the controller 100 is included in step 575 with a battery voltage in the range of 3.5 V / cell to 4.1 V / cell. Check if it is.

ステップ５７５で、電池電圧が３．５Ｖ／セルから４．１Ｖ／セルの範囲に含まれていれば、制御器１００は、ステップ５８０で、電池温度が−１０℃から０℃までの範囲内に含まれているかどうかを確認する。ステップ５８０で、電池温度が−１０℃から０℃までの範囲に含まれていれば、モジュール２１５は、ステップ５８５で、段階充電モジュール２２０に進む。ステップ５８０で、電池温度が−１０℃から０℃までの範囲に含まれていなければ、モジュール２１５は、ステップ５９０の急速充電モジュール２２５に進む。 If the battery voltage is in the range of 3.5 V / cell to 4.1 V / cell in step 575, then the controller 100 is in the range of -10 ° C to 0 ° C in step 580. Check if it is included. If the battery temperature is in the range of −10 ° C. to 0 ° C. in step 580, module 215 proceeds to step charging module 220 in step 585. If the battery temperature is not in the range of −10 ° C. to 0 ° C. in step 580, the module 215 proceeds to the quick charging module 225 in step 590.

ステップ５７５で、電池電圧が３．５Ｖ／セルから４．１Ｖ／セルまでの範囲内に含まれていなければ、制御器１００は、ステップ５９５で細流充電計数カウンタを増分する。ステップ６００では、制御器１００は、細流充電計数カウンタが、例えば、２０などの計数器の制限値に等しいかどうかを確認する。ステップ６００で、計数器が計数制限値に等しくなければ、モジュール２１５はステップ５４０に進む。ステップ６００で、計数器が計数制限値に等しければ、モジュール２１５は、ステップ６０５の不良パックモジュール２０５に進み、かつステップ６１０で終了することになる。 If the battery voltage is not within the range of 3.5 V / cell to 4.1 V / cell in step 575, controller 100 increments the trickle charge counting counter in step 595. In step 600, the controller 100 checks whether the trickle charge counting counter is equal to the limit value of a counting counter such as 20, for example. At step 600, if the counter is not equal to the counting limit, module 215 proceeds to step 540. If the counter is equal to the count limit in step 600, module 215 proceeds to the defective pack module 205 in step 605 and ends in step 610.

図９は、段階充電モジュール２２０を例示する流れ図である。モジュール２２０の動作は、主充電動作２００がステップ６３０の段階充電モジュール２２０に入るときに始まる。制御器１００は、ステップ６３５で第１のＬＥＤ１１５のような指示器１１０を作動し、現在、電池充電器３０が電池２０を充電中であることを使用者に知らせる。例示の構成では、制御器１００は、第１のＬＥＤ１１５を常にオン状態に表示されているように作動する。 FIG. 9 is a flow chart illustrating the stepwise charging module 220. The operation of the module 220 begins when the main charging operation 200 enters the step charging module 220 in step 630. The controller 100 activates an indicator 110 such as the first LED 115 in step 635 to inform the user that the battery charger 30 is currently charging the battery 20. In the illustrated configuration, the controller 100 operates so that the first LED 115 is always displayed in the ON state.

ステップ６４０で、制御器１００は第１タイマまたは充電オンタイマ（ｃｈａｒｇｅ−ｏｎｔｉｍｅｒ）を始動する。例示の構成では、充電オンタイマは１分から秒読みを行う。ステップ６４５で、モジュール２２０は充電電流アルゴリズム２５０に進む。一旦、充電電流アルゴリズム２５０が実行されると、制御器１００は、ステップ６５０で、充電計数が、例えば、７，２００などの計数制限値に等しいかどうかを確認する。ステップ６５０で、充電計数が計数制限値に等しければ、モジュール２２０は、ステップ６５５の不良パックモジュール２０５に進み、かつモジュール２２０はステップ６６０で終了する。 At step 640, the controller 100 starts the first timer or the charge-ontimer. In the illustrated configuration, the charge-on timer counts down from 1 minute. At step 645, module 220 proceeds to charge current algorithm 250. Once the charge current algorithm 250 is executed, the controller 100 checks in step 650 whether the charge count is equal to a count limit such as 7,200. If the charge count is equal to the count limit in step 650, the module 220 proceeds to the defective pack module 205 in step 655, and the module 220 ends in step 660.

ステップ６５０で、充電計数が計数制限値に等しくなければ、制御器１００は、ステップ６６５で、電流パルス間の待機時間（下で論じる）が、例えば、２秒などの第１待機時間閾値以上であるかどうかを確認する。ステップ６６５で、待機時間が第１待機時間閾値以上であれば、制御器１００は、ステップ６７０で表示器１１０を作動し、例えば、第１のＬＥＤ１１５を切り、かつ第２のＬＥＤ１２０を約１Ｈｚの速さで点滅するように作動する。ステップ６６５で、待機時間が第１待機時間閾値未満であれば、モジュール２２０はステップ６９０に進む（下で論じる）。 In step 650, if the charge count is not equal to the count limit, controller 100 in step 665, where the wait time between current pulses (discussed below) is greater than or equal to the first wait time threshold, such as 2 seconds. Check if there is. If the standby time is equal to or greater than the first standby time threshold in step 665, the controller 100 activates the display 110 in step 670, for example, turning off the first LED 115 and turning the second LED 120 to about 1 Hz. It works so that it blinks at a high speed. At step 665, if the wait time is less than the first wait time threshold, module 220 proceeds to step 690 (discussed below).

一旦、ステップ６７０で表示器１１０が作動されると、制御器１００は、ステップ６７５で、電流パルス間の待機時間が、例えば、１５秒のような第２待機時間閾値以上であるかどうかを確認する。ステップ６７５で、待機時間が第２待機時間閾値以上であれば、制御器１００はステップ６８０で表示器１１０を変更し、例えば、第２のＬＥＤ１２０が常にオン状態に表示されているように第２のＬＥＤ１２０を作動する。次いで、モジュール２２０はステップ６８５の維持モジュール２３０に進む。 Once the indicator 110 is activated in step 670, the controller 100 checks in step 675 whether the wait time between current pulses is greater than or equal to the second wait time threshold, for example 15 seconds. do. If the standby time is equal to or greater than the second standby time threshold in step 675, the controller 100 changes the display 110 in step 680, for example, a second LED 120 is always displayed in the ON state. LED 120 is activated. Module 220 then proceeds to maintenance module 230 in step 685.

ステップ６７５で、待機時間が第２待機時間閾値未満であれば、制御器１００は、ステップ６９０で、電池温度が０℃よりも高いかどうかを確認する。ステップ６９０で、電池温度が０℃よりも高ければ、モジュール２２０はステップ６９５の急速充電モジュール２２５に進む。ステップ６９０で、電池温度が０℃以下であれば、制御器１００は、ステップ７００で充電オンタイマが切れたかどうかを確認する。 If the standby time is less than the second standby time threshold in step 675, the controller 100 checks in step 690 whether the battery temperature is higher than 0 ° C. If the battery temperature is higher than 0 ° C. in step 690, the module 220 proceeds to the quick charge module 225 in step 695. If the battery temperature is 0 ° C. or lower in step 690, the controller 100 confirms in step 700 whether the charge-on timer has expired.

ステップ７００で、充電オンタイマが切れていなかったら、モジュール２２０はステップ６４５の充電電流アルゴリズム２５０に進む。ステップ７００で、充電オンタイマが切れていたら、制御器１００は、ステップ７０５で、第２タイマまたは充電オフタイマ（ｃｈａｒｇｅ−ｏｆｆｔｉｍｅｒ）を作動し、充電を一時停止する。ステップ７１０で、制御器１００は、充電オフタイマが切れたかどうかを確認する。ステップ７１０で、充電オフタイマが切れていなかったら、制御器１００は、ステップ７１５で既定時間量の間待機し、次いでステップ７１０に進む。ステップ７１０で、充電オフタイマが切れていたら、モジュール２２０はステップ６４０に戻って充電オンタイマを再始動する。 If the charge-on timer has not expired in step 700, module 220 proceeds to charge current algorithm 250 in step 645. If the charge-on timer has expired in step 700, the controller 100 activates a second timer or a charge-off timer in step 705 to suspend charging. In step 710, the controller 100 confirms whether the charge-off timer has expired. If the charge-off timer has not expired in step 710, the controller 100 waits for a predetermined amount of time in step 715 and then proceeds to step 710. If the charge-off timer has expired in step 710, the module 220 returns to step 640 to restart the charge-on timer.

図１０は、急速充電モジュール２２５を例示する流れ図である。モジュール２２５の動作は、主充電動作２００がステップ７３０の急速充電モジュール２２５に入るときに始まる。制御器１００は、ステップ７３５で第１のＬＥＤ１１５のような指示器１１０を作動し、現在、電池充電器３０が電池２０を充電中であることを使用者に知らせる。例示の構成では、制御器１００は、第１のＬＥＤ１１５を作動し、それが常にオン状態に表示されているようにする。 FIG. 10 is a flow chart illustrating the quick charge module 225. The operation of the module 225 begins when the main charging operation 200 enters the quick charging module 225 in step 730. The controller 100 activates an indicator 110 such as the first LED 115 in step 735 to inform the user that the battery charger 30 is currently charging the battery 20. In the illustrated configuration, the controller 100 activates the first LED 115 so that it is always displayed in the on state.

ステップ７４０で、モジュール２２５は充電電流アルゴリズム２５０に進む。一旦、充電電流アルゴリズム２５０が実行されると、制御器１００は、ステップ７４５で、充電計数が計数制限値（例えば、７，２００）に等しいかどうかを確認する。ステップ７４５で、充電計数が計数制限値に等しければ、モジュール２２５はステップ７５０の不良パックモジュール２０５に進み、かつモジュール２２５はステップ７５５で終了する。 At step 740, module 225 proceeds to charge current algorithm 250. Once the charge current algorithm 250 is executed, the controller 100 checks in step 745 whether the charge count is equal to the count limit (eg 7,200). In step 745, if the charge count is equal to the count limit, module 225 proceeds to defective pack module 205 in step 750, and module 225 ends in step 755.

ステップ７４５で、充電計数が計数制限値に等しくなければ、制御器１００は、ステップ７６０で、電流パルス間の待機時間が第１待機時間閾値（例えば、２秒）以上であるかどうかを確認する。ステップ７６０で、待機時間が第１待機時間閾値以上であれば、制御器１００はステップ７６５で表示器１１０を作動し、例えば、第１のＬＥＤ１１５を切り、かつ第２のＬＥＤ１２０を約１Ｈｚの速さで点滅するように作動する。ステップ７６０で、待機時間が第１待機時間閾値未満であれば、モジュール２２５はステップ７８５に進む（下で論じる）。 If the charge count is not equal to the count limit in step 745, the controller 100 checks in step 760 whether the wait time between current pulses is greater than or equal to the first standby time threshold (eg, 2 seconds). .. If the standby time is equal to or greater than the first standby time threshold in step 760, the controller 100 activates the display 110 in step 765, for example, turning off the first LED 115 and turning the second LED 120 at a speed of about 1 Hz. It works so that it blinks. At step 760, if the wait time is less than the first wait time threshold, module 225 proceeds to step 785 (discussed below).

一旦、ステップ７６５で表示器１１０が作動されると、制御器１００は、ステップ７７０で、電流パルス間の待機時間が第２待機時間閾値（例えば、１５秒）以上であるかどうかを確認する。ステップ７７０で、待機時間が第２待機時間閾値以上であれば、制御器１００は、ステップ７７５で表示器１１０を変更し、例えば、第２のＬＥＤ１２０を作動し、この第２のＬＥＤ１２０が常にオン状態に表示されているようにする。モジュール２２５は、次いでステップ７８０の維持モジュール２３０に進む。 Once the indicator 110 is activated in step 765, the controller 100 checks in step 770 whether the standby time between current pulses is greater than or equal to the second standby time threshold (eg, 15 seconds). If the standby time is equal to or greater than the second standby time threshold in step 770, the controller 100 changes the display 110 in step 775, for example, activates the second LED 120, and the second LED 120 is always on. Make it displayed in the status. Module 225 then proceeds to maintenance module 230 in step 780.

ステップ７７０で、待機時間が第２待機時間閾値未満であれば、制御器１００は、ステップ７８５で、電池温度が−２０℃から０℃までの範囲内に含まれているかどうかを確認する。ステップ７８５で、電池温度がこの範囲内に含まれていれば、モジュール２２５はステップ７９０の段階充電モジュール２２０に進む。ステップ７８５で、電池温度がこの範囲内に含まれていなければ、モジュール２２５はステップ７４０の充電電流アルゴリズム２５０に戻る。 If the standby time is less than the second standby time threshold in step 770, the controller 100 checks in step 785 whether the battery temperature is within the range of −20 ° C. to 0 ° C. If the battery temperature is within this range in step 785, module 225 proceeds to step charging module 220 in step 790. At step 785, if the battery temperature is not within this range, module 225 returns to the charging current algorithm 250 of step 740.

図１１は、維持モジュール２３０を例示する流れ図である。モジュール２３０の動作は、主充電動作２００がステップ８００の維持モジュール２３０に入るときに始まる。ステップ８０５で、制御器１００は、電池電圧が３．５Ｖ／セルから４．０５Ｖ／セルまでの範囲内に含まれているかどうかを確認する。ステップ８０５で、電池電圧がこの範囲内に含まれていなければ、制御器１００は、電池電圧が範囲内に含まれるまでステップ８０５に留まり続ける。一旦、ステップ８０５で電池電圧がこの範囲内に含まれると、制御器１００は、ステップ８１０の維持タイマ（ｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅｔｉｍｅｒ）を始動する。いくつかの構成では、維持タイマが３０分から秒読みを行う。 FIG. 11 is a flow chart illustrating the maintenance module 230. The operation of the module 230 begins when the main charging operation 200 enters the maintenance module 230 in step 800. In step 805, controller 100 checks to see if the battery voltage is within the range of 3.5V / cell to 4.05V / cell. If the battery voltage is not within this range in step 805, the controller 100 continues to stay in step 805 until the battery voltage is within the range. Once the battery voltage is within this range in step 805, the controller 100 starts the maintenance timer (maintenance timer) in step 810. In some configurations, the maintenance timer counts down from 30 minutes.

ステップ８１５で、制御器１００は、電池温度が−２０℃よりも低いかまたは６５℃を超えるかを確認する。ステップ８１５で、電池温度が−２０℃よりも低いかまたは６５℃を超えれば、モジュール２３０はステップ８２０の温度範囲外モジュール２１０に進み、かつモジュールはステップ８２５で終了する。ステップ８１５で、電池温度が−２０℃以上で且つ６５℃以下であれば、モジュール２３０は、ステップ８３０の充電電流アルゴリズム２５０に進む。 In step 815, the controller 100 checks if the battery temperature is below -20 ° C or above 65 ° C. If the battery temperature is lower than −20 ° C. or higher than 65 ° C. in step 815, the module 230 proceeds to the out-of-temperature range module 210 in step 820, and the module ends in step 825. If the battery temperature is −20 ° C. or higher and 65 ° C. or lower in step 815, the module 230 proceeds to the charging current algorithm 250 in step 830.

一旦、ステップ８３０で充電電流アルゴリズム２５０が実行されると、ステップ８３５で、制御器１００は、維持タイマが切れたかどうかを確認する。維持タイマが切れていたら、モジュール２３０はステップ８４０の不良パックモジュール２０５に進み、かつモジュール２３０はステップ８４５で終了する。ステップ８３５で、維持タイマが切れていなかったら、制御器１００は、ステップ８５０で、電流パルス間の待機時間が、例えば、１５秒などの第１既定維持待機期間以上であるかどうかを確認する。 Once the charging current algorithm 250 is executed in step 830, in step 835 the controller 100 checks to see if the maintenance timer has expired. If the maintenance timer has expired, module 230 proceeds to defective pack module 205 in step 840, and module 230 ends in step 845. If the maintenance timer has not expired in step 835, the controller 100 checks in step 850 whether the standby time between current pulses is greater than or equal to the first default maintenance standby period, such as 15 seconds.

ステップ８５０で、待機時間が第１既定維持待機期間よりも長ければ、モジュール２３０はステップ８０５に進む。ステップ８５０で、待機時間が第１既定維持待機期間未満であれば、モジュール２３０はステップ８３０の充電電流アルゴリズム２５０に進む。いくつかの構成では、電池充電器３０は、バッテリパック（電池）２０を電池充電器３０から脱着するまで維持モジュール２３０に留まる。 At step 850, if the wait time is longer than the first default maintenance wait period, module 230 proceeds to step 805. In step 850, if the standby time is less than the first default maintenance standby period, module 230 proceeds to charge current algorithm 250 in step 830. In some configurations, the battery charger 30 remains in the maintenance module 230 until the battery pack (battery) 20 is removed from the battery charger 30.

図１２は、基本的な充電方式または充電電流アルゴリズム２５０を例示する流れ図である。モジュール２５０の動作は、その他のモジュール２２０〜２３０または主充電動作２００がステップ８７０で充電電流アルゴリズム２５０に入るときに始まる。ステップ８７５で、制御器１００は約１秒間、完全電流パルスを印加する。ステップ８８０で、制御器１００は、電流を電池２０に印加しているときに、電池電圧が４．６Ｖ／セルよりも大きいかどうかを確認する。 FIG. 12 is a flow chart illustrating a basic charging method or charging current algorithm 250. The operation of the module 250 begins when the other modules 220-230 or the main charging operation 200 enter the charging current algorithm 250 in step 870. At step 875, controller 100 applies a full current pulse for about 1 second. In step 880, the controller 100 checks to see if the battery voltage is greater than 4.6 V / cell when applying current to the battery 20.

ステップ８８０で、電池電圧が４．６Ｖ／セルよりも大きければ、アルゴリズム２５０はステップ８８５の不良パックモジュール２０５に進み、かつアルゴリズム２５０はステップ８９０で終了することになる。ステップ８８０で、電池電圧が４．６Ｖ／セル以下であれば、制御器１００は、ステップ８９５で、充電電流を中断し、充電電流計数器のような計数器を増分し、かつ計数値を格納する。 If the battery voltage is greater than 4.6 V / cell in step 880, the algorithm 250 proceeds to the defective pack module 205 in step 885, and the algorithm 250 ends in step 890. If the battery voltage is 4.6 V / cell or less in step 880, the controller 100 interrupts the charging current, increments the counter such as the charging current counter, and stores the count value in step 895. do.

ステップ９００では、制御器１００は、電池温度が−２０℃よりも低いかまたは６５℃
を超えるかを確認する。ステップ９００で、電池温度が−２０℃よりも低いかまたは６５℃を超えれば、アルゴリズム２５０はステップ９０５の温度範囲外モジュール２１０に進み、かつアルゴリズム２５０はステップ９１０で終了する。ステップ９００で、電池温度が−２０℃以上かまたは６５℃以下であれば、ステップ９１５で、制御器１００は、充電電流を電池２０に印加していないときに電池電圧を計測する。 In step 900, the controller 100 has a battery temperature below −20 ° C. or 65 ° C.
Check if it exceeds. In step 900, if the battery temperature is below -20 ° C or above 65 ° C, algorithm 250 proceeds to out-of-temperature module 210 in step 905, and algorithm 250 ends in step 910. In step 900, if the battery temperature is −20 ° C. or higher or 65 ° C. or lower, in step 915, the controller 100 measures the battery voltage when no charging current is applied to the battery 20.

ステップ９２０で、制御器１００は、電池電圧が４．２Ｖ／セル未満であるかどうかを確認する。ステップ９２０で、電池電圧が４．２Ｖ／セル未満であれば、アルゴリズム２５０はステップ８７５に進む。ステップ９２０で、電池電圧が４．２Ｖ／セル以上であれば、ステップ９２５で、制御器１００は、電池電圧が約４．２Ｖ／セルに等しくなるまで待機する。ステップ９２５では、制御器１００はその待機時間も格納する。アルゴリズム２５０はステップ９３０で終了する。 In step 920, controller 100 checks to see if the battery voltage is less than 4.2 V / cell. If the battery voltage is less than 4.2 V / cell in step 920, algorithm 250 proceeds to step 875. If the battery voltage is 4.2 V / cell or higher in step 920, the controller 100 waits until the battery voltage becomes equal to about 4.2 V / cell in step 925. In step 925, the controller 100 also stores its standby time. Algorithm 250 ends at step 930.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、電池充電器３０は、電池２０などの異なる化学的性質および／または公称電圧を有する様々な電池を充電するために、別の動作方法を含むことができる。このような充電動作の一例が図２８〜３８に例示してある。いくつかの構成およびいくつかの態様では、電池充電器３０は、Ｌｉ−Ｃｏ化学的性質、Ｌｉ−Ｍｎスピネル化学的性質、Ｌｉ−Ｍｎニッケル化学的性質等々を有する電池のような、リチウムベースの電池を充電するための動作方法を含む。いくつかの構成および態様では、充電動作２００は、異なる電池条件および／または電池特性に応答して異なる機能を実行するための様々なモジュールを含む。 In some configurations and in some embodiments, the battery charger 30 can include another operating method for charging various batteries with different chemical properties and / or nominal voltages, such as the battery 20. .. An example of such a charging operation is illustrated in FIGS. 28 to 38. In some configurations and in some embodiments, the battery charger 30 is lithium-based, such as a battery having Li-Co chemical properties, Li-Mn spinel chemical properties, Li-Mn nickel chemical properties, etc. Includes operating methods for charging batteries. In some configurations and embodiments, the charging operation 200 includes various modules for performing different functions in response to different battery conditions and / or battery characteristics.

いくつかの構成および態様では、充電動作の方法は、異常なおよび／または通常の電池条件に基づいて充電を中断するためのモジュールを含む。いくつかの構成では、充電動作は、不良パックモジュールおよび／または図３６の流れ図２２３５に例示する温度範囲外モジュールのような温度範囲外モジュールを含む。いくつかの構成では、電池充電器３０は、異常な電池電圧、異常なセル電圧、および／または異常な電池容量に基づいて充電を終了するために、不良パックモジュールに入る。いくつかの構成では、電池充電器３０は、異常な電池温度および／または１つもしくは複数の異常な電池セル温度に基づいて充電を終了するために、温度範囲外モジュール２２３５に入る。いくつかの構成では、充電動作は、以上および以下で論じる条件よりも多いかまたは少ない条件に基づいて充電を終了する、以上および以下に論じるモジュールよりも多いかまたは少ないモジュールを含む。 In some configurations and embodiments, the method of charging operation includes a module for interrupting charging based on abnormal and / or normal battery conditions. In some configurations, the charging operation includes a defective pack module and / or an out-of-temperature module such as the out-of-temperature module illustrated in FIG. 2235 flow. In some configurations, the battery charger 30 enters a defective pack module to terminate charging based on abnormal battery voltage, abnormal cell voltage, and / or abnormal battery capacity. In some configurations, the battery charger 30 enters the out-of-temperature module 2235 to terminate charging based on an abnormal battery temperature and / or one or more abnormal battery cell temperatures. In some configurations, the charging operation comprises more or less modules than the modules discussed above and below, which terminate charging based on more or less conditions than those discussed above and below.

いくつかの構成および態様では、充電動作は、動作における様々な条件または段階に基づいて電池２０を充電するための様々なモードまたはモジュールを含む。いくつかの構成では、充電動作には、図３４の流れ図２２２５に例示する細流（制限）充電モジュール（ｔｒｉｃｋｌｅ（ｌｉｍｉｔｅｄ） ｃｈａｒｇｅ ｍｏｄｕｌｅ）のような細流充電モジュール、図３３の流れ図２２２０に例示する細流（段階）モジュール（ｔｒｉｃｋｌｅ
（ｓｔｅｐ） ｍｏｄｕｌｅ）、図３２の流れ図２２１５に例示する急速充電モジュール
のような急速充電モジュール、および／または図３５の流れ図２２３０に例示する維持モジュールのような維持充電モジュールばかりでなく、図３１の流れ図２２１０に例示するフラットパック起動モジュール（ｆｌａｔｐａｃｋ ｗａｋｅ−ｕｐ ｍｏｄｕｌｅ）、図２９、３０の流れ図２２０５および図２８の流れ図２２００にそれぞれ例示する充電モジュールならびにパック挿入モジュール（ｐａｃｋｉｎｓｅｒｔ ｍｏｄｕｌｅ）２２００（充電を開始する）などの他のモジュールも含まれる。充電動作には、他のモジュールが様々な方法で実行する、図３７および３８の流れ図２２４０に例示するアルゴリズムのような充電電流アルゴリズムも含まれる。 In some configurations and embodiments, the charging operation includes various modes or modules for charging the battery 20 based on various conditions or stages in the operation. In some configurations, the charging operation includes a trickle charging module such as the trickle (limited) charge module illustrated in FIG. 2225, a flow illustrated in FIG. 2220, and a trickle (exemplified in FIG. 2220). Stage module (trickle)
(Step), flow of FIG. 32, as well as a fast charging module such as the quick charging module illustrated in FIG. 2215, and / or a flow of FIG. 35, a maintenance charging module such as the maintenance module illustrated in FIG. 2230, as well as FIG. Flow Flat pack start module (flatpack work-up module) illustrated in FIG. 2210, flow of FIGS. 29 and 30, charging module exemplified in flow of FIGS. 2205 and 28, respectively, and pack insert module 2200 (start charging). ) And other modules are also included. The charging operation also includes a charging current algorithm, such as the algorithm illustrated in FIG. 2240, which is performed by other modules in various ways.

充電動作の一部に関する一例を図２８〜３０に関して列挙する。例えば、充電動作は、図２８に示すように、パック挿入モジュール２２００から始まる。この動作は、電池充電
器に電力が供給されることから始まり（ステップ２３０５）、電池充電器３０は入力電圧Ｖ入力が適正な動作パラメータ範囲内（例えば、８０Ｖ＜Ｖ入力＜１４０Ｖ）であるかどうかを確認する（ステップ２３１０）。入力電圧Ｖ入力がこの動作パラメータ範囲内になければ、電池充電器３０は充電を阻止する（ステップ２３１５）。電池充電器３０は、使用者に適正な入力電圧Ｖ入力が供給されているかどうかも知らせる（ステップ２３１５）。 An example relating to a part of the charging operation is listed with reference to FIGS. 28 to 30. For example, the charging operation begins with the pack insertion module 2200, as shown in FIG. This operation begins with the power being supplied to the battery charger (step 2305), and does the battery charger 30 have an input voltage V input within the proper operating parameter range (eg, 80V <V input <140V)? Check if (step 2310). If the input voltage V input is not within this operating parameter range, the battery charger 30 blocks charging (step 2315). The battery charger 30 also informs the user whether an appropriate input voltage V input is being supplied (step 2315).

電池充電器３０が適正な入力電圧Ｖ入力を受け取っていれば、バッテリパック２０は充電器に接続され（ステップ２３２５）、かつ充電器３０は適正な接続（例えば、端子間の接続）が行われたかどうかを確認する（ステップ２３３０）。適切な接続が行われていなかったら、充電器３０は、いずれのＬＥＤも点灯させず（ステップ２３３５）、充電動作が終了する（ステップ２３４０）。接続が行われていれば、充電器３０は、制御器１００に対する電圧によって電池２０の存在を検出し（ステップ２３４５）、制御器１００は電池２０の電圧Ｖパックを計測する（ステップ２３５０）。 If the battery charger 30 receives the proper input voltage V input, the battery pack 20 is connected to the charger (step 2325) and the charger 30 is properly connected (eg, the connection between the terminals). Check if it has been done (step 2330). If not properly connected, the charger 30 will not turn on any of the LEDs (step 2335) and the charging operation will end (step 2340). If connected, the charger 30 detects the presence of the battery 20 by the voltage to the controller 100 (step 2345), and the controller 100 measures the voltage V pack of the battery 20 (step 2350).

充電器３０は、電池電圧Ｖパックが５Ｖよりも低いかどうかを確認する（ステップ２３５５）。電池電圧Ｖパックが５Ｖよりも低ければ、充電動作はフラットパック起動モジュール２２１０に進む（ステップ２３６０）。電池電圧Ｖパックが５Ｖ以上であれば、充電器３０は電池２０との接続を確立しようとして（ステップ２３６５）、接続が確立されているかどうかを確認する（ステップ２３７０）。接続が確立されていなければ、充電器３０はいずれの表示器も点灯させず（ステップ２３７５）、かつ充電動作を終了する（ステップ２３８０）。接続が確立されれば、充電動作は充電モジュール２２０５に進む（ステップ２３８５）。 The charger 30 checks if the battery voltage V pack is lower than 5V (step 2355). If the battery voltage V pack is lower than 5 V, the charging operation proceeds to the flat pack activation module 2210 (step 2360). If the battery voltage V pack is 5 V or higher, the charger 30 attempts to establish a connection with the battery 20 (step 2365) and checks to see if the connection is established (step 2370). If the connection is not established, the charger 30 does not turn on any of the indicators (step 2375) and ends the charging operation (step 2380). Once the connection is established, the charging operation proceeds to charging module 2205 (step 2385).

充電モジュール２２０５を図２９および３０に例示する。充電モジュール２２０５は、充電器３０がパック公称電圧を識別しかつ適切な計測パラメータを設定することから開始し（ステップ２４０５）、次いで電池２０のセル電圧の問合わせを行って（ステップ２４１０）、いずれかのセル電圧が上限閾値（例えば、４．３５Ｖ）よりも大きいかどうか確認する（２４１５）。いずれかのセルが上限閾値よりも大きければ、充電器３０はいずれのＬＥＤも作動させず（ステップ２４２０）、かつ充電動作を終了する（ステップ２４２５）。いずれのセルも上限閾値を超えていなければ、充電器３０は、充電器３０の端子間の電池電圧を計測し（ステップ２４３０）、次いで電池２０によって計測された電池電圧Ｖパックの問合わせを行い（ステップ２４３５）、計測値が一致するかどうかを確認する（ステップ２４４０）。計測値が一致しなければ、充電器３０はいずれのＬＥＤも作動させず（ステップ２４４５）、かつ充電動作が終了する（ステップ２４５０）。 The charging module 2205 is illustrated in FIGS. 29 and 30. The charging module 2205 starts with the charger 30 identifying the pack nominal voltage and setting the appropriate measurement parameters (step 2405), then querying the cell voltage of the battery 20 (step 2410). Check if the cell voltage is greater than the upper threshold (eg, 4.35V) (2415). If any cell is greater than the upper threshold, the charger 30 does not activate any of the LEDs (step 2420) and ends the charging operation (step 2425). If none of the cells exceeds the upper threshold, the charger 30 measures the battery voltage between the terminals of the charger 30 (step 2430), and then inquires about the battery voltage V pack measured by the battery 20. (Step 2435), it is confirmed whether or not the measured values match (step 2440). If the measured values do not match, the charger 30 does not activate any of the LEDs (step 2445) and the charging operation ends (step 2450).

計測値が一致すれば、充電器３０は、電池２０に電池温度に関する問合わせを行い（ステップ２４５５）、電池温度が動作範囲内にあるかどうかを確認する（ステップ２４６０）。電池電圧が望ましい動作範囲内になければ、動作は温度範囲外モジュール２２３５に進み（ステップ２４６５）、充電器３０は、一旦、充電動作が温度範囲外モジュール２２３５から退出すると、再び電池２０に電池温度情報の問合わせを行うことができる（２４５５）。 If the measured values match, the charger 30 makes an inquiry to the battery 20 regarding the battery temperature (step 2455) and confirms whether the battery temperature is within the operating range (step 2460). If the battery voltage is not within the desired operating range, the operation proceeds to the out-of-temperature module 2235 (step 2465), and the charger 30 recharges the battery 20 to the battery temperature once the charging operation exits the out-of-temperature module 2235. Information can be queried (2455).

電池温度が望ましい動作範囲内にあれば、充電器３０は、電池電圧Ｖパックが維持閾値（例えば、１セル当たり４．１Ｖ）よりも大きいかどうかを確認し（ステップ４７０）、電池電圧Ｖパックが維持閾値よりも大きければ、充電動作は維持モジュール２２３０に進む（ステップ２４７５）。そうでなければ、充電器３０は、電池電圧Ｖパックが細流閾値（例えば、１セル当たり３．５Ｖ）よりも小さいかどうか確認し（ステップ２４８０）、電池電圧Ｖパックが細流閾値よりも低ければ、充電動作は細流（制限）モジュール２２２５に進む（ステップ２４８５）。電池電圧が細流閾値以上であれば、充電器３０は、電池温度が細流範囲内にあるかどうかを確認する（ステップ２４９０）。この温度が細流範囲内にあれば、動作は細流（段階）モジュール２２２０に進み（ステップ２４９５）、温度が細流範囲内になければ、急速充電モジュール２２１５に進む（ステップ２５０５）。充電動作は、図３１〜３８に例示するその他のモジュールで示すように続行可能である。 If the battery temperature is within the desired operating range, the charger 30 checks to see if the battery voltage V-pack is greater than the maintenance threshold (eg, 4.1 V per cell) (step 470) and the battery voltage V-pack. If is greater than the maintenance threshold, the charging operation proceeds to maintenance module 2230 (step 2475). Otherwise, the charger 30 checks to see if the battery voltage V-pack is less than the trickle threshold (eg 3.5V per cell) (step 2480) and if the battery voltage V-pack is lower than the trickle threshold. The charging operation proceeds to the trickle (restriction) module 2225 (step 2485). If the battery voltage is greater than or equal to the trickle threshold, the charger 30 checks to see if the battery temperature is within the trickle range (step 2490). If this temperature is within the trickle range, the operation proceeds to the trickle (step) module 2220 (step 2495), and if the temperature is not within the trickle range, the operation proceeds to the rapid charging module 2215 (step 2505). The charging operation can continue as shown in the other modules illustrated in FIGS. 31-38.

図２８〜３８に例示する充電動作時に、電池充電器３０は、パルス充電方法を使用して電池２０に電力を供給する。１つの構成では、電池充電器３０は、毎回同じパルス幅を有するが、パルス間の時間が異なるパルスを電池２０に供給する。これを「完全充電電流」または「完全充電パルス（ｆｕｌｌｃｈａｒｇｅ ｐｕｌｓｅ）」と呼ぶ。図１６および
３９に示す構成などの他の構成では、電池充電器３０によって印加された完全充電電流または完全充電パルスは、電池２０中の個々のセル電圧にしたがってスケーリング可能である。このような実施を図４，１６、および３９に関して説明する。 During the charging operation illustrated in FIGS. 28-38, the battery charger 30 supplies power to the battery 20 using a pulse charging method. In one configuration, the battery charger 30 supplies the battery 20 with pulses having the same pulse width each time, but with different times between pulses. This is called a "full charge current" or a "full charge pulse". In other configurations, such as those shown in FIGS. 16 and 39, the full charge current or full charge pulse applied by the battery charger 30 can be scaled according to the individual cell voltages in the battery 20. Such an implementation will be described with reference to FIGS. 4, 16 and 39.

図４に示すように、電池充電器３０中の制御器１００は、電池２０の中のマイクロコントローラ６４から情報を受け取り、かつそこに情報を伝達することができる。いくつかの構成では、マイクロコントローラ６４は、充電時に、それぞれの電池セル６０の電圧または現在の充電状態を含む様々な電池特性を、自動的にまたは電池充電器３０からの命令に応答して監視することができる。マイクロコントローラ６４は、充電電流の期間Ｔオン（すなわち、「電流オン」の期間（“ｃｕｒｒｅｎｔｏｎ” ｔｉｍｅ ｐｅｒｉｏｄｓ））の間にいくつかの電池特性、およびプロセスまたは平均計測値を監視することができる。いくつかの構成では、電流オン期間が約１秒（「１−ｓ」）であり得る。充電電流がない期間Ｔオフ（すなわち、「電流オフ」の期間（“ｃｕｒｒｅｎｔｏｆｆ” ｔｉｍｅ ｐｅｒｉｏｄｓ））の間に、いくつかの電池特性（例えば、セル電圧またはセルの充電状態）に関する情報を電池２０から充電器３０に伝達することができる。いくつかの構成では、電流オフ期間Ｔオフが約５０ミリ秒である。電池充電器３０は、電池２０から送られた情報を処理し、それにしたがって電流オン期間Ｔオンを変更することができる。例えば、１個または複数の電池セル６０が残りの電池セル６０よりも高い現在の充電状態を有すれば、電池充電器３０は、これらの１個または複数のより高い電池セルの過充電を回避するために、以降の電流オン期間Ｔオンを短くすることができる。 As shown in FIG. 4, the controller 100 in the battery charger 30 can receive information from the microcontroller 64 in the battery 20 and transmit the information there. In some configurations, the microcontroller 64 monitors, upon charging, various battery characteristics, including the voltage of each battery cell 60 or the current state of charge, either automatically or in response to a command from the battery charger 30. can do. The microcontroller 64 can monitor some battery characteristics and process or average measurements during the charging current period T-on (ie, the "currenton" time period). In some configurations, the current-on period can be about 1 second ("1-s"). During the period of no charging current T-off (ie, the "currentoff" time period), information about some battery characteristics (eg, cell voltage or cell charge state) is provided from battery 20. It can be transmitted to the charger 30. In some configurations, the current off period T-off is about 50 ms. The battery charger 30 can process the information sent from the battery 20 and change the current-on period T-on accordingly. For example, if one or more battery cells 60 have a higher current charge state than the remaining battery cells 60, the battery charger 30 avoids overcharging these one or more higher battery cells. Therefore, the subsequent current-on period T-on can be shortened.

いくつかの構成では、電池充電器３０は、それぞれの個別セル電圧を平均セル電圧に比較することが可能であり、個別セル電圧と平均セル電圧の間の差が、既定閾値（例えば、不均衡閾値（ｉｍｂａｌａｎｃｅｔｈｒｅｓｈｏｌｄ））以上であれば、充電器３０は、そのセルがより高い充電状態のセルであると識別することができる。電池充電器３０は、電流オン期間Ｔオンを変更することができる。他の構成では、電池充電器３０は、電流オン期間の間に、電池２０から受け取った情報に基づいて、特定の電池セル（より高い電圧セルであると識別された電池セル）に関する充電状態を評価することができる。これらの構成では、セルに関する現在の充電状態の評価が閾値を超えると、電池充電器３０は電流オン期間Ｔオンの継続時間を変更することができる。 In some configurations, the battery charger 30 is capable of comparing each individual cell voltage to the average cell voltage, where the difference between the individual cell voltage and the average cell voltage is a predetermined threshold (eg, imbalance). If it is above a threshold (imbalance threshold), the charger 30 can identify the cell as a higher charged cell. The battery charger 30 can change the current-on period T-on. In another configuration, the battery charger 30 determines the state of charge for a particular battery cell (the battery cell identified as the higher voltage cell) based on the information received from the battery 20 during the current-on period. Can be evaluated. In these configurations, the battery charger 30 can change the duration of the current-on period T-on when the current charge state assessment for the cell exceeds the threshold.

例えば、図１６および３９に示すように、電池充電器３０は、次の電流オン時間Ｔオン１の間に計測したセル電圧計測値を平均するように電池２０に命令することができる。このような命令は第１電流オフ期間Ｔオフ１の間に送ることができる。したがって、第１電流オン時間Ｔオン１の間に、マイクロコントローラ６４は、セル電圧および他の電池パラメータを計測しかつ平均する。次の電流オフ時間Ｔオフ２の間に、電池２０は、平均した計測値を電池充電器３０に送ることができる。いくつかの構成では、電池２０は、８つの平均計測値、例えば、パック充電状態の平均計測値および７個の電池セル６０のそれぞれに関する個別セルの平均充電状態などを送ることができる。例えば、電池２０は次の情報を送ることができる。すなわち、セル１１４％、セル２ １４％、セル３ １５％、セル４
１４％、セル５ １６％、セル６１４％、セル７ １４％、およびパック（例えば、セル
１〜７）電圧２９．９６Ｖ。このような例では、電池充電器３０は、セル５をより高い電池セルであると識別する。充電器３０は、電池のマイクロコントローラ６４と電池充電器３０の両方によって計測された電池電圧も記録する。このような例では、電池充電器３０は、電池電圧を約３０．０７Ｖと計測する。電池充電器３０は、電池電圧計測値の差（例えば、１１０ｍＶ）を算出し、かつ端子とリード線の両端の電圧降下を約１１０ｍＶと確認する。 For example, as shown in FIGS. 16 and 39, the battery charger 30 can instruct the battery 20 to average the cell voltage measurements measured during the next current on time T on 1. Such an instruction can be sent during the first current off period T off 1. Therefore, during the first current on time T on 1, the microcontroller 64 measures and averages the cell voltage and other battery parameters. During the next current off time T off 2, the battery 20 can send the average measured value to the battery charger 30. In some configurations, the battery 20 can send eight average measurements, such as the average measurement of the pack charge state and the average charge state of the individual cells for each of the seven battery cells 60. For example, the battery 20 can send the following information. That is, cell 114%, cell 2 14%, cell 3 15%, cell 4
14%, cell 516%, cell 614%, cell 714%, and pack (eg, cells 1-7) voltage 29.96V. In such an example, the battery charger 30 identifies the cell 5 as a higher battery cell. The charger 30 also records the battery voltage measured by both the battery microcontroller 64 and the battery charger 30. In such an example, the battery charger 30 measures the battery voltage to be about 30.07V. The battery charger 30 calculates the difference between the measured battery voltage values (for example, 110 mV), and confirms that the voltage drop at both ends of the terminal and the lead wire is about 110 mV.

後続の電流オン期間Ｔオン２の間に、電池充電器３０はセル５の電圧を「評価」する。例えば、電池充電器３０は、電池２０の電圧の計測値を標本抽出し、かつ次式にしたがって、それぞれの電池電圧測定値に対してセル５に関する充電状態を評価する。
（Ｖ電池／充電−Ｖ端子）＊Ｖセル
上式で、Ｖ電池／充電は充電器３０による計測値としての電池２０の電圧であり、Ｖ端子は端子両端の電圧降下（例えば、１１０ｍＶ）であり、さらにＶセルは電池電圧のパーセントで評価されているセルの電圧である。セル５の電圧の評価値が閾値（「低減閾値（ｒｅｄｕｃｔｉｏｎｔｈｒｅｓｈｏｌｄ）」）を超えれば、電池充電器３０は、後続の電流オン期間Ｔオン３を変更することができる。この例では、電池充電器３０は、セル５の電圧の評価値（または算定値）が低減閾値（約８００ミリ秒である）に達する時点を記憶している。図３９に示すように、充電器３０は、セル５を高い電池セルとして識別しかつ算定し、さらに後続の電流オン期間Ｔオン３を、充電器３０が記憶している継続時間（例えば、８００ミリ秒）とほぼ等しいように変更する。したがって、電流オン期間Ｔオン３の長さＴ２は、先行する電流オン期間Ｔオン１およびＴオン２の長さＴ１よりも短い。 During the subsequent current-on period T-on 2, the battery charger 30 "evaluates" the voltage in cell 5. For example, the battery charger 30 samples the measured value of the voltage of the battery 20 and evaluates the charging state of the cell 5 with respect to each measured battery voltage according to the following equation.
(V battery / charge-V terminal) * V cell top type, V battery / charge is the voltage of the battery 20 as the value measured by the charger 30, and the V terminal is the voltage drop (for example, 110 mV) at both ends of the terminal. Yes, and the V cell is the cell voltage evaluated as a percentage of the battery voltage. If the evaluation value of the voltage of the cell 5 exceeds the threshold value (“reduction threshold”), the battery charger 30 can change the subsequent current-on period T-on 3. In this example, the battery charger 30 stores the time when the evaluation value (or calculated value) of the voltage of the cell 5 reaches the reduction threshold value (about 800 milliseconds). As shown in FIG. 39, the charger 30 identifies and calculates the cell 5 as a high battery cell, and the subsequent current-on period T-on 3 is stored in the charger 30 for a duration (eg, 800). Change it so that it is almost equal to (milliseconds). Therefore, the length T2 of the current-on period T-on 3 is shorter than the length T1 of the preceding current-on periods T-on 1 and T-on 2.

いくつかの構成では、充電器３０は後続の電流オン期間（例えば、Ｔオン４〜５）を、ほぼ先行する電流オン期間Ｔオン３の長さＴ２（例えば、８００ミリ秒）に引き続き設定する。依然としてセル５（または別のセル）が高いセルであると識別されれば、充電器３０は、後続の電流オン期間（例えば、Ｔオン６）の長さを、長さＴ２（例えば、約８００ミリ秒）から、例えば、セル５の電圧が引き続き低減閾値（例えば、６００ミリ秒）に達する場合は、Ｔ３（例えば、約６００ミリ秒）に変更可能である。 In some configurations, the charger 30 continues to set the subsequent current-on period (eg, T-on 4-5) to the length T2 (eg, 800 ms) of the approximately preceding current-on period T-on 3. .. If cell 5 (or another cell) is still identified as a high cell, the charger 30 will increase the length of the subsequent current-on period (eg, T-on 6) to length T2 (eg, about 800). From (milliseconds), for example, if the voltage in cell 5 continues to reach the reduction threshold (eg, 600 milliseconds), it can be changed to T3 (eg, about 600 milliseconds).

他の構成では、充電器３０は、電池セルが十分な電流を受け取っていないことを確認すれば、充電器３０は、後続の電流オン期間（例えば、Ｔオン５）をほぼＴ１の長さに戻すこともできる（したがって、オン時間の低減の後にオン時間を増加する）。例えば、電池充電器３０は、セル５の電圧が、高いかまたは不均衡なセルであることに関係なく、オン期間の終わりに低減閾値を極端に下回っていると充電器が確認すれば、電流オン期間を増加することができる。これらの構成では、電池充電器３０は、セルが過充電気味に受け取る充電量を最適化するように電池セル電圧を考慮して、引き続き電流パルスの長さ（例えば、オン期間）を変更することができる。いくつかの構成では、電池充電器３０は、この電流オン時間を増やして初期電流オン期間、例えば、期間Ｔオン１よりも長くすることはできない。 In other configurations, if the charger 30 confirms that the battery cell is not receiving sufficient current, the charger 30 will reduce the subsequent current-on period (eg, T-on 5) to approximately T1 length. It can also be returned (thus increasing the on-time after reducing the on-time). For example, the battery charger 30 is current if the charger confirms that the voltage in cell 5 is extremely below the reduction threshold at the end of the on period, regardless of whether the cell is high or unbalanced. The on period can be increased. In these configurations, the battery charger 30 continues to change the length of the current pulse (eg, on period), taking into account the battery cell voltage to optimize the amount of charge the cell receives in a slightly overcharged manner. Can be done. In some configurations, the battery charger 30 cannot increase this current-on time to be longer than the initial current-on period, eg, period T-on 1.

電池２０’の別の回路図を図１３に模式的に例示する。電池２０’は電池２０と同様であり、共通の要素は、「’」付きの同じ参照符号によって識別されている。 Another circuit diagram of the battery 20'is schematically illustrated in FIG. Battery 20'is similar to battery 20 and common elements are identified by the same reference code with "'".

いくつかの構成では、回路６２’は、電気的素子、例えば、識別抵抗器９５０を含み、この識別抵抗器９５０は集合抵抗を有することができる。他の構成では、電気的素子が、コンデンサ、コイル、トランジスタ、半導体素子、電気回路、または別の素子（抵抗を有するかまたは電気信号が送信可能な、例えば、マイクロプロセッサ、デジタル論理素子等々のような）であり得る。例示の構成では、識別抵抗器９５０の抵抗値は、公称電圧および電池セル６０’の化学的性質などの、電池２０’の特性に基づいて選択可能である。検出端子５５’は識別抵抗器９５０に電気的に接続可能である。 In some configurations, the circuit 62'includes an electrical element, eg, a discriminant resistor 950, which discriminant resistor 950 can have collective resistance. In other configurations, the electrical element may be a capacitor, coil, transistor, semiconductor device, electrical circuit, or another element (such as a microprocessor, digital logic element, etc., which has resistance or is capable of transmitting electrical signals, etc. Can be). In the illustrated configuration, the resistance value of the discriminant resistor 950 can be selected based on the characteristics of the battery 20', such as the nominal voltage and the chemical properties of the battery cell 60'. The detection terminal 55'can be electrically connected to the identification resistor 950.

図１３に模式的に示す電池２０’は、電池充電器９６０（同じく模式的に示す）などの電気装置に電気的に接続可能である。電池充電器９６０は、正の端子９６４、負の端子９６８、および検出端子９７２を含むことができる。電池充電器９６０のそれぞれの端子９６４、９６８、９７２は、電池２０’の対応する端子４５’、５０’、５５’に（それぞれ）電気的に接続可能である。電池充電器９６０は、電気素子、例えば、第１抵抗器９７６、第２抵抗器９８０、ソリッドステート電子デバイスまたは半導体９８４、比較器９８８、およびプロセッサ、マイクロコントローラ、または制御器（図示せず）を有する回路も含むことができる。いくつかの構成では、半導体９８４は、飽和または「オン」状態（“ＯＮ”ｓｔａｔｅ）で動作可能でありかつ遮断周波数（ｃｕｔ−ｏｆｆ）または「オフ」状態（“ＯＦＦ”ｓｔａｔｅ）で動作可能であるトランジスタを含むことができる。いくつかの構成では、比較器９８８は、専用の電圧監視装置、マイクロプロセッサ、または処理ユニットであり得る。他の構成では、比較器９８８は制御器（図示せず）の中に含まれ得る。 The battery 20'schematically shown in FIG. 13 can be electrically connected to an electric device such as a battery charger 960 (also schematically shown). The battery charger 960 can include a positive terminal 964, a negative terminal 968, and a detection terminal 972. The respective terminals 964, 968, 972 of the battery charger 960 can be electrically connected (respectively) to the corresponding terminals 45', 50', 55'of the battery 20'. The battery charger 960 comprises electrical elements such as a first resistor 976, a second resistor 980, a solid state electronic device or semiconductor 984, a comparator 988, and a processor, microcontroller, or controller (not shown). A circuit having a circuit can also be included. In some configurations, the semiconductor 984 can operate in a saturated or "ON" state and can operate in a cut-off or "OFF" state. Can include certain transistors. In some configurations, the comparator 988 may be a dedicated voltage monitoring device, microprocessor, or processing unit. In other configurations, the comparator 988 may be included within a controller (not shown).

いくつかの構成では、制御器（図示せず）は、電池２０’中の電気的素子（識別抵抗器９５０のような）の抵抗値を識別するようにプログラム可能である。制御器も、電池２０’の１つまたは複数の特性、例えば、電池２０’の電池化学的性質および公称電圧などを確認するようにプログラム可能である。前述のように、識別抵抗器９５０の抵抗値は、１つまたは複数の一定の電池特性に関連する専用値に対応可能である。例えば、識別抵抗器９５０の抵抗値は、電池２０’の化学的性質および公称電圧に対応する抵抗値の範囲内に含まれ得る。 In some configurations, the controller (not shown) is programmable to identify the resistance value of an electrical element (such as the identification resistor 950) in the battery 20'. The controller can also be programmed to identify one or more characteristics of the battery 20', such as the battery chemistry and nominal voltage of the battery 20'. As mentioned above, the resistance value of the identification resistor 950 can correspond to a dedicated value associated with one or more certain battery characteristics. For example, the resistance value of the identification resistor 950 may be within the range of resistance values corresponding to the chemical properties and nominal voltage of the battery 20'.

いくつかの構成では、制御器は、識別抵抗器９５０の複数の抵抗値範囲を認識するようにプログラム可能である。これらの構成では、それぞれの範囲が１つの電池化学的性質、例えば、ニッケルカドミウム、ニッケル水素、リチウムイオン等々に対応する。いくつかの構成では、制御器は追加的な抵抗値範囲を認識することが可能であり、それぞれが別の電池化学的性質または別の電池特性に対応する。 In some configurations, the controller is programmable to recognize multiple resistance range ranges for the discriminant resistor 950. In these configurations, each range corresponds to one battery chemistry, such as nickel cadmium, nickel metal hydride, lithium ion, and so on. In some configurations, the controller is capable of recognizing additional resistance range, each corresponding to different battery chemistry or different battery characteristics.

いくつかの構成では、制御器は、複数の電圧範囲を認識するようにプログラム可能である。これらの電圧範囲の中に含まれる電圧は、制御器が測定電圧に基づいて抵抗器９５０の値を確認できるように、識別抵抗器９５０の抵抗値に依存または対応可能である。 In some configurations, the controller is programmable to recognize multiple voltage ranges. The voltage contained within these voltage ranges can depend on or correspond to the resistance value of the discriminant resistor 950 so that the controller can see the value of the resistor 950 based on the measured voltage.

いくつかの構成では、識別抵抗器９５０の抵抗値は、電池２０’のそれぞれの可能な公称電圧に対して固有であるようにさらに選択可能である。例えば、抵抗値の１つの範囲では、第１の専用抵抗値が２１Ｖの公称電圧に対応可能であり、第２の専用抵抗値が１６．８Ｖの公称電圧に対応可能であり、さらに第３の専用抵抗値が１２．６Ｖの公称電圧に対応可能である。いくつかの構成では、より多くのまたはより少ない専用抵抗値が存在可能であり、それぞれがその抵抗値範囲に関連する、電池２０’の別の可能な公称電圧に対応する。 In some configurations, the resistance value of the discriminant resistor 950 is further selectable to be unique to each possible nominal voltage of the battery 20'. For example, in one range of resistance values, the first dedicated resistance value can correspond to a nominal voltage of 21V, the second dedicated resistance value can correspond to a nominal voltage of 16.8V, and a third. It can handle a nominal voltage with a dedicated resistance value of 12.6V. In some configurations, there may be more or less dedicated resistance values, each corresponding to another possible nominal voltage of the battery 20', which is associated with that resistance range.

典型的な１つの実施では、電池２０’は電池充電器９６０に電気的に接続する。第１の電池特性を識別するために、半導体９８４が追加的回路（図示せず）の制御下で「オン」状態に切り換わる。半導体９８４が「オン」状態にあるとき、識別抵抗器９５０および抵抗器９７６、９８０が分圧器回路網（ｖｏｌｔａｇｅｄｉｖｉｄｅｒ ｎｅｔｗｏｒｋ）
を作る。この回路網は第１基準点９９２で電圧ＶＡを確立する。抵抗器９８０の抵抗値が抵抗器９７６の抵抗値よりもかなり低ければ、電圧ＶＡは識別抵抗器９５０および抵抗器９８０の抵抗値に依存する。このような実施では、電圧ＶＡは、識別抵抗器９５０の抵抗値によって確認される範囲内にある。制御器（図示せず）は、第１基準点９９２で電圧ＶＡを計測し、このＶＡに基づいて識別抵抗器９５０の抵抗値を確認する。いくつかの構成
では、制御器は電圧ＶＡを複数の電圧範囲と比較して電池特性を確認する。 In one typical practice, the battery 20'is electrically connected to the battery charger 960. To identify the first battery characteristics, the semiconductor 984 switches to the "on" state under the control of an additional circuit (not shown). When the semiconductor 984 is in the "on" state, the identification resistors 950 and the resistors 976, 980 are divided into voltage divider networks.
make. This network establishes a voltage VA at the first reference point 992. If the resistance of the resistor 980 is significantly lower than the resistance of the resistor 976, the voltage VA depends on the resistance of the discriminant resistor 950 and the resistor 980. In such an implementation, the voltage VA is within the range as confirmed by the resistance value of the discriminant resistor 950. The controller (not shown) measures the voltage VA at the first reference point 992, and confirms the resistance value of the identification resistor 950 based on this VA. In some configurations, the controller compares the voltage VA to multiple voltage ranges to verify battery characteristics.

いくつかの構成では、識別すべき第１電池特性が電池化学的性質を含む。例えば、１５０キロオームを下回る抵抗値はいずれも、電池２０’がニッケルカドミウムまたはニッケル水素の化学的性質を有することを示し、約１５０キロオーム以上の抵抗値はいずれも、電池２０’がリチウムまたはリチウムイオンの化学的性質を有することを示し得る。一旦、制御器が電池２０’の化学的性質を確認しかつ識別すると、適切な充電アルゴリズムまたは方法を選択することができる。他の構成では、以上の例におけるよりも、それぞれが別の電池化学的性質に対応するさらに多くの抵抗値範囲が存在する。 In some configurations, the first battery property to be identified includes battery chemistry. For example, any resistance value below 150 kiloohms indicates that the battery 20'has the chemistry of nickel-cadmium or nickel-metal hydride, and any resistance value above about 150 kiloohms indicates that the battery 20'is lithium or lithium ion. Can be shown to have the chemical properties of. Once the controller has identified and identified the chemistry of the battery 20', the appropriate charging algorithm or method can be selected. In other configurations, there are more resistance range, each corresponding to different battery chemistries, than in the above examples.

この典型的な実施に引き続き言及すると、第２電池特性を識別するために、半導体９８４は追加的回路の制御下で「オフ」状態に切り換わる。半導体９８４が「オフ」状態に切り換わるとき、識別抵抗器９５０および抵抗器９７６は分圧器回路網を作る。第１基準点９９２での電圧ＶＡは、今度は識別抵抗器９５０と抵抗器９７６の抵抗値によって確認される。識別抵抗器９５０の抵抗値は、第２基準点１０１２での電圧Ｖ電池が電池２０’の公称電圧に実質的に等しいとき、第１基準点９９２での電圧ＶＡが第３基準点９９６での電圧Ｖ基準に実質的に等しいように選択される。第１基準点９９２での電圧ＶＡが、第３基準点９９６での固定電圧Ｖ基準を超えれば、比較器９８８の出力Ｖ出力が状態（ｓｔａｔｅ）を変更する。いくつかの構成では、充電を終了するか、または維持ルーチン、均等化ルーチン（ｅｑｕａｌｉｚａｔｉｏｎｒｏｕｔｉｎｅ）、放電機能、追加的な充電方式等々の追加的な機能を開始するための表示器としての役割を果たすように出力Ｖ出力を使用することができる。いくつかの構成では、電圧Ｖ基準は固定基準電圧であり得る。 Continuing to refer to this typical practice, the semiconductor 984 switches to the "off" state under the control of additional circuitry to identify the second battery characteristics. When the semiconductor 984 switches to the "off" state, the discriminant resistor 950 and resistor 976 form a voltage divider network. The voltage VA at the first reference point 992 is in turn confirmed by the resistance values of the discriminant resistor 950 and the resistor 976. The resistance value of the identification resistor 950 is such that the voltage VA at the first reference point 992 is at the third reference point 996 when the voltage V battery at the second reference point 1012 is substantially equal to the nominal voltage of the battery 20'. It is selected to be substantially equal to the voltage V reference. If the voltage VA at the first reference point 992 exceeds the fixed voltage V reference at the third reference point 996, the output V output of the comparator 988 changes the state. In some configurations, it may serve as an indicator to end charging or start additional functions such as maintenance routines, equalization routines, discharge functions, additional charging schemes, etc. The output V output can be used for. In some configurations, the voltage V reference can be a fixed reference voltage.

いくつかの構成では、識別すべき第２電池特性が電池２０’の公称電圧を含むことができる。例えば、識別抵抗器９５０に関する抵抗値を計算するための一般的な計算式は次式であり得る。 In some configurations, the second battery characteristic to be identified may include the nominal voltage of the battery 20'. For example, a general formula for calculating the resistance value for the identification resistor 950 can be:

Figure 0006913117
Figure 0006913117

上式で、Ｒ１００は識別抵抗器９５０の抵抗値であり、Ｒ１３５は抵抗器９７６の抵抗値であり、Ｖ電池は電池２０’の公称電圧であり、さらにＶ基準は、例えば、約２．５Ｖなどの固定電圧である。例えば、リチウムイオンの化学的性質に関する抵抗値の範囲内では（上述）、識別抵抗器９５０に関する約１５０キロオームの抵抗値は、約２１Ｖの公称電圧に対応し、約１９４キロオームの抵抗値は、約１６．８Ｖの公称電圧に対応し、さらに約２７４．７キロオームの抵抗値は、約１２．６Ｖの公称電圧に対応し得る。他の構成では、より多くのまたはより少ない専用抵抗値が、追加的なまたは異なるバッテリパックの公称電圧値に対応可能である。 In the above equation, R100 is the resistance value of the identification resistor 950, R135 is the resistance value of the resistor 976, the V battery is the nominal voltage of the battery 20', and the V reference is, for example, about 2.5V. It is a fixed voltage such as. For example, within the range of resistance values for the chemical properties of lithium ions (above), a resistance value of about 150 kiloohms for the discriminant resistor 950 corresponds to a nominal voltage of about 21V, and a resistance value of about 194 kiloohms is about. Corresponding to a nominal voltage of 16.8V, a resistance value of about 274.7 kiloohms can correspond to a nominal voltage of about 12.6V. In other configurations, more or less dedicated resistance values can accommodate the nominal voltage values of additional or different battery packs.

例示の構成では、識別抵抗器９５０と第３基準点９９６の両方が電流検出抵抗器１０００の「高い」側に位置することができる。このような様態で識別抵抗器９５０および第３基準点９９６を位置決めすると、充電電流が存在するとき、ＶＡとＶ基準の間の相対的な電圧変動をいずれも低減することができる。識別抵抗器９５０および第３基準点９９６が接地１００４を基準にし、かつ充電電流が電池２０’に印加されていれば、電圧変動は電圧ＶＡに現れ得る。 In the illustrated configuration, both the identification resistor 950 and the third reference point 996 can be located on the "high" side of the current sense resistor 1000. Positioning the identification resistor 950 and the third reference point 996 in this manner can reduce both relative voltage fluctuations between VA and V reference in the presence of charging current. If the identification resistor 950 and the third reference point 996 are relative to ground 1004 and a charging current is applied to the battery 20', voltage fluctuations can appear in the voltage VA.

いくつかの構成では、電池充電器９６０は、充電器制御機能も含むことができる。先に論じたように、電圧ＶＡが実質的に電圧Ｖ基準に等しいとき（電圧Ｖ電池は電池２０’の
公称電圧に等しいことを示す）、比較器９８８の出力Ｖ出力は状態を変更する。いくつかの構成では、比較器９８８の出力Ｖ出力が状態を変更するとき、充電電流はもはや電池２０’に供給されない。一旦、充電電流が中断されると、電池電圧Ｖ電池は減少し始める。電圧Ｖ電池が低閾値に達するとき、比較器９８８の出力Ｖ出力は再び状態を変更する。いくつかの構成では、電圧Ｖ電池の低閾値はヒステリシス抵抗器１００８の抵抗値によって決定される。一旦、比較器９８８の出力Ｖ出力が再び状態を変更すると、充電電流が再び確立される。いくつかの構成では、このようなサイクルは、制御器によって決定された既定量の時間の間に反復されるか、または比較器９８８によって実行された一定量の状態変化（ｓｔａｔｅｃｈａｎｇｅｓ）の間に反復される。いくつかの構成では、このようなサイクルは、電池２０’が電池充電器９６０から脱着されるまで反復される。 In some configurations, the battery charger 960 can also include a charger control function. As discussed earlier, when the voltage VA is substantially equal to the voltage V reference (indicating that the voltage V battery is equal to the nominal voltage of the battery 20'), the output V output of the comparator 988 changes state. In some configurations, when the output V output of the comparator 988 changes state, the charging current is no longer supplied to the battery 20'. Once the charging current is interrupted, the battery voltage V battery begins to decrease. When the voltage V battery reaches the low threshold, the output V output of the comparator 988 changes state again. In some configurations, the low threshold of the voltage V battery is determined by the resistance value of the hysteresis resistor 1008. Once the output V output of the comparator 988 changes state again, the charging current is reestablished. In some configurations, such a cycle is repeated during a predetermined amount of time determined by the controller, or during a certain amount of state changes performed by the comparator 988. Will be done. In some configurations, such a cycle is repeated until the battery 20'is removed from the battery charger 960.

いくつかの構成およびいくつかの態様では、図１７に示す電池２０のような電池は、電池セル６０が電池充電器３０と接続を確立するだけの電圧を十分に有し得ないほど放電状態になり得る。図１７に示すように、電池２０は、１個または複数の電池セル６０、正の端子１１０５、負の端子１１１０、および１個または複数の検出端子１１２０ａ、１１２０ｂを含むことができる（図１７に示すように、第２検出端子または駆動端子１２０ｂは、電池２０の中に含まれていてもまたは含まれていなくてもよい）。電池２０は、マイクロコントローラ１１４０を含む回路１１３０も具備し得る。 In some configurations and some embodiments, a battery such as the battery 20 shown in FIG. 17 is so discharged that the battery cell 60 cannot have sufficient voltage to establish a connection with the battery charger 30. Can be. As shown in FIG. 17, the battery 20 can include one or more battery cells 60, positive terminals 1105, negative terminals 1110, and one or more detection terminals 1120a, 1120b (FIG. 17). As shown, the second detection terminal or drive terminal 120b may or may not be included in the battery 20). The battery 20 may also include a circuit 1130 including a microcontroller 1140.

図１７に示すように、回路１１３０は、この回路１１３０（例えば、マイクロプロセッサ１１４０）が所定の閾値を上回るかまたは下回る条件（すなわち、「異常電池条件」）を確認または検出するとき、放電電流を遮断する半導体スイッチ１１８０を含むことができる。いくつかの構成では、スイッチ１１８０は、電池２０に流出入する電流が遮断される遮断状態（ｉｎｔｅｒｒｕｐｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）と、電池２０に流出入する電流が許容される許容状態（ａｌｌｏｗａｎｃｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）を含む。いくつかの構成では、異常電池条件には、例えば、高いまたは低い電池セル温度、高いまたは低い電池充電状態、高いまたは低い電池セル充電状態、大きいまたは小さい放電電流、大きいまたは小さい充電電流等々が含まれ得る。例示の構成では、スイッチ１１８０は、電力ＦＥＴ（電界効果形トランジスタ）または酸化金属半導体ＦＥＴ（「ＭＯＳＦＥＴ」）を含む。他の構成では、回路１１３０は２個のスイッチ１１８０を含み得る。これらの構成では、スイッチ１１８０は並列配置されている。並列スイッチ１１８０は、大きな平均放電電流を供給するバッテリパック（例えば、丸鋸、ドライバドリル等々に電力を供給する電池２０）の中に含まれ得る。 As shown in FIG. 17, the circuit 1130 measures the discharge current when the circuit 1130 (eg, microprocessor 1140) confirms or detects a condition above or below a predetermined threshold (ie, "abnormal battery condition"). A semiconductor switch 1180 that shuts off can be included. In some configurations, the switch 1180 includes an interruption state in which the current flowing in and out of the battery 20 is cut off, and an allowance state in which the current flowing in and out of the battery 20 is allowed. In some configurations, abnormal battery conditions include, for example, high or low battery cell temperature, high or low battery charge state, high or low battery cell charge state, large or small discharge current, large or small charge current, etc. Can be. In the illustrated configuration, the switch 1180 includes a power FET (Field Effect Transistor) or a metal oxide semiconductor FET (“MOSFET”). In other configurations, circuit 1130 may include two switches 1180. In these configurations, the switches 1180 are arranged in parallel. The parallel switch 1180 may be included in a battery pack that supplies a large average discharge current (eg, a battery 20 that powers a circular saw, driver drill, etc.).

いくつかの構成では、一旦、スイッチ１１８０が非導通になると、スイッチ１１８０は、たとえ異常条件がもはや検出されなくても再設定することはできない。いくつかの構成では、回路１１３０（例えば、マイクロプロセッサ１１４０）は、電気装置、例えば、電池充電器３０が、マイクロプロセッサ１１４０に再設定するように命令する場合のみに、スイッチ１１８０を再設定することができる。前述のように、電池２０は、マイクロプロセッサ１１４０に電力を供給して電池充電器３０と通信するための電圧を電池セル６０が十分に有し得ないほどに放電され得る。 In some configurations, once switch 1180 becomes non-conducting, switch 1180 cannot be reconfigured even if anomalous conditions are no longer detected. In some configurations, the circuit 1130 (eg, microprocessor 1140) resets the switch 1180 only if the electrical appliance, eg, battery charger 30, commands the microprocessor 1140 to reset. Can be done. As described above, the battery 20 can be discharged to such an extent that the battery cell 60 cannot have sufficient voltage to supply power to the microprocessor 1140 and communicate with the battery charger 30.

いくつかの構成では、電池２０が充電器３０と接続が確立できなければ、電池充電器３０は、スイッチ１１８０のボディダイオード（ｂｏｄｙｄｉｏｄｅ）１２１０を介して小さい充電電流を供給して電池セル６０を徐々に充電することができる。一旦、セル６０がマイクロプロセッサ１１４０に電力を供給するのに十分な充電を受けると、マイクロプロセッサ１１４０はスイッチ１１８０の状態を変更することができる。すなわち、スイッチ１１８０が非導通状態にあるときでも、電池２０を充電することができる。図１７に示すように、スイッチ１１８０は、いくつかの構成では、ＭＯＳＦＥＴおよび他のトランジスタと一体であるボディダイオード１２１０を含むことができる。他の構成では、ダイオード１２１０をスイッチ１１８０と並列に電気接続することができる。 In some configurations, if the battery 20 cannot establish a connection with the charger 30, the battery charger 30 gradually supplies a small charging current through the body diode 1210 of the switch 1180 to the battery cell 60. Can be charged to. Once the cell 60 is fully charged to power the microprocessor 1140, the microprocessor 1140 can change the state of the switch 1180. That is, the battery 20 can be charged even when the switch 1180 is in the non-conducting state. As shown in FIG. 17, switch 1180 may include a body diode 1210 that is integral with MOSFETs and other transistors in some configurations. In other configurations, the diode 1210 can be electrically connected in parallel with the switch 1180.

いくつかの構成では、電池２０が充電器３０と接続が確立できなければ、電池充電器３０は、検出リード線、例えば、検出リード線１２０ａまたは専用駆動端子１２０ｂを介して、小さい平均電流を供給することができる。この電流はコンデンサ１１５０を充電することが可能であり、そして次に、このコンデンサは、マイクロプロセッサ１１４０に動作可能にするのに十分な電圧を供給することができる。 In some configurations, if the battery 20 cannot establish a connection with the charger 30, the battery charger 30 will supply a small average current via the detection leads, for example, the detection leads 120a or the dedicated drive terminal 120b. can do. This current is capable of charging the capacitor 1150, which in turn can supply sufficient voltage to make the microprocessor 1140 operational.

以上に説明しかつ図に例示した構成は、例示としてのみ提示されており、本発明の着想および原理に対する限定を意図するものではない。したがって、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく、要素ならびにそれらの構成および配置の変更が可能であることが当業者には理解されよう。 The configurations described above and illustrated in the figures are presented by way of example only and are not intended to limit the ideas and principles of the present invention. Therefore, those skilled in the art will appreciate that the elements and their configurations and arrangements can be modified without departing from the spirit and scope of the present invention.

２０ 電池
３０ 電池充電器
４５ 正の電池端子
５０ 負の電池端子
５５ 検出電池端子
６０ 電池セル
６２ 識別回路
６４ 制御器
６６ サーミスタ
８０ 正の端子
８５ 負の端子
９０ 検出端子
９５ 充電回路
１００ 制御器
１１０ 指示器
１１５ 第１の発光ダイオード
１２０ 第２の発光ダイオード
１３０ 電源 20 Battery 30 Battery Charger 45 Positive Battery Terminal 50 Negative Battery Terminal 55 Detection Battery Terminal 60 Battery Cell 62 Identification Circuit 64 Controller 66 Thermista 80 Positive Terminal 85 Negative Terminal 90 Detection Terminal 95 Charging Circuit 100 Controller 110 Instruction Vessel 115 First light emitting diode 120 Second light emitting diode 130 Power supply

Claims (14)

電池充電器であって、
ハウジングと、
前記ハウジングによって支持された電動工具用電池パックに電気的に接続する、電池端子と検出端子とを含む少なくとも２つの端子と、
制御器と、
を備え、
前記電動工具用電池パックは複数のリチウムベースの電池セルを含み、前記複数の電池セルの各々は個々の充電状態を有し、
前記制御器は、
前記電池端子を介して前記電動工具用電池パックに充電電流を供給し、
前記検出端子を介して前記複数の電池セルの中の少なくとも１つの電池セルの個々の充電状態を受け取り、
前記複数の電池セルの中の少なくとも１つの電池セルの個々の充電状態に少なくとも一部は基づいて、前記電動工具用電池パックに供給されている充電電流を制御し、
複数のパルスの各々が、前記充電電流が所定の振幅で前記電動工具用電池パックに供給されている第１の期間および前記充電電流の供給が中断される第２の期間を有する、複数のパルス状の充電電流を供給するよう前記電池充電器を制御することにより、前記電動工具用電池パックに供給されている前記充電電流を制御し、
前記第１の期間を変更するとともに前記第２の期間を一定に制御することにより、前記電動工具用電池パックに供給されている充電電流を制御する、
ように動作可能であり、
前記複数の電池セルの中の少なくとも１つの電池セルの個々の充電状態が電圧閾値に達した後に、前記充電電流の前記複数のパルスが終了する、
ことを特徴とする電池充電器。 It ’s a battery charger,
With the housing
At least two terminals, including a battery terminal and a detection terminal, that are electrically connected to the battery pack for a power tool supported by the housing.
With the controller
With
The power tool battery pack includes a plurality of lithium-based battery cells, each of the plurality of battery cells having an individual charging state.
The controller
A charging current is supplied to the power tool battery pack via the battery terminal,
The individual charge state of at least one battery cell in the plurality of battery cells is received via the detection terminal.
The charging current supplied to the power tool battery pack is controlled based on at least a part of the individual charging state of at least one battery cell in the plurality of battery cells.
Each of the plurality of pulses has a first period in which the charging current is supplied to the power tool battery pack with a predetermined amplitude and a second period in which the charging current supply is interrupted. By controlling the battery charger so as to supply the charging current in the same state, the charging current supplied to the battery pack for the power tool is controlled.
By changing the first period and controlling the second period to be constant, the charging current supplied to the battery pack for the power tool is controlled.
Ri operable der so,
After the individual charge state of at least one battery cell in the plurality of battery cells reaches the voltage threshold, the plurality of pulses of the charge current end.
A battery charger that features that. 前記制御器は、前記第１の期間を短縮することにより、前記第１の期間を変更するように動作可能であることを特徴とする請求項１に記載の電池充電器。 The battery charger according to claim 1, wherein the controller can operate so as to change the first period by shortening the first period. 前記制御器は、前記検出端子を介して前記複数の電池セルの各々の個々の充電状態を受け取るように動作可能であることを特徴とする請求項１に記載の電池充電器。 The battery charger according to claim 1, wherein the controller can operate so as to receive an individual charging state of each of the plurality of battery cells via the detection terminal. 前記制御器は、第１の充電モジュール及び第２の充電モジュールを含み、前記第１の充電モジュールは第１の充電電流を前記電動工具用電池パックに供給するように動作可能であり、前記第２の充電モジュールは第２の充電電流を前記電動工具用電池パックに供給するように動作可能であることを特徴とする請求項１に記載の電池充電器。 The controller includes a first charging module and a second charging module, and the first charging module can operate so as to supply a first charging current to the power tool battery pack. The battery charger according to claim 1, wherein the charging module 2 can operate so as to supply a second charging current to the power tool battery pack. 前記第１の充電電流及び前記第２の充電電流は、平均電流振幅およびデューティサイクルの一方において異なっていることを特徴とする請求項４に記載の電池充電器。 The battery charger according to claim 4, wherein the first charging current and the second charging current are different in one of the average current amplitude and the duty cycle. 前記第１の充電モジュールは、急速充電モジュールを含むことを特徴とする請求項５に記載の電池充電器。 The battery charger according to claim 5, wherein the first charging module includes a quick charging module. 前記急速充電モジュールは、急速充電電流を電動工具用電池パックに供給するよう動作可能であることを特徴とする請求項６に記載の電池充電器。 The battery charger according to claim 6, wherein the quick charging module can operate so as to supply a quick charging current to a battery pack for a power tool. 電池充電器を動作させるための方法であって、
前記電池充電器は、ハウジングと、制御器と、前記ハウジングによって支持された電動工具用電池パックに電気的に接続する、電池端子と検出端子とを含む少なくとも２つの端子とを含み、前記電動工具用電池パックは複数のリチウムベースの電池セルを含み、前記複数の電池セルの各々は個々の充電状態を有し、
前記方法は、
前記電池端子を介して前記電動工具用電池パックに充電電流を供給するステップ、
前記制御器により、前記検出端子を介して前記複数の電池セルの中の少なくとも１つの電池セルの個々の充電状態を受け取るステップ、
前記制御器により、前記複数の電池セルの中の少なくとも１つの電池セルの個々の充電状態に少なくとも一部は基づいて、前記電池パックに供給されている充電電流を制御するステップ、
前記制御器により、複数のパルスの各々が、前記充電電流が所定の振幅で前記電動工具用電池パックに供給されている第１の期間および前記充電電流の供給が中断される第２の期間を有する、複数のパルス状の充電電流を供給するよう前記電池充電器を制御することにより、前記電動工具用電池パックに供給されている前記充電電流を制御するステップ、
前記制御器により、前記第１の期間を変更するとともに前記第２の期間を一定に制御することにより、前記電動工具用電池パックに供給されている充電電流を制御するステップ、
を含み、
前記複数の電池セルの中の少なくとも１つの電池セルの個々の充電状態が電圧閾値に達した後に、前記充電電流の前記複数のパルスが終了する、
ことを特徴とする方法。 It ’s a way to get the battery charger to work,
The battery charger comprises a housing, a controller, and at least two terminals including a battery terminal and a detection terminal that electrically connect to a battery pack for a power tool supported by the housing. The battery pack includes a plurality of lithium-based battery cells, each of the plurality of battery cells having an individual charging state.
The method is
A step of supplying a charging current to the battery pack for a power tool via the battery terminal,
A step of receiving an individual charge state of at least one battery cell in the plurality of battery cells by the controller via the detection terminal.
A step of controlling the charging current supplied to the battery pack by the controller based on at least a part of the individual charging state of at least one battery cell in the plurality of battery cells.
By the controller, each of the plurality of pulses is used for a first period in which the charging current is supplied to the power tool battery pack with a predetermined amplitude and a second period in which the charging current supply is interrupted. A step of controlling the charging current supplied to the power tool battery pack by controlling the battery charger so as to supply a plurality of pulsed charging currents.
A step of controlling the charging current supplied to the battery pack for a power tool by changing the first period and controlling the second period to be constant by the controller.
Only including,
After the individual charge state of at least one battery cell in the plurality of battery cells reaches the voltage threshold, the plurality of pulses of the charge current end.
A method characterized by that. 前記制御器により、前記第１の期間を短縮することにより、前記第１の期間を変更するステップを更に含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。 The method according to claim 8, further comprising a step of changing the first period by shortening the first period by the controller. 前記制御器により、前記検出端子を介して前記複数の電池セルの各々の個々の充電状態を受け取るステップを更に含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。 8. The method of claim 8, further comprising the step of receiving the individual charge state of each of the plurality of battery cells via the detection terminal by the controller. 前記制御器により、第１の充電電流を前記電動工具用電池パックに供給するように動作可能である第１の充電モジュールを実行するステップ、
前記制御器により、第２の充電電流を前記電動工具用電池パックに供給するように動作可能である第２の充電モジュールを実行するステップ、
を更に含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。 A step of executing a first charging module capable of being operated by the controller to supply a first charging current to the power tool battery pack.
A step of executing a second charging module capable of being operated by the controller to supply a second charging current to the power tool battery pack.
8. The method of claim 8, further comprising. 前記第１の充電電流及び前記第２の充電電流は、平均電流振幅およびデューティサイクルの一方において異なっていることを特徴とする請求項１１に記載の方法。 11. The method of claim 11, wherein the first charging current and the second charging current differ in one of the average current amplitude and the duty cycle. 前記第１の充電モジュールは、急速充電モジュールを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。 The method according to claim 12, wherein the first charging module includes a quick charging module. 前記急速充電モジュールは、急速充電電流を電動工具用電池パックに供給するように動作可能であることを特徴とする請求項１３に記載の方法。 The method according to claim 13, wherein the quick charging module can operate so as to supply a quick charging current to a battery pack for a power tool.
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