WO2012120750A1 - 複数の二次電池セルを電源とする電動工具 - Google Patents

複数の二次電池セルを電源とする電動工具 Download PDF

Info

Publication number
WO2012120750A1
WO2012120750A1 PCT/JP2011/079645 JP2011079645W WO2012120750A1 WO 2012120750 A1 WO2012120750 A1 WO 2012120750A1 JP 2011079645 W JP2011079645 W JP 2011079645W WO 2012120750 A1 WO2012120750 A1 WO 2012120750A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
secondary battery
cell
battery cell
tool
pack
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/079645
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
均 鈴木
秀行 田賀
裕紀 小倉
健太 江口
和也 木村
Original Assignee
株式会社マキタ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社マキタ filed Critical 株式会社マキタ
Priority to EP11860507.0A priority Critical patent/EP2684647A4/en
Priority to CN2011800689057A priority patent/CN103402709A/zh
Priority to US13/985,345 priority patent/US20130335013A1/en
Publication of WO2012120750A1 publication Critical patent/WO2012120750A1/ja

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/007188Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters
    • H02J7/007192Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature
    • H02J7/007194Regulation of charging or discharging current or voltage the charge cycle being controlled or terminated in response to non-electric parameters in response to temperature of the battery
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25FCOMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25FCOMBINATION OR MULTI-PURPOSE TOOLS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; DETAILS OR COMPONENTS OF PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS NOT PARTICULARLY RELATED TO THE OPERATIONS PERFORMED AND NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B25F5/00Details or components of portable power-driven tools not particularly related to the operations performed and not otherwise provided for
    • B25F5/02Construction of casings, bodies or handles
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4207Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/482Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for several batteries or cells simultaneously or sequentially
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/488Cells or batteries combined with indicating means for external visualization of the condition, e.g. by change of colour or of light density
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/213Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/007Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
    • H02J7/007182Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters in response to battery voltage
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/3644Constructional arrangements
    • G01R31/3646Constructional arrangements for indicating electrical conditions or variables, e.g. visual or audible indicators
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/396Acquisition or processing of data for testing or for monitoring individual cells or groups of cells within a battery
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
    • H01M10/486Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte for measuring temperature
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0047Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries with monitoring or indicating devices or circuits
    • H02J7/005Detection of state of health [SOH]
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/02Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from ac mains by converters
    • H02J7/04Regulation of charging current or voltage
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • This disclosure relates to an electric tool that uses a plurality of secondary battery cells as a power source.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-161340 discloses a power tool.
  • This electric tool includes a tool main body and a battery pack that can be attached to and detached from the tool main body.
  • the battery pack contains a plurality of secondary battery cells, and power is supplied to the main body of the electric tool by the plurality of secondary battery cells.
  • the present disclosure provides a technique for preventing a secondary battery cell from being discarded in vain in an electric tool using a plurality of secondary battery cells as a power source.
  • the present disclosure employs a configuration in which each secondary battery cell is detachable individually in an electric tool that uses a plurality of secondary battery cells as a power source. Thereby, only the secondary battery cell which deteriorated or failed can be replaced
  • FIG. 1 shows the external appearance of a tool main body and a battery pack according to the first embodiment.
  • FIG. 2 shows the battery pack removed from the tool body.
  • FIG. 3 shows the battery pack with the housing lid open.
  • FIG. 4 shows the external appearance of the pack charger.
  • FIG. 5 shows the appearance of the cell charger.
  • FIG. 6 shows circuit configurations of the tool main body and the battery pack according to the first embodiment. Note that some of the secondary battery cells are not shown.
  • FIG. 7 shows a modification of the circuit configuration of the tool body and the battery pack.
  • FIG. 8 shows another example of the battery pack.
  • FIG. 9 shows another example of the battery pack.
  • FIG. 10 shows an electric power tool according to the second embodiment.
  • FIG. 11 is a view taken along line XI-XI in FIG.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line XII-XII in FIG.
  • FIG. 13 illustrates a circuit configuration of the electric power tool according to the second embodiment. Note that some of the secondary battery cells are not shown.
  • FIG. 14 shows the appearance of the electric power tool of Example 3.
  • 15 is a cross-sectional view taken along line XV-XV in FIG.
  • 16 is a cross-sectional view taken along line XVI-XVI in FIG.
  • the electric tool further includes a monitoring circuit that monitors the state of each secondary battery cell, and a display circuit that displays a monitoring result of the monitoring circuit for each secondary battery cell.
  • a monitoring circuit that monitors the state of each secondary battery cell
  • a display circuit that displays a monitoring result of the monitoring circuit for each secondary battery cell.
  • the monitoring circuit monitors at least one of the output voltage and the temperature of each secondary battery cell.
  • the display circuit described above preferably displays whether or not the output voltage or temperature is within a predetermined range for each secondary battery cell.
  • the predetermined range is a numerical range set in advance in the electric tool, for example, a predetermined upper limit value or less, a predetermined lower limit value or more, or a predetermined upper limit value or less and a predetermined lower limit value or more. It means the range.
  • the electric tool further includes a switch circuit that cuts off power supply by the plurality of secondary battery cells.
  • the monitoring circuit described above opens the switch circuit when the output voltage of at least one secondary battery cell is not within the predetermined range. Thereby, it can prevent that the secondary battery cell which deteriorated or failed is used.
  • the electric tool may include a tool body and a battery pack that can be attached to and detached from the tool body.
  • the battery pack can accommodate a plurality of secondary battery cells.
  • Each secondary battery cell is preferably individually attachable to and detachable from the battery pack.
  • the electric tool may not include such a detachable battery pack, and a plurality of secondary battery cells may be directly accommodated in the tool body.
  • the electric tool further includes a pack charger that charges the battery pack.
  • the battery pack preferably includes a monitoring circuit that monitors the state of each secondary battery cell.
  • the pack charger preferably has a display circuit that is communicably connected to the monitoring circuit of the battery pack and displays the monitoring result of the monitoring circuit for each secondary battery cell.
  • the power tool further includes a cell charger that charges the removed secondary battery cell.
  • the cell charger preferably has a temperature sensor that measures the temperature of the secondary battery cell. According to this configuration, the cell charger can appropriately control the charging according to the temperature of the secondary battery cell.
  • the above-described cell charger terminates the charging of the secondary battery cell when the output voltage of the secondary battery cell being charged reaches a predetermined upper limit value or when a predetermined time has elapsed from the start of charging. Accordingly, it is possible to prevent the secondary battery cell from being overcharged and to avoid continuously charging the deteriorated or failed secondary battery cell.
  • the electric tool 10 of Example 1 will be described with reference to the drawings. 1 and 2 show the appearance of the power tool 10.
  • the electric tool 10 includes a tool body 12 and a battery pack 100 that can be attached to and detached from the tool body 12.
  • the battery pack 100 is a rechargeable battery pack and supplies power to the tool body 12 as a power source for the electric tool 10.
  • the tool body 12 is provided with a tool holder 14 to which a tool can be attached and detached, a main switch 16 operated by a user, and a grip 18 gripped by the user.
  • a motor 50 for driving the tool holder 14 and various circuits are accommodated.
  • the tool body 12 has a battery mounting portion 20.
  • the battery mounting portion 20 is provided at the lower end of the grip 18.
  • the battery pack 100 can be attached to and detached from the battery attachment portion 20.
  • the battery pack 100 is provided with a tool connecting portion 104 slidably engaged with the battery mounting portion 20.
  • Tool connecting portion 104 is formed on the upper surface of housing 102 of battery pack 100.
  • the battery pack 100 includes a plurality of secondary battery cells 112.
  • the plurality of secondary battery cells 112 are accommodated in the housing 102.
  • the secondary battery cell 112 is a lithium ion battery cell, and its nominal voltage is 3.6 volts.
  • the nominal voltage of the battery pack 100 as a whole is 36 volts.
  • the type, number, and connection method (series / parallel) of the secondary battery cells 112 are not particularly limited, and can be freely designed. Further, the nominal voltage of the battery pack 100 is not limited to a specific voltage value.
  • the housing 102 is configured to be openable and closable. That is, the housing 102 is provided with an opening 106 and a cover 108 for opening and closing the opening 106.
  • the cover 108 can close the opening 106 in a liquid-tight manner.
  • a plurality of electrode plates 110 are disposed on the inner surface of the cover 108. Each electrode plate 110 contacts and electrically connects the secondary battery cells 112 adjacent to the upper limit.
  • the opening 106 is sufficiently larger than the secondary battery cell 112, and the secondary battery cell 112 in the housing 102 can be taken in and out through the opening 106.
  • the battery pack 100 of the present embodiment is configured so that each secondary battery cell 112 can be individually attached and detached. Thereby, one or a plurality of secondary battery cells 112 in the housing 102 can be replaced with one or a plurality of secondary battery cells prepared separately, as necessary.
  • the secondary battery cell 112 deteriorates by repeated charge and discharge. Therefore, if the battery pack 100 is used repeatedly, the performance of the battery pack 100 will deteriorate. In many cases, in the battery pack 100 with reduced performance, not all the secondary battery cells 112 are deteriorated, but only some of the secondary battery cells 112 are greatly deteriorated or failed. Therefore, the performance of the battery pack 100 can be sufficiently restored by replacing only the deteriorated or failed secondary battery cell 112.
  • each secondary battery cell 112 can be used until the end of its life, and wasteful disposal of the usable secondary battery cells 112 is prevented. Can do.
  • the battery pack 100 is provided with a display unit 144.
  • the display unit 144 is controlled by a main controller 140 (see FIG. 6) described later.
  • the display unit 144 performs a display that allows the user to specify the secondary battery cell 112 when one or more secondary battery cells 112 deteriorate or fail.
  • the display unit 144 includes a plurality of light emitting diodes, and the light emitting diodes corresponding to the deteriorated or failed secondary battery cells 112 are lit.
  • the display unit 144 may use a 7-segment display, a dot matrix display, or a liquid crystal display.
  • the display by the display unit 144 allows the user to replace the deteriorated or failed secondary battery cell 112 without making a mistake.
  • the process which specifies the secondary battery cell 112 in which the main controller 140 deteriorated or failed is demonstrated in a back
  • a pack charger 200 shown in FIG. 4 and a cell charger 220 shown in FIG. 5 are prepared.
  • the pack charger 200 is a charger that charges the battery pack 100 by connecting to an AC power source (outlet).
  • the pack charger 200 has a pack mounting portion 204 to which the battery pack 100 can be attached and detached.
  • the pack attachment portion 204 is provided on the upper surface of the housing 202 of the pack charger 200.
  • the pack attachment portion 204 is provided with a plurality of terminals for electrical connection with the battery pack 100.
  • the plurality of terminals are covered by a protection plate 206 and are not shown in FIG.
  • the pack charger 200 is provided with a display unit 208.
  • the display unit 208 displays information such as charging, completion of charging, various abnormalities.
  • the display unit 208 of the present embodiment is configured using a plurality of light emitting diodes, the configuration is not particularly limited, as is the case with the display unit 144 of the battery pack 100.
  • the pack charger 200 is communicably connected to the main controller 140 of the battery pack 100 when the battery pack 100 is attached.
  • the pack charger 200 can display the secondary battery cell 112 that has deteriorated or failed by the display unit 144 in accordance with an instruction from the main controller 140. As a result, even when the user charges the battery pack 100, the user can be notified of the presence of the deteriorated or failed secondary battery cell 112 and prompted to replace it.
  • the cell charger 220 is a charger that is connected to an AC power source (outlet) and charges the secondary battery cell 112 alone.
  • the cell charger 220 has a cell attachment portion 224 to which the secondary battery cell 112 can be attached and detached.
  • the cell attachment portion 224 is provided on the front surface of the housing 222 of the cell charger 220.
  • the cell attachment portion 224 is provided with a plurality of terminals for electrical connection with the secondary battery cell 112.
  • the cell charger 220 is provided with a cell attachment portion 224, a slide cover 226, and a display portion 230.
  • the display unit 230 displays information such as charging, charging completion, and various abnormalities.
  • the display unit 230 of the present embodiment is configured using a plurality of light emitting diodes, the configuration is not particularly limited, as is the case with the display unit 144 of the battery pack 100.
  • the cell charger 220 is provided with a temperature sensor 228.
  • the temperature sensor 228 is disposed in the vicinity of the cell attachment portion 224 and can measure the temperature of the secondary battery cell 112.
  • the cell charger 220 can control the charging current and the charging voltage for the secondary battery cell 112 according to the detection result of the temperature sensor 228.
  • the cell charger 220 is charged while monitoring the temperature and the output voltage of the secondary battery cell 112, and ends the charging when the output voltage of the secondary battery cell 112 reaches a predetermined upper limit value. At this time, the cell charger 220 performs charging while measuring the elapsed time from the start of charging.
  • the output voltage of the secondary battery cell 112 reaches the predetermined upper limit in a shorter time than the predetermined lower limit time, it is assumed that the secondary battery cell 112 has deteriorated or failed, and that is displayed on the display unit. 230.
  • the output voltage of the secondary battery cell 112 does not reach the predetermined upper limit value even after the predetermined upper limit time has elapsed, it is assumed that the secondary battery cell 112 has deteriorated or failed, and that is displayed. 230.
  • the user does not need to use the cell charger 220 by charging the battery pack 100 with the pack charger 200.
  • the cell charger 220 can be used effectively. For example, by charging the secondary battery cell 112 determined to have deteriorated or failed by the cell charger 220, it can be confirmed whether or not the battery cell has really deteriorated or failed.
  • the charge level can be adjusted with the existing secondary battery cell 112.
  • the tool body 12 includes a motor 50 and a tool controller 54.
  • the tool controller 54 is connected to the main switch 16.
  • a speed command signal is transmitted from the main switch 16 to the tool controller 54 in accordance with an operation amount applied to the main switch 16 by the user.
  • the tool body 12 includes a positive electrode input terminal 62, a first communication terminal 64, a second communication terminal 66, and a negative electrode input terminal 68. These terminals are disposed on the battery mounting portion 20 of the tool body 12.
  • the positive input terminal 62 and the negative input terminal 68 are connected to the motor 50 by the power supply circuit 52, respectively.
  • a main switch 16 is provided in the power supply circuit 52 that connects the positive input terminal 62 and the motor 50.
  • the first communication terminal 64 is connected to the power supply circuit 52 between the main switch 16 and the motor 50. Accordingly, the potential of the first communication terminal 64 is the same as that of the positive input terminal 62 while the main switch 16 is on, and the potential of the first communication terminal 64 while the main switch 16 is off. Becomes the same potential as the negative input terminal 68. In other words, the first communication terminal 64 outputs a high and low voltage signal according to whether the main switch 16 is turned on or off.
  • the second communication terminal 66 is electrically connected to the tool controller 54.
  • the battery pack 100 includes a positive output terminal 162, a first communication terminal 164, a second communication terminal 166, and a negative output terminal 168. These terminals are arranged on the tool connecting portion 104 of the battery pack 100.
  • the positive output terminal 162, the first communication terminal 164, the second communication terminal 166, and the negative output terminal 168 of the battery pack 100 are connected to the positive input terminal 62 of the tool main body 12, the first The communication terminal 64, the second communication terminal 66, and the negative input terminal 68 are electrically connected to each other. Thereby, the battery pack 100 is electrically connected to the tool body 12.
  • the battery pack 100 includes a plurality of cell positive electrode connection terminals 122 and cell negative electrode connection terminals 124.
  • the plurality of cell positive electrode connection terminals 122 and the cell negative electrode connection terminals 124 are electrically connected to the plurality of secondary battery cells 112 accommodated in the housing 102.
  • the plurality of secondary battery cells 112 are connected in series via a plurality of cell positive electrode connection terminals 122 and cell negative electrode connection terminals 124.
  • the cell positive electrode connection terminal 122 and the cell negative electrode connection terminal 124 located at both ends of the plurality of secondary battery cells 112 connected in series are electrically connected to the positive electrode output terminal 162 and the negative electrode output terminal 168 through the power supply circuit 152, respectively. It is connected.
  • the plurality of secondary battery cells 112 connected in series are electrically connected to the tool body 12 via the positive electrode output terminal 162 and the negative electrode output terminal 168.
  • a power supply circuit 152 between the cell negative electrode connection terminal 124 and the negative electrode output terminal 168 includes a shunt resistor 130 for measuring a current value and a switch circuit (here, an electric field for cutting off power supply to the tool body 12). Effect transistor) 148 is provided.
  • the shunt resistor 130 is connected to the main controller 140 via the amplifier circuit 138.
  • the switch circuit 148 is connected to the main controller 140 and is controlled by the main controller 140.
  • the main controller 140 can detect the discharge current of the secondary battery cell 112 based on the voltage generated in the shunt resistor 130.
  • the main controller 140 can stop the power supply to the tool body 12 by turning off the switch circuit 148 when the detected current value reaches a predetermined upper limit value.
  • Each cell positive electrode connection terminal 122 and cell negative electrode connection terminal 124 are connected to the main controller 140 via a multiplexer 134 and a buffer circuit 136. Thereby, the output voltage of each secondary battery cell 112 is input to the main controller 140.
  • the main controller 140 monitors the output voltage of each secondary battery cell 112, and when the output voltage of the secondary battery cell 112 falls below a predetermined lower limit value or exceeds a predetermined upper limit value, It is determined that the battery cell 112 has deteriorated or failed. In this case, the main controller 140 displays the deteriorated or failed secondary battery cell 112 on the display unit 144 so as to be specified. As shown in FIG.
  • the display unit 144 of this embodiment includes a plurality of light emitting diodes, and the plurality of light emitting diodes are connected to the main controller 140 via a multiplexer 142.
  • the main controller 140 teaches the user of the deteriorated or failed secondary battery cell 112 by turning on the light emitting diode corresponding to the deteriorated or failed secondary battery cell 112. Further, the main controller 140 can stop the power supply to the tool body 12 by turning off the switch circuit 148.
  • the battery pack 100 includes a plurality of temperature sensors 126.
  • the temperature sensor 126 of a present Example is an example, it is a thermistor.
  • Each temperature sensor 126 is disposed in the vicinity of a corresponding secondary battery cell 112 and outputs a temperature signal corresponding to the temperature of the corresponding secondary battery cell 112.
  • the plurality of temperature sensors 126 are connected to the main controller 140 via the multiplexer 132.
  • the main controller 140 monitors the detected temperature of each temperature sensor 126, and determines that the temperature abnormality of the secondary battery cell 112 has occurred when the detected temperature exceeds a predetermined upper limit value. In this case, the main controller 140 can display the secondary battery cell 112 with an abnormal temperature on the display unit 144. Further, the main controller 140 can stop the power supply to the tool body 12 by turning off the switch circuit 148.
  • the battery pack 100 includes a main switch detection circuit 146.
  • the main switch detection circuit 146 is connected to the first communication terminal 164 and can detect whether the main switch 16 is on or off.
  • the main switch detection circuit 146 outputs a high level voltage signal (Vcc) to the main controller 140 while the main switch 16 is turned off, and low level to the main controller 140 while the main switch 16 is turned on. Voltage signal (GND) is output.
  • the main controller 140 can detect on / off of the main switch 16 based on the output signal of the main switch detection circuit 146. When the main controller 140 turns off the switch circuit 148 due to the above-described abnormality or the like, the main controller 140 continues to turn off the switch circuit 148 until the main switch 16 is turned off.
  • the main controller 140 is connected to the second communication terminal 166 and is communicably connected to the tool controller 54 of the tool body 12. As described above, the tool controller 54 outputs a speed command signal in accordance with the amount of operation of the main switch 16 by the user.
  • the main controller 140 can receive the speed command signal and perform PWM control of the switch circuit 148 in accordance with the received speed command signal. Thereby, the rotational speed of the motor 50 can be adjusted according to the operation amount of the main switch 16 by the user.
  • FIG. 7 shows a modification of the circuit configuration of the tool body 12 and the battery pack 100.
  • the switch circuit 148 can also be provided in the tool body 12.
  • the tool controller 54 is connected to the switch circuit 148 so that the switch circuit 148 is controlled by the tool controller 54.
  • the tool controller 54 is connected to the main controller 140 via the second communication terminals 66 and 166.
  • the main controller 140 can turn off the switch circuit 148 via the tool controller 54 when detecting the above-described abnormality or the like. That is, the main controller 140 can give a command to the tool controller 54, and the tool controller 54 that has received the command can turn off the switch circuit 148.
  • the battery pack 100 of the present embodiment includes ten lithium ion secondary battery cells 112, but the type and number of the secondary battery cells 112 are not particularly limited. As shown in FIGS. 8 and 9, the number and arrangement of the secondary battery cells 112 can be appropriately changed as long as each of the secondary battery cells 112 can be individually attached and detached.
  • the electric tool 310 according to the second embodiment will be described with reference to the drawings.
  • the plurality of secondary battery cells 112 are accommodated in the battery pack 100 that can be attached to and detached from the tool main body 12, whereas in the electric power tool 310 of the present embodiment, FIG. As shown in FIGS. 10, 11, and 12, a plurality of secondary battery cells 112 are directly attached to the tool body 12.
  • FIGS. 10, 11, and 12 a plurality of secondary battery cells 112 are directly attached to the tool body 12.
  • the cell main body 12 of the electric power tool 310 is provided with a cell accommodating portion 320.
  • the cell storage unit 320 can store a plurality of secondary battery cells 112.
  • the cell housing 320 is provided at the tip of the grip 18.
  • the cell housing 320 is provided with a cover 322 that can be opened and closed. When the cover 322 is opened, each secondary battery cell 112 can be individually attached to and detached from the cell storage unit 320. When the cover 322 is closed, the cell storage unit 320 is closed in a liquid-tight manner.
  • FIG. 13 shows a circuit configuration of the electric power tool 310 of this embodiment.
  • the circuit configuration of the power tool 310 of the present embodiment is the same as that of the tool main body 12 and battery of the first embodiment. This corresponds to an integrated circuit configuration of the pack 100. Therefore, regarding the circuit configuration of the present embodiment, the description of the first embodiment will be referred to, and redundant description will be avoided.
  • the tool controller 54 described in the first embodiment is integrated into the main controller 140.
  • the plurality of cell positive electrode connection terminals 122 and the cell negative electrode connection terminals 124 are arranged in the cell housing portion 320.
  • the plurality of temperature sensors 126 are arranged in the vicinity of the cell housing portion 320 so that the temperatures of the plurality of secondary battery cells 112 can be detected.
  • the display part 144 is arrange
  • the power tool 310 of the present embodiment is also configured so that each secondary battery cell 112 can be individually attached and detached. Thereby, the one or some secondary battery cell 112 in the tool main body 12 can be replaced
  • the tool main body 12 of the present embodiment has five lithium ion secondary battery cells 112.
  • the type and number of secondary battery cells 112 are not particularly limited. As shown in FIGS. 14, 15, and 16, the number and arrangement of the secondary battery cells 112 can be appropriately changed as long as each of the secondary battery cells 112 can be individually attached and detached. In the modification shown in FIGS. 14, 15, and 16, eight lithium ion secondary battery cells 112 can be accommodated in the cell accommodating portion 320 of the tool body 12, and each of the lithium ion secondary battery cells 112 can be removed by removing the cover 322. It is comprised so that the secondary battery cell 112 can be attached or detached.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Mounting, Suspending (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
  • Portable Power Tools In General (AREA)

Abstract

 電動工具は、複数の二次電池セルを電源とする電動工具であって、各々の二次電池セルを個別に着脱可能となっている。電動工具は、各々の二次電池セルの状態を監視する監視回路と、その監視回路による監視結果を各々の二次電池セルについて表示する表示回路を備えることが好ましい。特に、監視回路は、各々の二次電池セルの出力電圧を監視し、表示回路は、各々の二次電池セルについて、検出された出力電圧が所定範囲内にあるのか否かを表示することが好ましい。

Description

複数の二次電池セルを電源とする電動工具
 この開示は、複数の二次電池セルを電源とする電動工具に関する。
 特開平07-161340号に、電動工具が開示されている。この電動工具は、工具本体と、工具本体に着脱可能なバッテリパックを備えている。バッテリパックには複数の二次電池セルが収容されており、複数の二次電池セルによって電動工具の本体へ電力が供給される。
 二次電池セルは、充放電を繰り返すことによって劣化する。従って、バッテリパックを繰り返し使用すれば、バッテリパックの性能は低下していき、やがてバッテリパックの交換が必要となる。使用済みのバッテリパックを検証した結果、全ての二次電池セルが劣化しているわけではなく、一部の二次電池セルのみが大きく劣化していることが判明した。即ち、従来の電動工具では、バッテリパックを交換する際に、未だ使用できる二次電池セルが無駄に破棄されていた。
 上記の問題を鑑み、本開示は、複数の二次電池セルを電源とする電動工具において、二次電池セルが無駄に破棄されることを防止する技術を提供する。
 上記の問題を解決するために、本開示では、複数の二次電池セルを電源とする電動工具において、各々の二次電池セルを個別に着脱可能とする構成を採用する。それにより、劣化又は故障した二次電池セルのみを選択的に交換することができ、使用可能な二次電池セルが無駄に破棄されることを防止することができる。
図1は、実施例1の工具本体とバッテリパックの外観を示す。
図2は、工具本体から取り外されたバッテリパックを示す。
図3は、ハウジングの蓋を開放したバッテリパックを示す。
図4は、パック充電器の外観を示す。
図5は、セル充電器の外観を示す。
図6は、実施例1の工具本体及びバッテリパックの回路構成を示す。なお、複数の二次電池セルの一部は図示省略されている。
図7は、工具本体及びバッテリパックの回路構成の変形例を示す。
図8は、バッテリパックの他の一例を示す。
図9は、バッテリパックの他の一例を示す。
図10は、実施例2の電動工具を示す。
図11は、図10中のXI-XI線矢視図である。
図12は、図10中のXII-XII線矢視図である。
図13は、実施例2の電動工具の回路構成を示す。なお、複数の二次電池セルの一部は図示省略されている。
図14は、実施例3の電動工具の外観を示す。
図15は、図14中のXV-XV線断面図である。
図16は、図14中のXVI-XVI線断面図である。
 本開示の一実施形態では、電動工具が、各々の二次電池セルの状態を監視する監視回路と、その監視回路による監視結果を各々の二次電池セルについて表示する表示回路を、さらに備えることが好ましい。この構成によると、ユーザは、劣化又は故障した二次電池セルを特定し、二次電池セルの交換を正しく行うことができる。
 上記した実施形態では、監視回路が、少なくとも、各々の二次電池セルの出力電圧と温度の少なくとも一方を監視することが好ましい。この場合、前記した表示回路は、各々の二次電池セルについて、出力電圧又は温度が所定範囲内にあるのか否かを表示することが好ましい。ここでいう所定範囲とは、電動工具において予め設定された数値的範囲であり、例えば、所定の上限値以下、所定の下限値以上、又は、所定の上限値以下であって所定の下限値以上といった範囲を意味する。
 本開示の一実施形態では、電動工具が、複数の二次電池セルによる電力供給を遮断するスイッチ回路をさらに備えることが好ましい。この場合、前記した監視回路は、少なくとも一つの二次電池セルの出力電圧が所定範囲内にないときに、スイッチ回路を開放することが好ましい。それにより、劣化又は故障した二次電池セルが使用されることを防止することができる。
 本開示の一実施形態では、電動工具が、工具本体と、その工具本体に着脱可能なバッテリパックを備えることができる。バッテリパックは、複数の二次電池セルを収容することができる。各々の二次電池セルは、バッテリパックに対して個別に着脱可能とすることが好ましい。ただし、他の一実施形態では、電動工具がそのような着脱可能なバッテリパックを備えず、工具本体内に複数の二次電池セルを直接的に収容する構成とすることもできる。
 上記した実施形態では、電動工具が、バッテリパックを充電するパック充電器をさらに備えることが好ましい。この場合、バッテリパックは、各々の二次電池セルの状態を監視する監視回路を有することが好ましい。そして、パック充電器は、バッテリパックの監視回路と通信可能に接続し、その監視回路による監視結果を、各々の二次電池セルについて表示する表示回路を有することが好ましい。
 本開示の一実施形態では、電動工具が、取り外された二次電池セルを充電するセル充電器をさらに備えることが好ましい。この場合、セル充電器は、二次電池セルの温度を測定する温度センサを有することが好ましい。この構成によると、セル充電器は、二次電池セルの温度に応じて、その充電を適切に制御することができる。
 前記したセル充電器は、充電中の二次電池セルの出力電圧が所定の上限値に達するか、充電開始から所定の時間が経過した時に、二次電池セルの充電を終了することが好ましい。それにより、二次電池セルの過充電を防止するとともに、劣化又は故障した二次電池セルを無駄に充電し続けることを避けることができる。
 図面を参照して、実施例1の電動工具10について説明する。図1、図2は、電動工具10の外観を示している。図1、図2に示すように、電動工具10は、工具本体12と、工具本体12に着脱可能なバッテリパック100を備えている。バッテリパック100は、再充電可能なバッテリパックであり、電動工具10の電源として工具本体12へ電力を供給する。工具本体12には、工具が着脱可能な工具ホルダ14と、ユーザによって操作されるメインスイッチ16と、ユーザによって把持されるグリップ18が設けられている。工具本体12の内部には、工具ホルダ14を駆動するモータ50や各種回路(図6参照)が収容されている。
 工具本体12は、バッテリ取付部20を有している。バッテリ取付部20は、グリップ18の下端に設けられている。図2に示すように、バッテリ取付部20には、バッテリパック100を着脱することができる。バッテリパック100には、バッテリ取付部20とスライド可能に係合する工具接続部104が設けられている。工具接続部104は、バッテリパック100のハウジング102の上面に形成されている。バッテリパック100をバッテリ取付部20に対して後方へスライドさせると、バッテリ取付部20へバッテリパック100を取り付けることができ、バッテリパック100をバッテリ取付部20に対して前方へスライドさせると、バッテリ取付部20からバッテリパック100を取り外すことができる。バッテリ取付部20へバッテリパック100を取り付けると、バッテリパック100は工具本体12と機械的に及び電気的に接続する。
 図3に示すように、バッテリパック100は、複数の二次電池セル112を有している。複数の二次電池セル112は、ハウジング102に収容されている。二次電池セル112は、リチウムイオン電池セルであり、その公称電圧は3.6ボルトである。本実施例のバッテリパック100では、十本のリチウムイオン電池セル112が直列に接続されているので、バッテリパック100の全体としての公称電圧は36ボルトである。なお、二次電池セル112の種類、数、接続方式(直列/並列)は、特に限定されず、自由に設計することができる。また、バッテリパック100の公称電圧も、特定の電圧値に限定されない。
 本実施例のバッテリパック100では、ハウジング102が開閉可能に構成されている。即ち、ハウジング102には、開口部106とその開口部106を開閉するカバー108が設けられている。カバー108は、開口部106を液密に閉塞することができる。カバー108の内面には、複数の電極板110が配設されている。各々の電極板110は、上限に隣接する二次電池セル112に接触し、それらを電気的に接続する。開口部106は、二次電池セル112よりも十分に大きく、開口部106を通じてハウジング102内の二次電池セル112を出し入れすることができる。
 上記したように、本実施例のバッテリパック100は、各々の二次電池セル112を個別に着脱可能に構成されている。それにより、必要に応じて、ハウジング102内の一又は複数の二次電池セル112を、別に用意した一又は複数の二次電池セルと交換することができる。よく知れられているように、二次電池セル112は、充放電を繰り返すことによって劣化する。従って、バッテリパック100を繰り返し使用すれば、バッテリパック100の性能は低下していく。多くの場合、性能が低下したバッテリパック100では、全ての二次電池セル112が劣化しているわけではなく、一部の二次電池セル112のみが大きく劣化又は故障している。従って、劣化又は故障した二次電池セル112のみを交換するだけで、バッテリパック100の性能を十分に回復させることができる。二次電池セル112の交換を個別に可能とすることで、各々の二次電池セル112をその寿命が尽きるまで使うことができ、使用可能な二次電池セル112を廃棄するという無駄を防ぐことができる。
 バッテリパック100には、表示部144が設けられている。表示部144は、後述するメインコントローラ140(図6参照)によって制御される。表示部144は、一又は複数の二次電池セル112が劣化又は故障したときに、ユーザがその二次電池セル112を特定可能な表示を行う。本実施例では、一例ではあるが、表示部144が複数の発光ダイオードを有しており、劣化又は故障した二次電池セル112に対応する発光ダイオードが点灯するよう構成されている。なお、表示部144は、7セグメントディスプレイ、ドットマトリクスディスプレイ、液晶ディスプレイを用いたものでもよい。表示部144による表示により、ユーザは、劣化又は故障した二次電池セル112を、間違えることなく交換することができる。なお、メインコントローラ140が劣化又は故障した二次電池セル112を特定する処理については、後段において説明する。
 本実施例の電動工具10には、図4に示すパック充電器200と、図5に示すセル充電器220がそれぞれ用意されている。パック充電器200は、交流電源(コンセント)に接続して、バッテリパック100を充電する充電器である。パック充電器200は、バッテリパック100が着脱可能なパック取付部204を有している。パック取付部204は、パック充電器200のハウジング202の上面に設けられている。パック取付部204には、バッテリパック100と電気的に接続するための複数の端子が設けられている。その複数の端子は、保護プレート206によって覆われており、図4において図示されない。また、パック充電器200には、表示部208が設けられている。表示部208は、充電中、充電完了、各種の異常といった情報を表示する。本実施例の表示部208は、複数の発光ダイオードを用いて構成されているが、その構成は、バッテリパック100の表示部144と同じように特に限定されない。
 パック充電器200は、バッテリパック100が取り付けられたときに、バッテリパック100のメインコントローラ140と通信可能に接続する。そして、パック充電器200は、メインコントローラ140からの指示に従い、表示部144によって劣化又は故障した二次電池セル112の表示を行うことができる。それにより、ユーザがバッテリパック100を充電するときにも、劣化又は故障した二次電池セル112の存在をユーザに報知し、その交換を促すことができる。
 一方、セル充電器220は、交流電源(コンセント)に接続して、二次電池セル112を単体で充電する充電器である。セル充電器220は、二次電池セル112が着脱可能なセル取付部224を有している。セル取付部224は、セル充電器220のハウジング222の正面に設けられている。セル取付部224には、二次電池セル112と電気的に接続するための複数の端子が設けられている。また、セル充電器220には、セル取付部224をスライドカバー226、及び、表示部230が設けられている。表示部230は、充電中、充電完了、各種の異常といった情報を表示する。本実施例の表示部230は、複数の発光ダイオードを用いて構成されているが、その構成は、バッテリパック100の表示部144と同じように特に限定されない。
 加えて、セル充電器220には、温度センサ228が設けられている。温度センサ228は、セル取付部224の近傍に配置されており、二次電池セル112の温度を測定することができる。セル充電器220は、温度センサ228の検出結果に応じて、二次電池セル112への充電電流及び充電電圧を制御することができる。通常、セル充電器220は、二次電池セル112の温度及び出力電圧を監視しながら充電し、二次電池セル112の出力電圧が所定の上限値に達したときに、充電を終了する。このとき、セル充電器220は、充電開始からの経過時間を計測しながら、充電を行う。そして、所定の下限時間よりも短時間で二次電池セル112の出力電圧が所定の上限値に達したときは、二次電池セル112に劣化又は故障が生じているとして、その旨を表示部230によって表示する。あるいは、所定の上限時間が経過しても二次電池セル112の出力電圧が所定の上限値に達しないときも、二次電池セル112に劣化又は故障が生じているとして、その旨を表示部230によって表示する。
 通常、ユーザは、パック充電器200によってバッテリパック100の充電を行い、セル充電器220を使用する必要はない。しかしながら、劣化又は故障した二次電池セル112の交換を行う場合に、セル充電器220を有効に使用することができる。例えば、劣化又は故障したと判定された二次電池セル112を、セル充電器220によって充電してみることで、本当に劣化又は故障しているのか否かを確認することができる。また、交換用に用意した新しい二次電池セル112を、セル充電器220によって事前に充電することによって、既存する二次電池セル112との間で充電レベルを合わせることができる。
 次に、図6を参照して、工具本体12の電気的な構造について説明する。工具本体12は、モータ50と工具コントローラ54を備えている。工具コントローラ54は、メインスイッチ16に接続されている。ユーザがメインスイッチ16に加えた操作量に応じて、メインスイッチ16から工具コントローラ54へ速度指令信号が送信される。加えて、工具本体12は、正極入力端子62、第1通信端子64、第2通信端子66、負極入力端子68を備えている。これらの端子は、工具本体12のバッテリ取付部20に配置されている。
 正極入力端子62と負極入力端子68は、電力供給回路52によってモータ50へそれぞれ接続されている。正極入力端子62とモータ50を接続する電力供給回路52には、メインスイッチ16が設けられている。第1通信端子64は、メインスイッチ16とモータ50の間の電力供給回路52に接続されている。それにより、メインスイッチ16がオンされている間は、第1通信端子64の電位が正極入力端子62と同電位になり、メインスイッチ16がオフされている間は、第1通信端子64の電位が負極入力端子68と同電位になる。即ち、第1通信端子64は、メインスイッチ16のオンとオフに応じて、高低の電圧信号を出力する。第2通信端子66は、工具コントローラ54へ電気的に接続されている。
 続いて、図6を参照して、バッテリパック100の電気的な構造について説明する。図6に示すように、バッテリパック100は、正極出力端子162、第1通信端子164、第2通信端子166、負極出力端子168を備えている。これらの端子は、バッテリパック100の工具接続部104に配置されている。バッテリパック100が工具本体12に取り付けられると、バッテリパック100の正極出力端子162、第1通信端子164、第2通信端子166及び負極出力端子168は、工具本体12の正極入力端子62、第1通信端子64、第2通信端子66及び負極入力端子68へそれぞれ電気的に接続される。それにより、バッテリパック100は工具本体12へ電気的に接続される。
 バッテリパック100は、複数のセル正極接続端子122及びセル負極接続端子124を備えている。複数のセル正極接続端子122及びセル負極接続端子124は、ハウジング102に収容された複数の二次電池セル112へ電気的に接続される。複数の二次電池セル112は、複数のセル正極接続端子122及びセル負極接続端子124を介して、直列に接続される。直列に接続された複数の二次電池セル112の両端に位置するセル正極接続端子122とセル負極接続端子124は、電力供給回路152を通じて、正極出力端子162及び負極出力端子168へそれぞれ電気的に接続されている。それにより、直列に接続された複数の二次電池セル112が、正極出力端子162及び負極出力端子168を介して、工具本体12へ電気的に接続される。
 セル負極接続端子124と負極出力端子168の間の電力供給回路152には、電流値を測定するためのシャント抵抗130と、工具本体12への電力供給を遮断するためのスイッチ回路(ここでは電界効果トランジスタ)148が設けられている。シャント抵抗130は、アンプ回路138を介してメインコントローラ140に接続されている。スイッチ回路148はメインコントローラ140に接続されており、メインコントローラ140によって制御される。メインコントローラ140は、シャント抵抗130に生じる電圧に基づいて、二次電池セル112の放電電流を検出することができる。メインコントローラ140は、検出した電流値が所定の上限値に達したときに、スイッチ回路148をオフすることによって、工具本体12への電力供給を中止することができる。
 各々のセル正極接続端子122及びセル負極接続端子124は、マルチプレクサ134及びバッファ回路136を介して、メインコントローラ140に接続されている。それにより、メインコントローラ140には、各々の二次電池セル112の出力電圧が入力される。メインコントローラ140は、各々の二次電池セル112の出力電圧を監視しており、二次電池セル112の出力電圧が所定の下限値を下回るか、所定の上限値を上回る場合に、その二次電池セル112は劣化又は故障したと判定する。この場合、メインコントローラ140は、表示部144によって、劣化又は故障した二次電池セル112を特定可能に表示する。図6に示すように、本実施例の表示部144は、複数の発光ダイオードを有し、複数の発光ダイオードはマルチプレクサ142を介してメインコントローラ140に接続されている。メインコントローラ140は、劣化又は故障した二次電池セル112に対応する発光ダイオードを点灯させることによって、劣化又は故障した二次電池セル112をユーザに教示する。さらにメインコントローラ140は、スイッチ回路148をオフすることによって、工具本体12への電力供給を中止することができる。
 バッテリパック100は、複数の温度センサ126を備えている。本実施例の温度センサ126は、一例ではあるがサーミスタである。各々の温度センサ126は、対応する一つの二次電池セル112の近傍に配置されており、対応する一つの二次電池セル112の温度に応じた温度信号を出力する。複数の温度センサ126は、マルチプレクサ132を介して、メインコントローラ140に接続されている。メインコントローラ140は、各々の温度センサ126の検出温度を監視しており、検出された温度が所定の上限値を上回る場合に、二次電池セル112の温度異常が発生したと判定する。この場合、メインコントローラ140は、表示部144によって、温度異常の二次電池セル112を表示することができる。さらにメインコントローラ140は、スイッチ回路148をオフすることによって、工具本体12への電力供給を中止することができる。
 バッテリパック100は、メインスイッチ検出回路146を備えている。メインスイッチ検出回路146は、第1通信端子164に接続されており、メインスイッチ16のオンオフを検出することができる。メインスイッチ検出回路146は、メインスイッチ16がオフされている間、メインコントローラ140へハイレベルの電圧信号(Vcc)を出力し、メインスイッチ16がオンされている間は、メインコントローラ140へローレベルの電圧信号(GND)を出力する。メインコントローラ140は、メインスイッチ検出回路146の出力信号に基づいて、メインスイッチ16のオンオフを検出することができる。メインコントローラ140は、前述した異常等によってスイッチ回路148をオフしたときは、メインスイッチ16がオフされるまで、スイッチ回路148をオフし続ける。
 メインコントローラ140は、第2通信端子166に接続されており、工具本体12の工具コントローラ54と通信可能に接続される。先に説明したように、工具コントローラ54は、ユーザによるメインスイッチ16の操作量に応じて、速度指令信号を出力する。メインコントローラ140は、速度指令信号を受信し、受信した速度指令信号に応じてスイッチ回路148をPWM制御することができる。それにより、ユーザによるメインスイッチ16の操作量に応じて、モータ50の回転速度を調節することができる。
 図7は、工具本体12及びバッテリパック100の回路構成の変形例を示す。図7に示すように、スイッチ回路148は、工具本体12に設けることもできる。この場合、工具コントローラ54をスイッチ回路148に接続し、工具コントローラ54によってスイッチ回路148を制御する構成とするとよい。工具コントローラ54は、第2通信端子66、166を介してメインコントローラ140に接続されている。メインコントローラ140は、前述した異常等を検出したときに、工具コントローラ54を介してスイッチ回路148をオフすることができる。即ち、メインコントローラ140は工具コントローラ54へ指令を与え、指令を受けた工具コントローラ54がスイッチ回路148をオフするように構成することができる。
 先にも説明したように、本実施例のバッテリパック100は、十本のリチウムイオン二次電池セル112を有するが、二次電池セル112の種類や数は特に限定されない。図8、図9に示すように、各々の二次電池セル112が個別に着脱可能である限り、二次電池セル112の数や配置は適宜変更することができる。
 図面を参照して、実施例2の電動工具310について説明する。上記した実施例1の電動工具10では、複数の二次電池セル112が、工具本体12に着脱可能なバッテリパック100に収容されていたのに対して、本実施例の電動工具310では、図10、図11、図12に示すように、複数の二次電池セル112が、工具本体12のへ直接的に取り付けられている。以下、本実施例の電動工具310について説明するが、実施例1の電動工具10と共通する構成については、同一の参照番号を付すことによって説明を省略する。
 電動工具310の工具本体12には、セル収容部320が設けられている。セル収容部320は、複数の二次電池セル112を収容することができる。セル収容部320は、グリップ18の先端に設けられている。セル収容部320には、開閉可能なカバー322が設けられている。カバー322を開放すると、各々の二次電池セル112をセル収容部320に対して個別に着脱することができる。カバー322を閉じると、セル収容部320は液密に閉塞される。
 図13は、本実施例の電動工具310の回路構成を示している。図13に示される回路構成を、図6及び図7に示される回路構成と比較して理解されるように、本実施例の電動工具310の回路構成は、実施例1の工具本体12及びバッテリパック100の回路構成を、一体化したものに相当する。従って、本実施例の回路構成については、実施例1の説明を参照するものとし、重複して説明することは避けることとする。実施例1との相違点として、本実施例では、実施例1で説明した工具コントローラ54がメインコントローラ140へ統合されている。また、複数のセル正極接続端子122及びセル負極接続端子124は、セル収容部320内に配置されている。また、複数の温度センサ126は、複数の二次電池セル112の温度をそれぞれ検出できるよう、セル収容部320の近傍に配置されている。また、表示部144は、工具本体12のユーザが視認可能な位置に配設されている。
 本実施例の電動工具310も、各々の二次電池セル112を個別に着脱可能に構成されている。それにより、必要に応じて、工具本体12内の一又は複数の二次電池セル112を、別に用意した一又は複数の二次電池セルと交換することができる。二次電池セル112の交換を個別に可能とすることで、各々の二次電池セル112をその寿命が尽きるまで使うことができ、使用可能な二次電池セル112を廃棄するという無駄を防ぐことができる。
 一例ではあるが、本実施例の工具本体12は、五本のリチウムイオン二次電池セル112を有する。ただし、二次電池セル112の種類や数は特に限定されない。図14、図15、図16に示すように、各々の二次電池セル112が個別に着脱可能である限り、二次電池セル112の数や配置は適宜変更することができる。なお、図14、図15、図16に示す変形例では、工具本体12のセル収容部320に八本のリチウムイオン二次電池セル112が収容可能であり、カバー322を取り外すことによって、各々の二次電池セル112を着脱することができるように構成されている。
 以上、本技術の実施形態について詳細に説明したが、これらは例示に過ぎず、請求の範囲を限定するものではない。請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。
 本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組合せによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時の請求項に記載の組合せに限定されるものではない。本明細書または図面に例示した技術は複数の目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

Claims (9)

  1.  複数の二次電池セルを電源とする電動工具であって、各々の二次電池セルが個別に着脱可能であることを特徴とする電動工具。
  2.  各々の二次電池セルの状態を監視する監視回路と、その監視回路による監視結果を各々の二次電池セルについて表示する表示回路と、を備えることを特徴とする請求項1に記載の電動工具。
  3.  前記監視回路は、各々の二次電池セルの出力電圧と温度の少なくとも一方を監視し、
     前記表示回路は、各々の二次電池セルについて、出力電圧又は温度が所定範囲内にあるのか否かを表示することを特徴とする請求項2に記載の電動工具。
  4.  複数の二次電池セルによる電力供給を遮断するスイッチ回路をさらに備え、
     前記監視回路は、少なくとも一つの二次電池セルの出力電圧又は温度が所定範囲内にないときに、前記スイッチ回路を開放することを特徴とする請求項3に記載の電動工具。
  5.  前記電動工具は、工具本体と、その工具本体に着脱可能であるとともに前記複数の二次電池セルを収容しているバッテリパックと、を備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の電動工具。
  6.  前記バッテリパックを充電するパック充電器をさらに備え、
     前記バッテリパックは、各々の二次電池セルの状態を監視する監視回路を有し、
     前記パック充電器は、前記バッテリパックの監視回路と通信可能に接続し、その監視回路による監視結果を各々の二次電池セルについて表示する表示回路を有する、
     ことを特徴とする請求項5に記載の電動工具。
  7.  取り外された二次電池セルを充電するセル充電器をさらに備え、そのセル充電器は、二次電池セルの温度を測定する温度センサを有することを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の電動工具。
  8.  前記セル充電器は、充電中の二次電池セルの出力電圧が所定の上限値に達するか、充電開始から所定の時間が経過した時に、二次電池セルの充電を終了することを特徴とする請求項7に記載の電動工具。
  9.  電動工具の電源となるバッテリパックであって、複数の二次電池セルを有しており、各々の二次電池セルが個別に着脱可能であることを特徴とするバッテリパック。
PCT/JP2011/079645 2011-03-07 2011-12-21 複数の二次電池セルを電源とする電動工具 WO2012120750A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11860507.0A EP2684647A4 (en) 2011-03-07 2011-12-21 ELECTRICAL TOOL WITH SECONDARY CELLS AS A POWER SOURCE
CN2011800689057A CN103402709A (zh) 2011-03-07 2011-12-21 以多个二次电池为电源的电动工具
US13/985,345 US20130335013A1 (en) 2011-03-07 2011-12-21 Electric power tool powered by a plurality of rechargeable battery cells

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011-048892 2011-03-07
JP2011048892A JP2012183611A (ja) 2011-03-07 2011-03-07 複数の二次電池セルを電源とする電動工具

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012120750A1 true WO2012120750A1 (ja) 2012-09-13

Family

ID=46797731

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/079645 WO2012120750A1 (ja) 2011-03-07 2011-12-21 複数の二次電池セルを電源とする電動工具

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20130335013A1 (ja)
EP (1) EP2684647A4 (ja)
JP (1) JP2012183611A (ja)
CN (1) CN103402709A (ja)
WO (1) WO2012120750A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014119215A1 (ja) * 2013-02-01 2014-08-07 株式会社マキタ 電動機械器具
JP2017107876A (ja) * 2017-03-17 2017-06-15 株式会社マキタ 電動工具用電池パック

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013139372A1 (en) * 2012-03-19 2013-09-26 Husqvarna Ab Power adapter for cordless power tools
JP6090713B2 (ja) * 2012-12-13 2017-03-08 パナソニックIpマネジメント株式会社 外部機器用の状態表示プログラム
US9620989B2 (en) * 2013-03-13 2017-04-11 Blackbird Tech Llc Rechargeable battery accessories
DE102015218447A1 (de) * 2014-12-16 2016-06-16 Robert Bosch Gmbh Akkupack für eine Handwerkzeugmaschine
WO2017204861A1 (en) * 2016-05-26 2017-11-30 Tate Elmer Continuous-charging systems
DE102016209822A1 (de) * 2016-06-03 2017-12-07 Robert Bosch Gmbh Akkupack für eine Handwerkzeugmaschine und/oder ein Ladegerät
JP6258435B2 (ja) * 2016-10-21 2018-01-10 株式会社マキタ 電動工具
JP6753473B2 (ja) * 2016-12-12 2020-09-09 株式会社村田製作所 バッテリーパック、電子機器及びバッテリーパックの制御方法
US11431224B2 (en) 2017-02-15 2022-08-30 Black & Decker Inc. Power and home tools
JP6942515B2 (ja) * 2017-04-19 2021-09-29 株式会社マキタ 電気機器
JP2019020976A (ja) * 2017-07-14 2019-02-07 東芝テック株式会社 情報処理装置及びプログラム
KR102467947B1 (ko) * 2017-10-18 2022-11-17 니뽄 다바코 산교 가부시키가이샤 배터리 유닛, 향미 흡인기, 배터리 유닛을 제어하는 방법, 및 프로그램
CN110970673B (zh) * 2018-10-01 2023-08-18 株式会社牧田 电池组、电池***
JP7231416B2 (ja) * 2018-10-01 2023-03-01 株式会社マキタ バッテリパック、バッテリシステム
DE102019200527A1 (de) * 2019-01-17 2020-07-23 Robert Bosch Gmbh Handwerkzeugmaschine
DE102020209395A1 (de) 2020-07-24 2022-01-27 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Erfassung von elektrischen Fehlerzuständen in einem Wechselakkupack und System zur Durchführung des Verfahrens
EP4012828A4 (en) * 2020-09-30 2023-06-28 Nanjing Chervon Industry Co., Ltd. Battery pack, electric tool system, and charging system

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5028858A (en) * 1988-12-23 1991-07-02 Metabowerke Gmbh & Co. Cordless dual-battery electric tool
JPH0385276U (ja) * 1989-12-20 1991-08-29
JPH07161340A (ja) 1993-12-13 1995-06-23 Sanyo Electric Co Ltd 電動工具に使用するバッテリーパック
JPH1029172A (ja) * 1996-07-12 1998-02-03 Nippon Electric Ind Co Ltd 充電式電動工具の電池パック及びこの電池パック用ダミー電池
JP2006074860A (ja) * 2004-08-31 2006-03-16 Sanyo Electric Co Ltd 充電器
JP2006247821A (ja) * 2005-03-14 2006-09-21 Matsushita Electric Works Ltd 電動工具
JP2010029049A (ja) * 2008-07-24 2010-02-04 Nikon Corp 電源装置及び電子機器
JP3157712U (ja) * 2009-11-26 2010-02-25 新盛力科技股▲ふん▼有限公司 電池健康状態監視構造
JP2010093953A (ja) * 2008-10-08 2010-04-22 Makita Corp 電動工具用バッテリパック及び電動工具
JP2011205866A (ja) * 2010-03-26 2011-10-13 Hitachi Koki Co Ltd 電源回路及び電源装置
JP2011258387A (ja) * 2010-06-08 2011-12-22 Hitachi Koki Co Ltd 電池パック及びこれを用いる電動工具

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0635368Y2 (ja) * 1989-01-26 1994-09-14 富士電気化学株式会社 パック電池の表面形状
JPH0963552A (ja) * 1995-08-24 1997-03-07 Sanyo Electric Co Ltd パック電池
JP3085276U (ja) * 2001-10-10 2002-04-26 ▲交▼君 王 ポータブル電動工具
JP4764618B2 (ja) * 2003-10-02 2011-09-07 赤 嶺 辰 実 電池用パック
DE102004030037B4 (de) * 2003-11-19 2012-01-12 Milwaukee Electric Tool Corp. Akkumulator
CN2762964Y (zh) * 2005-01-10 2006-03-08 南京德朔实业有限公司 用电池供电的电动工具
US20070244471A1 (en) * 2005-10-21 2007-10-18 Don Malackowski System and method for managing the operation of a battery powered surgical tool and the battery used to power the tool
CN101714647B (zh) * 2008-10-08 2012-11-28 株式会社牧田 电动工具用蓄电池匣以及电动工具
JP5427521B2 (ja) * 2009-09-04 2014-02-26 株式会社マキタ 電池パック

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5028858A (en) * 1988-12-23 1991-07-02 Metabowerke Gmbh & Co. Cordless dual-battery electric tool
JPH0385276U (ja) * 1989-12-20 1991-08-29
JPH07161340A (ja) 1993-12-13 1995-06-23 Sanyo Electric Co Ltd 電動工具に使用するバッテリーパック
JPH1029172A (ja) * 1996-07-12 1998-02-03 Nippon Electric Ind Co Ltd 充電式電動工具の電池パック及びこの電池パック用ダミー電池
JP2006074860A (ja) * 2004-08-31 2006-03-16 Sanyo Electric Co Ltd 充電器
JP2006247821A (ja) * 2005-03-14 2006-09-21 Matsushita Electric Works Ltd 電動工具
JP2010029049A (ja) * 2008-07-24 2010-02-04 Nikon Corp 電源装置及び電子機器
JP2010093953A (ja) * 2008-10-08 2010-04-22 Makita Corp 電動工具用バッテリパック及び電動工具
JP3157712U (ja) * 2009-11-26 2010-02-25 新盛力科技股▲ふん▼有限公司 電池健康状態監視構造
JP2011205866A (ja) * 2010-03-26 2011-10-13 Hitachi Koki Co Ltd 電源回路及び電源装置
JP2011258387A (ja) * 2010-06-08 2011-12-22 Hitachi Koki Co Ltd 電池パック及びこれを用いる電動工具

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2684647A4

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014119215A1 (ja) * 2013-02-01 2014-08-07 株式会社マキタ 電動機械器具
JP2017107876A (ja) * 2017-03-17 2017-06-15 株式会社マキタ 電動工具用電池パック

Also Published As

Publication number Publication date
EP2684647A1 (en) 2014-01-15
CN103402709A (zh) 2013-11-20
EP2684647A4 (en) 2014-08-13
JP2012183611A (ja) 2012-09-27
US20130335013A1 (en) 2013-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012120750A1 (ja) 複数の二次電池セルを電源とする電動工具
EP2448057B1 (en) Rechargeable battery pack
US9859548B2 (en) Shared control of thermistor and dual purpose thermistor line
US7612525B2 (en) Electrical apparatus
US9381058B2 (en) Recharge system for medical devices
US5187422A (en) Charger for batteries of different type
JP4579068B2 (ja) バッテリパック
EP1796243B1 (en) Methods of charging battery packs for cordless power tool systems
EP2472666B1 (en) Batteries for electric tools
WO2016006152A1 (ja) 蓄電池パック、及び、蓄電池パックの動作方法
EP2615715B1 (en) Battery pack
JPH11266543A (ja) 電動工具充電システム
JP2013094877A (ja) 電動工具
AU2014100127A4 (en) Mobile electric device with at least two lithium-ion batteries and arrangement of two such batteries electrically connected in series
JP2006247821A (ja) 電動工具
US20090027005A1 (en) Charging device
WO2011034201A1 (en) Battery pack and power tool using the same
EP2709235B1 (en) Battery state indication device and electric construction tool
US20110031975A1 (en) Battery-Driven Power Tool and Battery Pack Therefor
JP4548179B2 (ja) 電動工具
EP2871701B1 (en) Battery pack and electric device including the battery pack
US20140300365A1 (en) Diagnosis method and diagnosis apparatus for determining a current capacity of a battery cell in a handheld machine tool
JP6793335B2 (ja) 充電アダプタ
JP2007285972A (ja) 電池パック診断装置
JP2001339867A (ja) 電池とモーターを内蔵する電気機器

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11860507

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 13985345

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011860507

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE