电池连接系统以及电池组的制作方法

文档序号:10906797阅读:445来源:国知局
电池连接系统以及电池组的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及电池连接系统以及电池组,安装电池组的连接设备能够执行与电池的特性以及电池组内的温度对应的适当的控制,而与电池组内的电池的种类无关。电池组(10)具备温度检测电路(18)。温度检测电路(18)具有:温度检测元件(28),其具有电阻值与温度对应地变化的电阻温度特性;和电阻元件(1),其与该温度检测元件(28)串联。电阻元件(1)具有与电池(15)的特性对应地决定的电阻值(R1)。从温度检测电路(18)输出基于温度检测元件(28)以及电阻元件(1)的检测信号。安装电池组(10)的连接设备(40)基于从电池组(10)输入的所述检测信号执行特定的温度相关控制,而不识别电池的种类。
【专利说明】
电池连接系统以及电池组
技术领域
[0001]本实用新型涉及具备电池组和构成为能够拆装该电池组的连接设备的电池连接系统、以及电池组。
【背景技术】
[0002]作为对电池进行充电的充电器,公知有构成为识别电池的种类,并进行与该识别出的电池的种类对应的充电控制的充电器。
[0003]在专利文献I中,公开有使用由内置于电池组的热敏电阻检测的检测电压识别电池的种类的技术。具体而言,在电池组内,与热敏电阻串联电阻,从而使检测电压偏置。该偏置量预先与电池的种类对应而形成为不同值。而且,充电器基于检测电压的电平识别电池的种类。例如,若检测电压为某阈值以下则判断为A型电池,若检测电压大于该阈值则判断为B型电池。
[0004]专利文献1:日本特开平11 一69645号公报
[0005]在专利文献I所记载的技术中,为了识别电池的种类,需要将与电池的种类对应的检测电压的电平(换言之与电池的种类对应的偏置量)预先存储于充电器。因此,只能识别与预先存储的检测电压电平对应的种类的电池。在为上述例子的情况下,虽能够基于阈值来识别A型以及B型的哪一个,但无法应对A、B各类型之外的新类型的电池。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型是鉴于上述课题而产生的,目的在于使安装电池组的连接设备能够执行与电池的特性以及电池组内的温度对应的适当的控制,而与电池组内的电池的种类无关。
[0007]为了解决上述课题的本实用新型的第I方式是具备电池组、和构成为能够拆装该电池组的连接设备的电池连接系统。电池组具备:电池、和构成为能够输出与该电池组内的特定的位置的温度对应的检测信号的温度检测电路。
[0008]温度检测电路具有温度检测元件和至少一个电阻元件。温度检测元件是为了检测特定的位置的温度而设置于该特定的位置,并具有电阻值与温度对应地变化的电阻温度特性的元件。电阻元件是与温度检测元件串联或者并联,并具有与电池的特性对应地决定的电阻值的元件。而且,温度检测电路构成为能够输出基于温度检测元件以及至少一个电阻元件的检测信号。
[0009]连接设备具备动作部和温度相关控制部。动作部构成为在电池组安装于连接设备时,能够执行作为基于电池的电力的动作或者电池的充电动作的至少一方的电池相关动作。温度相关控制部构成为在电池组安装于连接设备时,基于从电池组输入的检测信号执行特定的温度相关控制,而不识别电池的种类。
[0010]在这样构成的电池连接系统中,连接设备基于从电池组输入的检测电压执行温度相关控制,而不识别电池的种类。因此,通过以利用连接设备执行与电池的特性对应的适当的温度相关控制的方式与电池的特性对应地适当决定电阻元件的电阻值,作为结果,连接设备能够对于不同特性的电池分别执行与该电池的特性以及电池组内的特定的位置的温度对应的适当的温度相关控制,而不识别电池的种类。
[0011]在上述结构的电池连接系统中,连接设备也可以构成为对从电池组输入的检测信号所示的与上述特定的位置的温度对应的检测值、与预先设定的不依存于电池的特性的阈值进行比较,并基于其比较结果执行温度相关控制。在该情况下,温度检测电路也可以构成为在上述特定的位置的温度成为特定的温度的情况下,输出表示与上述阈值对应的特定的检测值的检测信号。
[0012]在这样构成的电池连接系统中,连接设备使用不依存于电池的特性的阈值执行温度相关控制,而不识别电池的种类。与此相对,电池组内的温度检测电路构成为在特定的位置的温度成为特定的温度的情况下输出特定的检测信号(表示与阈值对应的特定的检测值的信号)。通过这种结构,作为结果,连接设备能够对于不同特性的电池分别执行与该电池的特性以及电池组内的特定的位置的温度对应的适当的温度相关控制,而不识别电池的种类。
[0013]也可以在温度检测元件至少串联有一个电阻元件。通过在温度检测元件串联电阻元件,能够使温度检测电路整体的电阻值相比不具有电阻元件的情况增加该电阻元件的大小,从而能够使检测信号所示的检测值增加。换句话说,能够使相对于相同的温度的检测值偏置为比不具有串联的电阻元件的情况更大的值。
[0014]因此,通过与电池特性对应地适当设定串联的电阻元件的电阻值(换句话说适当设定检测值的偏置量),作为结果,能够使连接设备执行与电池的特性以及电池组内的特定的位置的温度对应的适当的温度相关控制,而不识别电池的种类。
[0015]在温度检测元件至少串联有一个电阻元件的情况下,温度检测电路也可以构成为该串联的电阻元件的电阻值越大,则输出表示上述特定的检测值的检测信号时的上述特定的温度越高。
[0016]应予说明,串联的电阻元件的电阻值也可以被设定为在比在不具有该电阻元件的情况下输出上述特定的检测值的检测信号时的温度高了规定温度的温度时输出特定的检测值的检测信号的值。
[0017]例如,使温度检测元件的电阻温度特性为负特性。即,温度越高则电阻值越小从而检测值也变小。而且,在连接设备侧,若检测值因由温度检测元件检测的温度的上升而降低并形成为阈值以下则执行特定的处理。
[0018]在该情况下,在希望以更低的温度执行特定的处理的情况下,使串联的电阻元件的电阻值更小即可。电阻元件的电阻值越小,则能够使达到阈值的实际的温度越低。换句话说,能够以更低的温度执行特定的处理。
[0019]相反,在希望以更高的温度执行特定的处理的情况下,使串联的电阻元件的电阻值更高即可。电阻元件的电阻值越大,则能够使达到阈值的实际的温度越高。换句话说,能够以更高的温度执行特定的处理。
[0020]因此,在本例的情况下,通过调整串联的电阻元件的电阻值,能够适当地调整在连接设备侧执行特定的处理的实际的温度。特别是,在温度逐渐上升的状况下欲使用于执行特定的处理的实际的温度更高的情况下,能够更适当并且灵活地进行应对。[0021 ]也可以在温度检测元件是电阻温度特性为负特性的热敏电阻的情况下,在该热敏电阻串联有电阻元件的情况下,该串联的电阻元件的电阻值是温度为10°C以上40°C以下的常温区域中的规定温度时的热敏电阻的电阻值的4 O %以下的值。
[0022]根据这样构成的电池连接系统,能够适当地调整检测值的偏置量。特别是,在热敏电阻的负特性具有温度越高则电阻值的变化率越小相反温度越低则电阻值的变化率越大的特性的情况下,能够抑制低温侧的偏置量并且相对增大高温侧的偏置量。因此,能够灵活地调整高温侧的温度相关控制的执行时机(用于执行的实际的温度)。
[0023]也可以在温度检测元件至少并联有一个电阻元件。通过在温度检测元件并联电阻元件,能够使温度检测电路整体的电阻值相比不具有电阻元件的情况降低该电阻元件的大小,从而能够使检测信号所示的检测值降低。换句话说,能够使相对于相同的温度的检测值偏置为比不具有并联的电阻元件的情况更小的值。
[0024]因此,通过与电池特性对应地适当设定并联的电阻元件的电阻值(换句话说适当设定检测值的偏置量),作为结果,能够使连接设备执行与电池的特性以及电池组内的特定的位置的温度对应的适当的温度相关控制,而不识别电池的种类。
[0025]在温度检测元件至少并联有一个电阻元件的情况下,温度检测电路也可以构成为该并联的电阻元件的电阻值越小,则输出表示上述特定的检测值的检测信号时的上述特定的温度越低。
[0026]应予说明,并联的电阻元件的电阻值也可以被设定为在比不具有该电阻元件的情况下输出上述特定的检测值的检测信号时的温度低了规定温度的温度时输出上述特定的检测值的检测信号的值。
[0027]例如,使温度检测元件的电阻温度特性为负特性。而且,在连接设备侧,若检测值因由温度检测元件检测的温度的降低而上升并形成为阈值以上则执行特定的处理。
[0028]在该情况下,在希望以更低的温度执行特定的处理的情况下,使并联的电阻元件的电阻值更小即可。电阻元件的电阻值越小,则能够使达到阈值的实际的温度越低。换句话说,能够以更低的温度执行特定的处理。
[0029]相反,在希望以更高温度执行特定的处理的情况下,使并联的电阻元件的电阻值更高即可。电阻元件的电阻值越大,则能够使达到阈值的实际的温度越高。换句话说,能够以更高的温度执行特定的处理。
[0030]因此,在本例的情况下,通过调整并联的电阻元件的电阻值,能够适当地调整在连接设备侧执行特定的处理的实际的温度。特别是,在温度逐渐降低的状况下欲使用于特定的处理的实际的温度更低的情况下,能够更适当并且灵活地进行应对。
[0031 ]也可以温度检测元件是电阻温度特性为负特性的热敏电阻,在该热敏电阻并联有电阻元件的情况下,该并联的电阻元件的电阻值是温度为10°C以上40°C以下的常温区域中的规定温度时的热敏电阻的电阻值的4倍以上的值。
[0032]根据这样构成的电池连接系统,能够适当地调整检测值的偏置量。特别是,在热敏电阻的负特性具有温度越高则电阻值的变化率越小相反温度越低则电阻值的变化率越大的特性的情况下,能够抑制高温侧的偏置量并且相对增大低温侧的偏置量,从而能够灵活地调整低温侧的温度相关控制的执行时机(用于执行的实际的温度)。
[0033]也可以在温度检测元件是电阻温度特性为负特性的热敏电阻的情况下,在该热敏电阻并联有具有电阻元件以及与该电阻元件串联的齐纳二极管的串联电路。
[0034]在这样构成的电池连接系统中,在热敏电阻两端的电压较低的期间齐纳二极管不屈服,与热敏电阻并联的串联电路实际上不发挥功能。若热敏电阻两端的电压增高,则串联电路的电压也增高,在某特定电压值时齐纳二极管屈服,不仅向热敏电阻而且向串联电路侧也流动电流。
[0035]因此,能够相应如下用途,S卩、例如在热敏电阻为负特性的情况下,在某恒定温度以上的区域中使串联电路不发挥功能,仅在温度比该恒定温度低的区域使串联电路发挥功能而使检测值偏置。
[0036]另外,本实用新型的第2方式是构成上述的各种结构的电池连接系统的电池组。根据这种电池组,能够在上述的各种结构的电池连接系统中利用,从而能够获得上述的各种效果。
[0037]接下来,本实用新型的第3方式是构成为安装于外部设备并能够进行向该外部设备的电力供给或者来自该外部设备的充电用电力的输入的电池组,其具备:电池、和构成为能够输出表示与该电池组内的特定的位置的温度对应的检测值的检测信号的温度检测电路。
[0038]温度检测电路具备温度检测元件和至少一个电阻元件。温度检测元件是为了检测特定的位置的温度而设置于该特定的位置,且电阻值与温度对应地变化的元件。电阻元件是与温度检测元件串联或者并联的元件。
[0039]而且,温度检测电路能够输出基于温度检测元件以及至少一个电阻元件的检测信号。另外,在外部设备中,设定不依存于电池的特性的控制参数,温度检测电路构成为在特定的位置的温度成为特定的温度的情况下输出的检测信号成为表示与该控制参数对应的内容的信号。
[0040]在这样构成的电池组中,构成为温度检测电路在特定的位置的温度成为特定的温度的情况下输出特定的检测信号(表示与连接设备侧的控制参数对应的内容的信号)。通过这种结构,作为结果,能够使连接设备对于不同特性的电池分别执行与该电池的特性以及电池组内的特定的位置的温度对应的适当的温度相关控制,而不识别电池的种类。
[0041 ]技术方案I
[0042]—种电池连接系统,其具备:电池组;和连接设备,其构成为能够拆装所述电池组,所述电池连接系统的特征在于,所述电池组具备:电池;和温度检测电路,其构成为能够输出与该电池组内的特定的位置的温度对应的检测信号,所述温度检测电路具有:温度检测元件,其为了检测所述特定的位置的温度而设置于该特定的位置,并具有电阻值与温度对应地变化的电阻温度特性;和至少一个电阻元件,所述电阻元件与所述温度检测元件串联或者并联连接,并具有与所述电池的特性对应地决定的电阻值,所述温度检测电路构成为能够输出基于所述温度检测元件以及所述至少一个电阻元件的所述检测信号,所述连接设备具备:动作部,其构成为:当在所述连接设备安装有所述电池组时,该动作部能够执行基于所述电池的电力的动作或者所述电池的充电动作的至少一方、亦即电池相关动作;和温度相关控制部,其构成为:当在所述连接设备安装有所述电池组时,该温度相关控制部基于从所述电池组输入的所述检测信号而不识别所述电池的种类来执行特定的温度相关控制。
[0043]设计方案2
[0044]根据技术方案I所述的电池连接系统,其特征在于,所述连接设备构成为对所述检测信号所示的与所述特定的位置的温度对应的检测值、与预先设定的不依存于所述电池的特性的阈值进行比较,并基于其比较结果执行所述温度相关控制,所述温度检测电路构成为在所述特定的位置的温度成为特定的温度的情况下,输出表示与所述阈值对应的特定的检测值的所述检测信号。
[0045]设计方案3
[0046]根据技术方案I或2所述的电池连接系统,其特征在于,在所述温度检测元件至少串联连接有一个所述电阻元件。
[0047]设计方案4
[0048]根据技术方案2所述的电池连接系统,其特征在于,在所述温度检测元件至少串联连接有一个所述电阻元件,所述温度检测电路构成为:所述串联连接的电阻元件的电阻值越大,则输出表示所述特定的检测值的检测信号时的所述特定的温度越高。
[0049]设计方案5
[0050]根据技术方案3或4所述的电池连接系统,其特征在于,所述温度检测元件是所述电阻温度特性为负特性的热敏电阻,所述串联连接的所述电阻元件的电阻值是相对于所述温度为10°C以上40°C以下的常温区域中的规定温度时的所述热敏电阻的电阻值为40%以下的值。
[0051 ]设计方案6
[0052]根据技术方案I?5中的任一项所述的电池连接系统,其特征在于,在所述温度检测元件至少并联连接有一个所述电阻元件。
[0053]设计方案7
[0054]根据技术方案2所述的电池连接系统,其特征在于,在所述温度检测元件至少并联连接有一个所述电阻元件,所述温度检测电路构成为:所述并联连接的电阻元件的电阻值越小,则输出表示所述特定的检测值的检测信号时的所述特定的温度越低。
[0055]设计方案8
[0056]根据技术方案6或7所述的电池连接系统,其特征在于,所述温度检测元件是所述电阻温度特性为负特性的热敏电阻,所述并联连接的所述电阻元件的电阻值是相对于所述温度为10°C以上40°C以下的常温区域中的规定温度时的所述热敏电阻的电阻值为4倍以上的值。
[0057]设计方案9
[0058]根据技术方案6?8中的任一项所述的电池连接系统,其特征在于,所述温度检测元件是所述电阻温度特性为负特性的热敏电阻,在所述热敏电阻并联连接有具有所述电阻元件以及与该电阻元件串联连接的齐纳二极管的串联电路。
[0059]设计方案1
[0060]一种电池组,其特征在于,构成技术方案I?9中的任一项所述的电池连接系统。[0061 ]设计方案11
[0062] —种电池组,其构成为:安装于外部设备而能够向该外部设备进行电力供给或者从该外部设备进行充电用电力的输入,所述电池组的特征在于,具备:电池;和温度检测电路,其构成为能够输出表示与该电池组内的特定的位置的温度对应的检测值的检测信号,所述温度检测电路具有:温度检测元件,其为了检测所述特定的位置的温度而设置于该特定的位置,且电阻值与温度对应地变化;和至少一个电阻元件,所述电阻元件与所述温度检测元件串联或者并联连接,所述温度检测电路构成为:能够输出基于所述温度检测元件以及所述至少一个电阻元件的所述检测信号,并且,在所述特定的位置的温度成为特定的温度的情况下输出的所述检测信号,成为表示与不依存于在所述外部设备中设定的所述电池的特性的控制参数对应的内容的信号。
[0063]设计方案12
[0064]根据技术方案11所述的电池组,其特征在于,所述温度检测电路构成为:在所述特定的位置的温度成为特定的温度的情况下,输出表示与所述控制参数对应的特定的检测值的所述检测信号。
【附图说明】
[0065]图1是表示第I实施方式的充电系统的示意结构的结构图。
[0066]图2是表示第I实施方式的电动工具的示意结构的结构图。
[0067]图3是表示温度检测电路的检测电阻值Rs的温度特性的说明图。
[0068]图4A是将图3的温度特性中的高温侧的区域放大的放大图,图4B是将图3的温度特性中的低温侧的区域放大的放大图。
[0069]图5A是表示第2实施方式的温度检测电路的电路图,图5B是表示该温度检测电路的检测电阻值Rs的温度特性的说明图。
[0070]图6A是表示第3实施方式的温度检测电路的电路图,图6B是表示该温度检测电路的检测电阻值Rs的温度特性的说明图。
[0071 ]图7是表示第4实施方式的温度检测电路的电路图。
[0072]图8是表示充电系统的其他例子的结构图。
[0073]图9是表示温度检测电路的其他例子的电路图。
[0074]图10是用于对使热敏电阻的B常量变化的情况下的温度特性的变化进行说明的说明图。
[0075]附图标记说明:
[0076]1、2、3、4、8、9、26、27、84、85丨电阻;10、8(^.电池组;11."第1单元;12."第2单元;13…第3单元;15...电池;16...剩余容量检测电路;17...剩余容量显示部;18、81、100、110、120、130…温度检测电路;21、51、7l...正极端子;22、52、72...负极端子;23...第I单元电压输出端子;24...第2单兀电压输出端子;25...检测信号输出端子;28...热敏电阻;31?34…LED;40、90…充电器;41...输入整流电路;42...充电用开关电源电路;43、67…电源电路;44...第I电压检测电路;45...第2电压检测电路;46、69…检测信号输入电路;47、91…控制电路;48...滤波器;53...第I单元电压输入端子;54...第2单元电压输入端子;55、75…检测信号输入端子;60...工具主体;61...马达;62...触发开关;63...开关检测电路;64...控制微机;65...开关控制电路;66...通电控制开关;68…电池组电压检测电路;70...滤波器;82...开关电路;83...开关兀件;86…指令输入端子;92…指令输出端子;121…开关;131…齐纳二极管。
【具体实施方式】
[0077]以下,使用附图对应用了本实用新型的实施方式进行说明。
[0078][第I实施方式]
[0079](I)充电系统的结构
[0080]如图1所示,本第I实施方式的充电系统具备电池组10和充电器40。电池组10构成为能够相对于充电器40进行拆装。图1表示在充电器40安装有电池组10的状态。电池组10构成为不仅能够相对于充电器40进行拆装,而且能够相对于包括后述的工具主体60(参照图2)的各种外部设备进行拆装。
[0081]电池组10作为在安装于外部设备时与外部设备机械并且电连接的端子,具备:正极端子21、负极端子22、第I单元电压输出端子23、第2单元电压输出端子24、以及检测信号输出端子25。另一方面,充电器40具备:正极端子51、负极端子52、第I单元电压输入端子53、第2单元电压输入端子54、以及检测信号输入端子55。
[0082]若电池组10安装于充电器40,则如图1所示,各正极端子21、51电导通,各负极端子22、52电导通,第I单元电压输出端子23与第I单元电压输入端子53电导通,第2单元电压输出端子24与第2单元电压输入端子54电导通,检测信号输出端子25与检测信号输入端子55电导通。
[0083]如图1所示,电池组10具备:电池15、剩余容量检测电路16、剩余容量显示部17、以及温度检测电路18。
[0084]电池15具有串联的多个二次电池单元。具体而言,在本实施方式中,电池15将第I单元11、第2单元12、以及第3单元13串联。各单元11?13均具有相同的温度特性、相同的电特性。
[0085]电池15的正极(即第3单元13的正极)与电池组1的正极端子21以及剩余容量检测电路16连接。电池15的负极(即第I单元11的负极)与电池组10的负极端子22以及剩余容量检测电路16连接。因此,从电池15向外部设备的放电经由正极端子21以及负极端子22来进行,从外部设备向电池15的充电电力的供给也经由正极端子21以及负极端子22来进行。
[0086]电池15中的第I单元11的正极经由电阻26与第I单元电压输出端子23连接。从第I单元电压输出端子23输出表示第I单元11的电压的第I单元电压信号。电池15中的第2单元12的正极经由电阻27与第2单元电压输出端子24连接。从第2单元电压输出端子24输出表示第2单元12的电压的第2单元电压信号。
[0087]剩余容量检测电路16检测电池15的剩余容量,并与该检测出的剩余容量对应地使剩余容量显示部17动作。剩余容量显示部17具备四个LED31?34。剩余容量检测电路16与电池15的剩余容量对应地控制四个LED31?34的点亮或者熄灭,从而报告表示电池15的剩余容量的信息。例如,在将电池15为完全充电状态时的剩余容量设为100%时,在剩余容量为例如80%以上时使四个LED31?34全部点亮,在剩余容量例如为60%以上且不足80%时使三个LED31?33点亮,在剩余容量例如为40%以上且不足60%时使两个LED31、32点亮,在剩余容量例如为20 %以上且不足40 %时使一个LED31点亮,在剩余容量例如不足20 %时使四个LED31?34全部熄灭。
[0088]温度检测电路18被设置用于检测电池15的温度(以下也称为“电池温度”)。温度检测电路18具备热敏电阻28和电阻I,并将热敏电阻28与电阻I串联。而且,温度检测电路18的一端(热敏电阻28的一端)与检测信号输出端子25连接,温度检测电路18的另一端(电阻I的一端)与负极端子22连接。
[0089]在本实施方式中,热敏电阻28是电阻温度特性为负特性的所谓NTC热敏电阻。即,热敏电阻28的电阻值Rm成为由热敏电阻28检测的热敏电阻28周围的温度越高则越低的值,温度与电阻值的关系成为接近反比例的关系。
[0090]热敏电阻28为了适当地检测电池温度,而配置于电池15的附近。因此,热敏电阻28的电阻值Rm与电池温度对应地变化,成为电池温度越高则越低的值。此外,热敏电阻28的配置位置只要能够适当地对检测对象物(在本实施方式中为电池15)的温度进行检测,便能够适当地决定。
[0091]若将温度检测电路18整体的电阻值设为检测电阻值Rs,则检测电阻值Rs如下式(I)所示。应予说明,Rl为电阻I的电阻值。
[0092]Rs = Rm+Rl...(I)
[0093 ]因此,检测电阻值Rs与电池温度对应地变化,成为电池温度越高则越低的值。
[0094]这里,若电池组10与充电器40连接,则温度检测电路18的热敏电阻28的一端在充电器4 O内经由电阻8与供给控制电压V c c的控制电源线连接。因此,从电池组1的检测信号输出端子25输出利用电池组10侧的温度检测电路18与充电器40侧的电阻8将控制电压Vcc分压后的电压Vs作为检测信号。检测信号Vs具体而言能够如下式(2)所示。应予说明,RO为充电器40侧的电阻8的电阻值。
[0095]Vs = Vcc.Rs/(Rs+R0)...(2)
[0096]因此,检测信号Vs与电池温度对应地变化,成为电池温度越高则低的值。另外,检测信号Vs依存于检测电阻值Rs,随着检测电阻值Rs的变化(即温度的变化)而变化。因此,检测信号Vs也称为表示检测电阻值Rs的信息。
[0097]如图1所示,充电器40具备:输入整流电路41、充电用开关电源电路42、电源电路43、第I电压检测电路44、第2电压检测电路45、检测信号输入电路46、以及控制电路47。
[0098]输入整流电路41将从外部输入的交流电压(例如工业的交流100V)整流并转换为直流。充电用开关电源电路42具有将所输入的电压降压并输出的开关稳压器。具体而言,充电用开关电源电路42将由输入整流电路41整流为直流的电压降压为直流的规定电压值的充电用电压,并从正极端子51输出。
[0099]电源电路43将由输入整流电路41整流为直流的电压降压,生成直流的规定电压值的控制电压Vcc并输出。由电源电路43生成的控制电压Vcc作为包括控制电路47、检测信号输入电路46的充电器40内的各部分的动作用电源使用。
[0100]第I电压检测电路44基于从电池组10经由第I电压输入端子53输入的第I单元电压信号来检测第I单元11的电压(第I单元电压),并将表示该第I单元电压的信息向控制电路47输出。第2电压检测电路45基于从电池组10经由第2电压输入端子54输入的第2单元电压信号来检测第2单元12的电压(第2单元电压),并将表示该第2单元电压的信息向控制电路47输出。
[0101]检测信号输入电路46具备电阻8和滤波器48。如已叙述那样,电阻8的一端与控制电源线连接而被施加控制电压Vcc。电阻8的另一端与检测信号输入端子55连接。在充电器40安装有电池组10的状态下,电阻8的另一端经由检测信号输入端子55以及电池组10的检测信号输出端子25而与温度检测电路18的一端(详细而言热敏电阻28的一端)连接。
[0102]通过这种结构,向检测信号输入电路46输入来自电池组10的温度检测电路18的检测信号Vs。而且,所输入的检测信号Vs由滤波器48除去噪音成分(例如规定频率以上的高频成分),并向控制电路47被输入。
[0103]控制电路47基于从第I电压检测电路44输入的信息、从第2电压检测电路45输入的信息、从电池组10经由检测信号输入电路46输入的检测信号Vs等各种信息来控制充电用开关电源电路42的动作,由此控制电池15的充电。
[0104]作为基于控制电路47的各种控制,至少有基本充电控制和温度保护控制。基本充电控制是在电池15成为完全充电状态之前向电池15供给充电用电压来使电池15充电,若电池15成为完全充电状态则停止充电用电压的供给使电池15的充电停止的控制。换句话说,是用于对所安装的电池组内的电池进行充电的基本控制。
[0105]温度保护控制是基于经由检测信号输入电路46输入的检测信号Vs监控电池温度,并与监控结果对应(换句话说与检测信号Vs的值对应),使电池15的充电强制停止的控制。
[0106]具体而言,在通过基本充电控制向电池15进行充电的期间,电池温度增高而检测信号Vs变为规定的高温侧电压阈值Vthl以下的情况下,使电池15的充电强制停止。即便基于基本充电控制的充电继续中且仍未成为完全充电状态,若因电池15的过热而检测信号Vs变为高温侧电压阈值Vthl以下,则也强制停止充电。
[0107]另外,即便在通过基本充电控制向电池15进行充电的期间,电池温度降低而检测信号Vs变为规定的低温侧电压阈值VthI以上的情况下,也使电池15的充电强制停止。即便基于基本充电控制的充电继续中且仍未成为完全充电状态,若因周围环境等某些重要因素而电池15的低温继续下降,检测信号Vs变为低温侧电压阈值Vth2以上,则也强制停止充电。在高温侧电压阈值Vthl以及低温侧电压阈值Vth2的任一情况下,均不按照电池15的种类分别独立地进行设定,而与电池15的种类无关地进行设定。
[0108]换句话说,充电器40的控制电路47基于检测信号Vs执行温度保护控制,而不识别电池15的种类。即,控制电路47在取检测信号Vs比高温侧电压阈值Vthl高且比低温侧电压阈值Vth2低的范围(以下也称为“充电允许电压范围”)内的值而不识别电池15的种类的情况下允许充电,但在因过热或过冷却等而检测信号Vs变为充电允许电压范围外的值的情况下使充电强制停止。
[0109](2)电动工具的结构
[0110]如图2所示,本第I实施方式的电动工具具备电池组10和工具主体60。工具主体60构成为能够相对于电池组10进行拆装。图2表示在工具主体60安装有电池组10的状态。
[0111]电池组10为与图1所示的充电系统中的电池组10相同的结构,因此省略说明。
[0112]工具主体60具备:正极端子71、负极端子72、以及检测信号输入端子75。若电池组10安装于工具主体60,则如图2所示,各正极端子21、71电导通,各负极端子22、72电导通,检测信号输出端子25与检测信号输入端子75电导通。
[0113]如图2所示,工具主体60具备:马达61、触发开关62、开关检测电路63、控制微机64、开关控制电路65、通电控制开关66、电源电路67、电池组电压检测电路68、以及检测信号输入电路69。
[0114]在从正极端子71经由马达61至负极端子72的通电路径中,在马达61的上游侧设置有触发开关62,在马达61的下游侧设置有通电控制开关66。触发开关62是供电动工具的使用者操作的开关。
[0115]若触发开关62开启,则电池15的电压(电池电压)经由触发开关62被输入电源电路67。若被输入电池电压,则电源电路67将其电池电压降压为规定电压值的控制电压Vdd并输出。由电源电路67生成的控制电压Vdd作为包括控制微机64、检测信号输入电路69的工具主体60内的各部分的动作用电源使用。
[0116]开关检测电路63检测触发开关62的操作状态,并将表示该检测结果的信号向控制微机64输出。电池组电压检测电路68检测所安装的电池组1内的电池15的电池电压,并将表不该电池电压的信号向控制微机64输出。
[0117]检测信号输入电路69具备电阻9和滤波器70。电阻9的一端与供给控制电压Vdd的控制电源线连接而被施加控制电压Vdd。电阻9的另一端与检测信号输入端子75连接。在工具主体60安装有电池组10的状态下,电阻9的另一端经由检测信号输入端子75、以及电池组10的检测信号输出端子25而与温度检测电路18的一端(详细而言热敏电阻28的一端)连接。
[0118]通过这种结构,向检测信号输入电路69输入来自电池组1的温度检测电路18的检测信号Vs。而且,所输入的检测信号Vs由滤波器70除去噪音成分(例如规定频率以上的高频成分),并向控制微机64被输入。
[0119]控制微机64是具备0?1]、如1、1^1、1/0等的微型计算机。若利用开关检测电路63检测到触发开关62开启的情况,则控制微机64为了以与触发开关62的操作量对应的目标转速使马达61旋转,而将与该目标转速对应的驱动指令向开关控制电路65输出。在本实施方式中,驱动指令是表示占空比的指令。若从控制微机64输入驱动指令,则开关控制电路65通过以该驱动指令所示的占空比使通电控制开关66开启.关闭来驱动马达61。
[0120]此外,在本实施方式中,马达61为带刷直流马达,但这只不过是一个例子。另外,在本实施方式中,通电控制开关66为N沟道MOSFET,但这也只不过是一个例子。
[0121]若马达61旋转,则未图示的工具要素因其旋转驱动力而动作,由此发挥作为电动工具的功能。若关闭触发开关62,则控制微机64停止驱动指令的输出,由此开关控制电路65使通电控制开关66关闭,从而马达61停止。
[0122]另外,控制微机64在开启触发开关62来驱动马达61的期间,即从电池15向马达61供给电力来驱动马达61的期间,执行温度保护控制。具体而言,在电池温度增高而检测信号Vs变为规定的马达停止电压阈值Vthd以下的情况下,即便开启触发开关62,也通过使通电控制开关66关闭来使从电池15向马达61的放电强制停止。马达停止电压阈值Vthd不按照电池15的种类分别独立地进行设定,而与电池15的种类无关地进行设定。
[0123]换句话说,工具主体60的控制微机64基于检测电压Vs执行温度保护控制,而不识别电池15的种类。即,控制微机64在取检测信号Vs比马达停止电压阈值Vthd高的范围(以下也称为“放电允许电压范围”)的值而不识别电池15的种类的情况下允许从电池15向马达61的放电,但在因过热等而检测信号Vs变为放电允许电压范围外的值的情况下使向马达61的放电强制停止。
[0124](3)温度检测电路的设计方法
[0125]接下来,特别是以与热敏电阻28串联的电阻I的电阻值Rl的决定方法为中心对电池组10所具备的温度检测电路18更详细地进行说明。
[0126]在本实施方式中,安装电池组10进行使用的充电器40、工具主体60均基于从电池组10输出的检测信号Vs执行温度保护控制。换言之,基于作为温度检测电路18整体的电阻(热敏电阻28与电阻I的串联组合电阻)的电阻值的检测电阻值Rs执行温度保护控制。其中,充电器40、工具主体60均在基于检测信号Vs进行温度保护控制时不进行电池15的识别。
[0127]另一方面,在电池组侧,根据所内置的电池的种类,为了执行保护动作而温度不同。例如存在具有耐高温特性并能够允许直至70 °C左右的温度上升的A型电池,另一方面,还存在具有易受高温特性并在超过50°C左右的情况下便会使充放电停止的B型电池。
[0128]若与这样内置的电池的种类不同无关,而使温度检测电路18的结构形成为相同的结构,则当然无法实现与各电池的特性对应的适当的温度保护控制。
[0129]因此,在本实施方式中,基于电池15的特性、与在所安装的外部设备侧进行的温度保护控制所使用的控制参数,来决定温度检测电路18中的与热敏电阻28串联的电阻(以下也称为“串联电阻”)1的电阻值(以下也称为“串联电阻值”)R1。此处所说的电池的特性特别是针对温度的特性,换言之,针对温度的耐性。
[0130]在图3中示出了检测电阻值Rs的温度特性的一个例子。图3表示使串联电阻值Rl如Rl = 0(换句话说不具有串联电阻I而仅具有热敏电阻28)、R1 =Rla = IkQ、以及Ri =Rib =
2.2kΩ这三种方式地变化的情况下的各检测电阻值Rs的温度特性。
[0131]如图3所示,热敏电阻28的温度特性为负特性,更详细而言,越高温则电阻值的变化率越小,越低温则电阻值的变化率越大。而且,在热敏电阻28连接有串联电阻I的情况下的检测电阻值Rs的特性形成为仅具有热敏电阻28的情况下的特性偏置(offset) 了串联电阻值Rl的特性。
[0132]另外,从温度检测电路18输出的检测信号Vs依存于检测电阻值Rs,检测电阻值Rs越小则检测信号Vs也越小。因此,图3所示的检测电阻值Rs的温度特性作为整体的趋势能够视为检测信号Vs的温度特性。换句话说,检测信号Vs的温度特性也为与检测电阻值Rs大致同等的负特性,与串联电阻值Rl的大小对应,成为相比仅具有热敏电阻28的情况下的温度特性更偏置的特性。
[0133]另一方面,如已叙述那样,在充电器40中,对不依存于电池组侧的电池的特性等的高温侧电压阈值Vthl以及低温侧电压阈值Vth2进行设定,充电器40在从电池组10输入的检测信号Vs脱离充电允许电压范围的情况(换句话说成为Vs<Vthl的高温侧、Vs>Vth2的低温侧的任一个的情况)下,使充电强制停止。
[0134]在充电器40中实际设定的上述各阈值Vthl、Vth2为相对于检测信号Vs的阈值,但若对此改变看法,则能够视为相对于作为温度检测电路18整体的电阻的电阻值的检测电阻值Rs的阈值。即,若将检测信号Vs与高温侧电压阈值Vthl—致时的检测电阻值Rs作为高温侧电阻阈值Rthl,将检测信号Vs与低温侧电压阈值Vth2—致时的检测电阻值Rs作为低温侧电阻阈值Rth2,则在充电器40中,能够视为对高温侧电阻阈值Rthl以及低温侧电阻阈值Rth2进行了设定。而且,充电器40能够视为:从电池组10取得检测电阻值Rs,在该检测电阻值Rs取比高温侧电阻阈值RthI高且比低温侧电阻阈值Rth2低的范围(以下也称为“充电允许电阻范围”)内的值的情况下允许充电,在检测电阻值Rs成为充电允许电阻范围外的值的情况下使充电强制停止。
[0135]对于工具主体60也同样,若将检测信号Vs与马达停止电压阈值Vthd—致时的检测电阻值Rs作为马达停止电阻阈值Rthd,则在工具主体60中能够视为对马达停止电阻阈值Rthd进行了设定。而且,工具主体60能够视为:从电池组10取得检测电阻值Rs,在该检测电阻值Rs取比马达停止电阻阈值Rthd高的范围(以下也称为“放电允许电阻范围”)的值的情况下允许从电池15向马达61的放电,在检测电阻值Rs成为放电允许电阻范围外(换句话说马达停止电阻阈值Rthd以下)的值的情况下使向马达61的放电强制停止。
[0136]因此,在以下的说明中,将关于从温度检测电路18输出的检测信号Vs与充电器40侧的各电压阈值Vthl、Vth2的关系的说明,适当地代替为与该关系实际等价的关系亦即温度检测电路18的检测电阻值Rs与充电器40侧的各电阻阈值Rthl、Rth2的关系进行说明。并且,对于工具主体60,也将关于从温度检测电路18输出的检测信号Vs与工具主体60侧的马达停止电压阈值Vthd的关系的说明,适当地代替为与该关系实际等价的关系亦即温度检测电路18的检测电阻值Rs与工具主体60侧的马达停止电阻阈值Rthd的关系进行说明。
[0137]在充电器40中,对不依存于电池组10的电池15的种类的高温侧电阻阈值Rthl预先进行设定,若温度检测电路18的检测电阻值Rs成为高温侧电阻阈值Rthl以下则保护功能工作,使充电强制停止。应予说明,高温侧电阻阈值Rthl的值作为一个例子为5kQ。检测电阻值Rs的温度特性如图3所示,其中特别是高温侧的区域的温度特性如图4A所示。如图4A所示,检测电阻值Rs的温度特性能够通过对与热敏电阻28串联的串联电阻I的串联电阻值Rl的值进行调整而偏置。
[0138]如图4A所例示那样,在例如不具有串联电阻I而仅具有热敏电阻28的情况下,在高温侧保护功能工作的温度(换句话说与因温度上升而检测电阻值Rs降低的高温侧电阻阈值Rthl —致的温度)为约45 0C。与此相对,若例如将串联电阻值Rl = Rla = Ik Ω的串联电阻I与热敏电阻28串联,则在高温侧保护功能工作的温度形成为约510C。此外,若使串联电阻值Rl增加而形成为例如Rl=Rlb = 2.2kQ,则在高温侧保护功能工作的温度形成为约63°C。
[0139]换句话说,通过调整串联电阻值Rl,能够调整在高温侧使保护功能工作的实际的温度。具体而言,使串联电阻值Rl越大,则能够使在高温侧使保护功能工作的实际的温度越高。因此,例如,在电池温度形成为60°C以上之后欲使保护功能工作的情况下,以在电池温度为60 °C时检测电阻值Rs与高温侧电阻阈值Rthl —致的方式决定串联电阻值Rl即可。具体而言,能够基于电池温度为60 0C时的热敏电阻28的电阻值与高温侧电阻阈值Rth I导出串联电阻值Rl。
[0140]应予说明,在充电器40中实际设定的与高温侧的区域对应的控制参数为高温侧电压阈值Vthl。因此,形成为上述的电池温度60°C的情况的例子,换言之,以在电池温度为60°C时检测信号Vs与高温侧电压阈值Vthl—致的方式决定串联电阻值Rl即可。具体而言,能够基于电池温度为60°C时的热敏电阻28的电阻值、高温侧电压阈值Vthl、检测信号输入电路46的电阻8的电阻值RO、以及控制电压Vcc导出串联电阻值Rl。
[0141]在工具主体60中用于使保护功能工作的温度(换句话说因温度上升而检测电阻值Rs降低并与马达停止电阻阈值Rthd—致的温度)也与检测电阻值Rs对应地变化。
[0142]例如图4A所例示那样,在不具有串联电阻I而仅具有热敏电阻28的情况下,在高温侧保护功能工作的温度为约510C ο与此相对,若例如将串联电阻值Rl =Rla=IkQ的串联电阻I与热敏电阻28串联,则在高温侧保护功能工作的温度形成为约60°C。此外,若使串联电阻值Rl增加而形成为例如Rl = Rlb = 2.2kQ,则在高温侧保护功能工作的温度形成为约77°C。应予说明,马达停止电阻阈值Rthd的值作为一个例子为4k Ω。
[0143]换句话说,通过调整串联电阻值Rl,能够调整在工具主体60中使保护功能工作的实际的温度。例如,在电池温度形成为60°C以上之后欲使保护功能工作的情况下,以在电池温度为60°C时的检测电阻值Rs与马达停止电阻阈值Rthd—致的方式决定串联电阻值Rl即可。具体而言,能够基于电池温度为60°C时的热敏电阻28的电阻值与马达停止电阻阈值Rthd导出串联电阻值Rl。
[0144]应予说明,在工具主体60中实际设定的控制参数为马达停止电压阈值Vthd。因此,形成为上述的电池温度60°C的情况的例子,换言之,以在电池温度为60°C时检测信号Vs与马达停止电压阈值Vthd—致的方式决定串联电阻值Rl即可。具体而言,能够基于电池温度为60 °C时的热敏电阻28的电阻值、马达停止电压阈值Vthd、检测信号输入电路69的电阻9的电阻值RO、以及控制电压Vdd导出串联电阻值Rl。
[0145]在充电器40中,除了高温侧电阻阈值Rth I之外,还对不依存于电池组1的电池15的种类的低温侧电阻阈值Rth2预先进行设定,若温度检测电路18的检测电阻值Rs形成为低温侧电阻阈值Rth2以上,则保护功能工作,从而使充电强制停止。
[0146]检测电阻值Rs的温度特性中的特别是低温侧的区域的温度特性如图4B所示。应予说明,低温侧电阻阈值Rth2的值作为一个例子如图4B所示为30kQ。
[0147]如图4B所例示那样,在例如不具有串联电阻I而仅具有热敏电阻28的情况下,在低温侧保护功能工作的温度(换句话说因温度降低而检测电阻值Rs上升并与低温侧电阻阈值Rth2—致的温度)为约一2°C。与此相对,若例如将串联电阻值Rl =Rla= IkQ的串联电阻I与热敏电阻28串联,则在低温侧保护功能工作的温度形成为约一 TC。此外,若使串联电阻值Rl增加而形成为例如Rl=Rlb = 2.2kQ,则在低温侧保护功能工作的温度形成为约0°C。
[0148]换句话说,通过调整串联电阻值Rl,也能够调整在低温侧使保护功能工作的实际的温度。具体而言,使串联电阻值Rl越大,则能够使在低温侧使保护功能工作的实际的温度越尚。
[0149]其中,对于因热敏电阻28的温度特性,而从具有串联电阻值Rl的值变化为比之大了规定值的值的情况下的保护功能工作时的实际的温度的变化量而言,高温侧比低温侧大。例如,若将串联电阻值Rl从Ik Ω变为2.2k Ω,则高温侧中的保护功能工作温度如图4A所示地从约51°C向约63°C上升约12°C,与之相对,低温侧中的保护功能工作温度如图4B所示地从约一 1°C向约O °C仅上升约10C。
[0150]因此,在热敏电阻28串联有电阻I的本第I实施方式的温度检测电路18是特别在欲抑制低温侧的保护功能工作温度的变动量并且比较大幅度地调整高温侧的保护功能工作温度的情况下有效的电路结构。
[0151]应予说明,相反,在欲抑制高温侧的保护功能工作温度的变动量并且比较大幅度地调整低温侧的保护功能工作温度的情况下,也可以如后述的第2实施方式的温度检测电路100(参照图5A)那样,在热敏电阻28并联电阻,并调整该并联的电阻的电阻值。另外,在欲大幅度地调整高温侧以及低温侧的双方的保护功能工作温度的情况下,也可以如后述的第3实施方式的温度检测电路110(参照图6A)那样,相对于热敏电阻28串联以及并联地分别连接电阻并调整各电阻的电阻值。
[0152]本第I实施方式的温度检测电路18被设计为:串联电阻I的串联电阻值Rl基于电池15的特性、充电器40侧的各电阻阈值Rth 1、Rth2 (实际上为各电压阈值Vth1、Vth2)、以及工具主体侧的电阻阈值Rthd(实际上为马达电压阈值Vthd),在充电器40以及工具主体60的双方中分别以与电池15的特性对应的所希望的温度使保护功能工作。
[0153]例如,欲在基于充电器40的充电时电池温度形成为63 °C以上或者O °C以下的情况下使充电强制停止,并且,在向工具主体60的马达61放电时电池温度形成为77°C以上的情况下使向马达61的放电强制停止,在这种情况下,作为串联电阻I使用电阻值Rl = 2.2k Ω的电阻即可。
[0154]另外,假设,高温侧电阻阈值Rthl与马达停止电阻阈值Rthd同样被设定为4kQ,并且,在充电时以及放电时欲均在高温侧且在60°C以上使保护功能工作的情况下,作为串联电阻I使用电阻值Rl = IkQ的电阻即可。
[0155]另外,为了灵活地调整高温侧的保护功能工作温度并且还尽可能地抑制低温侧的保护功能工作温度的变动量,也可以将串联电阻I的串联电阻值Rl形成为温度为10°C以上40 °C以下的常温区域中的特定的温度时的热敏电阻28的电阻值Rm的40 %以下的值。对于本实施方式的热敏电阻28而言,例如,25°C时的电阻值Rm为1k Ω。因此,在将25°C形成为上述特定的温度的情况下,作为串联电阻值Rl而例示的上述各值(2.2kQ、lkQ )均形成为该特定的温度时的热敏电阻28的电阻值Rm( 1k Ω )的40%以下的值。
[0156](4)第I实施方式的效果
[0157]如以上说明那样,在本实施方式中,充电器40以及工具主体60均在安装有电池组10的情况下基于从电池组10输入的检测电压Vs执行温度保护控制,而不识别电池15的种类。与此相对,在电池组1中,通过与电池15的特性对应地适当决定串联电阻I的串联电阻值Rl,而作为结果能够利用充电器40以及工具主体60的双方以所希望的温度执行所希望的控制。
[0158]具体而言,在本第I实施方式中,串联电阻值Rl基于电池15的特性、热敏电阻28的电阻温度特性、以及在充电器40以及工具主体60中设定的各阈值等,被设定为分别在所希望的温度范围内允许充电以及放电,若脱离所希望的温度范围则强制停止充电以及放电的值。
[0159]用于使充电以及放电强制停止的温度能够基于串联电阻值Rl而任意地调整。换句话说,通过与电池15的种类对应地适当设定串联电阻值Rl,能够按照电池组(即按照电池的种类),任意地设定用于在充电时使充电强制停止的温度范围以及用于在放电时使放电强制停止的温度范围。
[0160]由此,充电器40以及工具主体60能够对于不同特性的电池分别执行与该电池的特性以及电池温度对应的适当的温度保护控制,而不识别电池15的种类。
[0161]另外,充电器40对电池组10的温度检测电路18的检测电阻值Rs、与预先设定的不依存于电池15的特性的各电阻阈值Rthl、Rth2进行比较,并基于其比较结果执行温度保护控制。应予说明,实际上,充电器40对从电池组1输入的检测信号Vs (与检测电阻值Rs对应的值)、与预先设定的不依存于电池15的特性的各电压阈值Vth 1、VRth2(分别与各电阻阈值Rthl、Rth2对应的值)进行比较,并基于其比较结果执行温度保护控制。工具主体60也对从电池组10输入的检测信号Vs、与预先设定的不依存于电池15的特性的马达停止电压阈值Vthd进行比较(换句话说对检测电阻值Rs与马达停止电阻阈值Rthd进行比较),并基于其比较结果执行温度保护控制。
[0162]与此相对,电池组10的温度检测电路18以在电池温度上升并形成为与电池15的特性对应的所希望的允许上限值的情况下检测电阻值Rs形成为高温侧电阻阈值Rthl,并且,在电池温度降低并形成为与电池15的特性对应的所希望的允许下限值的情况下检测电阻值Rs形成为低温侧电阻阈值Rth2的方式设定串联电阻值Rl。
[0163]在电池组10侧如上所述地设定串联电阻值Rl,从而充电器40能够使用不依存于电池15的特性的各阈值Vthl、Vth2执行温度保护控制,而不识别电池的种类。
[0164]另外,在本第I实施方式中,在温度检测电路18中,在热敏电阻28串联有电阻I。通过在热敏电阻28串联电阻I,能够使温度检测电路18整体的电阻值(检测电阻值Rs)相比不具有电阻I的情况增加该电阻I的大小,从而能够使检测信号Vs所示的检测值增加。换句话说,能够使相对于相同的温度的检测信号Vs偏置为比不具有串联电阻I的情况大的值。
[0165]因此,通过与电池15的特性对应地适当设定串联电阻I的电阻值R1,作为结果能够使充电器40以及工具主体60执行与电池15的特性以及电池温度对应的适当的温度保护控制,而不识别电池15的种类。
[0166][第2实施方式]
[0167]电池组所具备的温度检测电路并不局限于图1所示的第I实施方式的温度检测电路18(图1参照)的结构,能够采用各种结构。将温度检测电路的一个其他构成例作为第2实施方式进行说明。
[0168]如图5A所示,本第2实施方式的温度检测电路100具有热敏电阻28和电阻3。电阻3相对于热敏电阻28并联。因此,温度检测电路100整体的电阻值(检测电阻值Rs)如下式(3)所示。应予说明,R3为电阻3的电阻值。
[0169]Rs = Rm.R3/(Rm+R3)...(3)
[0170]因此,检测电阻值Rs与电池温度对应地变化,成为电池温度越高则越低的值。另夕卜,检测电阻值Rs还因并联电阻3的电阻值(并联电阻值)R3而变化,成为并联电阻值R3越小则检测电阻值Rs越小的值。
[0171]另外,在温度检测电路100与充电器40连接时从温度检测电路100向充电器40输出的检测信号Vs成为电池温度越高则越低的值。另外,检测信号Vs依存于并联电阻值R3,成为并联电阻值R3越小则越小的值。
[0172]因此,通过调整并联电阻值R3,能够调整在充电器40以及工具主体60中用于使保护功能动作的实际的温度。具体而言,如图5B所示,检测电阻值Rs的温度特性能够通过调整与热敏电阻28并联的并联电阻3的并联电阻值R3的值而偏置。
[0173]如从图5B明确出那样,基于并联电阻3的偏置量形成为:温度越高则越小,温度越低则越大。换句话说,通过使用并联电阻3,能够抑制高温侧的保护功能工作温度的变动,并且动态调整低温侧的保护功能工作温度。
[0174]具体而言,并联电阻值R3越小,则越能够降低低温侧的保护功能工作温度。例如,低温侧电阻阈值Rth2被设定为30k Ω。此时,在不具有并联电阻3而仅具有热敏电阻28的情况下,若电池温度比(TC低则保护功能工作。与此相对,在欲将用于使保护功能工作的温度降低至例如一 1 °C附近的下限温度的情况下,使用电阻值R3 = I OOk Ω的并联电阻3即可。并且,例如,在欲将用于使保护功能工作的温度降低至例如一 20°C附近的下限温度的情况下,使用电阻值R3 = 50kQ的并联电阻3即可。
[0175]应予说明,在充电器40中实际设定的与低温侧的区域对应的控制参数为低温侧电压阈值Vth2。因此,形成为上述的一 10°C附近的下限温度的例子,换言之,以在电池温度为一 10°C附近的下限温度时检测信号Vs与低温侧电压阈值Vth2—致的方式决定并联电阻值R3即可。
[0176]这样,在热敏电阻28并联有电阻3的本第2实施方式的温度检测电路100是主要在欲抑制高温侧的保护功能工作温度的变动量并且大幅度地调整低温侧的保护功能工作温度的情况下有效的电路结构。
[0177]另外,本第2实施方式的温度检测电路100也被设计为:并联电阻3的并联电阻值R3基于电池15的特性、充电器40侧的各电阻阈值Rth1、Rth2 (实际上为各电压阈值Vth1、Vth2)、以及工具主体侧的电阻阈值Rthd(实际上为马达电压阈值Vthd),在充电器40以及工具主体60的双方中分别以与电池15的特性对应的所希望的温度使保护功能工作。
[0178]例如,将充电器40中的高温侧电阻阈值Rthl以及工具主体60中的马达停止电阻阈值Rthd均设定为5k Ω,将充电器40中的低温侧电阻阈值Rth2设定为30k Ω。在这种情况下,例如欲在充电时以及放电时均在电池温度形成为50°C以上之后使之强制停止,并且在充电时在电池温度形成为一 10°C以下之后使充电强制停止,在这种情况下,作为并联电阻3,使用并联电阻值R3为约10kQ的电阻即可。
[0179]另外,为了灵活地调整低温侧的保护功能工作温度并且还尽可能地抑制高温侧的保护功能工作温度的变动量,也可以将并联电阻3的并联电阻值R3形成为温度为10°C以上40 °C以下的常温区域中的特定的温度时的热敏电阻28的电阻值Rm的4倍以上的值。对于本实施方式的热敏电阻28而言,如已叙述那样,25 °C时的电阻值Rm为1k Ω。因此,在将25 °C形成为上述特定的温度的情况下,也可以将并联电阻值R3设定为40kQ以上的值。
[0180]如以上说明那样,本第2实施方式的温度检测电路100在热敏电阻28并联有电阻R3。通过在热敏电阻28并联电阻3,能够使温度检测电路100整体的电阻值(检测电阻值Rs)相比不具有电阻3的情况降低该电阻3的大小,从而能够使检测信号Vs降低。换句话说,能够使相对于相同的温度的检测信号Vs的值偏置为比不具有并联电阻3的情况小的值。
[0181]因此,通过与电池15的特性对应地适当设定并联电阻3的电阻值R3,作为结果能够使充电器40以及工具主体60执行与电池15的特性以及电池温度对应的适当的温度保护控制,而不识别电池15的种类。
[0182][第3实施方式]
[0183]将温度检测电路的一个其他构成例作为第3实施方式进行说明。如图6A所示,本第3实施方式的温度检测电路110具有热敏电阻28、串联电阻1、以及并联电阻3。串联电阻I相对于热敏电阻28串联。并联电阻3相对于热敏电阻28并联。更详细而言,并联电阻3相对于由热敏电阻2 8与串联电阻I构成的串联电路并联。
[0184]因此,温度检测电路110整体的电阻值(检测电阻值Rs)如下式(4)所示。
[0185]Rs = (Rm+Rl).R3/(Rm+Rl+R3)...(4)
[0186]因此,取检测电阻值Rs、以及与该检测电阻值Rs对应的值的检测信号Vs均与电池温度对应地变化,成为电池温度越高则越低的值。另外,检测电阻值Rs以及检测信号Vs还因串联电阻值Rl以及并联电阻值R3而变化,成为串联电阻值Rl越大则检测电阻值Rs以及检测信号Vs越大,并联电阻值R3越小则检测电阻值Rs以及检测信号Vs越小的值。
[0187]另外,串联电阻值Rl对于检测电阻值Rs的温度特性整体中的特别是高温侧的区域的特性给予影响。如图6B所例示那样,串联电阻值Rl越大,则能够使高温侧区域中的检测电阻值Rs越高。相反,并联电阻值R3对于检测电阻值Rs的温度特性整体中的特别是低温侧的区域的特性给予影响。如图6B所例示那样,并联电阻值R3越小,则能够使低温侧区域中的检测电阻值Rs越低。
[0188]因此,欲在高温侧以及低温侧的双方动态调整保护功能工作温度的情况下,如本第3实施方式的温度检测电路110那样,设置串联电阻I以及并联电阻3,并与所希望的充电允许电阻范围对应地调整各电阻1、3的各电阻值Rl、R3即可。
[0189]例如,充电器40中的高温侧电阻阈值Rthl以及工具主体60中的马达停止电阻阈值Rthd均被设定为5k Ω,充电器40中的低温侧电阻阈值Rth2被设定为30k Ω。在这种情况下,例如欲在充电时以及放电时均在电池温度形成为50°C以上之后使之强制停止,并且在充电时在电池温度形成为一8°C以下之后使充电强制停止,在这种情况下,构成具有图6B中虚线所示的特性的温度检测电路110即可。即,作为串联电阻I使用串联电阻值Rl为约IkQ的电阻,作为并联电阻3使用并联电阻值R3为约10kQ的电阻即可。
[0190][第4实施方式]
[0191]将温度检测电路的一个其他构成例作为第4实施方式进行说明。如图7所示,本第4实施方式的温度检测电路130具备热敏电阻28、并联电阻3、以及齐纳二极管131。并联电阻3与齐纳二极管131相互串联,该串联的串联电路相对于热敏电阻28并联。
[0192]在这样构成的温度检测电路130中,在电池温度高的区域中,热敏电阻28的两端的电压(即检测电压Vs)较低,因此齐纳二极管131不屈服,并联电阻3实际上不发挥功能。换句话说,温度检测电路130实际上与仅具有热敏电阻28的电路等价。
[0193]另一方面,若因电池温度降低而热敏电阻28的两端的电压上升并形成为某恒定电平以上,则齐纳二极管131屈服,从而在并联电阻3流动电流。换句话说,温度检测电路130作为热敏电阻28与并联电阻3的并联电路发挥功能。
[0194]因此,本第4实施方式的温度检测电路130能够适当地对应于欲在某恒定温度以上的区域不使并联电阻3发挥功能,仅在恒定温度以下的区域使并联电阻3发挥功能的需求。例如,欲在(TC以上的情况下不使并联电阻3功能,仅在比(TC低的区域使并联电阻3发挥功能的情况下,基于0°C中的热敏电阻28的电阻值Rm、热敏电阻28两端的电压值,以齐纳二极管131在不足(TC的区域屈服的方式,选定并联电阻3的并联电阻值R3、所使用的齐纳二极管131的特性即可。
[0195][其他实施方式]
[0196]以上,对本实用新型的实施方式进行了说明,但本实用新型并不限定于上述实施方式,能够采用各种方式。
[0197](I)第I实施方式?第3实施方式的各温度检测电路18、100、110均将作为温度检测电路整体的电阻值的检测电阻值Rs形成为相对于相同的温度固定的值。与此相对,也可以构成为,即便是相同的温度,在与充电器连接的情况以及与工具主体连接的情况下,检测电阻值Rs也变化。具体电路例如图8所示。
[0198]图8所示的充电系统与图1所示的第I实施方式的充电系统相比较,主要在以下4点不同。第一点是电池组80的温度检测电路81的结构。第二点是电池组80作为与充电器90连接的端子具备指令输入端子86。第三点是充电器90具备与电池组80的指令输入端子86连接的指令输出端子92。第四点是充电器90的控制电路91从指令输出端子92对于电池组80输出偏置指令信号。
[0199]图8的温度检测电路81除了相对于热敏电阻28串联有串联电阻I之外,还相对于串联电阻I并联有将电阻值R2的电阻2与开关电路82串联而成的偏置调整电路。
[0200]开关电路82具备开关元件83。在图8的例子,开关元件83为NPN型双极型晶体管。开关元件83的集电极经由电阻2与热敏电阻28的另一端连接,开关元件83的发射极与负极端子22连接。在开关元件83的基极.发射极间连接有电阻85。另外,开关元件83的基极经由电阻84与指令输入端子86连接。
[0201]被输入指令输入端子86的偏置指令信号为高电平或者低电平的二进制信号。在作为偏置指令信号输入了低电平的信号的情况下,由于开关元件83关闭,所以向电阻2不流动电流。因此,温度检测电路81实际上作为仅具有热敏电阻28和串联电阻I的电路发挥功能。另一方面,在作为偏置指令信号输入了高电平的信号的情况下,开关元件83开启,向电阻2也流动电流。
[0202]换句话说,若开关元件83开启,则与关闭的情况相比温度检测电路81整体的检测电阻值Rs变小。因此,安装于充电器90且电阻R2发挥功能的情况下的检测电阻值Rs、与安装于工具主体60且电阻R2不发挥功能的情况下的检测电阻值Rs形成为不同值。
[0203]因此,例如与安装于工具主体60并进行向马达61的放电时的高温侧的允许温度相比,欲使安装于充电器90并进行电池15的充电时的高温侧的允许温度更低的情况等那样,在放电时与充电时欲使允许温度形成为不同值的情况下,采用图8的温度检测电路81的结构有效。
[0204]并且,例如,还预料到由于充电器侧的高温侧电阻阈值Rthl与工具主体侧的马达停止电阻阈值Rthd的差异,从而若固定温度检测电路的检测电阻值Rs,则有时难以在充电时以及放电时的双方以所希望的温度使保护功能工作。在这种情况下,通过采用在充电时与放电时能够使检测电阻值Rs变化的图8的温度检测电路81,能够在充电时以及放电时的双方以所希望的温度使保护功能工作。
[0205](2)作为温度检测电路的其他构成例,也可以采用例如图9所示那样的结构。图9所示的温度检测电路120相对于热敏电阻28分别并联有两个并联电阻3、4。其中,在两个并联电阻3、4中的一方的并联电阻4串联有开关121。该开关121根据来自安装电池组的外部设备的偏置指令信号而开启.关闭。
[0206]在开关121关闭的情况下,向并联电阻4不流动电流,因此温度检测电路120实际上作为在热敏电阻28仅并联有一个并联电阻3的电路发挥功能。另一方面,若开关121开启,则向并联电阻4也流动电流,因此温度检测电路120作为在热敏电阻28并联有两个并联电阻3、4的电路发挥功能。
[0207]因此,例如,在欲主要动态调整低温域的允许温度的情况,且欲能够利用外部装置变量设定其调整量的情况下,采用图9所示那样的结构的温度检测电路120有效。
[0208](3)动态调整低温域的允许温度的方法并不限定于在热敏电阻28并联电阻的方法。即使是仅具有热敏电阻28和串联电阻的结构,也能够动态调整低温域的允许温度。
[0209]具体而言,与电池15的种类对应地调整热敏电阻28的B常量。通过使用B常量不同的热敏电阻28,从而即便是仅具有热敏电阻28和串联电阻的结构,也能够如图10所例示那样,抑制高温域的允许温度的变化量,并且使低温域的允许温度大幅度地变化。
[0210]图10作为在热敏电阻28串联有串联电阻I而成的温度检测电路的检测电阻值Rs的温度特性,示出了B常量为Ba且串联电阻值Rl为IkQ的温度检测电路的温度特性、与B常量为Bb (在Ba)且串联电阻值Rl为1.5k Ω的温度检测电路的温度特性。
[0211]这样,通过至少调整热敏电阻28的B常量,也能够获得与如图5A所示那样通过在热敏电阻28并联有并联电阻3而得到的效果同等的效果。
[0212](4)温度检测电路的具体结构并不限定于上述的各种温度检测电路的结构。即,电阻相对于热敏电阻28的连接方法、连接数、所连接的电阻的电阻值等能够基于电池15的特性、安装电池组的外部设备侧的控制参数(各种阈值)等适当地决定。
[0213](5)作为温度检测电路中使用的温度检测元件,不是必须负特性的热敏电阻。对于使用了具有非负特性的温度特性的热敏电阻的温度检测电路也能够应用本实用新型。另夕卜,作为温度检测元件使用热敏电阻本身也不是必须的。相对于使用了除热敏电阻以外的其他温度检测元件的温度检测电路也能够应用本实用新型。
[0214](6)能够应用本实用新型的外部设备并不限定于图1、图8所示的充电器40、90、图2所示的工具主体60。相对于能够安装具备构成为能够输出与温度对应的检测信号Vs(换言之,能够输出表示与温度对应的检测电阻值Rs的信息)的温度检测电路的电池组进行使用的任何外部设备均能够应用本实用新型。
[0215](7)作为外部设备基于从温度检测电路输出的检测信号Vs(表示检测电阻值Rs的信息)而执行的控制,上述的温度保护控制只不过是一个例子。外部设备基于来自温度检测电路的检测信号Vs而执行的处理的具体内容并不进行特别限定。另外,为了使外部设备基于检测信号Vs执行处理而在外部设备中设定的控制参数也不限定于上述的各阈值。在外部设备中,能够与所执行的处理对应地设定各种控制参数,并能够使用该控制参数执行基于检测信号Vs的各种处理。
[0216]另外,作为表示温度检测电路的检测电阻值Rs的信息而生成.输出检测信号Vs只不过是一个例子。只要能够向外部设备传递表示检测电阻值Rs的信息,便能够适当地决定具体生成.输出何种检测信号。例如,也可以在电池组内,生成表示检测电阻值Rs的数字数据,并向外部设备发送该数字数据。
[0217](8)此外,也可以使具有上述实施方式中的一个构成要素的功能分散为多个构成要素,使多个构成要素所具有的功能统一为一个构成要素。另外,也可以将上述实施方式的结构的至少一部分置换为具有相同的功能的公知结构。另外,也可以省略上述实施方式的结构的一部分。另外,也可以将上述实施方式的结构的至少一部分相对于其他上述实施方式的结构进行附加或者置换。应予说明,仅由权利要求书所记载的文字特定的技术思想所包含的任何方式均为本实用新型的实施方式。
【主权项】
1.一种电池连接系统,其具备: 电池组;和 连接设备,其构成为能够拆装所述电池组, 所述电池连接系统的特征在于, 所述电池组具备: 电池;和 温度检测电路,其构成为能够输出与该电池组内的特定的位置的温度对应的检测信号, 所述温度检测电路具有: 温度检测元件,其为了检测所述特定的位置的温度而设置于该特定的位置,并具有电阻值与温度对应地变化的电阻温度特性;和 至少一个电阻元件,所述电阻元件与所述温度检测元件串联或者并联连接,并具有与所述电池的特性对应地决定的电阻值, 所述温度检测电路构成为能够输出基于所述温度检测元件以及所述至少一个电阻元件的所述检测信号, 所述连接设备具备: 动作部,其构成为:当在所述连接设备安装有所述电池组时,该动作部能够执行基于所述电池的电力的动作或者所述电池的充电动作的至少一方、亦即电池相关动作;和 温度相关控制部,其构成为:当在所述连接设备安装有所述电池组时,该温度相关控制部基于从所述电池组输入的所述检测信号而不识别所述电池的种类来执行特定的温度相关控制。2.根据权利要求1所述的电池连接系统,其特征在于, 所述连接设备构成为对所述检测信号所示的与所述特定的位置的温度对应的检测值、与预先设定的不依存于所述电池的特性的阈值进行比较,并基于其比较结果执行所述温度相关控制, 所述温度检测电路构成为在所述特定的位置的温度成为特定的温度的情况下,输出表示与所述阈值对应的特定的检测值的所述检测信号。3.根据权利要求1或2所述的电池连接系统,其特征在于, 在所述温度检测元件至少串联连接有一个所述电阻元件。4.根据权利要求2所述的电池连接系统,其特征在于, 在所述温度检测元件至少串联连接有一个所述电阻元件, 所述温度检测电路构成为:所述串联连接的电阻元件的电阻值越大,则输出表示所述特定的检测值的检测信号时的所述特定的温度越高。5.根据权利要求3所述的电池连接系统,其特征在于, 所述温度检测元件是所述电阻温度特性为负特性的热敏电阻, 所述串联连接的所述电阻元件的电阻值是相对于所述温度为10°c以上40°C以下的常温区域中的规定温度时的所述热敏电阻的电阻值为40%以下的值。6.根据权利要求1或2所述的电池连接系统,其特征在于, 在所述温度检测元件至少并联连接有一个所述电阻元件。7.根据权利要求2所述的电池连接系统,其特征在于, 在所述温度检测元件至少并联连接有一个所述电阻元件, 所述温度检测电路构成为:所述并联连接的电阻元件的电阻值越小,则输出表示所述特定的检测值的检测信号时的所述特定的温度越低。8.根据权利要求6所述的电池连接系统,其特征在于, 所述温度检测元件是所述电阻温度特性为负特性的热敏电阻, 所述并联连接的所述电阻元件的电阻值是相对于所述温度为10°C以上40°C以下的常温区域中的规定温度时的所述热敏电阻的电阻值为4倍以上的值。9.根据权利要求6所述的电池连接系统,其特征在于, 所述温度检测元件是所述电阻温度特性为负特性的热敏电阻, 在所述热敏电阻并联连接有具有所述电阻元件以及与该电阻元件串联连接的齐纳二极管的串联电路。10.一种电池组,其特征在于,构成权利要求1?9中的任一项所述的电池连接系统。11.一种电池组,其构成为:安装于外部设备而能够向该外部设备进行电力供给或者从该外部设备进行充电用电力的输入, 所述电池组的特征在于,具备: 电池;和 温度检测电路,其构成为能够输出表示与该电池组内的特定的位置的温度对应的检测值的检测信号, 所述温度检测电路具有: 温度检测元件,其为了检测所述特定的位置的温度而设置于该特定的位置,且电阻值与温度对应地变化;和 至少一个电阻元件,所述电阻元件与所述温度检测元件串联或者并联连接, 所述温度检测电路构成为:能够输出基于所述温度检测元件以及所述至少一个电阻元件的所述检测信号,并且,在所述特定的位置的温度成为特定的温度的情况下输出的所述检测信号,成为表示与不依存于在所述外部设备中设定的所述电池的特性的控制参数对应的内容的信号。12.根据权利要求11所述的电池组,其特征在于, 所述温度检测电路构成为:在所述特定的位置的温度成为特定的温度的情况下,输出表示与所述控制参数对应的特定的检测值的所述检测信号。
【文档编号】H01M10/48GK205609700SQ201620190748
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年3月11日
【发明人】梅村卓也, 山路峻平
【申请人】株式会社牧田
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