CN103036264A - 电动工具用电池组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电动工具用电池组,在具有降低构成电池的多个电池单元的电压的偏差的功能的电动工具用电池组中,通过在各电池单元的电压稳定时执行平衡控制,能够可靠地降低各电池单元间的偏差。在休眠判定模式中,通过对电压稳定确认计数器进行相加,对电池的充放电停止的时间进行计时(S330)。在电压稳定确认计数器的计时时间为规定时间以上时,若将电池安装至充电器进入充电模式,则测定各电池单元的电压,将测定出的最小电压和各电池单元的电压的电压差作为偏差数据生成。而且,在休眠判定模式中,在电压稳定确认计数器的计时时间为规定时间以上时,基于偏差数据设定平衡实施电池单元,开始针对该电池单元的平衡控制(放电)(S310~S400)。
Description
技术领域
本发明涉及具备串联连接能够充放电的多个电池单元而构成的电池的电动工具用电池组。
背景技术
在该种电动工具用电池组中,存在若反复使用电池直至过放电区域,则在构成电池的电池单元之间产生电容失衡,电池的寿命变短这样的问题。
因此,以往为了防止这样的问题,提出在多个电池单元的电压的至少一个变为放电终止电压以下的设定定时,测定各电池单元的电压,以全部的电池单元的电压成为测定电压中的最小电压的方式使各电池单元放电(例如:参照专利文献1)。
即,根据该提案的装置,在预先设定的定时,使与该最小电压相比电压较高的电池单元放电,以使各电池单元的电压成为电压最小的电池单元的电压(最小电压),通过执行使各电池单元的电压全部一致的平衡控制,降低各电池单元间的偏差。
专利文献1:日本特开2008-154317号公报
但在上述提案的装置中,测定各电池单元的电压,在测定电压的一个为放电终止电压以下时,或使用者进行了电池组的充电操作(向充电器的安装等)时,判定为成为了设定定时,实施平衡控制。
因此,在上述提案的装置中,往往从电池组向电动工具的供电时,或供电刚结束后实施平衡控制,通过平衡控制不能够充分降低各电池单元间的偏差。
即,从电池组向电动工具供电时、供电刚结束后,因流过各电池单元的电流而各电池单元的电压变得不稳定。
并且,在上述提案的装置中,在这样的电压不稳定时,判断为变为设定定时,测定各电池单元的电压,基于该测定结果,执行平衡控制。
因此,根据上述提案的装置,也考虑不能够充分降低各电池单元间的偏差,根据情况而使各电池单元间的偏差增大的问题。
另外,在上述提案的装置中,在根据向电动工具的供电时各电池单元的电压的一个是否成为放电终止电压以下,判定是否需要平衡控制的情况下,若以各电池单元的电压变为放电终止电压以下前进行充电的方式使用电池组,则也存在不能够执行平衡控制的问题。
发明内容
本发明是鉴于这样的问题而完成的,其目的在于在具有降低构成电池的多个电池单元的电压的偏差的平衡功能的电动工具用电池组中,通过在各电池单元的电压稳定时执行平衡控制,能够可靠地降低各电池单元间的偏差。
在为了实现所述目的而进行的技术方案1所述的电动工具用电池组中,具备串联连接能够充放电的多个电池单元而构成的电池,电压测定单元分别测定构成该电池的多个电池单元的电压。
另外,在本发明的电动工具用电池组中,基于由电压测定单元测定出的各电池单元的电压,判定是否需要进行降低各电池单元的电压的偏差的平衡控制,若需要进行平衡控制,则经由放电单元,使成为平衡控制的对象的对象电池单元放电。
并且,在电池在预先设定的规定时间以上未与充电器连接,且不以规定时间以上实施向电动工具的供电时,若充电器检测单元检测出充电器的连接,则电压测定单元测定各电池单元的电压。
因此,根据本发明,未在规定时间以上流过向电池的充电电流以及来自电池的放电电流时(换句话说各电池单元的电压稳定时),将电池与充电器连接作为检测条件,能够测定各电池单元的电压,实施平衡控制。
因此,根据本发明,能够基于各电池单元的电压稳定时测定出的电压来执行平衡控制,通过平衡控制,能够可靠地降低各电池单元的电压的偏差。
因此,对于电压测定单元而言,若上述测定条件成立,则测定各电池单元的电压,但该测定频率与将电池单元的电压的一个为放电终止电压以下作为测定条件进行测定的情况相比,极高。
因此,对于控制单元的平衡控制(对象电池单元的放电)而言,可以无需像上述的现有装置那样,每当测定各电池单元的电压时,针对全部的电池单元执行,可以像技术方案2所记载的那样。
即,在技术方案2记载的电动工具用电池组中,控制单元从由电压测定单元测定出的各电池单元的电压中选择最小电压,在存在具有与该最小电压的电压差为规定电压以上的电压的电池单元的情况下,将该电池作为对象电池单元,执行平衡控制(对象电池单元的放电)。
因此,即便这样,根据本发明,也能够以高频率实施防止各电池单元的电压的偏差超过规定电压的平衡控制,所以能够防止各电池单元的电压超过规定电压而过多地偏差。
另外,在技术方案2所记载的电动工具用电池组中,可以为控制单元如技术方案3所记载的那样,在对象电池单元为多个的情况下,从与最小电池电压的电压差较大的对象开始按顺序经由放电单元使其放电的构成。
并且,这样,能够更加良好地防止各电池单元电压的偏差变大。
另一方面,在技术方案4所记载的电动工具用电池组中,控制单元将经由放电单元使对象电池单元放电的放电时间限制为预先设定的恒定的放电时间。
即,在本发明中,在执行平衡控制时,不是使对象电池单元放电,而是将该放电时间限制为恒定时间,以使对象电池单元的电压变成最小电压。
因此,根据本发明,每当执行平衡控制时,无需像现有装置那样,一边监视对象电池单元的电压一边使对象电池单元放电,能够使控制系统的构成简单。
另外,在本发明中,也考虑利用1次平衡控制(对象电池单元的放电),能够使对象电池单元的电压和最小电压的电压差为规定电压以下。但根据本发明的电动工具用电池组,能够提高平衡控制的执行频率,所以能够防止各电池单元的电压超过恒定电压而过多地偏差。
接下来,控制单元的平衡控制(对象电池单元的放电)如上述专利文献1所记载的那样,可以在充电器连接至电池后至开始充电的期间实施。但这样,充电器的充电延迟。
另外,若在从电池向电动工具的供电时、供电刚结束后实施控制单元的平衡控制(对象电池单元的放电),则不能够适当地实施用于平衡的放电,不能够良好地降低各电池单元的电压的偏差。
因此,在本发明的电动工具用电池组中,可以像技术方案5或6所记载的那样实施控制单元的对象电池单元的放电。
即,在技术方案5所记载的电动工具用电池组中,控制单元在电池在规定时间以上未与充电器连接,且不以规定时间以上实施从电池向电动工具的供电时,经由放电单元,使对象电池单元放电。
另外,在技术方案6所记载的电动工具用电池组中,控制单元在充电器向电池的充电结束后经过规定时间以上,且不在规定时间以上实施从电池向电动工具的供电时,经由放电单元,使对象电池单元放电。
因此,根据技术方案5或6所记载的电动工具用电池组,在电流不流过各电池单元,各电池单元的电压稳定时不只实施各电池单元的电压的测定,而且也实施平衡控制的对象电池单元的放电。因此,能够更加良好地实施平衡控制,降低各电池单元的电压的偏差。
然而,在控制单元执行平衡控制(对象电池单元的放电)时,开始从电池向电动工具的供电时、电池与充电器连接时,放电电流或充电电流流过电池,所以停止平衡控制即可。
具体而言,在控制单元执行平衡控制时,开始从电池向电动工具的供电(来自电池的放电)时,像技术方案7所记载的那样,存储放电单元的对象电池单元的放电时间,中断来自该对象电池单元的放电即可。
并且,在像这样中断了来自对象电池单元的放电后,控制单元以规定时间以上停止从电池向电动工具的供电,且充由电器检测单元未检测出充电器的连接作为条件,再次开始来自对象电池单元的放电即可。
另外,在该再次开始时,作为经过了放电中断时存储的放电时间,实施来自对象电池单元的放电即可。
即,这样,即便开始从电池向电动工具供电,停止平衡控制,若之后停止向电动工具的供电,电池的电压稳定,则能够继续暂时停止的平衡控制。
另一方面,在控制单元执行平衡控制时,在由充电器检测单元检测出充电器的连接时,通过电压测定单元测定各电池单元的电压。因此,该情况下,如技术方案8所记载的那样,停止平衡控制,之后基于由电压测定单元测定出的最新的各电池单元的电压,重新判定是否需要平衡控制,执行平衡控制即可。
附图说明
图1是表示实施方式的电池组以及充电器的电路构成的框图。
图2是表示在充电模式下执行的控制处理的流程图。
图3是表示在图2的控制处理中生成的偏差数据的说明图。
图4是表示在放电模式下执行的控制处理的流程图。
图5是表示在休眠判定模式下执行的控制处理的流程图。
附图标记说明
2…电池组;4、6、7、8…端子;10…电池;11~15…电池单元;21~25…放电部;28…电压检测部;30…电压测定IC;32…电流检测电阻;34…电流检测电路;40…控制电路;42…A/D转换器;44…控制部;46…电池控制部;48…平衡控制部;50…稳压器;52、54…二极管;56…安装检测部;60…充电器;70…充电电路;80…控制电路;82…充电控制部;
具体实施方式
以下,与附图一起对本发明的实施方式进行说明。
如图1所示,本实施方式的电动工具用电池组(以下仅称电池组)2具备串联连接能够充放电的多个(图中是5个)电池单元11、12、13、14、15而构成的电池10。
另外,电池组2的框体构成为能够选择性安装充电器60以及电动工具(未图示)的任意一个。
并且,电池10的正极侧和负极侧与端子4和6连接,该端子4和6在将电池组2的框体安装于充电器60或电动工具时,分别与设置在这些各部的正极侧和负极侧的各端子64、66连接。
因此,若将电池组2安装于充电器60,则经由端子4、6以及端子64、66,能够进行从充电器60向电池10的充电。
另外,若将电池组2安装于电动工具,则经由端子4、6以及电动工具侧的端子,能够进行从电池10向电动工具的供电(换句话说,电池10放电)。
接下来,在电池10上连接有用于检测各电池单元11~15的电压的电压测定IC30。电压测定IC30分别与各电池单元11~15的两端连接,内置分别检测各电池单元11~15的两端电压的电压检测部28,将与通过该电压检测部28检测出的各电池单元11~15的电压对应的检测信号输出至控制电路40。
另外,在电池10的各电池单元11~15上并联连接有通过经由放电电流限制用的电阻连接各电池单元11~15的两端,而以大致恒流放电的放电部21、22、23、24、25。
另外,在连接电池10的负极侧和端子6的负极侧的连接线上连接有用于检测向安装了电池组2的电动工具放电的放电电流或用于检测来自安装了电池组2的放电器60的充电电流的电流检测电阻32。
并且,该电流检测电阻32分别与根据其两端电压来检测电池10的放电或充电的电流检测电路34和控制电路40连接。
控制电路40由以CPU、ROM、RAM等为中心的单芯片的微型计算机(微机)构成,具备:A/D转换器42、和通过CPU根据存储于ROM的控制程序执行后述的各种控制处理来实现的控制部44。
另外,控制部44是控制电路40的功能框图,具备:电池控制部46、和作为本发明的主要部件的平衡控制部48,其中,上述电池控制部46在电池10进行充放电时对充放电电流、电池电压进行监视,进行异常时停止充放电的公知的电池控制。
另外,A/D转换器42用于根据来自控制部44的指令,分别将电流检测电阻32的两端的电压值(换句话说是充放电电流)、由电压测定IC30测定的各电池单元11~15的电压转换为数字数据并获取。
另外,接下来,电池组2具备在被安装于充电器60时,用于从充电器60接受电源供给的端子7、和用于使控制电路40与充电器60内的控制电路80以能够进行数据通信的方式连接的端子8。
充电器60的控制电路80与电池组2内的控制电路40相同,由微机构成,控制电路80的通信端口与端子68连接。并且,该端子68在将电池组2安装于充电器60时,与电池组2的端子8连接,充电器60的控制电路80和电池组2的控制电路40能够进行数据通信。
另外,在充电器60上设置有从外部的商用电源等接受电源供给,用于对电池组2内的电池10进行充电的充电电路70。并且,该充电电路70在将电池组2安装于充电器60时,经由端子64、66和端子4、6与电池组2内的电池10连接。
另外,充电器60的控制电路80具备进行从充电电路70对电池10充电的充电控制的充电控制部82。该充电控制部82是通过构成控制电路80的CPU根据存储于ROM等的控制程序执行充电控制处理来实现的功能模块。
并且,该充电控制部82在向电池10充电时,从电池组2的控制电路40取得电池电压、充电电流,根据该取得的数据执行充电控制。
接下来,在充电器60中,从内置于充电电路70的恒压电源电路(未图示)供给控制电路80的电源电压Vcc。另外,充电器60具备在安装了电池组2时,与电池组2的受电用的端子7连接的供电用的端子67。并且,从充电电路70向控制电路80供给的电源电压Vcc也被施加于该端子67。
因此,在将电池组2安装至充电器60时,电源电压Vcc从该端子67被施加至电池组2的端子7。
在电池组2中,在端子7上连接有根据端子7的电压检测将电池组2安装至充电器60的情况的安装检测部56、和二极管54。
二极管54的阳极与端子7连接,阴极与电池组2内的作为恒压电源电路的稳压器50连接,从而允许从充电器60向稳压器50供给电源电压Vcc。
另外,稳压器50经由二极管52也与电池10的正极侧连接。该二极管52的阳极与电池10的正极侧连接,阴极与稳压器50连接。
因此,在将电池组2安装于充电器60时,且电池电压比充电器60的电源电压Vcc高时,稳压器50从电池10接受电源供给,生成控制电路40等的内部电路的电源电压。
另外,伴随从电池10向电动工具的供电,在电池电压比充电器60的电源电压Vcc低时,稳压器50利用充电器60的电源电压Vcc动作,生成针对控制电路40等的内部电路的电源电压。
接下来,在上述构成的本实施方式的电池组2中,控制电路40的动作模式有充电模式、放电模式、休眠判定模式以及低电压模式。
充电模式是在由安装检测部56检测出电池组2被安装到充电器60时,用于实施从充电器60向电池10的充电的动作模式。并且,在该充电模式中,控制电路40按照图2所示的流程图进行动作。
另外,放电模式是由电流检测电路34检测出从电池组2向电动工具的放电(换句话说是电池组2向电动工具的安装)后,控制向电动工具放电时的动作模式。并且,在该放电模式中,控制电路40按照图4所示的流程图进行动作。
另外,休眠判定模式是用于判定从充电模式或放电模式向休眠状态转移以及从休眠状态向充电模式或放电模式的转移(唤醒)的动作模式。并且,在该休眠判定模式中,控制电路40按照图5所示的流程图进行动作。
另外,低电压模式是控制电路40因电池电压的降低或来自充电器60的电源供给停止而不能正常动作时,停止(关闭)自身动作的动作模式。
即,在该低电压模式中,例如若电池电压在规定时间(例如2min)为规定电压以下,稳压器50生成的电源电压在规定时间(例如是10μs)为规定电压以下,则控制电路40停止(关闭)自身动作。
另外,在由电压检测部检测出的各电池单元11~15的至少一个的电压为规定电压以下时,控制电路40可以停止(关闭)自身动作。
而且,在控制电路40处于关闭状态时,电池组2与充电器60连接,从充电器60向电池组2供给电源电压Vcc,若由此从稳压器50向控制电路40供给电源电压,则启动并开始在后述的充电模式下的控制处理。
接下来,对处于充电模式、放电模式以及休眠判定模式时,控制电路40执行的控制处理进行说明。
如图2所示,在充电模式下执行的控制处理中,首先在S110中,判断本次的向充电模式的转移是否是与充电器60的连接所带来的从关闭开始的启动所引起的(以下称充电器启动)。
并且,在S110中,若判断为充电器启动,则在S120中,对电压稳定确认计数器设定与电压稳定确认用的规定时间(本实施方式中为1分钟)对应的计数值,并转移至S130。
另外,在S110中,在判断为本次的向充电模式的转移不是充电器启动引起的情况下,直接转移至S130。
另外,电压稳定确认计数器是通过在进行电池10的充电或放电时被清零,在非充电和放电时进行计数,来对电池10未充电和放电时的经过时间进行计时的计时用的计数器。
接下来,在S130中,判断电压稳定确认计数器的计数值(即,计时时间)是否为规定时间(1分钟)以上。
并且,在S130中,若判断电压稳定确认计数器的计时时间为规定时间(1分钟)以上,则转移至S140,经由电压测定IC30(详细而言是电压检测部28),测定构成电池10的各电池单元11~15的电压。
另外,在S140中,如图3所示,从测定出的各电池单元11~15的电压中,提取电压最小的最小电压,将该最小电压和各电池单元11~15的测定电压的差作为表示各电池单元11~15的电压偏差的偏差数据进行计算,并存储于存储器(RAM)。
接下来,若在S140中,判断为生成、存储偏差数据,或在S130中,判断为电压稳定确认计数器的计时时间不足规定时间(1分钟),则转移至S150,在对电压稳定确认计数器进行清零后,转移至S160。
并且,在S160中,通过向充电器60的控制电路80输出请求向电池10充电的充电请求信号,开始从充电电路70向电池10的充电,然后,执行监视电池电压、充电电流的充电动作。
另外,若通过S160的充电动作,电池10的充电结束,则转移至S170,通过与充电器60侧的控制电路80之间进行用于充电结束的通信,执行使对电池10的充电停止的充电结束处理,转移至休眠判定模式。
这样,在本实施方式中,若将电池组2安装至充电器60而进入充电模式,则确认电压稳定确认计数器的计时时间为规定时间(1分钟)以上(换句话说,各电池单元11~15的电压稳定),生成图3所示的偏差数据。
另外,在本实施方式中,在S120中,对电压稳定确认计数器设定与规定时间(1分钟)对应的计数值。
这是因为电池组2被连接至充电器60,控制电路40从关闭状态启动时执行S120的处理。
即,认为在这样的启动条件下控制电路40进入充电模式时,不以至少规定时间以上进行向电池10的充放电,各电池单元11~15的电压稳定。
但在控制电路40处于关闭状态时,不进行电压稳定确认计数器的计数,控制电路40的从关闭状态开始的启动后,电压稳定确认计数器成为值0的初始状态。
因此,在本实施方式中,通过在控制电路40从关闭状态启动而进入充电模式时,在S120中,对电压稳定确认计数器设定与规定时间(1分钟)对应的值,必须执行S140的处理。
以下,如图4所示,在放电模式下执行的控制处理中,首先,在S210中,从A/D转换器24获取从电池组2向电动工具的放电电流,判断实际是否流过放电电流。
并且,若流过放电电流,则转移至S220,对电压稳定确认计数器清零后,转移至S230,若未流过放电电流,则直接转移至S230。
在S230中,对放电电流是否正常进行监视,进行异常时停止放电的放电控制等放电动作,再次转移至210。
这样,在放电模式中,在从电池10向电动工具进行电源供给,流过放电电流时,对电压稳定确认计数器进行清零。
接下来,如图5所示,在休眠判定模式中执行的控制处理中,在S310中,判断电压稳定确认计数器的计数值(即计时时间)是否不足规定时间(1分钟)。
并且,在S310中,若判断为电压稳定确认计数器的计时时间不足规定时间(1分钟),则转移至S320,判断用户是否正在使用电池组2,即是否正在进行对电池10的充电或放电。
另外,在该判断中例如使用电流检测电路34,在由电流检测电路34检测出充电电流或放电电流时,判断为用户正在使用电池组2。
并且,在S320中,若判断为用户正在使用电池组2,则转移至S340,根据用户对电池组2的使用状态,转移至充电模式或放电模式。
另外,在S320中,若判断为用户未使用电池组2,则通过使电压稳定确认计数器的计数值加1(+1),更新电压稳定确认计数器的计时时间,再次转移至S310。
另外,在控制电路40为放电模式时也执行该S310~S340的处理,在未流过放电电流时,在S330中,电压稳定确认计数器进行计数。
接下来,在S310中,若判断为电压稳定确认计数器的计时时间为规定时间(1分钟)以上,则转移至S350,现在,判断是否是使用放电部21~25中的任一个,使电池单元11~15的任一个放电的平衡控制的途中。
并且,若在平衡控制的途中,则转移至S360,将该途中的电池单元作为平衡实施电池单元进行设定,在S370中,开始针对平衡实施电池单元的平衡控制。
另外,使针对平衡实施电池单元(电池单元11~15的一个)设置的放电部(21~25的一个)为导通状态,通过以大致恒流使平衡实施电池单元放电来进行该平衡控制。并且,该放电的实施时间被预先设定为恒定时间。
接下来,在S350中,在判断为现在不是平衡控制的途中的情况下,转移至S380,基于在充电模式下的S140的处理中生成的、存储于存储器(RAM)的偏差数据(参照图3),判断是否有应实施平衡控制的平衡对象电池单元。
在图3所示的偏差数据中,通过判断在与最小电压的电压差为规定电压以上的电池单元中,是否存在未实施平衡控制的电池单元来执行S380的处理。
在S380中,若判断为存在平衡对象电池单元,则转移至S390,将在S380中判断为平衡对象电池单元的电池单元内,与最小电压的电压差最大的电池单元设定为平衡实施电池单元,在S370中,开始针对平衡实施电池单元的平衡控制。
接下来,若在S370中开始平衡控制或在S380中判断为无平衡对象电池单元,则转移至S400,进入休眠状态。
并且,若在S400中进入休眠状态,则控制电路40根据来自电流检测电路34的电流检测信号的输出(换句话说是用户对电池组2的使用),或根据内部计时器的每个恒定时间(例如0.5秒)的起动指令,进行唤醒,执行S410以后的处理。
在S410中,判断由安装检测部56是否没有检测出电池组2向充电器60的安装。
并且,若电池组2未被安装至充电器60,则在S420中,将电池组2从充电器60取下的情况存储于存储器(RAM)后,转移至S430,若将电池组2安装至充电器60,则直接转移至S430。
在S430中,在存储器(RAM)存储有从充电器60取下电池组2的情况的状态下,判断由安装检测部56是否检测出了电池组2向充电器60的安装(即再安装)。
并且,若在S430中,判断为电池组2再次被安装至充电器60,则在S440中,中断现在执行中的平衡控制,在S450中,转移至充电模式。
另一方面,在S430中,在判断为电池组2未被再次安装至充电器60的情况下,转移至S460,判断由电流检测电路34是否检测出从电池10向电动工具的放电电流。
并且,在由电流检测电路34检测出放电电流的情况下,转移至S470,中断现在执行中的平衡控制,转移至S480。
在S480中,将在S470中中断了平衡控制的电池单元作为平衡途中电池单元,存储于存储器(RAM),并且将针对该电池单元的平衡控制的实施时间(即,平衡途中电池单元的放电时间)存储于存储器(RAM)。并且,之后在S490中转移至放电模式。
接下来,在S460中,在判断为通过电流检测电路34未检测出放电电流的情况下,转移至S500,判断现在是否正在执行平衡控制。
然后,若现在未正在执行平衡控制,则转移至S400,若现在正在执行平衡控制,则转移至S510,判断是否实施了预设的设定时间(恒定时间)以上的该平衡控制。
在S510中,若判断为未实施设定时间以上的平衡控制,则转移至S400,若判断为实施了设定时间以上的平衡控制,则转移至S520,停止平衡控制。
另外,平衡控制的设定时间设定为恒定的放电时间。
另外,若通过S470、S480的处理,将暂时中断了现在执行中的平衡控制时的实施时间存储于存储器(RAM),则在S510的判断处理中,对该存储的平衡控制中断前的实施时间和平衡控制再次开始后的实施时间进行相加。并且,在S510中,判断该相加得出的实施时间是否为规定时间以上。
另外,接下来,在S520中,停止了现在执行中的平衡控制后,转移至S530,将停止了平衡控制的电池单元从平衡对象电池单元中除去,转移至S350。
如以上说明所示,在休眠判定模式中,通过对电压稳定确认计数器进行相加,对停止电池10的充放电的时间进行计时(S330)。
并且,在该电压稳定确认计数器的计时时间为规定时间(1分钟)以上时,若将电池组2安装至充电器60而进入充电模式,则测定各电池单元11~15的电压,生成图3所示的偏差数据(S140)。
因此,基于未实施规定时间以上的电池10的充放电,在各电池单元11~15稳定时测定出的各电池单元11~15的电压,高精度地生成偏差数据。
另外,在休眠判定模式中,在电压稳定确认计数器的计时时间为规定时间(1分钟)以上时,基于偏差数据设定平衡实施电池单元,执行针对该电池单元的平衡控制(S310~S400)。
并且,仅以按照每个平衡对象电池单元预先设定的设定时间(恒定时间)实施基于该平衡控制的电池单元11~15的放电(S510~S530)。
另外,若在平衡控制中开始向电动工具的供电(放电),则暂时中断平衡控制(S460、S470),然后,若平衡控制的执行条件成立,则再次开始该中断了的平衡控制(S350~S370),将平衡对象电池单元的放电时间限制为设定时间(恒定时间)。
因此,根据本实施方式的电池组2,使用基于在各电池单元11~15的电压稳定时测定出的电压的偏差数据,能够执行平衡控制,通过该平衡控制,能够可靠地降低各电池单元11~15的电压的偏差。
另外,由于将平衡控制的放电时间限制为恒定的设定时间,所以与以平衡对象电池单元的电压为最小电压的方式放电的现有装置相比,能够使控制系统的构成(动作)简单。
另外,在本实施方式中,在1次的平衡控制中,通过平衡对象电池单元的放电,有时也不能够使平衡对象电池单元的电压和最小电压的电压差为规定电压以下。
但在本实施方式中,通过在充电模式下生成偏差数据后进入休眠判定模式,能够基于最新的偏差数据执行平衡控制。
因此,根据本实施方式,与电池单元的一个降低至放电终止电压附近时实施平衡控制的现有装置相比,能够使平衡控制的执行频率提高。
因而,根据本实施方式,即便将平衡控制的放电时间限制为恒定的设定时间,也能够防止各电池单元的电压超过规定电压且较大地偏差。
另外,在本实施方式中,在平衡控制的执行中,在从充电器60取下电池组2,再次进行安装时,中断平衡控制,转移至充电模式(S430~S450)。
并且,该情况下,由于在充电模式下生成最新的偏差数据,所以不存储平衡中途电池单元、平衡控制的实施时间,而中断平衡控制,然后在平衡控制的执行条件成立时,开始基于最新的偏差数据的新的平衡控制。
因此,在伴随向充电模式的转移,中断平衡控制后,再次开始平衡控制时,基于在充电模式下生成的最新的偏差数据,能够最佳地执行平衡控制。
另外,在本实施方式中,在充电模式下生成偏差数据后,在向电池10的充电前不实施平衡控制,而在充电模式下进行向电池10的充电,进入休眠判定模式后,实施平衡控制。
因此,根据本实施方式,将电池组2安装至充电器60后,至开始向电池10的充电的期间,执行平衡控制,也能够防止从充电器60向电池10的充电延迟这样的问题。
此处,在本实施方式中,电池组2的框体以及端子4、6与本发明的连接单元相当,放电部21~25与本发明的放电单元相当,安装检测部56与本发明的充电器检测单元相当。
另外,在本实施方式中,通过利用电压检测部28和控制电路40在充电模式下执行的控制处理,实现本发明的作为电压测定单元的功能,通过利用控制电路40在休眠判定模式下执行的控制处理,实现本发明的作为控制单元的功能。
以上,对本发明的一实施方式进行了说明,但本发明不限于上述实施方式,在不脱离本发明的要旨的范围内,能够取得各种方式。
例如,在上述实施方式中,在充电模式下,在对电池10的充电结束时,转移至休眠判定模式,在休眠判定模式下,若平衡控制的执行条件成立,则开始平衡控制。
因此,在上述实施方式中,若向电池10的充电结束,则即便将电池组2安装至充电器60,也执行平衡控制。
对此,可以按照在将电池组2安装至充电器60时不实施平衡控制,而在从充电器60取下电池组2时实施平衡控制的方式进一步限制平衡控制的执行条件。
并且,据此,能够在电池10不与充电器60、电动工具连接,处于开放状态时(即,构成电池10的各电池单元11~15的电压可靠地处于稳定状态时)实施平衡控制,能够更加良好地降低各电池单元11~15之间的电压偏差。
另外,这样,若要将电池组2从充电器60取下时实施平衡控制,在将电池组2安装至充电器60时,即便向电池10的充电结束,也继续充电模式即可。
但该情况下,在控制电路40为充电模式时,也执行图5所示的S310~S340的处理,在未流过充电电流时,需要在S330中对电压稳定确认计数器进行计数。
另外,对于图5所示的S410~S440的处理而言,以仅判断是否将电池组2安装至充电器60,若将电池组2安装至充电器60,则转移至充电模式,否则转移至S460的方式进行变更即可。
另外,在上述实施方式中,对构成控制电路40的微机和构成电压检测部28的电压测定IC30是由各自的个体构成的情况进行了说明,但通过在构成控制电路40的微机内组合电压检测部28,可以一体地构成控制电路40和电压测定IC30。
另外,在上述实施方式中,对在放电部21~25中设置放电电流控制用的电阻,在执行平衡控制时,使与平衡对象电池单元(实施电池单元)对应的放电部21~25为导通,流过恒定的放电电流的情况进行了说明。但该情况下,放电部21~25可以利用控制了占空比的恒定脉冲宽度的脉冲信号进行占空比驱动,从而流过恒定的放电电流。
另外,在上述实施方式中,电池10所记载的电池单元为5个串联,但为了增加电容,可以分别使电池单元并联。另外,为了增加电压可以使串联连接的电池单元数增加。
Claims (8)
1.一种电动工具用电池组,其特征在于,具备:
电池,其串联连接能够充放电的多个电池单元而成;
连接单元,其用于对上述电池选择性地连接充电器以及电动工具;
电压测定单元,其分别测定上述多个电池单元的电压;
放电单元,其分别使上述多个电池单元放电;
控制单元,其基于由上述电压测定单元测定出的各电池单元的电压,判定是否需要进行降低各电池单元的电压的偏差的平衡控制,若需要进行该平衡控制,则经由上述放电单元,使成为上述平衡控制的对象的对象电池单元放电;
充电器检测单元,其检测上述充电器与上述连接单元连接的情况,
在上述电池在预先设定的规定时间以上未与上述充电器连接,且不以上述规定时间以上实施向上述电动工具的供电时,若由上述充电器检测单元检测出上述充电器的连接,则上述电压测定单元测定各上述电池单元的电压。
2.根据权利要求1所述的电动工具用电池组,其特征在于,
上述控制单元从由上述电压测定单元测定出的各电池单元的电压中选择最小电压,若存在具有与该最小电压的电压差为规定电压以上的电压的电池单元,则判断为需要进行将该电池单元作为对象电池单元的平衡控制,经由上述放电单元使该对象电池单元放电。
3.根据权利要求2所述的电动工具用电池组,其特征在于,
上述控制单元在上述对象电池单元为多个的情况下,从与上述最小电压的电压差大的对象电池单元开始按顺序,经由上述放电单元进行放电。
4.根据权利要求1~3中任意一项所述的电动工具用电池组,其特征在于,
上述控制单元将经由上述放电单元使对象电池单元放电的放电时间限制为预先设定的恒定的放电时间。
5.根据权利要求1~4中任意一项所述的电动工具用电池组,其特征在于,
上述控制单元在上述电池在上述规定时间以上未与上述充电器连接,且不以上述规定时间以上实施从上述电池向上述电动工具的供电时,经由上述放电单元,使上述对象电池单元放电。
6.根据权利要求1~4中任意一项所述的电动工具用电池组,其特征在于,
上述控制单元在上述充电器向上述电池的充电结束后经过上述规定时间以上,且不在上述规定时间以上实施从上述电池向上述电动工具的供电时,经由上述放电单元,使上述对象电池单元放电。
7.根据权利要求5或6所述的电动工具用电池组,其特征在于,
上述控制单元在执行经由上述放电单元使对象电池单元放电的平衡控制时,若开始从上述电池向上述电动工具的供电,则存储由上述放电单元进行的对象电池单元的放电时间,中断来自该对象电池单元的放电,然后,以上述规定时间以上停止从上述电池向上述电动工具的供电,且由上述充电器检测单元未检测出上述充电器的连接,则作为经过了上述放电的中断时存储了的放电时间,再次开始来自上述对象电池单元的放电。
8.根据权利要求1~7中任意一项所述的电动工具用电池组,其特征在于,
上述控制单元在执行经由上述放电单元使对象电池单元放电的平衡控制时,若由上述充电器检测单元检测出上述充电器的连接,则停止该平衡控制,然后,若由上述电压测定单元测定出各电池单元的电压,则基于该测定出的各电池单元的电压,判定是否需要进行上述平衡控制。
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