本發(fā)明涉及由二次電池驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)工具以及電池組。
背景技術(shù):
以往,(例如,參照專利文獻(xiàn)1),已知有能夠與電池組連接的電動(dòng)工具。該電動(dòng)工具在取得從電池組發(fā)送的過放電、過電流檢測信號(hào)時(shí),立即停止電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)。
另一方面,與以往相比,將收納了二次電池單元的電池組用作各種電氣設(shè)備的電源,特別是作為電動(dòng)工具的驅(qū)動(dòng)電源而被廣泛使用。提出了在這樣的電池組中,用于抑制在作為電動(dòng)工具的驅(qū)動(dòng)電源而使用時(shí)由于放電電流而導(dǎo)致的電池組故障的各種各樣的方案。
例如,已知在放電電流超過了被判斷為過電流的過電流閾值時(shí),輸出用于使電動(dòng)工具的驅(qū)動(dòng)停止的停止信號(hào),使電動(dòng)工具的驅(qū)動(dòng)以及電池組的放電停止,由此,抑制過電流造成的電池組的故障(專利文獻(xiàn)2)。
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2012-115958號(hào)公報(bào)
專利文獻(xiàn)2:日本特開2006-281404號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
發(fā)明要解決的課題
然而,電池組能夠輸出的電力因二次電池的溫度而不同。另一方面,電池組不考慮溫度而輸出過放電檢測信號(hào)。因此,如果二次電池的溫度高,則即使在輸出了過放電、過電流檢測信號(hào)時(shí),二次電池仍具有可進(jìn)一步輸出電力的余力。即使在該情況下,在以往的控制中,如果接收到過放電、過電流檢測信號(hào),則電動(dòng)工具立即停止電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)。因此,存在電動(dòng)工具無法充分利用電池組可輸出的電力的問題。
此外,上述的電池組的過電流閾值是根據(jù)電池組的額定放電電流等而決定的固定值。因此,存在如下問題:在將該電池組用于在重負(fù)載下使用的電動(dòng)工具時(shí),放電電流頻繁地超過過電流閾值,導(dǎo)致電動(dòng)工具的驅(qū)動(dòng)頻繁停止。如此,抑制電池組的故障和最大限度利用電動(dòng)工具的性能這雙方難以兼顧。
本發(fā)明鑒于這樣的情況,其目的在于提供一種即使在取得了過放電、過電流檢測信號(hào)等停止信號(hào)時(shí),也可不停止電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)而持續(xù)使用的電動(dòng)工具。
此外,本發(fā)明的目的在于,提供一種電池組以及電動(dòng)工具,其能夠兼顧抑制電池組的故障和最大限度利用電動(dòng)工具的性能這雙方。
用于解決課題的手段
為了達(dá)成上述目的,本發(fā)明提供一種電動(dòng)工具,其具有:電動(dòng)機(jī),其可通過從具有電池單元的電池組供給的電力進(jìn)行驅(qū)動(dòng);以及控制單元,其控制所述電動(dòng)機(jī),該電動(dòng)工具的特征在于,所述控制單元構(gòu)成為:即使在從所述電池組輸入了電動(dòng)機(jī)停止信號(hào)時(shí),也使所述電動(dòng)機(jī)持續(xù)旋轉(zhuǎn)。
通過這樣的結(jié)構(gòu),即使在接收到來自電池組的停止信號(hào)時(shí),也能夠持續(xù)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。由此能夠延長電動(dòng)工具的連續(xù)使用時(shí)間。
所述控制單元可以構(gòu)成為:對(duì)通過所述電動(dòng)機(jī)停止信號(hào)使所述電動(dòng)機(jī)停止以及不管所述電動(dòng)機(jī)停止信號(hào)使所述電動(dòng)機(jī)持續(xù)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行切換。通過這樣的結(jié)構(gòu),能夠使電動(dòng)機(jī)的停止動(dòng)作變得恰當(dāng)。
此外,所述電池組具有監(jiān)視所述電池單元的狀態(tài)的電池保護(hù)單元,所述電池保護(hù)單元構(gòu)成為在流經(jīng)所述電池單元的電流為第一預(yù)定值以上的狀態(tài)持續(xù)了第一預(yù)定時(shí)間時(shí),輸出所述電動(dòng)機(jī)停止信號(hào),所述控制單元可以構(gòu)成為在所述電池單元的溫度比第一預(yù)定值高時(shí)根據(jù)所述電動(dòng)機(jī)停止信號(hào)停止所述電動(dòng)機(jī)。
所述控制單元可以構(gòu)成為:在所述電池單元的溫度比所述第一預(yù)定值低的情況下,所述溫度低的情況與高的情況相比增大所述電動(dòng)機(jī)的允許電流值并且延長電流持續(xù)時(shí)間,在經(jīng)過所述電流持續(xù)時(shí)間之后停止所述電動(dòng)機(jī)。
此外,本發(fā)明提供一種電動(dòng)工具,其具有:電動(dòng)機(jī),其可通過從具有電池單元的電池組供給的電力進(jìn)行驅(qū)動(dòng);溫度檢測單元,其檢測所述電池單元的溫度;以及控制單元,其控制所述電動(dòng)機(jī),電動(dòng)工具的特征在于,所述控制單元構(gòu)成為即使在從所述電池組輸入了電動(dòng)機(jī)停止信號(hào)時(shí),也根據(jù)來自所述電池溫度檢測單元的信號(hào)使所述電動(dòng)機(jī)持續(xù)旋轉(zhuǎn)。
通過這樣的結(jié)構(gòu),即使在接收到來自電池組的停止信號(hào)時(shí),也能夠持續(xù)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。由此能夠延長電動(dòng)工具的連續(xù)使用時(shí)間。
在所述電池單元的溫度比第一預(yù)定值高時(shí),根據(jù)所述電動(dòng)機(jī)停止信號(hào)停止所述電動(dòng)機(jī),在所述電池單元的溫度在所述第一預(yù)定值以下時(shí),不管所述電動(dòng)機(jī)停止信號(hào)而使所述電動(dòng)機(jī)持續(xù)旋轉(zhuǎn)。
可以構(gòu)成為:在所述電池單元的溫度在所述第一預(yù)定值以下時(shí),所述溫度低的情況與高的情況相比增大所述電動(dòng)機(jī)的允許電流值并且延長電流持續(xù)時(shí)間,在經(jīng)過所述電流持續(xù)時(shí)間之后停止所述電動(dòng)機(jī)。
此外,本發(fā)明提供一種電動(dòng)工具,其具有:電動(dòng)機(jī),其可通過從具有電池單元的電池組供給的電力進(jìn)行驅(qū)動(dòng);以及控制單元,其控制所述電動(dòng)機(jī),電動(dòng)工具的特征在于,所述控制單元具有:第一模式:在從所述電池組輸入了電動(dòng)機(jī)停止信號(hào)時(shí)停止所述電動(dòng)機(jī);以及第二模式:即使在從所述電池組輸入了所述電動(dòng)機(jī)停止信號(hào)時(shí)也使所述電動(dòng)機(jī)持續(xù)旋轉(zhuǎn)。
通過這樣的結(jié)構(gòu),即使在接收到來自電池組的停止信號(hào)時(shí),也能夠持續(xù)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。由此能夠延長電動(dòng)工具的連續(xù)使用時(shí)間。
此外,為了達(dá)成上述目的,本發(fā)明提供一種電池組,該電池組具有至少一個(gè)二次電池單元,并能夠安裝在通過從該二次電池單元供給的放電電流而能夠持續(xù)進(jìn)行希望的作業(yè)的電動(dòng)工具中,該電池組的特征在于,構(gòu)成為在該放電電流變大時(shí)限制可持續(xù)進(jìn)行該希望的作業(yè)的時(shí)間。
通過這樣的結(jié)構(gòu),在電動(dòng)工具的負(fù)載重放電電流大時(shí),限制作業(yè)可持續(xù)時(shí)間,能夠以一定時(shí)間持續(xù)希望的作業(yè)。由此,與以往在放電電流超過過電流閾值時(shí)停止放電的電池組相比,能夠在抑制電池組故障的同時(shí),最大限度地利用電動(dòng)工具的性能。
優(yōu)選構(gòu)成為:該二次電池單元的電池溫度高的情況與該二次電池單元的電池溫度低的情況相比,該時(shí)間變短。
通過這樣的結(jié)構(gòu),由于構(gòu)成為電池溫度高的情況與電池溫度低的情況相比可持續(xù)作業(yè)的時(shí)間變短,因此,能夠在電池溫度高二次電池發(fā)生故障的風(fēng)險(xiǎn)增大的狀態(tài)下縮短可持續(xù)作業(yè)時(shí)間。由此,能夠在抑制電池組的故障的同時(shí),最大限度地利用電動(dòng)工具的性能。
優(yōu)選構(gòu)成為:該放電電流大的情況與該放電電流小的情況相比,該時(shí)間變短。
通過這樣的結(jié)構(gòu),由于構(gòu)成為放電電流大的情況與放電電流小的情況相比,可持續(xù)作業(yè)的時(shí)間變短,因此,能夠在放電電流大二次電池發(fā)生故障的風(fēng)險(xiǎn)增大的狀態(tài)下縮短可持續(xù)作業(yè)時(shí)間。由此,能夠在抑制電池組的故障的同時(shí),最大限度地利用電動(dòng)工具的性能。
此外,本發(fā)明提供一種電池組,其具有至少一個(gè)二次電池單元,并能夠安裝在通過從該二次電池單元供給的放電電流而能夠持續(xù)進(jìn)行希望的作業(yè)的電動(dòng)工具中,該電池組的特征在于,構(gòu)成為在該放電電流變大的情況下,該二次電池單元的電池溫度高的情況與該二次電池單元的電池溫度低的情況相比,可持續(xù)該希望的作業(yè)的時(shí)間變短。
通過這樣的結(jié)構(gòu),即使在放電電流大的情況下也能夠持續(xù)作業(yè)。在電池溫度為高溫時(shí)為了抑制二次電池單元的惡化,與低溫時(shí)相比可放電時(shí)間短,但是能夠持續(xù)作業(yè)。在低溫的情況下,能夠進(jìn)一步延長作業(yè)時(shí)間。由此,能夠在抑制電池組的故障的同時(shí),最大限度地利用電動(dòng)工具的性能。
此外,本發(fā)明還提供一種電動(dòng)工具,其安裝具有至少一個(gè)二次電池單元的電池組,可通過從該二次電池單元供給的放電電流來持續(xù)進(jìn)行希望的作業(yè),該電動(dòng)工具的特征在于,構(gòu)成為在該放電電流變大時(shí)限制可持續(xù)進(jìn)行該希望的作業(yè)的時(shí)間。
通過這樣的結(jié)構(gòu),在電動(dòng)工具的負(fù)載重放電電流大時(shí),限制可持續(xù)作業(yè)時(shí)間,能夠以一定時(shí)間持續(xù)希望的作業(yè)。由此,能夠在抑制電池組的故障的同時(shí),最大限度地利用電動(dòng)工具的性能。
優(yōu)選構(gòu)成為:該二次電池單元的電池溫度高的情況與該二次電池單元的電池溫度低的情況相比,該時(shí)間變短。
優(yōu)選構(gòu)成為:該放電電流大的情況與該放電電流小的情況相比,該時(shí)間變短。
此外,本發(fā)明提供一種電動(dòng)工具,其安裝具有至少一個(gè)二次電池單元的電池組,可通過從該二次電池單元供給的放電電流來持續(xù)進(jìn)行希望的作業(yè),該電動(dòng)工具的特征在于,構(gòu)成為在該放電電流變大的情況下,該二次電池單元的電池溫度高的情況與該二次電池單元的電池溫度低的情況相比,可持續(xù)該希望的作業(yè)的時(shí)間變短。
通過這樣的結(jié)構(gòu),即使在放電電流大的情況下也能夠持續(xù)作業(yè)。在電池溫度為高溫時(shí)為了抑制二次電池單元的惡化,與低溫時(shí)相比可持續(xù)放電時(shí)間短,但是能夠持續(xù)作業(yè)。在低溫的情況下,能夠進(jìn)一步延長可持續(xù)放電時(shí)間。由此,能夠在抑制電池組的故障的同時(shí),最大限度地利用電動(dòng)工具的性能。
優(yōu)選構(gòu)成為:具有電動(dòng)機(jī);在該電動(dòng)機(jī)與該二次電池單元之間設(shè)置的用于切斷該放電電流的路徑的開關(guān)元件,在經(jīng)過該時(shí)間后將該開關(guān)元件切斷。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)工具,即使在接收到來自電池組的停止信號(hào)的情況下,也能夠持續(xù)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。由此,能夠延長電動(dòng)工具的連續(xù)使用時(shí)間。
根據(jù)本發(fā)明的電池組以及電動(dòng)工具,能夠兼顧抑制電池組的故障和最大限度利用電動(dòng)工具的性能這雙方
附圖說明
圖1是本發(fā)明實(shí)施方式的電動(dòng)工具與電池組的電路圖。
圖2是表示本實(shí)施方式的電池保護(hù)電路的停止信號(hào)輸出條件的表。
圖3是本實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)停止處理的流程圖。
圖4是表示通過熱敏電阻檢測出的電池單元的溫度與實(shí)際的電池單元的溫度之間的差的圖表。
圖5是用于說明對(duì)熱敏電阻檢測出的溫度進(jìn)行修正的方法的圖表。
圖6是對(duì)本實(shí)施方式的過電流判定表進(jìn)行說明的表。
圖7是表示以往的控制的輸出電流與時(shí)間的關(guān)系的圖表。
圖8是表示進(jìn)行了本實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)停止處理時(shí)的輸出電流與時(shí)間的關(guān)系的圖表。
圖9是包含表示本發(fā)明的第二實(shí)施方式的電池組以及電動(dòng)工具的結(jié)構(gòu)的框圖的電路圖。
圖10是表示電池溫度處于第一溫度范圍時(shí)的最大允許期間以及過電流閾值的圖。
圖11是表示電池溫度處于第二溫度范圍時(shí)的最大允許期間以及過電流閾值的圖。
圖12是表示電池溫度處于第三溫度范圍時(shí)的最大允許期間以及過電流閾值的圖。
圖13是表示電池溫度處于第四溫度范圍時(shí)的最大允許期間以及過電流閾值的圖。
圖14是表示本實(shí)施方式的電池組的放電控制的流程圖的一部分。
圖15是表示本實(shí)施方式的電池組涉及的放電控制的流程圖的一部分。
圖16是表示基于本實(shí)施方式的電池組的放電控制的流程圖的一部分。
圖17是表示本實(shí)施方式的電池組的使用了放電控制時(shí)的放電電流的時(shí)間變化的概念圖,是為預(yù)定的電池溫度且比較大的放電電流的情況。
圖18是表示本實(shí)施方式的電池組的使用了放電控制時(shí)的放電電流的時(shí)間變化的概念圖,是為預(yù)定的電池溫度且比較小的放電電流的情況。
圖19是表示本實(shí)施方式的電池組的使用了放電控制時(shí)的放電電流的時(shí)間變化的概念圖,是為預(yù)定的放電電流且比較低的電池溫度的情況。
圖20是表示本實(shí)施方式的電池組的使用了放電控制時(shí)的放電電流的時(shí)間變化的概念圖,是為預(yù)定的放電電流且比較高的電池溫度的情況。
具體實(shí)施方式
[第一實(shí)施方式]
以下,參照附圖對(duì)本發(fā)明的第一實(shí)施方式進(jìn)行說明。如圖1所示,將無繩電動(dòng)工具10(以下簡單地稱為電動(dòng)工具10)與能夠充電的電池組50連接。在此,電動(dòng)工具10例如是圓盤鋸或者刨等。電池組50具有:二次電池53、電池保護(hù)IC51、電流檢測電路55、熱敏電阻57以及熱保護(hù)器59。此外,電池組50還具有:C正極端子61、正極端子62、負(fù)極端子63、LS端子64、以及LD端子65。C正極端子61與熱保護(hù)器59連接。將二次電池的電力經(jīng)由正極端子62以及負(fù)極端子63提供給電動(dòng)工具10。LS端子64與熱敏電阻57連接。LD端子65與保護(hù)IC51連接。
二次電池53由多個(gè)電池單元53a構(gòu)成,在圖1的示例中,將5個(gè)電池單元53a全部串聯(lián)連接。此外,關(guān)于電池單元的種類沒有特別限定,可以將任意的二次電池作為對(duì)象,但是在本實(shí)施方式中,對(duì)將鋰離子電池用于電池單元53a的例子進(jìn)行說明。此外,電池單元53a的個(gè)數(shù)和連接方式僅是一個(gè)例子,例如,電池單元53a也可以并聯(lián)連接。在本實(shí)施方式中,各電池單元53a的額定電壓是3.6V。因此,作為整個(gè)二次電池53的額定電壓是18V。
電流檢測電路55被設(shè)置于二次電池53的負(fù)極側(cè)與負(fù)極端子63之間,對(duì)從二次電池53輸出的電流進(jìn)行檢測。詳細(xì)來說,電流檢測電路55由分流電阻構(gòu)成,將分流電阻的電壓降輸出至電池保護(hù)IC51。
電池保護(hù)IC51根據(jù)電流檢測電路55的檢測結(jié)果在輸出電流是預(yù)定值以上時(shí),判斷為是過電流,將電動(dòng)機(jī)停止信號(hào)(以下,稱為停止信號(hào))輸出到LD端子65。此外,電池保護(hù)IC51檢測各電池單元53a的電壓,即使其中一個(gè)為過充電或過放電時(shí),向LD端子65輸出停止信號(hào)。
圖2是表示本實(shí)施方式的電池保護(hù)IC51輸出停止信號(hào)的條件的表格。電池保護(hù)IC51通過電流檢測電路55在電流為75A以上的期間持續(xù)了0.5秒的情況下判斷為是過電流,輸出停止信號(hào)。此外,在多個(gè)電池單元53a中的任意一個(gè)電池單元53a是2.0V以下時(shí),判斷為是過放電并輸出停止信號(hào)。
將熱敏電阻57連接在LS端子64與二次電池53的負(fù)極側(cè)之間。此外,熱敏電阻57被配置在二次電池53的附近,檢測二次電池53的溫度。
熱保護(hù)器59連接在二次電池53的正極側(cè)與C正極端子61之間。熱保護(hù)器59也被配置在二次電池53的附近。當(dāng)熱保護(hù)器59的溫度為預(yù)定的溫度(例如85℃)以上時(shí),斷開熱保護(hù)器59,切斷二次電池53與C正極端子61之間的電流路徑。
電動(dòng)工具10具有:控制電路11、電動(dòng)機(jī)12、切斷電路15、電流檢測電路17、以及觸發(fā)開關(guān)19。此外,電動(dòng)工具10還具有:C正極端子21、正極端子22、負(fù)極端子23、LS端子24、以及LD端子25,它們分別與電池組50的C正極端子61、正極端子62、負(fù)極端子63、LS端子64、LD端子65連接。這些端子相當(dāng)于本發(fā)明的連接單元??刂齐娐?1、切斷電路15分別對(duì)應(yīng)于控制單元、切斷單元,端子21~25對(duì)應(yīng)于連接單元。
電池組50的電力經(jīng)由正極端子22、負(fù)極端子23提供給電動(dòng)機(jī)12。電動(dòng)機(jī)12通過從電池組50供給的電力來進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。觸發(fā)開關(guān)19被設(shè)置在正極端子62與電動(dòng)機(jī)12之間,對(duì)電動(dòng)機(jī)12的啟動(dòng)與停止進(jìn)行切換。
正極端子22經(jīng)由觸發(fā)開關(guān)19還與控制電路11連接。由此電動(dòng)工具10與電池組50連接,當(dāng)觸發(fā)開關(guān)19接通時(shí),控制電路11能夠測定二次電池53的電壓。
此外,切斷電路15由FET構(gòu)成,被設(shè)置于電動(dòng)機(jī)12與負(fù)極端子23之間。通過斷開FET,切斷電路15切斷向電動(dòng)機(jī)12的電力。由此對(duì)電動(dòng)機(jī)12的啟動(dòng)與停止進(jìn)行切換。
觸發(fā)開關(guān)19由操作員進(jìn)行操作。在觸發(fā)開關(guān)19接通時(shí)正極端子22與電動(dòng)機(jī)12導(dǎo)通,在斷開時(shí)正極端子22與電動(dòng)機(jī)12被切斷。由此,對(duì)電動(dòng)機(jī)12的旋轉(zhuǎn)與停止進(jìn)行切換。
電流檢測電路17由分流電阻構(gòu)成。控制電路11對(duì)流經(jīng)電流檢測電路17(分流電路)的電流值進(jìn)行檢測。
控制電路11是微型計(jì)算機(jī)??刂齐娐?1與C正極端子21、LS端子24、LD端子25連接??刂齐娐?1經(jīng)由LS端子24來檢測熱敏電阻57的電壓,測定熱敏電阻的溫度(二次電池53的溫度)。
控制電路11當(dāng)經(jīng)由LS端子25接收到停止信號(hào)時(shí),能夠使FET15斷開。
控制電路11對(duì)施加在C正極端子21的電壓值進(jìn)行測定。如果該電壓值是預(yù)定的電壓值以上,則控制電路11判斷為熱保護(hù)器59被接通。此外,如果電壓值低于預(yù)定的電壓值,則控制電路11判斷為熱保護(hù)器被斷開(打開)。
此外,控制電路11還具有未圖示的存儲(chǔ)器,對(duì)各種各樣的處理中的臨時(shí)數(shù)據(jù)等進(jìn)行保存。此外,控制電路11還保存過電流判定表(圖6)。詳細(xì)來說,過電流判定表針對(duì)多個(gè)修正溫度Tc的范圍中的每個(gè)范圍,保存了修正溫度Tc(二次電池53的推定溫度)、電流值、持續(xù)時(shí)間的關(guān)系。此外,控制電路11還保存用于執(zhí)行電動(dòng)機(jī)停止處理的程序。
接下來,參照圖3,對(duì)本實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)停止處理進(jìn)行說明。此外,控制電路11進(jìn)行電動(dòng)機(jī)停止處理,但是在進(jìn)行該處理的期間,控制電路11處于始終能夠從LD端子25接收停止信號(hào)的狀態(tài)。因此,在從電池保護(hù)IC51輸出了停止信號(hào)時(shí),控制電路11即使在正在執(zhí)行電動(dòng)機(jī)停止處理的過程中也接收停止信號(hào),并將該停止信號(hào)保存在自身的存儲(chǔ)器中。在本實(shí)施方式中,在接收到停止信號(hào)的情況下,控制電路11未必立即停止電動(dòng)機(jī)12,在后述的電動(dòng)機(jī)停止處理的S27、S29中參照停止信號(hào),判斷是否停止電動(dòng)機(jī)12。
此外,控制電路11在正在進(jìn)行電動(dòng)機(jī)停止處理的期間,對(duì)電流檢測電路17檢測出的電流與時(shí)間的關(guān)系進(jìn)行存儲(chǔ)。例如,控制電路11每隔預(yù)定時(shí)間(例如每隔0.1秒)來存儲(chǔ)電流檢測電路17檢測出的電流。
在S1中,操作員通過接通觸發(fā)開關(guān)19使得電動(dòng)機(jī)12啟動(dòng)并旋轉(zhuǎn)。在S3中,控制電路11判斷是否打開了熱保護(hù)器59。即控制電路11對(duì)施加在C正極端子21的電壓進(jìn)行測定。如果該電壓值是預(yù)定的電壓值以上,則控制電路11判斷為熱保護(hù)器59接通(閉合狀態(tài))。此外,如果電壓值低于預(yù)定的電壓值,則控制電路11判斷為熱保護(hù)器被斷開(打開)。
當(dāng)在S3中熱保護(hù)器59被打開時(shí)(S3:是),在S29中,控制電路11經(jīng)由LD端子25,通過電池保護(hù)IC51來判斷是否接收到停止信號(hào),在接收到停止信號(hào)時(shí)(S29:是),在S31中,向FET15的柵極輸出斷開信號(hào)(斷開FET15),切斷電動(dòng)機(jī)12與負(fù)極端子23之間的電流路徑。由此,電動(dòng)機(jī)12停止。在熱保護(hù)器59被打開的情況下,二次電池53的溫度比預(yù)定的溫度(例如85℃)高。該情況下,控制電路11按照停止信號(hào)來停止電動(dòng)機(jī)12。
當(dāng)在S3中熱保護(hù)器59沒有被打開的情況下(二次電池53的溫度比預(yù)定溫度低的情況下)(S3:否),在S5中,控制電路11經(jīng)由LS端子24確定由熱敏電阻(電池溫度檢測電路)57檢測出的當(dāng)前的溫度,將該溫度作為第一溫度進(jìn)行存儲(chǔ)。
在S7中,控制電路11判斷第一溫度是否比80℃高。在第一溫度比80℃高時(shí)(S7:是),處理向上述的S29轉(zhuǎn)移。即,在第一溫度比80℃大,且從電池保護(hù)IC51接收到停止信號(hào)時(shí)斷開(切斷)FET15從而使電動(dòng)機(jī)12停止。
在第一溫度為80℃以下時(shí)(S7:否),在S9中,控制電路11判斷在檢測出第一溫度之后是否經(jīng)過了預(yù)定的時(shí)間(例如5秒)。在沒有經(jīng)過預(yù)定的時(shí)間時(shí)(S9:否),進(jìn)行待機(jī)。在經(jīng)過了預(yù)定的時(shí)間時(shí)(S9:是),在S11中,控制電路11經(jīng)由LS端子24來確定熱敏電阻57檢測出的當(dāng)前的溫度,將該溫度作為第二溫度進(jìn)行存儲(chǔ)。
在S13中,控制電路11通過以下的數(shù)學(xué)式(1)根據(jù)第一溫度與第二溫度來計(jì)算溫度梯度B。
B=DT/Dt (1)
在此,DT=第二溫度-第一溫度,Dt是S9的預(yù)定時(shí)間(5秒)。
在S15中,控制電路11使用第二溫度與溫度梯度B來推定實(shí)際的二次電池53(電池單元53a)的溫度。將該推定出的溫度設(shè)為修正溫度Tc。修正溫度Tc通過以下的數(shù)學(xué)式(2)來計(jì)算。
Tc=第二溫度+B×a (2)
在此,a是常數(shù),通過測量二次電池53的溫度的實(shí)際溫度來設(shè)定最佳的值。
熱敏電阻57所示的溫度與實(shí)際的二次電池53的溫度不同。作為其原因,例如列舉出根據(jù)熱敏電阻57的情況等,二次電池53的熱傳導(dǎo)被延遲。
圖4是表示熱敏電阻57所示的溫度與二次電池53的溫度之間的差異的圖表。實(shí)線表示二次電池53的實(shí)際溫度(電池單元溫度),虛線表示熱敏電阻57所示的溫度(熱敏電阻測定溫度)。熱敏電阻測定溫度為在時(shí)間方向上向右方移動(dòng)了電池單元溫度的曲線。即,熱敏電阻測定溫度相對(duì)于電池單元溫度延遲。換言之,在電池單元溫度上升時(shí)熱敏電阻測定溫度表示了比電池單元溫度低的值。在本實(shí)施方式中,通過數(shù)學(xué)式(2)來修正熱敏電阻溫度,計(jì)算修正溫度Tc。因此,與熱敏電阻溫度相比能夠準(zhǔn)確地得到接近電池單元溫度的修正溫度Tc。
圖5是與圖4相同的電池單元溫度和熱敏電阻測定溫度的圖表。如圖5所示,在時(shí)刻t1,t2分別測量出第一溫度T0和第二溫度T1,根據(jù)它們的差計(jì)算修正溫度Tc。t2是從t1開始經(jīng)過了預(yù)定時(shí)間(在本實(shí)施方式中是5秒)的時(shí)刻。
在S17中,控制電路11從過電流判定表選擇與計(jì)算出的修正溫度Tc對(duì)應(yīng)的電流值以及持續(xù)時(shí)間。
如圖6所示,過電流判定表表示了修正溫度、電流值以及持續(xù)時(shí)間之間的關(guān)系。各修正溫度表示了55℃以下和每隔5℃將55℃至88℃的范圍進(jìn)行分割后的范圍。
具體來說,如果修正溫度是55℃以下,則電流值是100A,持續(xù)時(shí)間是10秒。如果修正溫度比55℃大是60℃以下,則電流值是100A,持續(xù)時(shí)間是7秒。如果修正溫度比60℃大是65℃以下,則電流值是95A,持續(xù)時(shí)間是5秒。如果修正溫度比65℃大是70℃以下,則電流值是90A,持續(xù)時(shí)間是3秒。如果修正溫度比70℃大是75℃以下,則電流值是85A,持續(xù)時(shí)間是2秒。如果修正溫度比75℃大是80℃以下,則電流值是80A,持續(xù)時(shí)間是1秒。
控制電路11從過電流判定表確定與計(jì)算出的修正溫度Tc對(duì)應(yīng)的溫度范圍,選擇與該溫度范圍對(duì)應(yīng)的電流值以及持續(xù)時(shí)間。以下,將選擇出的電流值以及持續(xù)時(shí)間分別稱為選擇電流值、選擇持續(xù)時(shí)間。
在S19中,控制電路11使用電流檢測電路17(分流電阻)測定當(dāng)前的電流值。如上所述,控制電路11在正在進(jìn)行電動(dòng)機(jī)停止處理期間,將電流檢測電路17檢測出的電流與時(shí)間的關(guān)系進(jìn)行存儲(chǔ)。在S19中,控制電路11使用電流檢測電路17確定當(dāng)前的電流值,并且參照過電流判定表。
在S21中,控制電路11根據(jù)電流檢測電路17的檢測結(jié)果,判定檢測電流為選擇電流值以上的狀態(tài)是否持續(xù)了比選擇持續(xù)時(shí)間長的期間。在此,所謂的檢測電流為選擇電流值以上的狀態(tài)持續(xù)表示在檢測電流成為選擇電流值以上之后,一次也沒有低于選擇電流值的狀態(tài)持續(xù)。但是,例如即使在短的期間(例如0.2秒)檢測電流低于選擇電流值,也可以作為檢測電流在選擇電流值以上的狀態(tài)持續(xù)。S21的判定是判定二次電池53的負(fù)載變大,是否不應(yīng)該在此之上輸出電力。因此,上述原因在于,即使假設(shè)在極短的期間電流值下降,該電流降也不會(huì)成為針對(duì)二次電池53的負(fù)載減輕。
當(dāng)在S21中判斷為滿足過電流判定條件時(shí)(S21:是),處理向S31轉(zhuǎn)移,使電動(dòng)機(jī)12停止。當(dāng)在S21中滿足過電流判定條件時(shí),不進(jìn)行S29中的來自電池保護(hù)IC51的停止信號(hào)的判定而停止電動(dòng)機(jī)12。這是因?yàn)橥ㄟ^計(jì)算修正溫度Tc,能夠高精度地求出二次電池53的溫度,因此,能夠恰當(dāng)?shù)匾种贫坞姵?3的輸出電力。
如圖4、5所示,當(dāng)考慮不修正熱敏電阻測定溫度來進(jìn)行控制的情況時(shí),熱敏電阻57所示的溫度是比實(shí)際溫度延遲的值(換言之,比實(shí)際溫度低的值)的可能性高。因此,需要對(duì)電流值、其持續(xù)時(shí)間設(shè)置安全裕量來進(jìn)行控制。在本實(shí)施方式中,通過計(jì)算修正溫度Tc,不需要設(shè)置那樣的安全裕量。由此,能夠準(zhǔn)確地控制二次電池53能夠輸出的電力。具體來說,能夠一邊參照過電流判定表,一邊與修正溫度Tc對(duì)應(yīng)地增大輸出電流,延長其持續(xù)時(shí)間。此外,如圖2所示,電池保護(hù)IC51在輸出電流是75A以上的狀態(tài)持續(xù)了0.5秒以上的情況下輸出停止信號(hào)。另一方面,在圖6的過電流判定表中,即使溫度范圍比75℃大是80℃以下,電流值80A也持續(xù)1秒。因此,在通過S21進(jìn)行過電流判定條件的判斷之前,控制電路11從電池保護(hù)IC51接收停止信號(hào)。但是,在本實(shí)施方式中,即使控制電路11從電池保護(hù)IC51接收到停止信號(hào),在通過S21判斷為滿足過電流判定條件之前不停止電動(dòng)機(jī)12。由此,能夠從二次電池53直到極限附近引出電力。通過來自電池保護(hù)IC51的停止信號(hào)來停止電動(dòng)機(jī)12的情況相當(dāng)于第一模式,即使從電池保護(hù)IC51接收到停止信號(hào)也不停止電動(dòng)機(jī)12的(持續(xù)旋轉(zhuǎn))情況相當(dāng)于第二模式。
當(dāng)在S21中進(jìn)行了否定判定時(shí)(S21:否),在S23中,控制電路11檢測施加在正極端子22的電壓。在S25中,控制電路11判定檢測出的電壓是否低于預(yù)定的電壓值(例如12V)。換言之,控制電路11判定是否存在二次電池53為過放電狀態(tài)的可能性。如果檢測出的電壓在預(yù)定的電壓值以上,則判斷為不存在二次電池53為過放電狀態(tài)的可能性,處理返回到S3。
如果檢測出的電壓低于預(yù)定的電壓值,則在S27中,控制電路11判斷是否從電池保護(hù)IC51接收到停止信號(hào)。在接收到停止信號(hào)時(shí)(S27:是),在S31中使電動(dòng)機(jī)12停止。
另一方面,在沒有接收到停止信號(hào)的情況下(S27:否),處理返回到S3。電池保護(hù)IC51針對(duì)每個(gè)元件來檢測電壓,判斷各元件是否為過放電。另一方面,控制電路在S25中判定整個(gè)二次電池53的電壓值。因此,關(guān)于過放電,電池保護(hù)IC51的判定精度高。因此,即使通過S25進(jìn)行了肯定判定,如果沒有接收到停止信號(hào),則判斷為各電池單元53a并非處于過放電狀態(tài),不使電動(dòng)機(jī)停止。
在上述的處理中,S9-S21的處理對(duì)應(yīng)于第二模式,執(zhí)行S27、S29的處理對(duì)應(yīng)于第一模式。此外,S7、S9的處理對(duì)應(yīng)于狀態(tài)檢測單元。
根據(jù)上述的實(shí)施方式的電動(dòng)工具10的結(jié)構(gòu),即使控制電路11從電池保護(hù)IC51接收到停止信號(hào),如果S21的判定不是肯定判定,則控制電路11繼續(xù)維持向電動(dòng)機(jī)12的供電。圖7是表示以往進(jìn)行了根據(jù)停止信號(hào)使電動(dòng)機(jī)12停止的控制時(shí)的時(shí)間與電流的關(guān)系的圖表。如圖2所示,電池保護(hù)IC51在持續(xù)0.5秒輸出了75A以上的電流的情況下,輸出停止信號(hào)。因此,在以往的控制中,在輸出75A以上的電力后經(jīng)過0.5秒之后控制電路11使電動(dòng)機(jī)12停止。此外,電池保護(hù)IC51在輸出停止信號(hào)時(shí)沒有考慮二次電池53的溫度。也就是說,不管二次電池53的溫度,在75A以上的電流持續(xù)了0.5秒的情況下,一律停止電動(dòng)機(jī)12。
另一方面,圖8是表示進(jìn)行了本實(shí)施方式的電動(dòng)機(jī)停止處理時(shí)的時(shí)間與電流的關(guān)系的圖表。此外,將進(jìn)行了圖8的處理時(shí)的修正溫度設(shè)為55℃以下。與以往的處理相同地,在持續(xù)0.5秒輸出了75A的電流時(shí),電池保護(hù)IC51輸出停止信號(hào)。但是,在本實(shí)施方式中,由于在S7進(jìn)行否定判定因此不進(jìn)行S29的判定。此外,在該階段S21的判定也進(jìn)行否定判定,因此,維持二次電池53的電力輸出。之后,當(dāng)電流上升至100A時(shí),成為圖6的過電流判定表中的與修正溫度55℃以下對(duì)應(yīng)的電流值100A以上的狀態(tài)。因此,在100A以上的狀態(tài)持續(xù)了10秒以上的時(shí)刻停止電動(dòng)機(jī)12。
若將圖7、8進(jìn)行比較,在本實(shí)施方式中,與以往相比能夠在相當(dāng)長的期間持續(xù)輸出電力。這是因?yàn)樵谝酝奶幚碇袥]有考慮二次電池53的溫度,因此用于輸出電力的安全裕量取值非常大。與此相對(duì),在本實(shí)施方式中考慮推定了二次電池53的溫度的修正溫度Tc,并選擇與該修正溫度Tc對(duì)應(yīng)的電流值與持續(xù)時(shí)間,因此,能夠在可輸出電力的范圍內(nèi)持續(xù)輸出電力,以便不會(huì)對(duì)二次電池53施加大的負(fù)載。由此,能夠延長電動(dòng)工具10的使用時(shí)間,并且能夠提高其最大輸出。
此外,在電池溫度是80℃以上時(shí)(S7:是),且在控制電路11接收到停止信號(hào)時(shí),停止電動(dòng)機(jī)12。由此,在溫度變大時(shí),能夠切換為使用了停止信號(hào)的控制,因此,能夠抑制對(duì)二次電池53施加所需以上的負(fù)載。
此外,當(dāng)在S25的判定中電池電壓低于預(yù)定的電壓值(S25:是),并且在S27中控制電路11接收到停止信號(hào)(S27:是)的情況下,也停止電動(dòng)機(jī)12。當(dāng)在S27進(jìn)行肯定判定時(shí),能夠判斷為由于二次電池53的電池單元53a中的任意一個(gè)是過放電狀態(tài)而輸出了停止信號(hào)。該情況下,控制電路11根據(jù)停止信號(hào)來停止電動(dòng)機(jī)12。由此能夠在電池單元53a處于過放電狀態(tài)時(shí)切實(shí)地停止電動(dòng)機(jī)12。
另一方面,當(dāng)在S25中進(jìn)行了否定判定時(shí),例如即使保護(hù)電路IC51輸出停止信號(hào),推定為保護(hù)電路51由于判定為過電流狀態(tài)而輸出了該停止信號(hào)。該情況下不進(jìn)行S27的判定,維持使電動(dòng)機(jī)12旋轉(zhuǎn)。換言之,當(dāng)通過S25進(jìn)行了否定判定時(shí),控制電路11忽略停止信號(hào)。這是因?yàn)樵诒緦?shí)施方式中S21代替了過電流的判定。如上所述,通過在S21進(jìn)行過電流的判定,能夠延長電動(dòng)機(jī)12的驅(qū)動(dòng)時(shí)間。
本發(fā)明的電動(dòng)工具不限于上述的實(shí)施方式,能夠在權(quán)利要求書所記載的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變形或改良。
例如,在S15中,在計(jì)算出修正溫度Tc之后,也可以與S7同樣地判斷修正溫度Tc是否比80℃大。在修正溫度Tc比80℃大時(shí)轉(zhuǎn)移到S29的判定。由此,能夠在更加安全的范圍內(nèi)使二次電池53停止輸出。
也可以通過數(shù)學(xué)式(1)以外來求出修正溫度Tc的修正溫度。例如,可以使常數(shù)a與電動(dòng)機(jī)12的啟動(dòng)時(shí)間對(duì)應(yīng)地變化。
或者,也可以每隔預(yù)定時(shí)間來檢測電流檢測電路17檢測出的電流值、以及施加在正極端子22的電壓值,根據(jù)該檢測結(jié)果和電動(dòng)機(jī)12旋轉(zhuǎn)前的溫度,推定二次電池53的溫度。也可以將這樣推定出的溫度作為修正溫度Tc來處理。
在上述的實(shí)施方式中,當(dāng)在S3中打開了熱保護(hù)器時(shí),或者,在S7中在電池溫度比80℃大時(shí),基于S29的停止信號(hào)進(jìn)行了控制。此外,當(dāng)在S25中電池電壓低于12V時(shí),也在S27中基于停止信號(hào)進(jìn)行了控制。除此之外,例如,也可以監(jiān)視電動(dòng)機(jī)12的轉(zhuǎn)速,在該轉(zhuǎn)速低于預(yù)定值時(shí)基于停止信號(hào)進(jìn)行控制。如果轉(zhuǎn)速低于預(yù)定值,即認(rèn)為電動(dòng)機(jī)12處于鎖定狀態(tài),可判斷為流經(jīng)電動(dòng)機(jī)12的電流變大。因此,在轉(zhuǎn)速低于預(yù)定值時(shí)基于停止信號(hào)進(jìn)行控制,由此能夠切實(shí)地停止電動(dòng)機(jī)12。
[第二實(shí)施方式]
以下,一邊參照圖9至圖20一邊對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的電池組100以及電動(dòng)工具200進(jìn)行說明。圖9是包含用于表示電池組100以及電動(dòng)工具200的結(jié)構(gòu)的框圖在內(nèi)的電路圖,表示了將電池組100與電動(dòng)工具200連接的狀態(tài)。電池組100在將電池組100與電動(dòng)工具200相連接的狀態(tài)下作為電動(dòng)工具200的驅(qū)動(dòng)電源而使用。此外,電動(dòng)工具200構(gòu)成為在該狀態(tài)下將電池組100作為驅(qū)動(dòng)單元使用從而能夠進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
如圖9所示,電池組100具有:放電正極端子100A、放電負(fù)極端子100B、信號(hào)輸出端子100C、電池組合110、電池保護(hù)IC120、電源電路130、溫度測量電路140、分流電阻150、電流測量電路160以及微型計(jì)算機(jī)170。
放電正極端子100A、放電負(fù)極端子100B以及信號(hào)輸出端子100C是在將電池組100與電動(dòng)工具200相連接的狀態(tài)下,分別與電動(dòng)工具200的預(yù)定端子相連接而構(gòu)成的端子。放電正極端子100A以及放電負(fù)極端子100B是用于將電池組合110的電力提供給電動(dòng)工具200的端子。信號(hào)輸出端子100C是與微型計(jì)算機(jī)170連接,用于將從微型計(jì)算機(jī)170輸出的各種信號(hào)輸出到電動(dòng)工具200的端子。將放電正極端子100A與放電負(fù)極端子100B相連接的電路作為供給電路發(fā)揮功能。
電池組合110是將電池單元110A串聯(lián)連接5個(gè)單元而得到的組合,收納在電池組100的未圖示的殼體內(nèi)。在本實(shí)施方式中,電池單元100A例如是能夠充電的鋰離子電池。在電池組合110中電位最高的電池單元110A的正極端子與放電正極端子100A連接。此外,在電池組合110中電位最低的電池單元110A的負(fù)極端子經(jīng)由分流電阻150與放電負(fù)極端子100B連接。電池單元110A是二次電池單元的一例。
電池保護(hù)IC120是對(duì)構(gòu)成電池組合110的各個(gè)電池單元110A的電壓單獨(dú)進(jìn)行監(jiān)視的IC。電池保護(hù)IC120在電池單元110A的電壓(1單元的電壓)超過過充電閾值時(shí)判定為是過充電狀態(tài),在為過放電閾值以下時(shí)判斷為是過放電狀態(tài)。電池保護(hù)IC120在判斷電池單元110A中的一個(gè)單元是過充電狀態(tài)或過放電狀態(tài)時(shí),將表示過充電狀態(tài)或者過放電狀態(tài)的信號(hào)輸出至微型計(jì)算機(jī)170。
電源電路130是由穩(wěn)壓器等構(gòu)成的恒壓電源電路,對(duì)電池組合110的電壓進(jìn)行變換且使其穩(wěn)定后輸出至微型計(jì)算機(jī)170。
溫度測量電路140是測量電池單元110A的電池溫度,將作為該測量結(jié)果的電池溫度輸出至微型計(jì)算機(jī)170的電路,主要由熱敏電阻以及電壓換算電路構(gòu)成。將熱敏電阻接近電池單元110A來設(shè)置,能夠測量電池單元110A的電池溫度。電壓換算電路將熱敏電阻的電阻值換算成電壓,將該電壓作為表示電池單元110A的電池溫度的信號(hào)輸出至微型計(jì)算機(jī)170。溫度測量電路140作為測量單元發(fā)揮功能。
分流電阻150是用于測量放電電流的電阻,設(shè)置于電池組合110與放電負(fù)極端子100B之間。
電流測量電路160是測量放電電流,將作為該測量結(jié)果的放電電流的值輸出至微型計(jì)算機(jī)170的電路。電流測量電路160測量通過放電電流流經(jīng)分流電阻150而產(chǎn)生的電壓降的值,將該電壓降的值換算成電壓,將該電壓作為表示放電電流的值的信號(hào)輸出至微型計(jì)算機(jī)170。電流測量電路160作為測量單元以及電流測量單元發(fā)揮功能。
微型計(jì)算機(jī)170主要具有ROM、運(yùn)算部、RAM、計(jì)時(shí)功能、A/D輸入端口以及輸出端口,進(jìn)行從電池組100向電動(dòng)工具200的電力供給的控制即進(jìn)行放電控制。ROM是非易失性的存儲(chǔ)區(qū)域,存儲(chǔ)有在放電控制中使用的處理程序、各種閾值、表等。運(yùn)算部按照放電處理程序?qū)υ贏/D輸入端口輸入的各種信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算處理,并從輸出端口輸出該處理的結(jié)果。RAM是易失性的存儲(chǔ)區(qū)域,在CPU進(jìn)行運(yùn)算處理時(shí)等暫時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。計(jì)時(shí)功能是測量時(shí)間的功能,對(duì)電池組合110放電的時(shí)間(放電期間)、其他放電控制所需的時(shí)間等進(jìn)行測量。微型計(jì)算機(jī)170作為測量單元、期間測量單元以及放電停止單元發(fā)揮功能。
A/D輸入端口具有多個(gè)端口,與電池保護(hù)IC120、溫度測量電路140以及電流測量電路160連接。在與電池保護(hù)IC120連接的端口輸入從電池保護(hù)IC120輸出的表示過充電狀態(tài)或者過放電狀態(tài)的信號(hào)。在與溫度測量電路140連接的端口輸入從溫度測量電路140輸出的表示電池溫度的信號(hào)。在與電流測量電路160連接的端口輸入從電流測量電路160輸出的表示放電電流的值的信號(hào)。輸出端口與信號(hào)輸出端子100C連接,將根據(jù)運(yùn)算部按照處理程序進(jìn)行運(yùn)算處理后的結(jié)果用于使FET230成為接通狀態(tài)的FET接通信號(hào)、用于使FET230斷開的FET斷開信號(hào)等預(yù)定的信號(hào)輸出到電動(dòng)工具200。另外,對(duì)于微型計(jì)算機(jī)170進(jìn)行的放電控制在后面進(jìn)行敘述。FET斷開信號(hào)是停止信號(hào)的一例。
接下來,對(duì)于電動(dòng)工具200進(jìn)行說明。如圖9所示,電動(dòng)工具200主要具有輸入正極端子200A、輸入負(fù)極端子200B、信號(hào)輸入端子200C、電動(dòng)機(jī)210、觸發(fā)開關(guān)220、FET230、FET控制部240以及保持電路250。另外,電動(dòng)工具200構(gòu)成為具有上述結(jié)構(gòu)之外未圖示的機(jī)殼、齒輪機(jī)構(gòu)、輸出部等以往的電動(dòng)工具所具有的一般結(jié)構(gòu),將電池組100作為驅(qū)動(dòng)電源使得電動(dòng)機(jī)210進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng),由此,能夠?qū)Ρ患庸ぜM(jìn)行加工,即能夠進(jìn)行螺絲緊固、切斷、研磨、磨削等希望的作業(yè)。例如,電動(dòng)工具200是圓鋸、研磨機(jī)、驅(qū)動(dòng)鉆機(jī)等。
在將電動(dòng)工具200與電池組100連接的狀態(tài)下,輸入正極端子200A、輸入負(fù)極端子200B以及信號(hào)輸入端子200C分別與放電正極端子100A、放電負(fù)極端子100B以及信號(hào)輸出端子100C連接。
電動(dòng)機(jī)210的一個(gè)端子經(jīng)由觸發(fā)開關(guān)220與輸入正極端子200A連接,另一端子經(jīng)由FET230與輸入負(fù)極端子200B連接。電動(dòng)機(jī)210在將電動(dòng)工具200與電池組100相連接,并且觸發(fā)開關(guān)220以及FET230都是接通狀態(tài)時(shí),從電池組100對(duì)其供給驅(qū)動(dòng)電源從而開始旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)。當(dāng)電動(dòng)機(jī)210開始了驅(qū)動(dòng)時(shí),未圖示的輸出部開始驅(qū)動(dòng),電動(dòng)工具200成為能夠加工被加工件的狀態(tài)。
觸發(fā)開關(guān)220是用戶進(jìn)行操作的開關(guān),在接通狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)210與輸入正極端子200A為導(dǎo)通狀態(tài),在斷開狀態(tài)下電動(dòng)機(jī)210與輸入正極端子200A為非導(dǎo)通狀態(tài)。
FET230是用于切斷流經(jīng)電動(dòng)機(jī)210的電流的開關(guān)元件,通過在其柵極施加預(yù)定的電壓而處于接通狀態(tài),通過將其柵極接地而處于斷開狀態(tài)。FET230在接通狀態(tài)下使電動(dòng)機(jī)210與輸入負(fù)極端子200B為導(dǎo)通狀態(tài),在斷開狀態(tài)下使電動(dòng)機(jī)210與輸入負(fù)極端子200B為非導(dǎo)通狀態(tài)。
FET控制部240是進(jìn)行FET230控制的電路,與信號(hào)輸入端子200C連接。FET控制部240根據(jù)從微型計(jì)算機(jī)170經(jīng)由信號(hào)輸入端子200C輸出的信號(hào)來進(jìn)行FET230的控制。FET230以及FET控制部240作為驅(qū)動(dòng)停止單元發(fā)揮功能。
保持電路250在電動(dòng)工具200的驅(qū)動(dòng)過程中(觸發(fā)開關(guān)220接通狀態(tài)),在FET230為斷開狀態(tài)時(shí),與FET控制部240的動(dòng)作無關(guān)而保持FET230的斷開狀態(tài)。例如是以下情況:在電動(dòng)工具200進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的過程中通過來自電池組100的信號(hào)等FET230成為斷開狀態(tài)從而電動(dòng)工具200的驅(qū)動(dòng)停止了,但是在該停止后,用戶持續(xù)使觸發(fā)開關(guān)220成為接通狀態(tài)。在這樣的情況下,保持電路250保持電動(dòng)工具200的停止?fàn)顟B(tài),由此防止電動(dòng)工具200從停止?fàn)顟B(tài)突然恢復(fù)到驅(qū)動(dòng)狀態(tài)。
保持電路250由多個(gè)FET、晶體管等構(gòu)成,與電動(dòng)機(jī)210和FET230之間的連接點(diǎn)200a連接。保持電路250在觸發(fā)開關(guān)220是接通狀態(tài)且FET230為斷開狀態(tài)時(shí),利用連接點(diǎn)200a的電位將FET230的柵極接地,由此保持FET230的斷開狀態(tài)。連接點(diǎn)200a的電位在觸發(fā)開關(guān)220是接通狀態(tài)且FET230是接通狀態(tài)時(shí)大致是0V,在觸發(fā)開關(guān)220是接通狀態(tài)且FET230是斷開狀態(tài)時(shí)為電池組合110的電壓。
接下來,參照圖10至圖20對(duì)本實(shí)施方式的電池組100的微型計(jì)算機(jī)170進(jìn)行的放電控制進(jìn)行說明。
本實(shí)施方式的電池組100以抑制過電流造成的電池組故障,并且能夠最大限度地利用電動(dòng)工具的性能為目的來進(jìn)行放電控制。過電流引起的電池組的故障的風(fēng)險(xiǎn)具有隨著電池溫度上升而變高的趨勢。因此,在本實(shí)施方式中,基于預(yù)定條件來測量放電期間,并根據(jù)電池溫度來決定針對(duì)放電期間的最大允許期間以及針對(duì)放電電流的過電流閾值,在放電期間超過最大允許期間時(shí)或者放電電流超過過電流閾值時(shí)停止放電。最大允許期間是允許期間的一例。
更詳細(xì)來說,構(gòu)成為在放電期間短的情況下增大過電流閾值,隨著放電期間變長而減少過電流閾值,隨著電池溫度升高而進(jìn)一步減少該過電流閾值。換言之,構(gòu)成為在放電電流小時(shí)延長最大允許期間,隨著放電電流變大縮短最大允許期間,隨著電池溫度升高進(jìn)一步縮短該最大允許期間。
此外,即使長時(shí)間連續(xù)流過比較小的放電電流(以下,設(shè)為可連續(xù)使用的放電電流),也能夠特別是不產(chǎn)生故障地使用電池組100。在該情況下構(gòu)成為不測量放電期間,不對(duì)放電期間設(shè)置限制。并且,決定閾值(后述的I0),該閾值用于規(guī)定可連續(xù)使用的放電電流的上限,在超過該閾值時(shí)開始進(jìn)行放電期間的測量。
一邊參照圖10至圖13,一邊對(duì)最大允許期間以及過電流閾值進(jìn)行說明。圖10至圖13表示與電池溫度對(duì)應(yīng)的最大允許期間以及過電流閾值。圖10是電池溫度低于0℃(第一溫度范圍)的情況,圖11是電池溫度為0℃以上低于40℃(第二溫度范圍)的情況,圖12是電池溫度為40℃以上低于60℃(第三溫度范圍)的情況,圖13是電池溫度為60℃以上(第四溫度范圍)的情況。圖中的實(shí)線表示與測量出的放電期間對(duì)應(yīng)地變更的過電流閾值,如果從不同的觀點(diǎn)來看則表示與放電電流對(duì)應(yīng)地變更的最大允許期間。此外,圖中的I0是用于規(guī)定可連續(xù)使用的放電電流的上限的閾值。I0是預(yù)定電流值的一例。
如圖10至圖13所示,將最大允許期間決定為在電池溫度恒定時(shí)隨著放電電流變大而成為更短的期間。
此外,將最大允許期間決定為在使放電電流恒定時(shí),隨著電池溫度升到而成為更短的期間。詳細(xì)來說,設(shè)Ta為屬于第一溫度范圍的電池溫度,Tb為屬于第二溫度范圍的電池溫度,Tc為屬于第三溫度范圍的電池溫度,Td為屬于第四溫度范圍的電池溫度。設(shè)放電電流為Ir且相同,當(dāng)進(jìn)行比較時(shí),最大允許期間在電池溫度為Ta時(shí)被決定為Pa,在電池溫度為Tb時(shí)被決定為Pb,在電池溫度為Tc時(shí)被決定為Pc,在電池溫度為Td時(shí)被決定為Pd,滿足Pa>Pb>Pc>Pd的關(guān)系。另外,圖中的t1、t2、t3、t4滿足t1>t2>t3>t4的關(guān)系。
如圖10至圖13所示,將過電流閾值決定為在電池溫度恒定時(shí),隨著放電期間變長而成為更小的值。
此外,將過電流閾值決定為在使放電期間恒定時(shí),隨著電池溫度升高而成為更小的值。放電期間為Pr且相同,當(dāng)進(jìn)行比較時(shí),過電流閾值在電池溫度是Ta時(shí)被決定為Ia,在電池溫度是Tb時(shí)被決定為Ib,在電池溫度是Tc時(shí)被決定為Ic,在電池溫度是Td時(shí)被決定為Id,滿足Ia>Ib>Ic>Id的關(guān)系。另外,圖中的I1、I2、I3、I4是各溫度范圍中的最大的過電流閾值,滿足I1>I2>I3>I4的關(guān)系。
如上所述,通過決定最大允許期間或過電流閾值,將圖10至圖13中的陰影的部分規(guī)定為電動(dòng)工具200能夠進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)區(qū)域,將沒有陰影的區(qū)域規(guī)定為電動(dòng)工具200停止驅(qū)動(dòng)的停止區(qū)域。
另外,將這樣的每個(gè)溫度范圍的放電電流與最大允許期間的關(guān)系以及放電期間與過電流閾值的關(guān)系存儲(chǔ)于微型計(jì)算機(jī)170的ROM中。該關(guān)系可以是放電電流與最大允許期間的關(guān)系式、放電期間與過電流閾值的關(guān)系式,還可以是表示放電電流與最大允許期間的對(duì)應(yīng)的表、表示放電期間與過電流閾值的對(duì)應(yīng)的表。在該關(guān)系為表時(shí),表內(nèi)沒有的數(shù)值可通過微型計(jì)算機(jī)170進(jìn)行運(yùn)算來補(bǔ)充。
圖14至圖16是表示電池組100的放電控制的一例的流程圖。
首先,在步驟101中,判斷是否檢測出過放電信號(hào)。關(guān)于是否檢測出過放電信號(hào)的判斷,通過是否從電池保護(hù)IC120向微型計(jì)算機(jī)170輸出了表示過放電狀態(tài)的信號(hào)來進(jìn)行判斷。
在檢測出過放電信號(hào)時(shí)(步驟101:是),重復(fù)步驟101,直到未檢測出過放電信號(hào)為止重復(fù)步驟101,換言之在檢測出過放電信號(hào)期間不驅(qū)動(dòng)電動(dòng)工具200。另一方面,在判斷為沒有檢測出過放電信號(hào)時(shí)(步驟101:否),在步驟102中輸出用于使電動(dòng)工具200的FET230為接通狀態(tài)的FET信號(hào)。
將FET接通信號(hào)從微型計(jì)算機(jī)170的輸出端口經(jīng)由信號(hào)輸出端子100C以及信號(hào)輸入端子200C輸出至FET控制部240。FET控制部240在從微型計(jì)算機(jī)170輸入了FET接通信號(hào)時(shí),將電壓信號(hào)輸出至FET230的柵極以使FET230成為接通狀態(tài)。
在FET230成為接通狀態(tài)之后,在步驟103中判斷觸發(fā)開關(guān)220是否是接通狀態(tài),即判斷用戶是否操作電動(dòng)工具200的觸發(fā)開關(guān)220來開始了驅(qū)動(dòng)。關(guān)于觸發(fā)開關(guān)220是否是接通狀態(tài)的判斷,使用電流測量電路160來檢測在分流電阻150中是否流過放電電流來進(jìn)行。即在從電流測量電路160向微型計(jì)算機(jī)170的A/D輸入端口輸入了表示放電電流的值的信號(hào)時(shí),判斷為流過放電電流。
在判斷為觸發(fā)開關(guān)220不是接通狀態(tài)時(shí)(步驟103:否),重復(fù)步驟103,直到觸發(fā)開關(guān)220成為接通狀態(tài)為止進(jìn)行待機(jī)。另一方面,在觸發(fā)開關(guān)220是接通狀態(tài)時(shí)即電動(dòng)工具200開始了驅(qū)動(dòng)且電池組合110開始了放電時(shí)(步驟103:是),在步驟104中,開始測量電池單元110A的電池溫度。關(guān)于電池溫度的測量,通過溫度測量電路140向微型計(jì)算機(jī)170輸出表示電池溫度的信號(hào)來進(jìn)行。
在步驟105中設(shè)為從測定對(duì)象中去除啟動(dòng)電流。如上所述,在本實(shí)施方式的電池組100中,測量放電電流來控制放電即控制電動(dòng)工具200的驅(qū)動(dòng),但是由于電動(dòng)工具200啟動(dòng)時(shí)的啟動(dòng)電流是瞬間的電流,因此要從測定對(duì)象中去除。關(guān)于從測定對(duì)象中去除啟動(dòng)電流,在從步驟103中判斷為觸發(fā)開關(guān)220為接通狀態(tài)的時(shí)間點(diǎn)開始直到經(jīng)過預(yù)定時(shí)間的期間,進(jìn)行將來自電流測量電路160的信號(hào)視為無效值等處理來進(jìn)行去除。另外,步驟103至105的處理大致同時(shí)進(jìn)行。
當(dāng)在步驟105中經(jīng)過預(yù)定時(shí)間之后,在步驟106中判斷放電電流是否是I0以上。關(guān)于放電電流是否是I0以上的判斷,通過將電流測量電路160測量出的放電電流的值與I0進(jìn)行比較來進(jìn)行。另外,關(guān)于放電電流的值,使用預(yù)定時(shí)間的平均電流。
在判斷為放電電流不是I0以上時(shí)(步驟106:否),在步驟107中判斷觸發(fā)開關(guān)220是否是接通狀態(tài)。關(guān)于觸發(fā)開關(guān)220是否是接通狀態(tài)的判斷,通過與步驟103相同的方法來進(jìn)行判斷。
在判斷為觸發(fā)開關(guān)220不是接通狀態(tài)時(shí),即在用戶停止了電動(dòng)工具200的驅(qū)動(dòng)時(shí)(步驟107:否),返回到步驟101,即電動(dòng)工具200停止驅(qū)動(dòng)返回到初始狀態(tài)。另外,當(dāng)返回到初始狀態(tài)時(shí),與是否開始了放電期間的測量無關(guān)而重置放電期間。另一方面,在觸發(fā)開關(guān)220是接通狀態(tài)時(shí)(步驟107:是),在步驟108中,判斷是否檢測出過放電信號(hào)。關(guān)于是否檢測出過放電信號(hào)的判斷,通過與步驟101相同的方法來進(jìn)行判斷。
在判斷為檢測出過放電信號(hào)時(shí)(步驟108:是),在步驟115中,將FET斷開信號(hào)輸出給FET控制部240來使FET230成為斷開狀態(tài)從而切斷放電電流。當(dāng)FET230成為斷開狀態(tài)時(shí),電池組100的電池組合110的放電停止,電動(dòng)工具200的驅(qū)動(dòng)也同時(shí)停止。此外,在FET230成為斷開狀態(tài)時(shí),在用戶使觸發(fā)開關(guān)220成為接通狀態(tài)的期間,在步驟116中保持電路250保持該停止?fàn)顟B(tài),以使電動(dòng)工具200不會(huì)從停止?fàn)顟B(tài)突然變?yōu)轵?qū)動(dòng)狀態(tài)。然后,在觸發(fā)開關(guān)220成為斷開狀態(tài)之后返回到步驟101。
另一方面,當(dāng)在步驟108中判斷為沒有檢測出過放電信號(hào)時(shí)(步驟108:否),返回到步驟106,判斷放電電流是否是I0以上。即,只要在放電電流低于I0,且觸發(fā)開關(guān)220是接通狀態(tài),并且沒有檢測出過放電信號(hào)時(shí),重復(fù)步驟106至108,電動(dòng)工具200持續(xù)驅(qū)動(dòng)。
在步驟106中,當(dāng)判斷為放電電流是I0以上時(shí)(步驟106:是),在步驟109中,開始測量放電期間。關(guān)于放電期間的測量,使用微型計(jì)算機(jī)170的計(jì)時(shí)功能來進(jìn)行。接下來,在步驟110中,判斷在放電期間的測量過程中放電電流是否低于I0。
在判斷為放電電流低于I0時(shí)(步驟110:是),在步驟111中將測量出的放電期間進(jìn)行重置后返回到步驟106。重置放電期間的意義在于,在放電電流低于I0的情況下,即使連續(xù)流過放電電流也可判斷為電池組未處于特別是發(fā)生故障的狀態(tài)。另外,關(guān)于步驟110的判斷,可以通過放電電流低于I0的狀態(tài)是否持續(xù)了預(yù)定時(shí)間來進(jìn)行判斷。通過如此進(jìn)行判斷,能夠排除放電電流瞬間低于I0的情況,能夠更準(zhǔn)確地判斷為電池組并非是發(fā)生故障的狀態(tài)。
在判斷為放電電流并非低于I0時(shí)(步驟110:否),在步驟112中,根據(jù)測量結(jié)果來判斷是否是可動(dòng)作狀態(tài)。關(guān)于是否是可動(dòng)作狀態(tài),首先,根據(jù)當(dāng)前的電池溫度從圖10至圖13所示的放電電流與最大允許期間的關(guān)系中提取應(yīng)該參照的關(guān)系,參照該提取出的關(guān)系來確定與當(dāng)前的放電電流對(duì)應(yīng)的最大允許期間。然后,通過當(dāng)前的放電期間是否超過所確定的最大允許期間來進(jìn)行判斷?;蛘?,也可以根據(jù)當(dāng)前的電池溫度從圖10至圖13所示的放電期間與過電流閾值的關(guān)系中提取應(yīng)該參照的關(guān)系,參照該提取出的關(guān)系來確定與當(dāng)前的放電期間對(duì)應(yīng)的過電流閾值,通過當(dāng)前的放電電流是否超過所確定的過電流閾值來進(jìn)行判斷。
在判斷為是可動(dòng)作狀態(tài)時(shí)(步驟112:是),在步驟113中,判斷觸發(fā)開關(guān)220是否是接通狀態(tài)。關(guān)于觸發(fā)開關(guān)220是否是接通狀態(tài)的判斷,通過與步驟103相同的方法來進(jìn)行判斷。
在判斷為觸發(fā)開關(guān)220不是接通狀態(tài)時(shí),即用戶停止了電動(dòng)工具200的驅(qū)動(dòng)時(shí)(步驟113:否),返回到步驟101,即電動(dòng)工具200停止驅(qū)動(dòng)返回到初始狀態(tài)。另一方面,當(dāng)觸發(fā)開關(guān)220是接通狀態(tài)時(shí)(步驟113:是),在步驟114中判斷是否檢測出過放電信號(hào)。關(guān)于是否檢測出過放電信號(hào)的判斷,通過與步驟101相同的方法來進(jìn)行判斷。
在判斷為檢測出過放電信號(hào)時(shí)(步驟114:是),進(jìn)行上述的步驟115以及116的處理,電動(dòng)工具200停止并返回到初始狀態(tài)。
另一方面,當(dāng)在步驟114中判斷為沒有檢測出過放電信號(hào)時(shí)(步驟114:否),返回到步驟110,判斷放電電流是否低于I0。即,只要在放電電流在I0以上,且是可動(dòng)作狀態(tài),并且觸發(fā)開關(guān)220是接通狀態(tài),并且沒有檢測出過放電信號(hào)時(shí),重復(fù)步驟110至114,電動(dòng)工具200持續(xù)驅(qū)動(dòng)。
當(dāng)在步驟112中判斷為并非是可動(dòng)作狀態(tài)時(shí)(步驟112:否),進(jìn)行上述的步驟115以及116的處理,電動(dòng)工具200停止并返回到初始狀態(tài)。
接下來,參照圖17至圖20,對(duì)使用電池組100的放電控制來驅(qū)動(dòng)電動(dòng)工具200時(shí)的放電電流以及放電期間進(jìn)行說明。圖17至圖20是表示進(jìn)行電池組100的放電控制時(shí)的放電電流的時(shí)間變化的概念圖。
圖17以及圖18表示了電池溫度處于相同的溫度范圍,且放電電流不同時(shí)的放電電流的時(shí)間變化。另外,圖17中的I5以及圖18中的I6表示放電電流的平均電流,滿足I5>I6的關(guān)系。
如圖17以及圖18所示,無論在放電電流是I5的情況以及是I6的情況的哪一個(gè)情況下,都從時(shí)刻t0開始驅(qū)動(dòng)(對(duì)應(yīng)于步驟103),在時(shí)刻t5開始放電期間的測量(對(duì)應(yīng)于步驟109)。之后,在放電電流是I5時(shí),判斷為在時(shí)刻t6不是可動(dòng)作狀態(tài)(對(duì)應(yīng)于步驟112),電動(dòng)工具200的驅(qū)動(dòng)停止(放電停止)。另一方面,在放電電流是I6時(shí),判斷為在時(shí)刻t7(比時(shí)刻t6晚的時(shí)刻)不是可動(dòng)作狀態(tài)(對(duì)應(yīng)于步驟112),電動(dòng)工具200的驅(qū)動(dòng)停止。
如此,放電電流是比I5小的I6的情況與I5的情況相比,能夠長期間連續(xù)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)工具200。若從其他觀點(diǎn)出發(fā),放電期間是比I5長的I6的情況與I5的情況相比,控制為過電流閾值小。如此,關(guān)于圖10至圖13所示的最大允許期間,決定可進(jìn)行如下控制:在放電電流比較小的情況下可長時(shí)間驅(qū)動(dòng)電動(dòng)工具200,在放電電流比較大的情況下為了防止電池組的故障而限制使用。
圖19以及圖20表示了電池溫度處于不同的溫度范圍,且放電電流相同時(shí)的放電電流的時(shí)間變化。另外,圖19以及圖20中的17表示放電電流的平均電流,圖19時(shí)的溫度范圍是比圖20時(shí)的溫度范圍低的溫度范圍。
如圖19以及圖20所示無論在溫度范圍不同的哪個(gè)情況下,都從時(shí)刻t0起開始驅(qū)動(dòng)(對(duì)應(yīng)于步驟103),在時(shí)刻t8開始測量放電期間(對(duì)應(yīng)于步驟109)。然后,在圖19的情況下,判斷為在時(shí)刻t9不是可動(dòng)作狀態(tài)(對(duì)應(yīng)于步驟112),電動(dòng)工具200的驅(qū)動(dòng)停止(放電停止)。另一方面,在圖20的情況下,判斷為在時(shí)刻t10(比時(shí)刻t9早的時(shí)刻)不是可動(dòng)作狀態(tài)(對(duì)應(yīng)于步驟112),電動(dòng)工具200的驅(qū)動(dòng)停止。
如此,溫度范圍比圖11高的圖20的情況與圖19的情況相比,電動(dòng)工具200的驅(qū)動(dòng)時(shí)間短(放電期間短)。如此,關(guān)于圖10至圖13所示的過電流閾值以及最大允許期間,設(shè)定為在電池溫度高時(shí)鑒于電池組發(fā)生故障的風(fēng)險(xiǎn)增加,可進(jìn)行限制使用的控制。此外,若從其他的觀點(diǎn)出發(fā),決定了圖10至圖13所示的過電流閾值以及最大允許期間,從而在不產(chǎn)生電池組故障的范圍內(nèi)能夠進(jìn)行重負(fù)載作業(yè)。
另外,無論在圖17至圖20中的哪一個(gè)情況下,都會(huì)在電動(dòng)工具200的驅(qū)動(dòng)停止之后稍微流過放電電流,但是該放電電流是用于驅(qū)動(dòng)微型計(jì)算機(jī)170等的電流,微小地流過該放電電流的狀態(tài)不會(huì)改變本說明書中所說的放電停止的狀態(tài)。在本說明書中,所謂放電停止是指不流過用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)工具200的放電電流的狀態(tài)。
如上所述,本實(shí)施方式的電池組100構(gòu)成為在放電電流變大時(shí)限制能夠持續(xù)進(jìn)行希望的作業(yè)的時(shí)間,因此,在電動(dòng)工具200的負(fù)載重,放電電流大的情況下,限制可持續(xù)作業(yè)時(shí)間,能夠以一定時(shí)間持續(xù)進(jìn)行希望的作業(yè)。由此,與以往在放電電流超過過電流閾值的情況下停止放電的電池組相比,能夠延長可持續(xù)作業(yè)時(shí)間,能夠在抑制電池組故障的同時(shí),最大限度地利用電動(dòng)工具的性能。
此外,構(gòu)成為在放電電流變大時(shí),電池單元110A的電池溫度高的情況與電池單元110A的電池溫度低的情況相比,將可持續(xù)進(jìn)行希望作業(yè)的時(shí)間縮短,因此即使在放電電流大的情況下也能夠持續(xù)進(jìn)行作業(yè)。在以往的電動(dòng)工具或者電池組中,構(gòu)成為在放電電流超過過電流閾值并以極短的時(shí)間流過后進(jìn)行停止,該極短的時(shí)間并非是能夠進(jìn)行作業(yè)的時(shí)間。即,以往的電池組或者電動(dòng)工具與延長可持續(xù)作業(yè)時(shí)間這樣的本發(fā)明的思想不同,在為過電流時(shí)立即停止作業(yè),因此無法持續(xù)進(jìn)行作業(yè)。與此相對(duì),本實(shí)施方式的電池組100在電池溫度是高溫時(shí)為了抑制電池單元110A的惡化,與低溫時(shí)相比放電時(shí)間(放電期間)短,但是能夠持續(xù)進(jìn)行作業(yè)。由此,能夠在抑制電池組的故障的同時(shí),最大限度地利用電動(dòng)工具的性能。
此外,如上所述,本實(shí)施方式的電池組100具有微型計(jì)算機(jī)170,該微型計(jì)算機(jī)170在放電期間超過最大允許期間時(shí)使放電停止,對(duì)應(yīng)于測量結(jié)果來改變最大允許期間。因此,能夠?qū)?yīng)于電動(dòng)工具的負(fù)載將最大允許期間設(shè)定為適當(dāng)?shù)钠陂g。例如,在以往的電池組的控制中,在電動(dòng)工具的負(fù)載變重,流經(jīng)電池組的放電電流比較大的狀態(tài)下,立即停止放電。但是,根據(jù)電池組100,即使在電動(dòng)工具的負(fù)載重時(shí),也能夠設(shè)定與該負(fù)載對(duì)應(yīng)的最大允許期間。由此,即使在負(fù)載重時(shí),也能夠不立即停止電動(dòng)工具,而在某種程度的期間內(nèi)使用。另一方面,在電動(dòng)工具的負(fù)載輕時(shí),能夠?qū)⒆畲笤试S期間設(shè)定成足夠長的期間。因此,能夠在電池組100沒有故障的范圍內(nèi),最大限度地利用電動(dòng)工具200的性能。
此外,最大允許期間在放電電流恒定時(shí)隨著電池溫度升高而成為更短的期間。因此,在電池溫度比較高電池組100的故障風(fēng)險(xiǎn)增加的狀態(tài)下,縮短放電期間來抑制電池組的故障,在電池溫度比較低電池組100的故障風(fēng)險(xiǎn)低的狀態(tài)下,延長放電期間能夠最大限度地利用電動(dòng)工具的性能。
此外,最大允許期間在電池溫度恒定時(shí),隨著放電電流變大而變?yōu)楦痰钠陂g。因此,在放電電流比較大電池組100的故障風(fēng)險(xiǎn)增加的狀態(tài)下,縮短放電期間抑制電池組的故障,在放電電流比較小電池組100的故障風(fēng)險(xiǎn)低的狀態(tài)下,延長放電期間能夠最大限度地利用電動(dòng)工具200的性能。
此外,從放電電流超過預(yù)定電流值的時(shí)間點(diǎn)起開始測量放電期間,因此通過將預(yù)定電流值設(shè)定成電池組100不會(huì)特別發(fā)生故障的電流值,能夠在不超過預(yù)定電流值的范圍內(nèi)不設(shè)置限制地使用電動(dòng)工具,能夠提升作業(yè)性。
此外,本實(shí)施方式的電池組100具有微型計(jì)算機(jī)170,其在放電電流超過過電流閾值時(shí)使放電停止,對(duì)應(yīng)于測量結(jié)果來改變過電流閾值。因此,能夠?qū)?yīng)于電動(dòng)工具的負(fù)載將過電流閾值設(shè)定為適當(dāng)?shù)闹?。例如,在以往的電池組的控制中,在電動(dòng)工具的負(fù)載重,流經(jīng)電池組的放電電流比較大的狀態(tài)下,立即停止放電。但是,根據(jù)電池組100,即使在電動(dòng)工具的負(fù)載重時(shí),也能夠設(shè)定與該負(fù)載對(duì)應(yīng)的過電流閾值。由此,即使在負(fù)載重時(shí),也能夠不立即停止電動(dòng)工具,能夠在流過比較大的放電電流之前一直使用。因此,在電池組100沒有故障的范圍內(nèi),能夠最大限度地利用電動(dòng)工具200的性能。
此外,過電流閾值在放電期間恒定時(shí)隨著電池溫度升高而成為更小的值。因此,在電池溫度比較高電池組100的故障風(fēng)險(xiǎn)增加的狀態(tài)下,降低過電流閾值來抑制電池組的故障,在電池溫度比較低電池組100的故障風(fēng)險(xiǎn)低的狀態(tài)下,增大過電流閾值能夠最大限度地利用電動(dòng)工具200的性能。
此外,過電流閾值在電池溫度恒定時(shí),隨著放電期間延長而成為更小的值。因此,在放電期間比較長電池組100的故障風(fēng)險(xiǎn)增加的狀態(tài)下,降低過電流閾值來抑制電池組的故障,在放電期間比較長電池組100的故障風(fēng)險(xiǎn)低的狀態(tài)下,增大過電流閾值從而能夠最大限度地利用電動(dòng)工具200的性能。
此外,因?yàn)榘惭b電池組100的電動(dòng)工具200可通過停止信號(hào)來停止放電,因此電池組100可僅通過輸出FET斷開信號(hào)來停止放電,電池組100的結(jié)構(gòu)簡單,能夠提高組裝性。
此外,本實(shí)施方式的電動(dòng)工具200能夠安裝電池組100,具有在從電池組100輸出了FET斷開信號(hào)時(shí)使電動(dòng)機(jī)210的驅(qū)動(dòng)停止的FET230,因此,在將電池組100用作驅(qū)動(dòng)電源時(shí)能夠在抑制電池組100的故障的同時(shí),最大限度地利用電動(dòng)工具200的性能。
此外,電動(dòng)工具200在從電池組100輸出了FET斷開信號(hào)時(shí)切斷流經(jīng)電動(dòng)機(jī)210的放電電流。如此,切斷流經(jīng)電動(dòng)機(jī)210的電流,因此能夠通過簡單的結(jié)構(gòu)使電動(dòng)工具200的驅(qū)動(dòng)停止。
另外,在本實(shí)施方式中,在電池組100側(cè)配置有微型計(jì)算機(jī)170、分流電阻150、電流測量電路160、以及溫度測量電路140,但是即使在電動(dòng)工具200側(cè)配置微型計(jì)算機(jī)170、分流電阻150、電流測量電路160以及溫度測量電路140(熱敏電阻以外的部分),也能夠獲得與本實(shí)施方式同樣的作用效果。該情況下,在電動(dòng)工具200中能夠在通過逆變電路驅(qū)動(dòng)的無刷電動(dòng)機(jī)的控制中使用微型計(jì)算機(jī)170。
本實(shí)施方式的電池組以及電動(dòng)工具不限于上述的實(shí)施方式,在權(quán)利要求書所記載的發(fā)明主旨的范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變更。例如,在本實(shí)施方式中是電池組100的微型計(jì)算機(jī)170進(jìn)行放電控制的結(jié)構(gòu),但是也可以設(shè)為將電動(dòng)工具200的FET控制部240置換成微型計(jì)算機(jī),通過該微型計(jì)算機(jī)來進(jìn)行放電控制的結(jié)構(gòu)。該情況下,優(yōu)選從電池組100的微型計(jì)算機(jī)170向電動(dòng)工具200的微型計(jì)算機(jī)傳送作為測定值的電池溫度、放電期間以及放電電流的信息。
符號(hào)說明
10電動(dòng)工具、11控制電路、12電動(dòng)機(jī)、15切斷電路、17電流檢測電路、19觸發(fā)開關(guān)、50電池組、51保護(hù)電路IC、53二次電池、53a電池單元、57熱敏電阻、59熱保護(hù)器、100電池組、100A放電正極端子、100B放電負(fù)極端子、100C信號(hào)輸出端子、200電動(dòng)工具、200A輸入正極端子、200B輸入負(fù)極端子、200C信號(hào)輸入端子、200a連接點(diǎn)、110電池組合、110A電池單元、120電池保護(hù)IC、130電源電路、140溫度測量電路、150分流電阻、160電流測量電路、170微型計(jì)算機(jī)、210電動(dòng)機(jī)、220觸發(fā)開關(guān)、230FET、240FET控制部、250保持電路。