CN102340043B - 电动工具用蓄电池 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种电动工具用蓄电池，即使在一个电压监视部和电池单元间发生配线连接不良等情况，通过其他的电压监视部也能够监视电池单元的电压，从而防范电动工具用电池单元的过充电等的可靠性提高。本发明涉及的电动工具用蓄电池具有串联连接的多个电池单元(S3)、(S4)，且充放电时能够通过多个电压监视部(32)、(33)对各个电池单元的电压进行双重监视，在将电池单元(S3)的电极与电池单元(S4)的电极电连接的引板(24)上形成有分别与各个电压监视部对应的电压信号取出部位(24a)、(24b)，各电压信号取出部位和各电压监视部分别经由各自的导体(36)、(36c)、(37)、(37c)连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种电动工具用蓄电池，该蓄电池具有串联连接的多个电池单元，并构成为充放电时能够通过多个电压监视部对每个电池单元的电压进行多重监视。
背景技术
在电动工具用蓄电池100中，如图6所示，为了防止对电池单元S1～Sn的过充电等，每个电池单元S1～Sn的电压都用两台电压监视部101、102进行双重监视。因此，假设即使任意一个电压监视部发生了故障，由于另外一个电压监视部动作，所以能够防止过充电。另外，在图6中省略了监视电池单元S1以外的电池单元S2～Sn的电压监视部。
图7用示意立体图表示了用于将电池单元S1的负电极和电池单元S2的正电极的连接部分的电位传导到两台电压监视部101、102的具体配线构造。所述电池单元S1的负电极和电池单元S2的正电极通过引板(lead plate)104电连接，在该引板104的上边中央以向上方延伸的方式形成有带板状的电压信号取出部位104v。而且，所述电压信号取出部位104v的上端部和具有电压监视部101、102的基板105的端子115t连接。进一步，基板105的端子105t和各个电压监视部101、102通过打印在该基板105上的导体107而电连接。
图8是其他电动工具用蓄电池110，该蓄电池110具有连接两块电池单元S的负电极和两块电池单元S的正电极的引板114。在引板114中央形成有电压信号取出部位114v，该电压信号取出部位114v和安装有电压监视部(图示省略)的基板115的端子(图示省略)通过信号线114r电连接。
在所述电动工具用蓄电池100、110中，连接电池单元S的电极的引板104、114和具备两台电压监视部101、102的基板105、115之间通过一根电压信号取出部位104v或信号线114r连接。因此，例如，若在所述电压信号取出部位104v等和基板105之间的连接部位发生配线连接不良，即使两台电压监视部101、102正常工作，也不能够对电池单元S1～Sn的过充电等进行监视。
发明内容
本发明是为了解决所述问题点而产生的，本发明要解决的课题是即使在一个电压监视部和电池单元间的配线发生了连接不良等情况下，通过其他的电压监视部能够对电池单元的电压进行监视，使对电动工具用蓄电池的过充电等的可靠性提高。
所述课题，通过各技术方案的发明来解决。
技术方案1的发明是电动工具用蓄电池，所述电动工具用蓄电池具备多个电池单元，且构成为在充放电时能够通过多个电压监视部对各个电池单元的电压进行多重监视，其特征在于，在与所述电池单元的电极连接的引板上，形成有分别与所述多个电压监视部对应的多个电压信号取出部位，各个电压信号取出部位和各个电压监视部分别经由彼此不同的导体电连接。
根据本发明，形成于引板上的各个电压信号取出部位和各个电压监视部分别经由彼此不同的导体电连接。因此，即使一个电压监视部和引板的对应的电压信号取出部位之间的配线发生连接不良等，也能够用其他的电压监视部继续对所述电池单元的电压实施监视。
因此，对电动工具用蓄电池的过充电等的防止构造的可靠性提高。
根据技术方案2的发明，其特征在于，监视各个电池单元的电压的多个电压监视部构成为在不同的电压下动作。
根据技术方案3的发明，其特征在于，所述电动工具用蓄电池具有监视各个电池单元的电压的第1电压监视部和第2电压监视部，所述第1电压监视部、所述第2电压监视部构成为能够设定充电时的上限电压，且当所述电池单元的电压上升到超过上限设定电压时，能够输出电压上限信号，所述第2电压监视部的上限设定电压被设定为比第1电压监视部的上限设定电压高。
根据技术方案4的发明，其特征在于，第1电压监视部、所述第2电压监视部构成为能够设定放电时的下限电压，且当所述电池单元的电压下降到低于下限设定电压时，能够输出电压下限信号，所述第2电压监视部的下限设定电压被设定为比第1电压监视部的下限设定电压高。
因此，例如，如果第1、第2电压监视部及其配线正常的话，在充电时，最初第1电压监视部输出电压上限信号，然后第2电压监视部输出电压上限信号。另外，在放电时，最初第2电压监视部输出电压下限信号，然后第1电压监视部输出电压下限信号。
因此，通过第1、第2电压监视部的动作顺序等能够早期发现电压监视部的故障或者配线不良等。
根据技术方案5的发明，其特征在于，第2电压监视部的上限设定电压被设定为比电池单元固有的上限充电电压低的电压。
因此，第2电压监视部会在超过电池单元固有的上限充电电压之前动作，从而能够防止过充电于未然。
根据技术方案6的发明，其特征在于，所述电压监视部安装在基板上，引板的电压信号取出部位从该引板呈带状地伸出，且其前端部与所述基板的对应的端子连接。
这样，因为采用将引板延伸到基板的位置的构成，所以难发生配线不良。
根据技术方案7的发明，其特征在于，电压监视部安装在基板上，引板的电压信号取出部位和所述基板的端子间通过信号线连接。
据此，引板的形状不会复杂化，引板的成形变得容易。
根据本发明，因为即使一个电压监视部和电池单元间的配线发生连接不良等的情况下，通过其他的电压监视部也能够监视电池单元的电压，所以防范电动工具用蓄电池的过充电的可靠性得以提高。
附图说明
图1是表示本发明的实施方式1涉及的电动工具用蓄电池的配线构造的示意立体图。
图2是本发明的实施方式1涉及的电动工具用蓄电池的分解立体图。
图3是表示监视所述电动工具用蓄电池中电池单元电压情况的电路图。
图4是表示所述电动工具用蓄电池在充电和放电时电压监视部的动作的图表。
图5是表示变形例涉及的电动工具用蓄电池的配线构造的示意立体图。
图6是表示以往的电动工具用蓄电池的电池单元的电压监视情况的示意电路图。
图7是表示以往的电动工具用蓄电池的配线构造的立体图。
图8是表示以往的电动工具用蓄电池的配线构造的示意立体图。符号说明如下：
22...引板；23...引板；24...引板；24m...引板主体部；24a...第1电压信号取出部位；24b...第2电压信号取出部位；30...基板；32...电压监视部；33...电压监视部；S1...电池单元；S2...电池单元；S3...电池单元；S4...电池单元；OV1...上限设定电压；OV2...上限设定电压；UV1...下限设定电压。
具体实施方式
(实施方式1)
以下，根据图1至图5，对本发明的实施方式1涉及的电动工具用蓄电池10进行说明。此处，图中的前后左右以及上下和电动工具用蓄电池10的前后左右以及上下相对应。
<关于电动工具用蓄电池10的概要>
如图2所示，电动工具用蓄电池10具有蓄电池外壳10c，该蓄电池外壳10c由上部开放的外壳主体12和堵住该外壳主体12的开口32h的盖部14构成。在外壳主体12内前后并列配置有四块圆柱形的电池单元S1～S4，该四块圆柱形的电池单元S1～S4的轴心和该外壳主体12的宽方向(左右方向)一致。在四块电池单元S1～S4上从上面盖有电池单元罩20，该电池单元罩20用于在外壳主体12内对电池单元S1～S4定位。进一步，在电池单元罩20的侧面，在规定位置安装有用于将四块电池单元S1～S4串联地电连接的第1～第5引板21、22、23、24、25。即，如图3的电路图所示，第1引板21和电池单元S1的负电极连接，第2引板22和电池单元S1的正电极以及电池单元S2的负电极连接。另外，第3引板23和电池单元S2的正电极以及电池单元S3的负电极连接，第4引板24和电池单元S3的正电极以及电池单元S4的负电极连接。而且，第5引板25和电池单元S4的正电极连接。
另外，如图2所示，在电池单元罩20的上侧配置有电动工具用蓄电池10的电路基板30。如图3所示，在基板30上设置有监视各个电池单元S1～S4的电压的No11～No14电压监视部32、No21电压监视部33以及电池单元S1～S4的温度检测电路(图示省略)等。另外，如图2所示，在基板30上安装有与电动工具的终端(图示省略)或充电器的终端(图示省略)连接的蓄电池终端35。如图3所示，蓄电池终端35由电动工具用蓄电池10的正极终端P、负极终端N、电压上限信号用终端OV1及OV2、以及电压下限信号用终端UV1等构成。
如图2所示，蓄电池外壳10c的盖部14上形成有左右一对的导轨部14c，该导轨部14c构成为能够与电动工具的连结部(图示省略)或者充电器的连结部(图示省略)连结。而且，在该一对导轨部14c之间形成有将电动工具的终端(图示省略)或充电器的终端(图示省略)导入到蓄电池终端35的多个导向切缝14s。
<关于电压监视部32、33>
如图3所示，No11～No14电压监视部32是分别监视对应的电池单元S1～S4的电压的IC，并且该No11～No14电压监视部32构成为充电时电池单元S1～S4的电压上升到超过上限设定电压OV1时，能够输出电压上限信号R。并且，该No11～No14电压监视部32构成为电动工具用蓄电池10在电动工具上使用时(放电时)电池单元S1～S4的电压下降到低于下限设定电压UV1时，能够输出电压下限信号T。
No21电压监视部33是与No11～No14电压监视部32平行地分别对对应的电池单元S1～S4的电压进行监视的IC。即，如图3所示，No21电压监视部33构成为能够对电池单元S1、S2、S3、S4的各自的电压进行监视。而且，该No21电压监视部33构成为充电时电池单元S1～S4的电压上升到超过上限设定电压OV2时，能够输出电压上限信号X。
此处，No21电压监视部33的上限设定电压OV2的值比电池单元固有的上限充电电压小，例如设定为4.2V。另外，No11～No14电压监视部32的上限设定电压OV1例如设定为4.1V，下限设定电压UV1例如设定为1.5V。此处，No11～No14电压监视部32的上限设定电压OV1设定为电池单元S1～S4充满电时的电压。
即，No11～No14电压监视部32相当于本发明的第1电压监视部，No21电压监视部33相当于本发明的第2电压监视部。
因此，如图4所示，在电动工具用蓄电池10充电时，若电池单元S1～S4的电压上升而超过上限设定电压OV1，首先No11～No14电压监视部32输出电压上限信号R。由此，知道电池单元S1～S4已充满电。然后，充电器接收上述上限设定电压OV1而结束充电。可是，由于某些异常继续充电，若电池单元S1～S4的电压超过上限设定电压OV2，No21电压监视部33输出电压上限信号X。则可知电池单元S1～S4马上会过充电。然后，所述充电器接收到所述电压上限信号X而结束充电。
另外，电池单元S1～S4的电压超过上限设定电压OV1的时候，或者是检测出充电器充满电的时候，或者是电池单元S1～S4的电压超过上限设定电压OV2的时候，无论其中哪一种情况，都能够使充电结束。
并且，将电动工具用蓄电池10用于电动工具时，即在放电的时候，若电池单元S1～S4的电压下降而低于下限设定电压UV1，则No11～No14电压监视部32输出电压下限信号T。由此，所述电动工具接收到所述电压下限信号T而使电机停止。
<关于电压监视部32、33和电池单元S1～S4之间的配线构造>
下面，根据图1的示意图，对电压监视部32、33和电池单元S1～S4之间的配线构造进行说明。图1举例表示了用于将电池单元S3的正电极和电池单元S4的负电极连接部位的电位V3(参照图3)即第4引板24的电位V3导入到No13电压监视部32及No21电压监视部33的配线构造。
如图1及图2所示，第4引板24由横向较长的大概呈长方形的引板主体部24m、从该引板主体部24m的上边向上方延伸的带板状的第1电压信号取出部位24a以及第2电压信号取出部位24b构成。并且，第4引板24的引板本体24m和电池单元S3的正电极及电池单元S4的负电极连接。另外，第1电压信号取出部位24a和第2电压信号取出部位24b的前端部(上端部)分别和形成于基板30上的第1端子36和第2端子37连接。而且，第1端子36通过打印在基板30上的导体36c与No13电压监视部32的输入端子连接。另外，第2端子37同样通过打印在基板30上的导体37c与No21电压监视部32的输入端子连接。
根据所述构造，在图1中，例如，即便在第4引板24的第1电压信号取出部位24a和基板30的第1端子36在经过一段时间后在连接部位发生连接不良的情况下，第4引板24的电位V3也能够经由第2电压信号取出部位24b、第2端子37等而导入到No21电压监视部33。即，能够通过No21电压监视部33来监视第4引板24的电位V3。
因此，使因为配线的连接不良等而导致的No13电压监视部32和No21电压监视部33同时不能使用的概率大幅降低，所以对电动工具用蓄电池10的过充电、过放电的防止构造的可靠性提高。
此处，用于将第3引板23的电位V2导入到No12电压监视部32以及No21电压监视部33的配线构造，以及用于将第2引板22的电位V1导入到No11电压监视部32以及No21电压监视部33的配线构造也和上述配线构造一样。另外，电池单元S4的正电极的电位V4以及电池单元S1的负电极的电位V0通过打印在基板30上的导体(图示省略)而导入到No11、No14电压监视部32以及No21电压监视部33。
<关于本实施方式涉及的电动工具用蓄电池10的优点>
根据本实施方式涉及的电动工具用蓄电池10，在引板24上形成的各个电压信号取出部位24a、24b和各个电压监视部32、33分别通过各自的导体36、37等电连接。因此，即使一个电压监视部32和引板24对应的电压信号取出部位24a之间的配线发生连接不良等，也能够用另外一个电压监视部33继续对电池单元的电压实施监视。
因此，能够有效地防止电动工具用电池单元10的过充电等，提高可靠性。
另外，No21电压监视部33(第2电压监视部33)的上限设定电压OV2被设定为比No11～No14电压监视部32(第1电压监视部32)的上限设定电压OV1大。因此，根据充电时或者放电时第1电压监视部32和第2电压监视部33的动作顺序，能够在早期发现电压监视部32、33的故障或者配线不良等。
另外，因为No21电压监视部33(第2电压监视部33)的上限设定电压OV2被设定为比电池单元S1～S4的上限充电电压低的值，所以即使由于某些异常继续充电的情况下，也能够检测出电池单元S1～S4马上要超过上限电压，从而能够防止过充电于未然。
进一步，第1电压监视部32和第2电压监视部33安装在基板30上，引板24的电压信号取出部位24a、24b从该引板24开始呈带状延伸，并且其前端部与基板30上的对应的端子36、37连接。这样的话，因为引板24延伸到基板30的位置，所以很难发生配线不良。
<变更例>
此处，本发明并不限定于上述实施方式，在不脱离本发明主旨的范围内能够变更。例如，如图1等所示，在本实施方式中，表示了从引板主体部24m的上边向上方延伸出带板状的电压信号取出部位24a、24b，将该电压信号取出部位24a、25b的前端和基板30的端子36、37连接的例子。可是，如图5所示，也能够构成为在引板主体部24m的上边一端侧和另一端侧设置电压信号取出部位24a、24b，且在该电压信号取出部位24a、24b和基板30的端子36、37之间用信号线38、39连接。这样的话，通过使用信号线38、39，不会使引板24的形状复杂化，使成形变得容易。
另外，在本实施方式中，虽然只有No11～No14电压监视部32能够设定下限设定电压UV1，但是也可以是No11～No14电压监视部32和No21电压监视部33双方都设定下限设定电压。在这种情况下，优选变更No11～No14电压监视部32的下限设定电压UV1和No21电压监视部33的下限设定电压UV2的值。据此，根据放电时的No11～No14电压监视部32和No21电压监视部33的动作顺序，能够在早期发现电压监视部32、33的故障或配线不良等。
另外，在本实施方式中，虽然表示了通过No11～No14电压监视部32对各个电池单元S1～S4的电压进行监视的例子，但是，例如，也可以通过一台电压监视部对各个电池单元S1～S4的电压进行监视。另外，也可以将No21电压监视部33分割为多个。
进一步，在充电时电池单元S1～S4的电压上升而超过No21电压监视部33的上限设定电压OV2的情况(No21电压监视部33动作的情况)下，可以在电动工具用蓄电池10上留有记录。
Claims (7)
1.一种电动工具用蓄电池，
所述电动工具用蓄电池具备多个电池单元，且构成为在充放电时能够通过多个电压监视部对各个电池单元的电压进行多重监视，其特征在于，
在与所述电池单元的电极连接的引板上，形成有分别与所述多个电压监视部对应的多个电压信号取出部位，
各个电压信号取出部位和各个电压监视部分别经由彼此不同的导体电连接。
2.根据权利要求1所述的电动工具用蓄电池，其特征在于，
监视各个电池单元的电压的多个电压监视部构成为在不同的电压下动作。
3.根据权利要求2所述的电动工具用蓄电池，其特征在于，
所述电动工具用蓄电池具有监视各个电池单元的电压的第1电压监视部和第2电压监视部，
所述第1电压监视部、所述第2电压监视部构成为能够设定充电时的上限电压，且当所述电池单元的电压上升到超过上限设定电压时，能够输出电压上限信号，
所述第2电压监视部的上限设定电压被设定为比第1电压监视部的上限设定电压高。
4.根据权利要求3所述的电动工具用蓄电池，其特征在于，
所述第1电压监视部、所述第2电压监视部构成为能够设定放电时的下限电压，且当所述电池单元的电压下降到低于下限设定电压时，能够输出电压下限信号，
所述第2电压监视部的下限设定电压被设定为比第1电压监视部的下限设定电压高。
5.根据权利要求3所述的电动工具用蓄电池，其特征在于，
所述第2电压监视部的上限设定电压被设定为比所述电池单元固有的上限充电电压低的电压。
6.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的电动工具用蓄电池，其特征在于，
所述电压监视部安装在基板上，
所述引板的电压信号取出部位从该引板呈带状地伸出，且该电压信号取出部位的前端部与所述基板的对应的端子连接。
7.根据权利要求1至权利要求5中任一项所述的电动工具用蓄电池，其特征在于，
所述电压监视部安装在基板上，
所述引板的电压信号取出部位和所述基板的端子间通过信号线连接。
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