JP2014072945A - Charging system, battery pack, and charging device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、充電システム、電池パック、及び充電装置に関する。 The present invention relates to a charging system, a battery pack, and a charging device.
コードレス電動工具用の電池パックは、電動工具の多様性に応じて、多種多様な種類(電圧,電池容量,電池種別等)が提供されている。ハイパワー及び長時間使用等の要請により、内蔵する電池セルとしては、リチウムイオン電池を採用するものが主流となっているが、ニッケル系正極の二次電池等他の種類の電池セルを用いた電池パックも、依然として多数用いられている。一方、需要者の立場からは、これらの多種多様な電池パックに対し、充電装置を共通化する要望が高まっている。そこで、これまでに、1つの充電装置で様々な個数や接続形態の電池に対して最適な充電を行うために、電池セルの種類を判別し、その判別結果に応じて、充電装置に対して予め設定された最適な充電制御を選択する方法が提案されている(特許文献1)。 Various types of battery packs for cordless electric tools (voltage, battery capacity, battery type, etc.) are provided according to the variety of electric tools. Due to demands for high power and long-time use, built-in battery cells are mainly those that use lithium ion batteries, but other types of battery cells such as nickel-based positive secondary batteries were used. Many battery packs are still used. On the other hand, from the standpoint of the consumer, there is an increasing demand for a common charging device for these various battery packs. Therefore, so far, in order to optimally charge various types of batteries and connection forms with one charging device, the type of the battery cell is determined, and the charging device is determined according to the determination result. There has been proposed a method for selecting a preset optimum charge control (Patent Document 1).
しかしながら、上記の充電装置においては、接続される電池に対応した充電制御方式が予め1対1で定められている。そのため、例えば充電装置に予め定められた制御とは異なる充電条件が好適な電池が開発された場合、該電池に最適な条件で充電を行うことができない問題が生じていた。従って、従来は、新しい電池が開発される度に、当該電池に対して最適な充電を行うために、新しい電池の充電条件を追加した充電装置を併せて開発する必要があった。 However, in the above charging apparatus, the charge control method corresponding to the battery to be connected is determined in advance one-to-one. For this reason, for example, when a battery having suitable charging conditions different from the control predetermined for the charging device has been developed, there has been a problem that charging cannot be performed under the optimum conditions for the battery. Therefore, conventionally, every time a new battery is developed, it has been necessary to develop a charging device to which charging conditions for the new battery are added in order to optimally charge the battery.
そこで、本発明の目的は、既存の充電装置及び電池パック間に設けられた接続端子を用いて、より最適な充電制御が行える充電システム、電池パック及び充電装置を提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a charging system, a battery pack, and a charging device that can perform more optimal charging control using a connection terminal provided between the existing charging device and the battery pack.
請求項1記載の充電システムは、電動工具と脱着可能に接続される電池パックと、前記電池パックを充電する充電装置と、を備えた充電システムであって、前記電池パックは、前記充電装置により充電される二次電池と、前記二次電池の充電を制御する電池パック制御手段と、前記二次電池の情報を表す信号を出力する信号出力手段と、を有し、前記電池パック制御手段は、前記二次電池の充電条件を表すパルス信号を生成して前記信号出力手段から出力し、前記充電装置は、前記信号出力手段と接続される信号入力手段と、前記電池パックの充電を制御する充電装置制御手段と、を有し、前記充電装置制御手段は、前記信号入力手段に入力された前記パルス信号に基づいて前記充電条件を設定して前記二次電池を充電することを特徴とする。
The charging system according to
上記構成によれば、電池パックは充電装置に装着されると、二次電池の充電条件を表すパルス信号を、二次電池の情報を表す信号を出力する信号出力手段を介して充電装置に向けて出力する。これに対し、充電装置は、入力されたパルス信号に基づいて、充電電圧や充電電流、終止電流などの二次電池の充電条件を設定して二次電池の充電を行う。電池パックの充電条件は、接続時に電池パックから充電装置に対して提供されるので、充電装置は、入力された情報に基づいて電池パックを充電すればよく、事前に各電池パックに特化した専用の充電プログラムを備える必要がない。また、電池パックは、自身の充電情報を装着された充電装置に提供するので、専用の充電装置でなくても該電池パックに好適な充電条件により充電される。 According to the above configuration, when the battery pack is attached to the charging device, the pulse signal indicating the charging condition of the secondary battery is directed to the charging device via the signal output means for outputting the signal indicating the information of the secondary battery. Output. On the other hand, the charging device sets charging conditions for the secondary battery such as a charging voltage, a charging current, and a termination current based on the input pulse signal and charges the secondary battery. The charging conditions of the battery pack are provided from the battery pack to the charging device at the time of connection. Therefore, the charging device only needs to charge the battery pack based on the input information, and specialized for each battery pack in advance. There is no need to have a dedicated charging program. In addition, since the battery pack provides its own charging information to the attached charging device, the battery pack is charged under charging conditions suitable for the battery pack even if it is not a dedicated charging device.
請求項2記載の充電システムは、請求項1記載の充電システムであって、前記二次電池の情報を表す信号は、前記二次電池を構成する電池セルの種類、個数、及び接続形態を表すものであり、前記二次電池の充電条件は、前記二次電池の充電方式、充電電圧、充電電流、充電時間、終止電流、充電容量、充放電の履歴情報、及びプレチャージ条件のうちの少なくとも1つであることを特徴とする。なお、ここで「プレチャージ」とは、小さな出力の電圧、電流等の条件により予備的に充電を行い、該充電の結果に応じて、二次電池に好適な条件で本充電を行う方式の充電制御手段である。
The charging system according to
当該構成により、大抵の電池パックが備える、二次電池を構成する電池セルの種類、個数、接続形態を表す信号を出力する信号出力手段と、充電装置が備える、当該信号を受け取る信号入力手段を使用して、二次電池の充電条件を表すパルス信号を電池パックから充電装置に送ることができるので、当該パルス信号の送信用または受信用に専用の手段を設ける必要がなく、電池パックや充電装置を小型に且つコンパクトに構成することができる。 With this configuration, a signal output unit that outputs a signal indicating the type, number, and connection form of the battery cells that constitute a secondary battery included in most battery packs, and a signal input unit that receives the signal included in the charging device. The pulse signal indicating the charging condition of the secondary battery can be sent from the battery pack to the charging device, so there is no need to provide a dedicated means for transmitting or receiving the pulse signal, and the battery pack or charging The apparatus can be made small and compact.
請求項3記載の充電システムは、請求項1又は2に記載の充電システムであって、前記信号出力手段、及び、前記信号入力手段は、前記電池パックの電池種別識別素子、温度検出素子、あるいは、過充電検出素子の少なくとも一つの素子と接続された端子を介して信号を扱うことを特徴とする。この構成により、当該信号のやりとりを、既存の信号ラインを利用して電池パックと充電装置との間で行うことができる。
The charging system according to claim 3 is the charging system according to
本発明の請求項4記載の電池パックは、電動工具と脱着可能に接続される電池パックであって、充電装置により充電可能な二次電池と、前記二次電池の充電を制御する制御手段と、前記二次電池の情報を表す信号を前記充電装置に向けて出力する信号出力手段と、を有し、前記制御手段は、前記二次電池の充電条件を表すパルス信号を前記信号出力手段を介して前記充電装置に向けて出力することを特徴とする。 The battery pack according to claim 4 of the present invention is a battery pack that is detachably connected to the electric power tool, a secondary battery that can be charged by a charging device, and a control unit that controls charging of the secondary battery; And a signal output means for outputting a signal representing information on the secondary battery to the charging device, and the control means outputs a pulse signal representing a charging condition of the secondary battery to the signal output means. Output to the charging device.
上記構成によれば、電池パックが充電装置に装着されると、制御手段は、二次電池の充電条件を、パルス信号として、二次電池の情報を表す信号を出力する信号出力手段を介して充電装置に向けて出力する。充電装置は、入力されたパルス信号に基づいて、充電電圧や充電電流、終止電流などの二次電池の充電条件を設定して、電池パック内の二次電池の充電を行う。電池パックそのものが、二次電池の充電条件をパルス信号として充電装置に対し提供するので、充電装置は、入力された情報に基づいて電池パックを充電すればよく、事前に専用の充電プログラムを備える必要がない。従って、電池パックは、当該電池パックに対し専用の充電装置を用いなくても充電される。 According to the above configuration, when the battery pack is attached to the charging device, the control means uses the signal output means for outputting a signal representing the information of the secondary battery as the pulse signal indicating the charging condition of the secondary battery. Output to the charging device. Based on the input pulse signal, the charging device sets charging conditions for the secondary battery such as a charging voltage, a charging current, and a termination current, and charges the secondary battery in the battery pack. Since the battery pack itself provides charging conditions for the secondary battery as a pulse signal to the charging device, the charging device only needs to charge the battery pack based on the input information, and has a dedicated charging program in advance. There is no need. Therefore, the battery pack is charged without using a dedicated charging device for the battery pack.
また、大抵の電池パックが備えている二次電池の情報を表す信号を出力する信号出力手段を利用して、二次電池の充電条件の情報を表すパルス信号を充電装置に伝達しているので、専用の出力ラインを設ける必要が無く、電池パックをコンパクトに構成できる。 In addition, since a signal output means for outputting a signal representing information on the secondary battery included in most battery packs is used to transmit a pulse signal representing information on the charging condition of the secondary battery to the charging device. There is no need to provide a dedicated output line, and the battery pack can be made compact.
請求項5記載の電池パックは、請求項4記載の電池パックであって、前記二次電池の情報を表す信号は、前記二次電池を構成する電池セルの種類、個数、及び接続形態を表すものであり、前記二次電池の充電条件は、前記二次電池の充電方式、充電電圧、充電電流、充電時間、終止電流、充電容量、充放電の履歴情報、及びプレチャージ条件のうちの少なくとも1つであることを特徴とする。 The battery pack according to claim 5 is the battery pack according to claim 4, wherein the signal representing the information of the secondary battery represents the type, number and connection form of the battery cells constituting the secondary battery. The charging condition of the secondary battery is at least one of the charging method, charging voltage, charging current, charging time, termination current, charging capacity, charging / discharging history information, and precharging conditions of the secondary battery. It is characterized by being one.
当該構成により、大抵の電池パックが備える、二次電池を構成する電池セルの種類、個数、接続形態を表す信号を出力する信号出力手段を使用して、二次電池の充電条件を表すパルス信号を充電装置に向けて送ることができるので、当該パルス信号の出力用の専用の信号出力手段を設ける必要がなく、電池パックを小型に且つコンパクトに構成することができる。 With this configuration, a pulse signal representing the charging condition of the secondary battery using signal output means for outputting a signal representing the type, number, and connection form of the battery cells constituting the secondary battery included in most battery packs. Therefore, it is not necessary to provide a dedicated signal output means for outputting the pulse signal, and the battery pack can be made compact and compact.
請求項6記載の電池パックは、請求項4又は5に記載の電池パックであって、前記信号出力手段は、前記電池パックに設けられた電池種別識別素子、温度検出素子、あるいは、過充電検出素子の少なくとも一つの素子と接続された端子を介して信号を伝達することを特徴とする。この構成により、当該信号を、既存の信号ラインを利用して電池パックから充電装置に対して伝達することができる。 The battery pack according to claim 6 is the battery pack according to claim 4 or 5, wherein the signal output means includes a battery type identification element, a temperature detection element, or an overcharge detection provided in the battery pack. A signal is transmitted through a terminal connected to at least one element. With this configuration, the signal can be transmitted from the battery pack to the charging device using the existing signal line.
請求項7記載の充電装置は、二次電池、及び電動工具と接続される端子を有する電池パックを充電可能とする制御手段と、前記二次電池の情報を表す信号が入力される信号入力手段と、を有し、前記信号入力手段は、前記電池パックにて生成されて前記電池パックの充電条件を表すパルス信号を受け取り可能であり、前記制御手段は、前記充電条件に基づいて前記二次電池を充電することを特徴とする。 The charging device according to claim 7, wherein the secondary battery and a battery pack having a terminal connected to the power tool can be charged, and a signal input unit that receives a signal representing information on the secondary battery. And the signal input means can receive a pulse signal generated by the battery pack and representing a charging condition of the battery pack, and the control means can receive the secondary signal based on the charging condition. The battery is charged.
上記構成によれば、充電装置は、装着された電池パックから、充電電圧や充電電流などの当該電池パックの充電条件をパルス信号として、信号出力部を介して受け取るので、当該充電条件に基づき充電電圧や充電電流等を設定して電池パックの充電を行う。従って、充電装置は、予め設定された充電プログラムを備える必要がなく、装着された適宜の電池パックに対して最適な充電を行うことができる。また、充電装置は、様々な仕様の電池パックを充電することができる。 According to the above configuration, the charging device receives the charging condition of the battery pack such as the charging voltage and the charging current as a pulse signal from the attached battery pack through the signal output unit, and thus charging is performed based on the charging condition. Set the voltage, charging current, etc. to charge the battery pack. Therefore, the charging device does not need to have a preset charging program, and can optimally charge an appropriate battery pack that is mounted. The charging device can charge battery packs having various specifications.
請求項8記載の充電装置は、請求項7記載の充電装置であって、前記二次電池の情報を表す信号は、前記二次電池を構成する電池セルの種類、個数、及び接続形態を表すものであり、前記制御手段は、前記電池セルの種類、個数、及び接続形態に基づいて、前記二次電池の充電方式、充電電圧、充電電流、充電時間、終止電流、充電容量、充放電の履歴情報、及びプレチャージ条件のうちの少なくとも1つを前記充電条件として設定して前記二次電池を充電することを特徴とする。 The charging device according to claim 8 is the charging device according to claim 7, wherein the signal representing the information on the secondary battery represents the type, number, and connection form of the battery cells constituting the secondary battery. The control means, based on the type, number and connection form of the battery cells, the charging method, charging voltage, charging current, charging time, termination current, charging capacity, charging / discharging of the secondary battery. The secondary battery is charged by setting at least one of history information and a precharge condition as the charge condition.
当該構成により、従来から充電装置に設けられていた二次電池を構成する電池セルの種類、個数、及び接続形態を表す信号が入力される信号入力手段(端子)を利用して、二次電池の充電条件を表すパルス信号を電池パックから受け取ることができるので、充電条件の入力用に専用の信号入力手段を設ける必要がなく、充電装置を小型に且つコンパクトに構成することができる。 With this configuration, a secondary battery can be obtained by using a signal input means (terminal) to which a signal indicating the type, number, and connection form of battery cells constituting a secondary battery conventionally provided in a charging device is input. Therefore, it is not necessary to provide a dedicated signal input means for inputting the charging condition, and the charging device can be made compact and compact.
請求項9記載の充電装置は、請求項7又は8に記載の充電装置であって、前記信号入力手段は、前記電池パックに設けられた電池種別識別素子、温度検出素子、あるいは、過充電検出素子の少なくとも一つの素子と接続された端子を介して信号を受け取ることを特徴とする。この構成により、充電装置は、当該信号を既存の信号ラインを利用して電池パックから受け取ることができる。 The charging device according to claim 9 is the charging device according to claim 7 or 8, wherein the signal input means includes a battery type identification element, a temperature detection element, or an overcharge detection provided in the battery pack. A signal is received through a terminal connected to at least one element of the element. With this configuration, the charging device can receive the signal from the battery pack using the existing signal line.
本発明によれば、電池パックを汎用の充電装置によって電池パックにとって適切な条件で充電することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a battery pack can be charged on conditions suitable for a battery pack with a general purpose charging device.
以下、本発明の実施の形態について、図を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に、本発明に係る充電システム1を示す。充電システム1は、電池パック10と、電池パック10を充電する充電装置100とからなる。
FIG. 1 shows a
電池パック10は、本体内に、二次電池としての電池組11と、保護IC12と、スイッチングIC13と、温度検知素子14と、電池種判別素子15と、電池側マイコン16と、過充電信号入力部17と、電池種判別素子開放手段18と、電池種判別素子ショート手段19と、を備えている。
The
電池組11は、リチウムイオン電池等の1つ以上の電池セルからなる。電池組11が複数個の電池セルから構成される場合、所定個数の電池セル、あるいは並列接続された電池セルの所定個数が直列に接続される。 The battery set 11 includes one or more battery cells such as a lithium ion battery. When the battery set 11 includes a plurality of battery cells, a predetermined number of battery cells or a predetermined number of battery cells connected in parallel are connected in series.
保護IC12は、電池セルの各々の電圧を監視し、電池セルの少なくとも1つに過電圧などの通常と異なる状態が発生したと判断した場合に、過充電信号を出力する。
The
電池種判別素子15は、電池組11を構成する電池セルのセル数及びその接続形態に応じた固有の抵抗値を有する抵抗素子からなる。電池種判別素子15は、電池パック10が充電装置100に装着されると、その一端が端子T4を介して充電装置100に電気的に接続されて、充電装置100と電気的な回路を形成する。
The battery
温度検知素子14は、サーミスタからなり、電池組11に接触又は近接して配置されており、電池パック10内の電池温度に応じて抵抗値が変化する。サーミスタ14は、電池パック10が充電装置100に装着されると、その一端が端子T3を介して充電装置100に接続されて、充電装置100と電気的な回路を形成する。
The
スイッチングIC13は、端子T5から送られてくる信号によってオン・オフされて、電池側マイコン16への給電を制御する。
The switching
電池種判別素子開放手段18は、電池種判別素子15の他端とGNDとの間に接続されたスイッチング素子からなる。電池種判別素子開放手段18は、通常はオン状態にあり、電池種判別素子15の他端とGNDとを接続する。しかし、電池種判別素子開放手段18は、電池側マイコン16からの信号入力により所定期間d1に亘りオフ状態を維持する。
The battery type discriminating element opening means 18 includes a switching element connected between the other end of the battery
電池種判別素子ショート手段19は、電池種判別素子15の一端とGNDとの間に接続されたスイッチング素子からなる。電池種判別素子ショート手段19は、通常はオフ状態にある。しかし、電池種判別素子ショート手段19は、電池側マイコン16からの信号入力により所定期間d2に亘りオフになり、電池種判別素子15をショートさせる。
The battery type discriminating element shorting means 19 is composed of a switching element connected between one end of the battery
電池側マイコン16は、電池種判別素子開放手段18及び電池種判別素子ショート手段19のオン・オフを制御する。通常、電池側マイコン16は、電池種判別素子開放手段18をオンに維持し、電池種判別素子ショート手段19をオフに維持する。従って、電池パック10が充電装置100に装着された場合に、電池種判別素子15は、充電装置100と共に電気回路を構成する。
The
また、電池側マイコン16は、内部にメモリ(図示せず)を有し、メモリに、該電池パック10に好適な充電方式、充電電圧、充電電流、充電時間、終止電流、充電容量、充放電の履歴情報、プレチャージの条件などを記憶している。このため、電池側マイコン16は、充電装置100に装着されると、充電条件を充電装置に伝達するために、電池種判別素子開放手段18及び電池種判別素子ショート手段19をオン・オフすることにより、端子T4を介してパルス信号を出力する。パルス信号は、18がオフになるときは、パルス幅d1且つレベルHIGHのパルスp1が生成される。一方、19がオンになるときは、パルス幅d2且つレベルLOWのパルスp2が生成される。本実施の形態では、伝達信号として、パルスp2の連続する個数により充電装置100に通知する充電条件を特定するものとする。また、パルスp2により充電条件が特定された後に生成されるパルスp1の連続する個数により、特定された充電条件の具体的数値を充電装置100に通知するものとする。このようにして、電池側マイコン16は、電池パック10の充電条件を端子T4を介して充電装置100に向けて伝達する。
Moreover, the
次に、充電装置100について説明する。充電装置100は、1次側整流回路20と、メイン電源回路30と、トランス40と、2次側整流回路50と、電流制御・設定回路60と、電池電圧検出回路70と、電圧制御・設定回路80と、フィードバック切替回路90と、定電圧電源回路110と、電池種判別回路120と、電池温度・過電流検出回路130と、充電装置側マイコン140と、LED等の表示手段150と、を備えている。
Next, the charging
1次側整流回路20は、交流電源21から供給される交流電力を整流して出力する。
The primary
メイン電源回路30は、スイッチングIC31と、FET32と、ラッチ回路33と、を備えている。メイン電源回路30では、スイッチングIC31及びFET32によるPWM制御により、トランス40の1次側への出力電力を調整する。ラッチ回路33は、カプラ34を介して装置側マイコン140から出力される信号により、電池パック10の充電を強制的に終了させる。
The main
2次側整流回路50は、トランス40の2次側から出力されたパルス電力を整流して電池パック10に供給する。
The secondary
電流制御設定回路60は、装置側マイコン140からの信号に応じて電池パック10の充電電流を設定して、電池パック10を流れる充電電流を検出すると共に、検出した充電電流に基づき対応する信号をフィードバック切替回路90に出力する。
The current
電池電圧検出回路70は、電池パック10の充電電圧を検出する。
The battery
電圧制御設定回路80は、ポテンショメータ81と共に、電池パック10の充電電圧を制御する。電圧制御設定回路80は、装置側マイコン140からの信号に応じて充電電圧を設定し、対応する信号をフィードバック切替回路90に出力する。
The voltage
フィードバック切替回路90は、電流制御設定回路60と電圧制御設定回路80との出力信号に基づき、電池パック10の充電電圧及び充電電流を目標値とするように、メイン電源30にカプラ91を介して信号を出力する。
The
定電圧電源回路110は、補助電源111と、トランス112と、電源113、114と、ファン115と、レギュレータ116とを備えており、1次側整流回路20から出力される電圧から直流電圧Vccを生成して装置側マイコン140へ供給する。定電圧電源回路110は、装置側マイコン140からのカプラ117を介して送られてくる信号により、動作を停止する。
The constant voltage
電池種判別回路120は、所定の抵抗値を有する抵抗素子121、及び、マイコンによってON・OFFされるFET122を有する。該FET122がOFFである時は、抵抗素子121はプルアップ状態である。一方、前記FETがONである時は、グランドレベルの電位となり、端子T4がショートされた状態に対応している。
また、電池種判別回路120は、電池パック10が装着されているときは、端子T4を介して入力されるパルス信号を装置側マイコン140の入力ポートP1に伝達する。なお、充電装置100に電池パック10が装着されていない場合には、入力ポートP1には、直流電圧Vccが入力される。
The battery
In addition, when the
電池温度・過充電検出手段130は、サーミスタ14の抵抗値に基づき電池パック10の温度に対応した温度信号を装置側マイコン140に入力し、電池パック10から過充電信号が出力される場合は、当該信号を装置側マイコン140に入力する。
The battery temperature / overcharge detection means 130 inputs a temperature signal corresponding to the temperature of the
表示手段150は、LEDからなり、装置側マイコン140に接続されている。表示手段150は、電池パックの未装着、充電中、又は充電終了の状態をLEDの発光色を変えることによって表示する。
The display means 150 is made up of LEDs and is connected to the apparatus-
装置側マイコン140は、最初に、電池種判別回路120から入力された信号に基づき、電池パック10の2次電池の種類、個数、及び接続形態を判断して、メイン電源回路30に対して充電開始信号を出力する。また、後述する電池パック10からのパルス信号によって表される充電容量、充電電圧、許容電流、終止電流などの充電条件に対応した信号を、電流制御設定回路60及び電圧制御設定回路80に出力する。さらに、装置側マイコン140は、電池温度・過電流検出回路130により、電池パック10の充電異常を検知した場合は、電池パック10の充電を強制的に停止させる。実施の形態によっては、装置側マイコン140は、充電時間を計測し、所定時間経過後に電池パック10の充電を停止する。
First, the device-
また、充電装置100は、装着された電池パック10の電池側マイコン16への電力供給のオン・オフを切り換えるスイッチ回路160を備える。スイッチ回路160は、電池パック10が装着された場合にオンになる。スイッチ回路160はオンになると、端子T5を介して電池パック10の電池側マイコン16に直流電圧Vcc、すなわち5Vを印加し、その結果電池側マイコン16を起動させる。
The charging
次に、充電システムによる電池パックの充電について、図2を参照しながら説明する。電池パック10への充電の開始前、すなわち、充電装置100に電池パック10が装着されていない時刻t0には、充電装置100は、装置側マイコン140により、表示手段150のLEDを赤色に発光させて、充電前であることを表示する。同時に、装置側マイコン140は、電池パック10の装着の有無をモニタする。時刻t1で、充電装置100に電池パック10が装着されると、電池パック10の電池種判別素子15が、端子T4を介して電池種判別回路120の抵抗素子121と電気的に接続される。このとき、電池パック10では、通常、電池種判別素子開放手段18がオンであり、且つ電池種判別素子ショート手段19がオフであるため、抵抗素子121と電池種判別素子15とで直流電圧Vccを分圧した分圧電圧値が、装置側マイコン140に入力される。この分圧電圧値は、装着された電池パック10の電池セルの種類、個数、及び接続形態に応じた値を示す。分圧電圧値の入力により、充電装置100は、電池パック10の装着を認識することができると共に、装着された電池パック10の電池セルの種類、個数、及び接続形態を知ることができる。
Next, charging of the battery pack by the charging system will be described with reference to FIG. Before the start of charging of the
また、装置側マイコン140は、分圧電圧値の入力により、スイッチ回路160をオンにすることによって、電池側マイコン16を起動させる。
The device-
次に、時刻t1から所定時間の経過後、時刻t2から時刻t3の間に、電池側マイコン16は、電池種判別素子開放手段18のオン・オフにより第1の個数のパルス信号p1を生成する。第1の個数のパルス信号p1は、電池パック10の充電容量を表す。1のパルス信号p1を0.5アンペア時とすれば、連続するパルス信号p1の個数によって、電池パック10の充電容量は、(0.5アンペア時)×(パルス信号p1の個数)として、端子T4及び入力ポートP1を介して、装置側マイコン140に通知することができる。
Next, after a lapse of a predetermined time from time t 1 , between time t 2 and time t 3 , the
次に、時刻t3に、電池側マイコン16は、電池種判別素子ショート手段19のオン・オフにより単発のパルス信号p2を生成する。単発のパルス信号p2の装置側マイコン140への入力は、次に入力されるパルス信号p1の個数によって電池パック10の電圧情報を通知することを、装置側マイコン140に通知する。単発のパルス信号p2の生成後、電池側マイコン16は、時刻t4からt5にかけて、第2の複数個のパルスp1を生成する。1のパルス信号p1が充電電圧の0.1V上昇を示す場合、連続するパルスp1の個数によって、(0.1V上昇)×(パルス信号p1の個数)として、端子T4及び入力ポートP1を介して、充電装置100が電池種判別素子15に基づいて予め設定される充電電圧に対して必要とされる電圧上昇の値を装置側マイコン140に通知することができる。
Next, at time t 3 , the battery-
次に、時刻t5に、電池側マイコン16は、電池種判別素子ショート手段19のオン・オフにより2つのパルス信号p2を連続して生成する。連続する2つのパルス信号p2の装置側マイコン140への入力は、次に入力されるパルス信号p1の個数によって電池パック10の許容電流を通知することを装置側マイコン140に予告する。2つのパルス信号p2の生成後、電池側マイコン16は、時刻t6からt7までの間に、第3の複数個のパルスp1を生成する。1のパルス信号p1が許容電流の0.5Aを示す場合、連続するパルスp1の個数によって、(0.5A)×(パルス信号p1の個数)として、端子T4及び入力ポートP1を介して、電池パック10の許容電流の値を装置側マイコン140に通知することができる。
Then, at time t 5, the battery-
次に、時刻t7に、電池側マイコン16は、電池種判別素子ショート手段19のオン・オフにより3つのパルス信号p2を連続して生成する。連続する3つのパルス信号p2の装置側マイコン140への入力は、次に入力されるパルス信号p1の個数によって電池パック10の終止電流を通知することを装置側マイコン140に予告する。3つのパルス信号p2の生成後、電池側マイコン16は、時刻t8からt9までの間に、第4の個数のパルスp1を生成する。1のパルス信号p1が終止電流の0.5Aを示す場合、連続するパルスp1の個数によって、(0.5A)×(パルス信号p1の個数)として、電池パック10の終止電流を装置側マイコン140に通知することができる。
Next, at time t 7 , the battery-
上記のようにして、電池側マイコン16から装置側マイコン140に対して、端子T4を介して、充電容量、充電電圧、許容電流、及び終止電流を通知した後、時刻t10から充電装置100による電池パック10の充電を開始する。また、電池パック10の充電開始後も、電池パック10は、必要に応じ、例えば温度情報、電圧の傾き、温度の傾き等の情報を出力し、該情報に基づいて随時充電制御を行う。
As described above, the apparatus-
電池パック10の充電は、充電方式が定電流制御や定電圧制御などであり、詳細な充電条件は、電池側マイコン16から装置側マイコン140に対して端子T4を介して通知された充電条件に基づいて行われる。
The charging of the
上記実施の形態においては、電池パック10の充電容量、充電電圧、許容電流、および終止電流については、電池種判別素子15を読み取る電池種判別回路120を利用して電池パック10から充電装置100に対して通知される。充電装置100は、装着された電池パック10を充電するに当たり、電池パック10からその電池パックの充電情報を提供してもらい、電池パック10の充電を行うことができる。従って、充電装置100は、電池パック10に応じた充電制御を行うことができる。
In the above embodiment, the charging capacity, charging voltage, allowable current, and termination current of the
また、充電条件の充電装置への通知にあたり、電池パックに既存の電池種判別識別素子14及び充電装置100側の電池種判別回路120と接続される接続ライン(T4端子のライン)を利用するので、電池パックや充電装置に充電条件の通知のための専用のラインが不要であるため、電池パックや充電装置の構成の複雑化を防止できる。
In addition, when the charging condition is notified to the charging device, a connection line (T4 terminal line) that is connected to the battery type discriminating / identifying
また、電池パック10も、その充電に当たり最適な充電条件を自ら充電装置100に提供するので、適宜の充電装置を用いての充電が可能となる。
Moreover, since the
なお、上記実施の形態では、充電情報に対応したパルス信号を送る通信ラインとして、電池種判別素子15を含む接続ラインを利用したが、これに限らず、他の既存の接続ライン、例えば、温度検知素子14を含む接続ラインや過充電を報知する接続ラインを利用することもできる。
In the above embodiment, the connection line including the battery
また、電池パック10から充電装置100に通知される充電情報としては、上記の充電容量、充電電圧、許容電流、および終止電流の他に、電池セルの固有識別情報や電池パック10の充放電の履歴情報、電池パック10のプレチャージの充電時間、電圧の閾値及び電流値、温度情報等を通知することができる。
In addition to the above charging capacity, charging voltage, allowable current, and termination current, the charging information notified from the
さらに、パルスp1の連続生成回数や、パルスp2の連続生成回数は、上記実施の形態に限定されず、また、1パルスあたりの物理量も適宜変更することができる。 Furthermore, the number of continuous generations of the pulse p 1 and the number of continuous generations of the pulse p 2 are not limited to the above embodiment, and the physical quantity per pulse can be changed as appropriate.
10 電池パック
11 二次電池
16 制御手段
15 電池種判別素子
T4 信号出力手段
100 充電装置
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記電池パックを充電する充電装置と、
を備えた充電システムであって、
前記電池パックは、
前記充電装置により充電される二次電池と、
前記二次電池の充電を制御する電池パック制御手段と、
前記二次電池の情報を表す信号を出力する信号出力手段と、
を有し、
前記電池パック制御手段は、前記二次電池の充電条件を表すパルス信号を生成して前記信号出力手段から出力し、
前記充電装置は、
前記信号出力手段と接続される信号入力手段と、
前記電池パックの充電を制御する充電装置制御手段と、
を有し、
前記充電装置制御手段は、前記信号入力手段に入力された前記パルス信号に基づいて前記充電条件を設定して前記二次電池を充電することを特徴とする充電システム。 A battery pack detachably connected to the power tool;
A charging device for charging the battery pack;
A charging system comprising:
The battery pack is
A secondary battery charged by the charging device;
Battery pack control means for controlling charging of the secondary battery;
Signal output means for outputting a signal representing information of the secondary battery;
Have
The battery pack control means generates a pulse signal representing a charging condition of the secondary battery and outputs it from the signal output means,
The charging device is:
Signal input means connected to the signal output means;
Charging device control means for controlling charging of the battery pack;
Have
The charging device control unit sets the charging condition based on the pulse signal input to the signal input unit and charges the secondary battery.
前記二次電池の充電条件は、前記二次電池の充電方式、充電電圧、充電電流、充電時間、終止電流、充電容量、充放電の履歴情報、及びプレチャージ条件のうちの少なくとも1つであることを特徴とする請求項1記載の充電システム。 The signal representing the information of the secondary battery represents the type, number, and connection form of the battery cells constituting the secondary battery,
The charging condition of the secondary battery is at least one of a charging method, charging voltage, charging current, charging time, termination current, charging capacity, charging / discharging history information, and precharging conditions of the secondary battery. The charging system according to claim 1.
充電装置により充電可能な二次電池と、
前記二次電池の充電を制御する制御手段と、
前記二次電池の情報を表す信号を前記充電装置に向けて出力する信号出力手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記二次電池の充電条件を表すパルス信号を前記信号出力手段を介して前記充電装置に向けて出力することを特徴とする電池パック。 A battery pack that is detachably connected to the power tool,
A secondary battery that can be charged by a charging device;
Control means for controlling charging of the secondary battery;
A signal output means for outputting a signal representing information on the secondary battery to the charging device;
Have
The battery pack is characterized in that the control means outputs a pulse signal representing a charging condition of the secondary battery to the charging device via the signal output means.
前記二次電池の充電条件は、前記二次電池の充電方式、充電電圧、充電電流、充電時間、終止電流、充電容量、充放電の履歴情報、及びプレチャージ条件のうちの少なくとも1つであることを特徴とする請求項4記載の電池パック。 The signal representing the information of the secondary battery represents the type, number, and connection form of the battery cells constituting the secondary battery,
The charging condition of the secondary battery is at least one of a charging method, charging voltage, charging current, charging time, termination current, charging capacity, charging / discharging history information, and precharging conditions of the secondary battery. The battery pack according to claim 4.
前記二次電池の情報を表す信号が入力される信号入力手段と、
を有し、
前記信号入力手段には、前記電池パックにて生成されて前記電池パックの充電条件を表すパルス信号が入力され、
前記制御手段は、前記入力された充電条件に基づいて前記二次電池を充電することを特徴とする充電装置。 A control means for enabling charging of a battery pack having a secondary battery and a terminal connected to the electric tool;
A signal input means for inputting a signal representing information of the secondary battery;
Have
The signal input means is input with a pulse signal generated by the battery pack and indicating a charging condition of the battery pack,
The control device charges the secondary battery based on the input charging condition.
前記制御手段は、前記電池セルの種類、個数、及び接続形態に基づいて、前記二次電池の充電方式、充電電圧、充電電流、充電時間、終止電流、充電容量、充放電の履歴情報、及びプレチャージ条件のうちの少なくとも1つを前記充電条件として設定して前記二次電池を充電することを特徴とする請求項7記載の充電装置。 The signal representing the information of the secondary battery represents the type, number, and connection form of the battery cells constituting the secondary battery,
The control means, based on the type, number and connection form of the battery cells, the charging method, charging voltage, charging current, charging time, termination current, charging capacity, charging / discharging history information of the secondary battery, and The charging device according to claim 7, wherein the secondary battery is charged by setting at least one of precharge conditions as the charge condition.
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