JP6705706B2 - Battery device - Google Patents
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Description
本開示は、充電可能なバッテリを備えたバッテリ装置に関する。 The present disclosure relates to a battery device including a rechargeable battery.
従来、この種のバッテリ装置に充電を行う充電器として、バッテリに供給可能な最大充電電流をバッテリ装置から取得し、充電電流がその最大充電電流を越えることのないように、バッテリへの充電を制御するように構成されたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as a charger that charges this type of battery device, the maximum charging current that can be supplied to the battery is acquired from the battery device, and the battery is charged so that the charging current does not exceed the maximum charging current. A device configured to control is known (for example, see Patent Document 1).
上記従来の充電器では、最大充電電流をバッテリ装置との間の通信により取得することから、バッテリ装置との間の通信系が正常であれば、充電電流が最大充電電流を越えることのないように充電制御を実施することができる。 In the above-mentioned conventional charger, the maximum charging current is obtained by communication with the battery device, so that the charging current will not exceed the maximum charging current if the communication system with the battery device is normal. The charging control can be performed.
しかし、例えば、充電器とバッテリ装置との間の通信系の故障によって、充電器側で最大充電電流を誤認識すると、バッテリへの充電電流を最大充電電流以下に抑えることができず、バッテリを正常に充電することができなくなる。 However, for example, if the charger side erroneously recognizes the maximum charging current due to a failure of the communication system between the charger and the battery device, the charging current to the battery cannot be suppressed to the maximum charging current or less, and the battery is It cannot be charged normally.
本開示の一局面は、充電器とバッテリ装置との間の通信系が故障しても、バッテリ装置側で充電電流の異常を検出して、充電電流を適正範囲内に抑制できるようにすることを目的とする。 According to an aspect of the present disclosure, even if a communication system between a charger and a battery device fails, an abnormality in the charging current is detected on the battery device side, and the charging current can be suppressed within an appropriate range. With the goal.
本開示の一局面のバッテリ装置においては、バッテリと、バッテリへの充電電流を取得する充電電流取得部と、制御部と、を備える。
制御部は、充電電流取得部にて取得された充電電流と、バッテリの温度に基づき設定される想定充電電流との差が所定値以上であるとき、充電電流を低減させる制御信号を出力する。
A battery device according to one aspect of the present disclosure includes a battery, a charging current acquisition unit that acquires a charging current to the battery, and a control unit.
The control unit outputs a control signal for reducing the charging current when the difference between the charging current acquired by the charging current acquisition unit and the assumed charging current set based on the temperature of the battery is equal to or more than a predetermined value.
従って、本開示のバッテリ装置によれば、充電電流が想定充電電流に比べて所定値以上大きくなったときに、その旨をバッテリ装置側で判断して、充電電流を低減させることができる。 Therefore, according to the battery device of the present disclosure, when the charging current becomes larger than the assumed charging current by a predetermined value or more, the battery device can judge that fact and reduce the charging current.
このため、充電器とバッテリ装置との間の通信系が故障し、充電器側で充電電流の異常を検知できなくなっても、充電電流が過大になるのを抑制して、バッテリを過電流から保護することができる。 For this reason, even if the communication system between the charger and the battery device fails and the charger cannot detect an abnormality in the charging current, the charging current is prevented from becoming excessive and the battery is protected from overcurrent. Can be protected.
ここで、制御部は、充電電流と想定充電電流との差が所定値以上であるとき、充電器に制御信号を出力して充電電流を低下させるように構成されていてもよい。
また、制御部は、充電電流と想定充電電流との差が所定値以上であるとき、制御信号として、バッテリへの充電を停止させる停止信号を出力するように構成されていてもよい。なお、この場合、停止信号の出力先は、例えば、バッテリ装置内でバッテリへの充電経路を遮断する遮断部であってもよく、或いは、充電器に設けられた充電制御用の制御部であってもよい。
Here, the control unit may be configured to output a control signal to the charger to reduce the charging current when the difference between the charging current and the assumed charging current is a predetermined value or more.
Further, the control unit may be configured to output, as the control signal, a stop signal for stopping the charging of the battery when the difference between the charging current and the assumed charging current is equal to or more than a predetermined value. In this case, the output destination of the stop signal may be, for example, a cutoff unit that cuts off the charge path to the battery in the battery device, or a charge control unit provided in the charger. May be.
また、制御部は、充電電流と想定充電電流との差が所定値以上であるとき、充電器に制御信号を出力して充電電流を低下させ、その後、充電電流が実際に低下したか否かを判断して、充電電流が低下していなければ、制御信号として、バッテリへの充電を停止させる停止信号を出力するように構成されていてもよい。 The control unit outputs a control signal to the charger to reduce the charging current when the difference between the charging current and the assumed charging current is equal to or more than a predetermined value, and then determines whether the charging current actually decreases. If it is determined that the charging current has not dropped, a stop signal for stopping the charging of the battery may be output as the control signal.
このようにすれば、充電電流と想定充電電流との差が所定値以上であるとき、充電電流の低下、及び、バッテリへの充電停止、の2段階で、バッテリへの充電電流を低減させて、バッテリを過電流から保護することができる。 With this configuration, when the difference between the charging current and the assumed charging current is equal to or greater than the predetermined value, the charging current to the battery can be reduced in two stages, that is, the charging current is reduced and the charging to the battery is stopped. , The battery can be protected from overcurrent.
また、制御部からの制御信号及び停止信号の出力先を切り換えることで、充電器に充電電流を低下させる制御信号を出力したとき、その制御信号が充電器側で認識されなかったとしても、停止信号にてバッテリへの充電を停止させることができる。 Also, by switching the output destination of the control signal and the stop signal from the control unit, when the control signal that reduces the charging current is output to the charger, even if the control signal is not recognized by the charger side, the stop The signal can stop charging the battery.
次に、制御部は、充電電流と想定充電電流との差が所定値以上であるか否かを判定するための電流閾値と充電電流とを比較し、充電電流が電流閾値を越えた時間が第1閾値時間に達すると充電器に制御信号を出力して充電電流を低下させ、その後更に、充電電流が電流閾値を越えた時間が第2閾値時間に達すると、充電電流が低下していないと判断して、制御信号として停止信号を出力するように構成されていてもよい。 Next, the control unit compares the charging current with a current threshold for determining whether the difference between the charging current and the assumed charging current is a predetermined value or more, and the time when the charging current exceeds the current threshold When the first threshold time is reached, a control signal is output to the charger to reduce the charging current, and when the time when the charging current exceeds the current threshold further reaches the second threshold time, the charging current is not reduced. It may be configured to output the stop signal as the control signal.
このようにすれば、ノイズ等で充電電流が電流閾値を一時的に越えたときに、充電電流が異常であると誤判断されて、充電電流が低減されるのを抑制でき、充電電流の異常をより適正に判断して、充電電流を低下させたり、充電を停止させたりすることができる。 In this way, when the charging current temporarily exceeds the current threshold value due to noise or the like, it is possible to prevent the charging current from being mistakenly determined to be abnormal and the charging current from being reduced. Can be determined more appropriately and the charging current can be reduced or the charging can be stopped.
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
図1に示すように、本実施形態のバッテリ装置10は、合成樹脂製のケース内に電動工具用のバッテリ20(例えばリチウムイオン電池、図2参照)を収納した、所謂バッテリパックである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the battery device 10 of the present embodiment is a so-called battery pack in which a battery 20 for an electric tool (for example, a lithium ion battery, see FIG. 2) is housed in a case made of synthetic resin.
バッテリ装置10のケースには、バッテリ20を充電するための充電器50(図2参照)や、バッテリ20から電力供給を受けて動作する電動工具(図示せず)に装着するための装着部12が設けられている。 In the case of the battery device 10, a charger 50 (see FIG. 2) for charging the battery 20 and a mounting portion 12 for mounting on a power tool (not shown) that operates by receiving power from the battery 20. Is provided.
そして、装着部12には、充電器50や電動工具と電気的に接続するための電源端子部14及び接続端子部16が設けられている。
バッテリ装置10は、装着部12を介して電動工具に装着することで、装着部12に設けられた電源端子部14及び接続端子部16を介して、電動工具の内部回路と電気的に接続され、電動工具に直流電力を供給できるようになる。
Then, the mounting portion 12 is provided with a power supply terminal portion 14 and a connection terminal portion 16 for electrically connecting to the charger 50 and the electric tool.
The battery device 10 is electrically connected to the internal circuit of the power tool via the power supply terminal portion 14 and the connection terminal portion 16 provided on the mounting portion 12 by mounting the battery device 10 on the power tool via the mounting portion 12. , DC power can be supplied to the power tool.
また、バッテリ装置10は、装着部12を介して充電器50(図4参照)に装着することで、電源端子部14及び接続端子部16を介して、充電器50の内部回路と電気的に接続され、充電器50からバッテリ20に充電できるようになる。 In addition, the battery device 10 is mounted on the charger 50 (see FIG. 4) via the mounting portion 12 to electrically connect to the internal circuit of the charger 50 via the power supply terminal portion 14 and the connection terminal portion 16. Once connected, the battery 50 can be charged from the charger 50.
バッテリ装置10の電源端子部14には、図2に示す正極側端子14Aと、負極側端子14Bと、充電用端子14Cとが備えられており、接続端子部16には、4つの接続端子16A〜16Dが備えられている。またバッテリ装置10内には、バッテリ状態検出用のAFE(アナログ・フロント・エンド)22と、制御回路30とが備えられている。 The power supply terminal portion 14 of the battery device 10 is provided with the positive electrode side terminal 14A, the negative electrode side terminal 14B, and the charging terminal 14C shown in FIG. 2, and the connection terminal portion 16 has four connection terminals 16A. ~16D are provided. Further, in the battery device 10, an AFE (analog front end) 22 for detecting a battery state and a control circuit 30 are provided.
正極側端子14Aには、正極側電源ラインL2Aを介して、バッテリ20の正極側端子20Aが接続され、負極側端子14Bには、負極側電源ラインL2Bを介して、バッテリ20の負極側端子20Bが接続されている。なお、バッテリ20の負極側端子20Bは、バッテリ装置10内のグランドラインに接続されている。 The positive electrode side terminal 14A is connected to the positive electrode side terminal 20A of the battery 20 via the positive electrode side power supply line L2A, and the negative electrode side terminal 14B is connected to the negative electrode side power source line L2B to the negative electrode side terminal 20B of the battery 20. Are connected. The negative terminal 20B of the battery 20 is connected to the ground line in the battery device 10.
そして、バッテリ装置10を電動工具に装着した際、正極側端子14A及び負極側端子14Bは、電動工具の正極側端子及び負極側端子に接続されて、バッテリ20から電動工具のモータや内部回路に電力供給を行う。 Then, when the battery device 10 is mounted on the electric power tool, the positive electrode side terminal 14A and the negative electrode side terminal 14B are connected to the positive electrode side terminal and the negative electrode side terminal of the electric power tool, and the battery 20 is connected to the motor and the internal circuit of the electric power tool. Supply power.
また、制御回路30は、CPU30a、ROM30b、RAM30cを含むマイコンにて構成されている。また制御回路30は、不揮発性メモリであるフラッシュROM30dを備えている。 The control circuit 30 is composed of a microcomputer including a CPU 30a, a ROM 30b, and a RAM 30c. The control circuit 30 also includes a flash ROM 30d that is a non-volatile memory.
そして、制御回路30は、バッテリ装置10を電動工具に装着した際、接続端子16Dを介して電動工具内の制御回路に接続され、電動工具内の制御回路との間で電動工具(詳しくはモータ)駆動のための通信ができるようになる。 The control circuit 30 is connected to the control circuit in the electric tool via the connection terminal 16D when the battery device 10 is attached to the electric tool, and is connected to the control circuit in the electric tool (specifically, the motor). ) Communication for driving becomes possible.
なお、接続端子16A,16B,16Cは、バッテリ装置10を充電器50に装着した際に、充電器50側の接続端子に接続され、バッテリ装置10を電動工具に装着した際には、開放状態となる。 The connection terminals 16A, 16B, and 16C are connected to the connection terminals on the charger 50 side when the battery device 10 is attached to the charger 50, and are open when the battery device 10 is attached to an electric tool. Becomes
また、充電用端子14Cは、正極側端子14Aと同様、正極側電源ラインL2Aに接続されている。そして、充電用端子14Cは、バッテリ装置10を充電器50に装着した際、負極側端子14Bとの間で、充電器50から充電電圧を取り込み、正極側電源ラインL2A及び負極側電源ラインL2Bを介して、バッテリ20に充電電流を供給するのに用いられる。 Further, the charging terminal 14C is connected to the positive electrode side power supply line L2A, like the positive electrode side terminal 14A. When the battery device 10 is attached to the charger 50, the charging terminal 14C captures the charging voltage from the charger 50 with the negative electrode side terminal 14B, and connects the positive electrode side power supply line L2A and the negative electrode side power supply line L2B. It is used to supply a charging current to the battery 20 via.
バッテリ20は、正極側端子20Aと負極側端子20Bとの間に、複数のバッテリセルB1、B2、…Bnを直列接続することにより構成されており、電動工具を駆動するための駆動電圧(例えば、直流18Vや36V)を発生する。 The battery 20 is configured by connecting a plurality of battery cells B1, B2,... Bn in series between the positive electrode side terminal 20A and the negative electrode side terminal 20B, and a driving voltage for driving the electric tool (for example, , DC 18V or 36V) is generated.
なお、バッテリセルB1、B2、…Bnは、例えば、単体で3.6Vの直流電圧を発生するリチウムイオンバッテリにて構成される。
AFE22は、制御回路30からの指令に従いバッテリ20を構成するバッテリセルB1、B2、…Bnのセル電圧を検出すると共に、負極側電源ラインL2Bに設けられた電流検出用抵抗SRを介してバッテリ20への充電電流やバッテリ20からの放電電流を検出するよう構成されたアナログ回路である。そして、AFE22により検出されたセル電圧や充放電電流は、制御回路30に入力される。
It should be noted that the battery cells B1, B2,... Bn are each composed of, for example, a lithium ion battery that generates a DC voltage of 3.6V.
The AFE 22 detects the cell voltage of the battery cells B1, B2,... Bn forming the battery 20 in accordance with a command from the control circuit 30, and the battery 20 via the current detection resistor SR provided in the negative power supply line L2B. Is an analog circuit configured to detect a charging current to and from a discharging current from the battery 20. Then, the cell voltage and the charging/discharging current detected by the AFE 22 are input to the control circuit 30.
また、電流検出用抵抗SRには、放電電流を検出する放電電流検出回路24が接続され、放電電流検出回路24には、放電電流が所定の過負荷判定閾値に達したか否かを判定する過負荷判定回路26が接続されている。そして、放電電流検出回路24による検出結果及び過負荷判定回路26による判定結果も、制御回路30に入力される。 Further, a discharge current detection circuit 24 that detects a discharge current is connected to the current detection resistor SR, and the discharge current detection circuit 24 determines whether or not the discharge current has reached a predetermined overload determination threshold value. The overload determination circuit 26 is connected. The detection result of the discharge current detection circuit 24 and the determination result of the overload determination circuit 26 are also input to the control circuit 30.
なお、放電電流検出回路24は、電流検出用抵抗SRの両端の電位差から放電電流を検出するためのものであり、オペアンプからなる差動増幅回路にて構成されている。また、過負荷判定回路26は、放電電流検出回路24からの出力電圧と、過負荷判定閾値としての基準電圧とを比較するコンパレータにて構成されている。 The discharge current detection circuit 24 is for detecting the discharge current from the potential difference between both ends of the current detection resistor SR, and is composed of a differential amplifier circuit including an operational amplifier. The overload determination circuit 26 is composed of a comparator that compares the output voltage from the discharge current detection circuit 24 with a reference voltage as an overload determination threshold.
また、バッテリ装置10には、バッテリ電圧VBを検出するバッテリ電圧検出回路28、バッテリ20の温度TH1を検出するサーミスタ32、及び、上記各回路や電源ラインが設けられた基板の温度TH2を検出するサーミスタ34も設けられている。そして、これら各部にて検出されたバッテリ電圧VB、バッテリ温度TH1、及び、基板温度TH2も、制御回路30に入力される。 Further, the battery device 10 detects the battery voltage detection circuit 28 that detects the battery voltage VB, the thermistor 32 that detects the temperature TH1 of the battery 20, and the temperature TH2 of the substrate on which the above circuits and power supply lines are provided. A thermistor 34 is also provided. Then, the battery voltage VB, the battery temperature TH1, and the substrate temperature TH2 detected by these units are also input to the control circuit 30.
なお、バッテリ電圧検出回路28は、バッテリ20の両端電圧VBを、抵抗R2、R3にて分圧し、その分圧電圧を、制御回路30に入力するように構成されている。また、温度検出素子であるサーミスタ32、34は、それぞれ、バッテリ装置10内のレギュレータ36にて生成された電源電圧Vccを抵抗R4、R5との間で分圧し、その分圧電圧を、バッテリ温度TH1及び基板温度TH2の検出結果として、制御回路30に入力する。 The battery voltage detection circuit 28 is configured to divide the voltage VB across the battery 20 by the resistors R2 and R3, and input the divided voltage to the control circuit 30. The thermistors 32 and 34, which are temperature detecting elements, respectively divide the power supply voltage Vcc generated by the regulator 36 in the battery device 10 between the resistors R4 and R5, and divide the divided voltage into the battery temperature. The results of detection of TH1 and substrate temperature TH2 are input to the control circuit 30.
レギュレータ36は、正極側電源ラインL2A又は後述の充電器50から電源供給を受けて、内部回路駆動用の電源電圧(直流定電圧)Vccを生成するものである。
すなわち、レギュレータ36の入力側には、ダイオードD2及びダイオードD3のカソードがそれぞれ接続されている。そして、ダイオードD2のアノードは、シャットダウンスイッチSW1を介して、バッテリ装置10内の正極側電源ラインL2Aに接続され、ダイオードD3のアノードは、充電器50から充電器側電源電圧Vddを取り込むための接続端子16Aに接続されている。
The regulator 36 is supplied with power from the positive power supply line L2A or a charger 50 described later, and generates a power supply voltage (DC constant voltage) Vcc for driving an internal circuit.
That is, the cathodes of the diode D2 and the diode D3 are connected to the input side of the regulator 36, respectively. The anode of the diode D2 is connected to the positive power supply line L2A in the battery device 10 via the shutdown switch SW1, and the anode of the diode D3 is a connection for taking in the charger power supply voltage Vdd from the charger 50. It is connected to the terminal 16A.
シャットダウンスイッチSW1は、制御回路30によりオン・オフ状態が切り換えられるものであり、充電器50に接続されているとき(詳しくは充電器50から電源電圧Vddが供給されているとき)には、オフ状態に保持される。 The shutdown switch SW1 is turned on/off by the control circuit 30, and is turned off when connected to the charger 50 (specifically, when the power supply voltage Vdd is supplied from the charger 50). Held in a state.
また、制御回路30は、シャットダウンスイッチSW1がオフ状態であるとき、レギュレータ36にて生成される電源電圧Vccが所定の閾値電圧よりも低下すると、直ちに、シャットダウンスイッチSW1をオン状態に切り換える。 Further, when the shutdown switch SW1 is in the off state, the control circuit 30 immediately switches the shutdown switch SW1 to the on state when the power supply voltage Vcc generated by the regulator 36 becomes lower than a predetermined threshold voltage.
この結果、充電器50から電源電圧Vddが供給されなくなっても、レギュレータ36には、バッテリ電圧VBが供給されて、電源電圧Vccが所定電圧となり、制御回路30は動作を継続する。 As a result, even if the power supply voltage Vdd is not supplied from the charger 50, the battery voltage VB is supplied to the regulator 36, the power supply voltage Vcc becomes a predetermined voltage, and the control circuit 30 continues to operate.
また、制御回路30は、シャットダウンスイッチSW1がオン状態であるとき、バッテリ装置10が長期放置されるなどして、バッテリ20の放電が進み、バッテリ電圧VBが著しく低下すると、バッテリ20の過放電防止のために、シャットダウンスイッチSW1をオフ状態に切り換える。 Further, the control circuit 30 prevents over-discharge of the battery 20 when the battery device 10 is left for a long time when the shutdown switch SW1 is in the on state and the discharge of the battery 20 progresses and the battery voltage VB significantly decreases. Therefore, the shutdown switch SW1 is turned off.
このようにシャットダウンスイッチSW1がオフ状態に切り換えられると、レギュレータ36は電源電圧Vccを生成できなくなって、制御回路30は動作を停止する。
しかし、その状態で、バッテリ装置10が充電器50に装着されて、充電器50から接続端子16Aに電源電圧Vddが供給されると、レギュレータ36は、その電源電圧Vddにて、バッテリ装置10の内部回路駆動用の電源電圧Vccを生成する。
When the shutdown switch SW1 is turned off in this way, the regulator 36 cannot generate the power supply voltage Vcc, and the control circuit 30 stops operating.
However, in this state, when the battery device 10 is attached to the charger 50 and the power supply voltage Vdd is supplied from the charger 50 to the connection terminal 16A, the regulator 36 uses the power supply voltage Vdd of the battery device 10. A power supply voltage Vcc for driving an internal circuit is generated.
この結果、制御回路30が起動し、制御回路30による制御の下に、充電器50からバッテリ20への充電が開始されることになる。
また次に、バッテリ装置10には、接続端子16Aに入力される電源電圧Vddから、バッテリ装置10が充電器50に装着されたことを検出する充電器検出回路38、及び、負極側電源ラインL2Bを遮断させる遮断スイッチ40、が備えられている。
As a result, the control circuit 30 is activated, and the charging of the battery 20 from the charger 50 is started under the control of the control circuit 30.
Further, next, in the battery device 10, a charger detection circuit 38 that detects that the battery device 10 is attached to the charger 50 from the power supply voltage Vdd input to the connection terminal 16A, and the negative power supply line L2B. A shutoff switch 40 for shutting off is provided.
遮断スイッチ40は、ドレイン同士、ソース同士を接続することにより、互いに並列接続された一対のスイッチング素子Q2、Q3にて構成されている。そして、ドレインをバッテリ装置10の負極側端子14B側に配置し、ソースをバッテリ20の負極側端子20B側に配置することで、負極側電源ラインL2B上に設けられている。 The cutoff switch 40 is composed of a pair of switching elements Q2 and Q3 connected in parallel to each other by connecting the drains to each other and the sources to each other. Then, the drain is arranged on the negative electrode side terminal 14B side of the battery device 10, and the source is arranged on the negative electrode side terminal 20B side of the battery 20, thereby being provided on the negative electrode side power supply line L2B.
スイッチング素子Q2、Q3は、nチャネルMOSFETにて構成されており、正極側電源ラインL2Aと負極側電源ラインL2Bとの間に設けられた共通のバイアス回路42にて、同時にオン・オフできるようにされている。 The switching elements Q2 and Q3 are composed of n-channel MOSFETs, and can be turned on/off at the same time by a common bias circuit 42 provided between the positive power supply line L2A and the negative power supply line L2B. Has been done.
つまり、バイアス回路42は、制御回路30からの信号によりオン・オフされる制御スイッチSW2と抵抗R6と抵抗R7との直列回路にて構成されている。そして、直列回路の制御スイッチSW2側端部が正極側電源ラインL2Aに接続され、抵抗R7側端部が負極側電源ラインL2Bに接続されている。 That is, the bias circuit 42 is configured by a series circuit of the control switch SW2, the resistor R6, and the resistor R7 that are turned on/off by the signal from the control circuit 30. The control switch SW2 side end of the series circuit is connected to the positive electrode side power supply line L2A, and the resistor R7 side end is connected to the negative electrode side power supply line L2B.
また、抵抗R6と抵抗R7との接続点は、各スイッチング素子Q2、Q3のゲートに接続され、しかも、その抵抗R7には、ゲート電圧を安定化させるコンデンサC1が並列接続されている。 The connection point between the resistors R6 and R7 is connected to the gates of the switching elements Q2 and Q3, and the resistor R7 is connected in parallel with a capacitor C1 for stabilizing the gate voltage.
従って、制御スイッチSW2がオン状態で、スイッチング素子Q2、Q3のゲートに所定のバイアス電圧が印加され、スイッチング素子Q2、Q3がオン状態になると、負極側電源ラインL2Bが導通状態となって、バッテリ20に対する充・放電電流が流れる。 Therefore, when the control switch SW2 is in the ON state and a predetermined bias voltage is applied to the gates of the switching elements Q2 and Q3, and the switching elements Q2 and Q3 are in the ON state, the negative power supply line L2B becomes conductive and the battery Charge/discharge current for 20 flows.
そして、このとき、2つのスイッチング素子Q2、Q3には、充・放電電流が分流して流れることから、スイッチング素子を一つのFETにて構成した場合に比べて、スイッチング素子Q2、Q3に許容電流が小さいものを利用できる。または、スイッチング素子Q2、Q3に許容電流が大きいものを利用することでより大きな電流を流すことも可能になる。 At this time, the charging/discharging current shunts into the two switching elements Q2 and Q3, so that the allowable currents in the switching elements Q2 and Q3 are larger than those in the case where the switching element is composed of one FET. But small ones are available. Alternatively, by using switching elements Q2 and Q3 having a large allowable current, it is possible to flow a larger current.
また、制御スイッチSW2がオフ状態となって、スイッチング素子Q2、Q3のゲートにバイアス電圧が印加されなくなると、スイッチング素子Q2、Q3が共にオフ状態となって、負極側電源ラインL2Bが遮断される。 When the control switch SW2 is turned off and the bias voltage is not applied to the gates of the switching elements Q2 and Q3, both the switching elements Q2 and Q3 are turned off and the negative power supply line L2B is cut off. ..
なお、基板温度TH2を検出するサーミスタ34は、遮断スイッチ40を構成するスイッチング素子Q2、Q3の近傍に配置されている。
これは、バッテリ20から遮断スイッチ40を介して電動工具へ流れる放電電流が大きくなると(換言すれば、バッテリ20が過負荷状態になると)、遮断スイッチ40の温度が高くなるためである。
The thermistor 34 that detects the substrate temperature TH2 is arranged near the switching elements Q2 and Q3 that form the cutoff switch 40.
This is because when the discharge current flowing from the battery 20 to the electric tool via the cutoff switch 40 becomes large (in other words, when the battery 20 becomes overloaded), the temperature of the cutoff switch 40 becomes high.
つまり、本実施形態では、制御回路30において、サーミスタ34を介して検出される基板温度TH2に基づき、バッテリ20の過負荷状態を判定できるようにしている。
このように構成されたバッテリ装置10は、電動工具に装着されているとき、電動工具の操作スイッチ(トリガスイッチ等)が操作されて、バッテリ20から電動工具内のモータへの電源供給経路が形成されると、モータに電流を流し、モータを回転させる。
That is, in the present embodiment, the control circuit 30 can determine the overload state of the battery 20 based on the substrate temperature TH2 detected via the thermistor 34.
When the battery device 10 configured as described above is mounted on an electric power tool, an operation switch (trigger switch or the like) of the electric power tool is operated to form a power supply path from the battery 20 to a motor in the electric power tool. Then, a current is applied to the motor to rotate the motor.
また、このように電動工具内のモータが駆動されているとき、制御回路30は、AFE22により検出されるセル電圧、放電電流検出回路24により検出される放電電流、サーミスタ32、34により検出されるバッテリ温度TH1、基板温度TH2を監視する。 When the motor in the electric tool is driven in this way, the control circuit 30 detects the cell voltage detected by the AFE 22, the discharge current detected by the discharge current detection circuit 24, and the thermistors 32 and 34. The battery temperature TH1 and the substrate temperature TH2 are monitored.
そして、制御回路30は、その監視結果に基づき、バッテリ20の過負荷若しくは過放電を判定し、過負荷若しくは過放電を判定すると、電動工具の制御回路にモータの停止指令を出力する。 Then, the control circuit 30 determines whether the battery 20 is overloaded or overdischarged based on the monitoring result, and when determining the overload or overdischarged, outputs a motor stop command to the control circuit of the electric tool.
また、このように電動工具の制御回路にモータの停止指令を出力すると、制御回路30は、バッテリ20からの放電が停止したか否かを判定し、バッテリ20からの放電が停止していなければ、遮断スイッチ40をオフ状態に制御する。 Further, when the motor stop command is output to the control circuit of the electric tool in this way, the control circuit 30 determines whether the discharge from the battery 20 has stopped, and if the discharge from the battery 20 has not stopped. The cutoff switch 40 is controlled to be in the off state.
次に、充電器50の構成を説明する。
図2に示すように、充電器50には、商用電源等の外部電源から供給される交流電圧(例えばAC100V)を整流する入力整流回路52、入力整流回路52にて整流された直流電力からバッテリ充電用の充電電圧を生成する充電用スイッチング電源回路54、充電用スイッチング電源回路54からバッテリ20への充電を制御する制御回路56、及び、入力整流回路52にて整流された直流電力から制御回路56を動作させるための電源電圧(直流定電圧)Vddを生成する電源回路58、が備えられている。
Next, the configuration of the charger 50 will be described.
As shown in FIG. 2, the charger 50 includes an input rectifier circuit 52 for rectifying an AC voltage (for example, AC 100 V) supplied from an external power source such as a commercial power source, and a battery from DC power rectified by the input rectifier circuit 52. A charging switching power supply circuit 54 that generates a charging voltage for charging, a control circuit 56 that controls charging of the battery 20 from the charging switching power supply circuit 54, and a control circuit from the DC power rectified by the input rectification circuit 52. A power supply circuit 58 for generating a power supply voltage (DC constant voltage) Vdd for operating 56 is provided.
制御回路56は、バッテリ装置10内の制御回路30と同様、CPU、ROM、RAMを含むマイコンにて構成されている。
そして、制御回路56は、バッテリ装置10が充電器50に装着されると、充電器50側の接続端子60Bとバッテリ装置10側の接続端子16B、及び、充電器50側の接続端子60Cとバッテリ装置10側の接続端子16Cを介して、バッテリ装置10内の制御回路30に接続される。
The control circuit 56 is composed of a microcomputer including a CPU, a ROM, and a RAM, like the control circuit 30 in the battery device 10.
When the battery device 10 is attached to the charger 50, the control circuit 56 causes the connection terminal 60B on the charger 50 side and the connection terminal 16B on the battery device 10 side, and the connection terminal 60C on the charger 50 side and the battery. It is connected to the control circuit 30 in the battery device 10 via the connection terminal 16C on the device 10 side.
ここで、接続端子60B,16Bは、制御回路56が、バッテリ装置10側の制御回路30から、バッテリ20への充電電流狙い値を取得するのに使用される。なお、この充電電流狙い値は、アナログ信号(電圧)であり、制御回路56は、その電圧レベルから充電電流狙い値を取得し、その取得した充電電流狙い値を、充電電流の上限値(最大充電電流)にして、バッテリ20への充電制御を実施する。 Here, the connection terminals 60B and 16B are used by the control circuit 56 to acquire the target value of the charging current to the battery 20 from the control circuit 30 on the battery device 10 side. The charging current target value is an analog signal (voltage), and the control circuit 56 acquires the charging current target value from the voltage level and sets the acquired charging current target value to the charging current upper limit value (maximum). (Charging current) to control the charging of the battery 20.
また、接続端子60C,16Cは、制御回路56がバッテリ装置10側の制御回路30との間でバッテリ充電のための通信を行うのに利用される。そして、制御回路56は、この接続端子60Cの電圧レベルがローレベルになると、バッテリ装置10から充電停止指令が入力されたと判断して、バッテリ20への充電を停止する。 The connection terminals 60C and 16C are used by the control circuit 56 to perform communication for battery charging with the control circuit 30 on the battery device 10 side. Then, when the voltage level of the connection terminal 60C becomes the low level, the control circuit 56 determines that the charging stop command is input from the battery device 10, and stops the charging of the battery 20.
次に、充電器50には、バッテリ装置10が充電器50に装着された際に、バッテリ装置10側の接続端子16Aに対し、電源回路58にて生成された電源電圧Vddを印加するための接続端子60Aが設けられている。 Next, the charger 50 is for applying the power supply voltage Vdd generated by the power supply circuit 58 to the connection terminal 16A on the battery device 10 side when the battery device 10 is attached to the charger 50. A connection terminal 60A is provided.
また、充電器50には、正極側充電端子50A及び負極側充電端子50Bも設けられている。そして、バッテリ装置10が充電器50に装着された際には、正極側充電端子50Aがバッテリ装置10の充電用端子14Cに接続され、負極側充電端子50Bがバッテリ装置10の負極側端子14Bに接続される。 The charger 50 is also provided with a positive electrode side charging terminal 50A and a negative electrode side charging terminal 50B. When the battery device 10 is attached to the charger 50, the positive electrode side charging terminal 50A is connected to the charging terminal 14C of the battery device 10, and the negative electrode side charging terminal 50B is connected to the negative electrode side terminal 14B of the battery device 10. Connected.
なお、正極側充電端子50Aは、充電用スイッチング電源回路54からの充電電圧の出力ラインに接続されて、充電電圧を、バッテリ装置10の充電用端子14C(延いてはバッテリ20の正極側端子20A)に印加するのに用いられる。また、負極側充電端子50Bは、充電用スイッチング電源回路54と共通のグランドラインに接続されている。 In addition, the positive electrode side charging terminal 50A is connected to the output line of the charging voltage from the charging switching power supply circuit 54 to supply the charging voltage to the charging terminal 14C of the battery device 10 (then, the positive electrode side terminal 20A of the battery 20). ). Further, the negative electrode side charging terminal 50B is connected to the ground line common to the charging switching power supply circuit 54.
この結果、バッテリ装置10内のバッテリ20には、正極側充電端子50A及び負極側充電端子50Bを介して、充電用スイッチング電源回路54から充電電流が供給されることになる。 As a result, the charging current is supplied to the battery 20 in the battery device 10 from the charging switching power supply circuit 54 via the positive charging terminal 50A and the negative charging terminal 50B.
制御回路56は、バッテリ装置10内の制御回路30との通信により、バッテリ20への充電状態を監視しつつ、バッテリ20が満充電状態になるまで、充電用スイッチング電源回路54からバッテリ20への充電を制御する。 The control circuit 56 monitors the state of charge of the battery 20 by communicating with the control circuit 30 in the battery device 10, and switches the charging switching power supply circuit 54 to the battery 20 until the battery 20 is fully charged. Control charging.
次に、バッテリ装置10が充電器50に装着されて、充電器検出回路38にてその旨が検出されているときに、バッテリ装置10の制御回路30(詳しくはCPU30a)にて実行される異常判定処理について説明する。 Next, when the battery device 10 is attached to the charger 50 and the fact is detected by the charger detection circuit 38, an abnormality executed by the control circuit 30 (more specifically, the CPU 30a) of the battery device 10 is performed. The determination process will be described.
この異常判定処理は、バッテリ装置10が充電器50に装着されているときに、充電器50からバッテリ20に供給される充電電流が正常であるか否かを判定して、充電電流の異常を判定すると、充電器50に対し充電電流を低減させるための処理である。 This abnormality determination processing determines whether or not the charging current supplied from the charger 50 to the battery 20 is normal when the battery device 10 is attached to the charger 50 to determine whether the charging current is abnormal. If determined, it is a process for reducing the charging current for the charger 50.
図3に示すように、異常判定処理では、まずS110(Sはステップを表す)にて、電流低下フラグをオフ状態に設定し、続くS120にて、サーミスタ32を介してバッテリ温度TH1を取得する。 As shown in FIG. 3, in the abnormality determination process, first, in S110 (S represents a step), the current decrease flag is set to the off state, and in subsequent S120, the battery temperature TH1 is acquired via the thermistor 32. ..
次にS130では、S120で取得したバッテリ温度に基づき、想定充電電流としての充電電流狙い値を決定する。充電電流狙い値は、充電器50側で充電電流の上限値(最大充電電流)として使用されるものであり、図4に示すマップに基づき、バッテリ温度に応じて設定される。 Next, in S130, the charging current target value as the assumed charging current is determined based on the battery temperature acquired in S120. The target charging current value is used as the upper limit value (maximum charging current) of the charging current on the charger 50 side, and is set according to the battery temperature based on the map shown in FIG.
つまり、バッテリ20には、Operating Region と呼ばれる充電可能領域が設定されており、充電電流のOperating Region は、例えば、0℃〜10℃の温度範囲では3A、10℃〜60℃の温度範囲では6A、というように温度に応じて電流値が設定されている。 That is, a chargeable region called an operating region is set in the battery 20, and the operating region of the charging current is, for example, 3A in the temperature range of 0°C to 10°C and 6A in the temperature range of 10°C to 60°C. , And so on, the current value is set according to the temperature.
そして、充電電流狙い値設定用のマップは、充電電流狙い値が、Operating Region よりも1A程度低い電流値となるように設定されており、S130では、このマップを用いて、充電電流狙い値を決定する。 Then, the map for setting the charging current target value is set so that the charging current target value is a current value that is about 1 A lower than the Operating Region. In S130, the charging current target value is set to the charging current target value. decide.
また次に、S140では、図4に示すように、S130にて決定される充電電流狙い値よりも所定値(図では2A)大きい電流値を、異常充電電流検出閾値として設定する。
この異常充電電流検出閾値は、バッテリ装置10側で充電電流の異常を検出するための電流閾値であり、本実施形態では、Operating Region にて規定されている温度範囲毎に、充電電流狙い値及びOperating Region よりも大きい値に設定される。
Next, in S140, as shown in FIG. 4, a current value larger than the charging current target value determined in S130 by a predetermined value (2A in the figure) is set as the abnormal charging current detection threshold value.
This abnormal charging current detection threshold is a current threshold for detecting an abnormality of the charging current on the battery device 10 side, and in the present embodiment, the charging current target value and the charging current target value are set for each temperature range defined by the Operating Region. It is set to a value larger than Operating Region.
次に、S150では、双方向通信用の接続端子16Bを介して、S130にて決定した充電電流狙い値を充電器50に出力することで、充電器50に対し、充電電流が充電電流狙い値を越えない範囲内でバッテリ20への充電を実施させる。 Next, in step S150, the charging current target value determined in step S130 is output to the charger 50 via the connection terminal 16B for bidirectional communication, so that the charging current with respect to the charger 50 becomes the charging current target value. The battery 20 is charged within a range that does not exceed.
そして、続くS160では、AFE22を介して、現在バッテリ20に供給されている充電電流を取得し、S170にて、その充電電流は、S140にて設定した異常充電電流検出閾値(以下、単に電流閾値という)を越えたか否かを判断する。 Then, in the subsequent S160, the charging current currently being supplied to the battery 20 is acquired via the AFE 22, and in S170, the charging current is the abnormal charging current detection threshold value set in S140 (hereinafter, simply the current threshold value). It is determined whether or not the above has been exceeded.
S170にて、充電電流値は電流閾値を越えていないと判断された場合には、充電電流は正常であるので、S240に移行する。
そして、S240では、バッテリ20への充電の完了条件が成立したか否かを判断し、充電完了条件が成立していれば、バッテリ20への充電が完了したので、当該異常判定処理を終了し、充電完了条件が成立していなければ、再度120に移行する。
If it is determined in S170 that the charging current value does not exceed the current threshold value, the charging current is normal, and the process proceeds to S240.
Then, in S240, it is determined whether or not the condition for completing the charging of the battery 20 is satisfied. If the condition for completing the charging is satisfied, the charging of the battery 20 is completed, so the abnormality determination process is ended. If the charging completion condition is not satisfied, the process proceeds to 120 again.
なお、S240での判定処理は、例えば、接続端子16Cを介して充電器50から入力される充電完了信号に基づき実施される。
一方、S170にて、充電電流値は電流閾値を越えていると判断された場合には、S180に移行して、例えば計時用カウンタをカウントアップすることで、異常充電電流検出時間を積算し、S190に移行する。
The determination process in S240 is performed based on, for example, the charging completion signal input from the charger 50 via the connection terminal 16C.
On the other hand, in S170, when it is determined that the charging current value exceeds the current threshold value, the process proceeds to S180, and the abnormal charging current detection time is integrated by counting up the time counter, for example, The process proceeds to S190.
S190では、電流低下フラグはオン状態であるか否かを判断し、電流低下フラグがオン状態でなければ、S200に移行して、S180にて積算した異常充電電流検出時間の積算時間は、予め設定された第1閾値以上であるか否かを判断する。 In S190, it is determined whether or not the current reduction flag is in the ON state. If the current reduction flag is not in the ON state, the process proceeds to S200, and the accumulated time of the abnormal charging current detection time accumulated in S180 is set in advance. It is determined whether it is equal to or more than the set first threshold value.
S200にて、積算時間は第1閾値以上ではないと判断された場合には、S240に移行し、S200にて、積算時間は第1閾値以上であると判断された場合には、S210に移行する。 When it is determined in S200 that the integrated time is not greater than or equal to the first threshold, the process proceeds to S240, and when it is determined in S200 that the integrated time is greater than or equal to the first threshold, the process proceeds to S210. To do.
そして、S210では、バッテリ20への充電電流を低下させるために、充電電流狙い値を所定の補正値だけ低下させ、続くS220にて、その低下後(換言すれば補正後)の充電電流狙い値を、接続端子16Bを介して、充電器50に出力する。この結果、充電器50側では、充電電流の上限値(最大充電電流)が低下し、バッテリ20に流れる充電電流が抑制されることになる。 Then, in S210, the charging current target value is reduced by a predetermined correction value in order to reduce the charging current to the battery 20, and in subsequent S220, the charging current target value after the reduction (in other words, after the correction). Is output to the charger 50 via the connection terminal 16B. As a result, on the charger 50 side, the upper limit value of the charging current (maximum charging current) decreases, and the charging current flowing in the battery 20 is suppressed.
また、S220にて、補正後の充電電流狙い値を充電器50に出力すると、S230にて、電流低下フラグをオン状態にし、S240に移行する。
次に、S190にて、電流低下フラグはオン状態であると判断された場合、つまり、S210にて充電電流狙い値を低下させた後、S170にて充電電流値が電流閾値よりも大きいと判断された場合には、S250に移行する。
In S220, when the corrected charging current target value is output to the charger 50, the current reduction flag is turned on in S230, and the process proceeds to S240.
Next, when it is determined in S190 that the current reduction flag is in the ON state, that is, after the charging current target value is reduced in S210, it is determined that the charging current value is larger than the current threshold value in S170. If so, the process proceeds to S250.
そして、S250では、S180にて更新される異常充電電流検出時間の積算時間は、第2閾値以上になったか否かを判断する。第2閾値は、第1閾値よりも大きく、第1閾値との差分は、S210にて充電電流狙い値を低下させた後、充電器50側の充電制御によって充電電流値が電流閾値まで低下したか否かを判定するのに要する時間である。 Then, in S250, it is determined whether the integrated time of the abnormal charging current detection time updated in S180 is equal to or more than the second threshold value. The second threshold value is larger than the first threshold value, and the difference from the first threshold value is that the charging current target value is reduced in S210 and then the charging current value is reduced to the current threshold value by the charging control on the charger 50 side. It is the time required to determine whether or not.
そして、S250にて、積算時間は第2閾値未満であると判断されると、S240に移行し、S250にて、積算時間は第2閾値以上であると判断されると、S260に移行して、充電器50による充電を停止させた後、当該異常判定処理を終了する。 Then, in S250, when it is determined that the integrated time is less than the second threshold value, the process proceeds to S240, and when it is determined that the integrated time is equal to or more than the second threshold value in S250, the process proceeds to S260. After stopping the charging by the charger 50, the abnormality determination process is ended.
なお、S260では、接続端子16Cをローレベルにすることで、充電器50に充電停止指令を出力し、充電器50による充電を停止させる。
これは、接続端子16Bを介して、充電停止指令を出力するようにすると、この接続端子16Bを利用して構成されるバッテリ装置10と充電器50との間の通信系に異常があるとき、バッテリ20への充電を停止させることができないからである。
In S260, the connection terminal 16C is set to the low level to output a charge stop command to the charger 50 and stop the charging by the charger 50.
This is because when a charging stop command is output via the connection terminal 16B, when there is an abnormality in the communication system between the battery device 10 and the charger 50 configured using the connection terminal 16B, This is because the charging of the battery 20 cannot be stopped.
つまり、本実施形態では、バッテリ装置10から充電器50に充電電流狙い値を出力する経路と、充電器50にバッテリ20への充電を停止させる指令信号の経路とを、異なる経路にすることで、充電電流の異常時に充電電流を確実に低減できるようにしている。 That is, in the present embodiment, the route for outputting the charging current target value from the battery device 10 to the charger 50 and the route for the command signal that causes the charger 50 to stop charging the battery 20 are made different routes. The charging current can be surely reduced when the charging current is abnormal.
以上説明したように、本実施形態のバッテリ装置10においては、バッテリ装置10が充電器50に装着されているとき、制御回路30が、充電器50からバッテリ20に供給される充電電流を監視する。 As described above, in the battery device 10 of the present embodiment, when the battery device 10 is attached to the charger 50, the control circuit 30 monitors the charging current supplied from the charger 50 to the battery 20. ..
そして、制御回路30は、充電電流値が異常充電検出用の電流閾値を越え、その積算時間が第1閾値にて規定される所定時間に達すると、充電器50側で充電電流の上限を制限するのに用いられる充電電流狙い値を所定値だけ低下させる。 Then, the control circuit 30 limits the upper limit of the charging current on the charger 50 side when the charging current value exceeds the current threshold value for detecting abnormal charging and the accumulated time reaches a predetermined time defined by the first threshold value. The charging current target value used for charging is reduced by a predetermined value.
この結果、充電電流狙い値の出力経路が正常で、充電器50が正常に動作していれば、充電器50からバッテリ20への充電電流が低下することになり、充電電流値を電流閾値以下に制限することができるようになる。 As a result, if the output path of the charging current target value is normal and the charger 50 is operating normally, the charging current from the charger 50 to the battery 20 will decrease, and the charging current value will be below the current threshold value. Will be able to be limited to.
また、充電電流狙い値を低下させても、充電電流値が電流閾値を越えている場合には、その後の経過時間が第2閾値にて規定される所定時間(詳しくは、第2閾値−第1閾値に対応した時間)に達したか否かを判断する。そして、その後の経過時間が第2閾値にて規定される所定時間に達すると、充電器50に対し、バッテリ20への充電を停止させる。 Even if the charging current target value is decreased, if the charging current value exceeds the current threshold value, the elapsed time thereafter is the predetermined time defined by the second threshold value (specifically, the second threshold value-the second threshold value). It is determined whether or not the time has reached 1). Then, when the elapsed time thereafter reaches the predetermined time defined by the second threshold value, the charger 50 is caused to stop charging the battery 20.
従って、本実施形態のバッテリ装置10によれば、バッテリ装置10側で充電電流を監視して、充電電流を電流閾値以下に制限することができる。このため、充電器50とバッテリ装置10との間の通信系が故障し、充電器50側で充電電流の異常を検知できなくなっても、充電電流が過大になるのを抑制して、バッテリ20を過電流から保護することができる。 Therefore, according to the battery device 10 of the present embodiment, the charging current can be monitored on the battery device 10 side and the charging current can be limited to the current threshold value or less. Therefore, even if the communication system between the charger 50 and the battery device 10 fails and the charger 50 cannot detect the abnormality in the charging current, the charging current is prevented from becoming excessively large, and the battery 20 is prevented. Can be protected from overcurrent.
また、制御回路30は、充電電流値が電流閾値を越えると、充電電流狙い値を低下させることで、充電器50に充電電流を低下させる制御を行い、この制御によって充電電流値が電流閾値まで低下しなければ、充電器50によるバッテリ20への充電を停止させる。 Further, when the charging current value exceeds the current threshold value, the control circuit 30 controls the charger 50 to reduce the charging current by decreasing the charging current target value, and by this control, the charging current value reaches the current threshold value. If it does not decrease, the charging of the battery 20 by the charger 50 is stopped.
このため、充電電流の異常を検出したときには、充電電流の低下、及び、バッテリ20への充電停止、の2段階で、バッテリを過電流から保護することができるようになり、バッテリ20に過電流が流れるのをより良好に抑制できる。 Therefore, when an abnormality of the charging current is detected, the battery can be protected from the overcurrent in two stages, that is, the charging current is reduced and the charging of the battery 20 is stopped. Can be better suppressed.
また、充電電流の異常を検出したとき、直ぐにバッテリ20への充電が停止されることはないので、充電器50による制御で充電電流を低下させることができる場合には、充電器50によるバッテリ20への充電を継続させて、バッテリ20を満充電状態にすることができる。 Further, when the abnormality of the charging current is detected, the charging of the battery 20 is not immediately stopped. Therefore, if the charging current can be reduced by the control of the charger 50, the battery 20 of the charger 50 can be reduced. The battery 20 can be fully charged by continuing to charge the battery.
なお、本実施形態においては、電流検出用抵抗SRを介してバッテリ20への充電電流を検出するAFE22が、本開示の充電電流取得部に相当し、上述した異常判定処理を実行する制御回路30が、本開示の制御部に相当する。 In the present embodiment, the AFE 22 that detects the charging current to the battery 20 via the current detection resistor SR corresponds to the charging current acquisition unit of the present disclosure, and the control circuit 30 that executes the above-described abnormality determination process. Corresponds to the control unit of the present disclosure.
以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内にて種々の態様をとることができる。
例えば、上記実施形態では、制御回路30は、オペアンプ24を介してバッテリ24からの放電電流を検出し、AFE22を介してバッテリ24への充電電流を検出するものとして説明したが、バッテリ20への充電電流は、オペアンプ24を介して検出するようにしてもよい。
Although one embodiment of the present disclosure has been described above, the present disclosure is not limited to the above embodiment, and various aspects can be adopted without departing from the scope of the present disclosure.
For example, in the above-described embodiment, the control circuit 30 has been described as detecting the discharging current from the battery 24 via the operational amplifier 24 and detecting the charging current to the battery 24 via the AFE 22. The charging current may be detected via the operational amplifier 24.
また、バッテリ20への充電電流は、充電器50から取得するようにしてもよい。このようにすれば、バッテリ装置10に電流検出用抵抗SRやAFE22が備えられていない場合であっても、上記実施形態と同様の異常判定処理を実施し、充電時にバッテリ20を過電流から保護することができる。 The charging current to the battery 20 may be acquired from the charger 50. With this configuration, even when the battery device 10 does not include the current detection resistor SR or the AFE 22, the same abnormality determination process as that of the above-described embodiment is performed to protect the battery 20 from overcurrent during charging. can do.
また、上記実施形態では、充電器50によるバッテリ20への充電を停止させる際には、接続端子16Cをローレベルにすることで、充電器50に停止信号を出力するものとして説明した。 Further, in the above-described embodiment, when the charging of the battery 20 by the charger 50 is stopped, the stop signal is output to the charger 50 by setting the connection terminal 16C to the low level.
これに対し、制御スイッチSW2に停止信号を出力することで、制御スイッチSW2をオフさせ、負極側電源ラインL2B上に設けられた遮断部としての遮断スイッチ40をオフ状態にすることで、バッテリ20への充電経路を遮断するようにしてもよい。 On the other hand, by outputting a stop signal to the control switch SW2, the control switch SW2 is turned off, and the cutoff switch 40 as a cutoff unit provided on the negative power supply line L2B is turned off. You may make it cut off the charging path to.
このようにすれば、充電器50に充電停止信号を出力することなく、バッテリ装置10内で、充電器50によるバッテリ20への充電を停止させることができるようになり、バッテリ20への充電をより確実に停止させることができる。 By doing so, it becomes possible to stop the charging of the battery 20 by the charger 50 in the battery device 10 without outputting the charging stop signal to the charger 50, and the charging of the battery 20 can be performed. It can be stopped more reliably.
次に、上記実施形態では、想定充電電流としての充電電流狙い値を、バッテリ20の充電可能領域であるOperating Region の温度範囲に対応した温度領域毎に設定し、その充電電流狙い値に所定値を加えた値を電流閾値として、充電電流の異常判定を行うものとした。 Next, in the above-described embodiment, the charging current target value as the assumed charging current is set for each temperature region corresponding to the temperature range of the operating region, which is the chargeable region of the battery 20, and the charging current target value is set to a predetermined value. The value obtained by adding is used as the current threshold value to determine the charging current abnormality.
これに対し、図5に示すように、充電電流狙い値の温度範囲を、Operating Region の温度範囲に対しずらすようにしてもよい。
つまり、充電電流狙い値は充電器50に対する充電電流の上限の指令値であるため、バッテリ温度の変化に対応して頻繁に変化することのないよう、安定化させるとよい。
On the other hand, as shown in FIG. 5, the temperature range of the charging current target value may be shifted from the temperature range of the Operating Region.
That is, since the target value of the charging current is the upper limit command value of the charging current for the charger 50, it is preferable to stabilize the charging current so that it does not change frequently in response to changes in the battery temperature.
そして、このためには、充電電流狙い値の温度範囲をOperating Region の温度範囲よりも狭くし、S130では、バッテリ温度が温度範囲の境界である温度閾値を一定時間以上大きくなったとき(或いは小さくなったとき)に、充電電流狙い値を更新させることが考えられる。 Then, for this purpose, the temperature range of the charging current target value is made narrower than the temperature range of the Operating Region, and in S130, when the temperature threshold which is the boundary of the temperature range is increased for a certain time or more (or is decreased). It is conceivable to update the target value of the charging current.
また、このように、充電電流狙い値を更新するようにした場合、電流閾値(異常充電電流検出閾値)は、充電電流狙い値に所定値を加えた値にするようにしてもよい。しかし、このようにすると、電流閾値もバッテリ温度の変化に対し変化し難くなる。 Further, when the charging current target value is updated in this way, the current threshold value (abnormal charging current detection threshold value) may be a value obtained by adding a predetermined value to the charging current target value. However, this makes it difficult for the current threshold value to change with changes in the battery temperature.
このため、図5に示すように、電流閾値の温度範囲は、Operating Region の温度範囲と一致させ、S140では、電流閾値を、図5に示す特性に従い、最新のバッテリ温度に基づき設定するようにしてもよい。 Therefore, as shown in FIG. 5, the temperature range of the current threshold is made to coincide with the temperature range of the Operating Region, and in S140, the current threshold is set based on the latest battery temperature according to the characteristics shown in FIG. May be.
そして、このようにすれば、電流閾値を用いた充電電流の異常判定を応答遅れなく実施することができ、充電電流の異常の誤判定を抑制できる。
また次に、上記実施形態では、バッテリ装置10は電動工具に装着して使用されるものとして説明したが、本開示のバッテリ装置は、電動工具とは異なる電気機器に装着して使用されるものであってもよく、或いは、各種電気機器に内蔵されるものであってもよい。
Then, in this way, it is possible to carry out the abnormality determination of the charging current using the current threshold value without a response delay, and it is possible to suppress the erroneous determination of the abnormality of the charging current.
Next, in the above-described embodiment, the battery device 10 has been described as being mounted and used on an electric power tool, but the battery device of the present disclosure is mounted and used on an electric device different from the electric power tool. Or may be built into various electric devices.
また、本開示のバッテリ装置10は、必ずしも電動工具等の電気機器と別体で構成する必要はなく、電動工具等の電気機器に内蔵されていてもよい。
また、上記実施形態における1つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、1つの構成要素が有する1つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしてもよい。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、1つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される1つの機能を、1つの構成要素によって実現したりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。
Further, the battery device 10 of the present disclosure does not necessarily have to be configured separately from an electric device such as an electric power tool, and may be built in the electric device such as an electric power tool.
Further, a plurality of functions of one constituent element in the above-described embodiment may be realized by a plurality of constituent elements, or one function of one constituent element may be realized by a plurality of constituent elements. Further, a plurality of functions of a plurality of constituent elements may be realized by one constituent element, or one function realized by a plurality of constituent elements may be realized by one constituent element. Further, a part of the configuration of the above embodiment may be omitted. Further, at least a part of the configuration of the above embodiment may be added or replaced with respect to the configuration of the other above embodiment. It should be noted that all modes included in the technical idea specified only by the wording recited in the claims are the embodiments of the present invention.
10…バッテリ装置、12…装着部、14…電源端子部、14A…正極側端子、14B…負極側端子、14C…充電用端子、16…接続端子部、16A〜16D…接続端子、20…バッテリ、20A…正極側端子、20B…負極側端子、22…AFE(アナログ・フロント・エンド)、L2A…正極側電源ライン、L2B…負極側電源ライン、SR…電流検出用抵抗、24…放電電流検出回路、26…過負荷判定回路、28…バッテリ電圧検出回路、30…制御回路、32,34…サーミスタ、36…レギュレータ、38…充電器検出回路、40…遮断スイッチ、42…バイアス回路、SW1…シャットダウンスイッチ、SW2…制御スイッチ、50…充電器、50A…正極側充電端子、50B…負極側充電端子、52…入力整流回路、54…充電用スイッチング電源回路、56…制御回路、58…電源回路、60A〜60C…接続端子。 10... Battery device, 12... Mounting part, 14... Power supply terminal part, 14A... Positive side terminal, 14B... Negative side terminal, 14C... Charging terminal, 16... Connection terminal part, 16A-16D... Connection terminal, 20... Battery , 20A... Positive side terminal, 20B... Negative side terminal, 22... AFE (analog front end), L2A... Positive side power supply line, L2B... Negative side power supply line, SR... Current detection resistor, 24... Discharge current detection Circuit, 26... Overload determination circuit, 28... Battery voltage detection circuit, 30... Control circuit, 32, 34... Thermistor, 36... Regulator, 38... Charger detection circuit, 40... Break switch, 42... Bias circuit, SW1... Shutdown switch, SW2... Control switch, 50... Charger, 50A... Positive side charging terminal, 50B... Negative side charging terminal, 52... Input rectifying circuit, 54... Charging switching power supply circuit, 56... Control circuit, 58... Power supply circuit , 60A to 60C... Connection terminals.
Claims (2)
充電器から前記バッテリに供給される充電電流を取得する充電電流取得部と、
前記充電電流取得部にて取得された充電電流が、前記バッテリの温度に基づき設定される想定充電電流に比べて所定値以上大きいとき、前記充電器に、前記充電電流を低減させる制御信号を出力して、前記充電電流を低下させ、その後、前記充電電流が実際に低下したか否かを判断して、前記充電電流が低下していなければ、前記バッテリへの充電を停止させる停止信号を出力するように構成された制御部と、
を備えたバッテリ装置。 A battery,
A charging current acquisition unit that acquires a charging current supplied from the charger to the battery,
When the charging current acquired by the charging current acquisition unit is larger than the assumed charging current set based on the temperature of the battery by a predetermined value or more, a control signal for reducing the charging current is output to the charger. Then, the charging current is reduced, and then it is determined whether or not the charging current is actually reduced. If the charging current is not reduced, a stop signal for stopping the charging of the battery is output. A control unit configured to
A battery device including.
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