電動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)及電池組的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供電動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)及電池組。在該電動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)中，不在檢測電池電流的電流檢測部設(shè)置雙系統(tǒng)的檢測電路，而能夠判定電流檢測部的異常(故障)。在從電池(10)向電動(dòng)工具(50)放電時(shí)以及針對電池(10)的充電時(shí)，電池組(2)的異常判定部(48)根據(jù)通過來自電流檢測電路(26)的檢測信號(hào)而得到的電池電流(放電電流或者充電電流)來推定電池電壓及電池溫度的變化量，若上述推定結(jié)果(推定電壓變化量及推定電流變化量)與通過電池單元電壓測定Ic(20)及溫度檢測電路(22)而得到的電池電壓及電池溫度的實(shí)際變化量的差的一方超過默認(rèn)值，則判定由電流檢測電阻(24)及電流檢測電路(26)構(gòu)成的電流檢測部異常。
【專利說明】電動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)及電池組
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及由電池組、電動(dòng)設(shè)備及充電裝置構(gòu)成的電動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)、以及電池組。
【背景技術(shù)】
[0002] 以往，在對電動(dòng)設(shè)備進(jìn)行電源供給的電池組設(shè)置有電流檢測部，該電流檢測部檢 測從電池組內(nèi)的電池向電動(dòng)設(shè)備放電時(shí)以及從充電裝置向電池充電時(shí)流動(dòng)的電池電流。
[0003] 電流檢測部用于在針對電池的充放電時(shí)監(jiān)視電池電流，例如，由設(shè)置在向電池的 通電路徑的電流檢測元件(一般為電流檢測用電阻)、和經(jīng)由電流檢測元件而檢測電池電流 的檢測電路構(gòu)成。
[0004] 然而，在電流檢測部中，若檢測電路發(fā)生故障，則無法檢測在電池及其周圍電路流 動(dòng)異常電流的情況，進(jìn)一步而言，無法保護(hù)電動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)不受過電流等影響。
[0005] 因此，以往，有如下提案，即，使充放電控制用的1C (微型計(jì)算機(jī)）與電池電壓監(jiān)視 用的監(jiān)視1C的兩個(gè)1C具有作為經(jīng)由電流檢測元件而檢測電池電流的檢測電路的功能，并 根據(jù)由各1C得到的電池電流的差異來判斷電流檢測部是否正常動(dòng)作(例如，參照專利文獻(xiàn) 1)。
[0006] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2012-90638號(hào)公報(bào)
[0007] 根據(jù)上述提案的技術(shù)，能夠進(jìn)行電流檢測部的異常判定，并能夠防止在電流檢測 部異常時(shí)對電池電流的誤檢測。
[0008] 然而，在上述提案的技術(shù)中，為了進(jìn)行電流檢測部的異常判定必需將電池電流的 檢測電路設(shè)置為雙系統(tǒng)，因此需要兩倍的空間，所以不僅增加部件成本，也存在妨礙電池組 的小型化這樣的問題。
[0009] 并且，上述問題不限于電池組，在電動(dòng)設(shè)備、充電裝置中設(shè)置有電流檢測部的情況 下，也在電動(dòng)設(shè)備、充電裝置中發(fā)生同樣的問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010] 本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，其目的在于，在具備電池組的電動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)中， 不在檢測電池電流的電流檢測部設(shè)置雙系統(tǒng)的檢測電路而能夠判定電流檢測部異常(故 障)。
[0011] 技術(shù)方案1?5所述的發(fā)明是與具備具有能夠充放電的電池的電池組、以電池組 為電源的電動(dòng)設(shè)備、以及對電池組充電的充電裝置的電動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)相關(guān)的發(fā)明。
[0012] 在技術(shù)方案1所述的電動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)中，電流檢測部檢測在針對電池組內(nèi)的電池的 充電時(shí)或者放電時(shí)在電池中流動(dòng)的電池電流，電池狀態(tài)檢測部檢測電池電壓、和在電池電 流流動(dòng)時(shí)發(fā)熱的發(fā)熱部的溫度的至少一方。
[0013] 另外，在針對電池的充電時(shí)或者放電時(shí)，判定單元根據(jù)在電流檢測部檢測出的電 池電流，來推定在電池狀態(tài)檢測部檢測出的電池電壓及發(fā)熱部的溫度的至少一方的變化 量。
[0014] 另外，判定單元計(jì)算在電池狀態(tài)檢測部檢測出的電池電壓及發(fā)熱部的溫度的至少 一方的實(shí)際變化量，在該計(jì)算出的實(shí)際變化量與推定出的變化量的差在默認(rèn)值以上的情況 下，上述判定單元判定電流檢測部異常。
[0015] S卩，在針對電池的充電時(shí)、放電時(shí)，電池電壓、發(fā)熱部的溫度與在電流檢測部檢測 出的電池電流對應(yīng)地發(fā)生變化。
[0016] 因此，在本發(fā)明中，根據(jù)在電流檢測部檢測出的電池電壓，來推定電池電壓或者發(fā) 熱部的溫度的變化量，并且判斷該推定出的變化量與實(shí)際變化量是否一致，從而判斷電流 檢測部是否正常動(dòng)作。
[0017] 因此，根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)，能夠使用通常設(shè)置在電動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)的電池電 壓檢測電路、溫度檢測電路來檢測電流檢測部的異常(故障)。
[0018] 這樣，根據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)，無需將電池電流檢測用的檢測電路設(shè)置為雙 系統(tǒng)，而能夠進(jìn)行電流檢測部的異常判定，因此，能夠防止用于電流檢測部的異常判定的構(gòu) 成部件增加從而導(dǎo)致系統(tǒng)整體大型化的情況。并且，能夠防止引起電動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)的成本上 升。
[0019] 接下來，技術(shù)方案2所述的電動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)的特征在于，若判定電流檢測部異常，則 判定單元將這一意思存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中。
[0020] 因此，在下次利用電動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)時(shí)，能夠確認(rèn)在存儲(chǔ)單元中是否存儲(chǔ)有電流檢測 部的異常(換言之，故障)，能夠防止即使電流檢測部發(fā)生故障電動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)還進(jìn)行動(dòng)作。
[0021] 此外，如技術(shù)方案3所述，作為存儲(chǔ)單元，優(yōu)選使用非易失性存儲(chǔ)器。
[0022] S卩，作為存儲(chǔ)單元，若利用非易失性存儲(chǔ)器，則即使在向存儲(chǔ)單元供給的電源被斷 開的情況下，也能夠在存儲(chǔ)單元中，保持電流檢測部的異常判定結(jié)果，在下次利用電動(dòng)設(shè)備 系統(tǒng)時(shí)，能夠防止即使電流檢測部發(fā)生故障電動(dòng)系統(tǒng)還進(jìn)行動(dòng)作。
[0023] 接下來，技術(shù)方案4所述的電動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)的特征在于，判定單元具備計(jì)數(shù)單元，該 計(jì)數(shù)單元對實(shí)際變化量與推定出的變化量的差被判定為在默認(rèn)值以上的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。而 且，若該計(jì)數(shù)單元的計(jì)數(shù)值達(dá)到規(guī)定值，則判斷為在電流檢測部存在異常。
[0024] 因此，判定單元能夠防止下述情況，S卩，在實(shí)際變化量與推定出的變化量的差在默 認(rèn)值以上時(shí)，判定單元判斷為瞬時(shí)電流檢測部發(fā)生異常，即使實(shí)際上電流檢測部未發(fā)生故 障，還誤檢測出電流檢測部的異常(故障)。
[0025] 此外，只要在每次判定單元判定為實(shí)際變化量與推定出的變化量的差在規(guī)定值以 上時(shí)，更新（向上計(jì)數(shù)或者向下計(jì)數(shù)）計(jì)數(shù)單元的計(jì)數(shù)值，但是，也可以如技術(shù)方案5所述那 樣地，在針對電池的充電完成時(shí)，判定單元將計(jì)數(shù)單元的計(jì)數(shù)值設(shè)定為初始值。
[0026] S卩，可認(rèn)為在針對電池的充電時(shí)，在判定單元判斷電流檢測部的異常（故障）為止 的期間，針對電池的充電完成的情況下，電流檢測部正常進(jìn)行動(dòng)作。
[0027] 鑒于此，技術(shù)方案5所述的電動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)的特征在于，在針對電池的充電完成的 情況下，通過使計(jì)數(shù)單元的計(jì)數(shù)值初始化，來防止由于之后的計(jì)數(shù)單元的計(jì)數(shù)動(dòng)作而引起 的電流檢測部的異常(故障）的誤判定。
[0028] 此處，在本發(fā)明中，作為異常判定的對象的電流檢測部可以設(shè)置在構(gòu)成電動(dòng)設(shè)備 系統(tǒng)的電池組、電動(dòng)設(shè)備、以及充電裝置中的任意一方。
[0029] 另外，用于進(jìn)行異常判定的電池狀態(tài)檢測部及判定單元可以分別設(shè)置在設(shè)置有電 流檢測部的電池組、電動(dòng)設(shè)備、或者充電裝置，或者也可以設(shè)置在與電流檢測部不同的部分 (電池組、電動(dòng)設(shè)備、或者充電裝置)。
[0030] 而且，特別地，如技術(shù)方案6所述，本發(fā)明適用于電池組單元，若在電池組內(nèi)設(shè)置 電流檢測部、電池狀態(tài)檢測部、以及異常判定單元，則能夠更加發(fā)揮本發(fā)明的效果。
[0031] S卩，電池組比電動(dòng)設(shè)備、充電裝置更要求小型化，但是若應(yīng)用本發(fā)明，則能夠以電 池組單元來對電流檢測部的異常(故障）進(jìn)行檢測，而不會(huì)引起電池組的大型化，從而能夠 最顯著地表現(xiàn)出本發(fā)明的效果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032] 圖1是表示實(shí)施方式的電池組及電動(dòng)工具的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0033] 圖2是表示實(shí)施方式的電池組及充電裝置的結(jié)構(gòu)的框圖。
[0034] 圖3是表示在電池組為放電模式時(shí)控制電路所執(zhí)行的異常判定處理的流程圖。
[0035] 圖4是表示在電池組為充電模式時(shí)控制電路所執(zhí)行的異常判定處理的流程圖。
[0036] 圖5是表示電動(dòng)工具及充電裝置的變形例的框圖。
[0037] 附圖標(biāo)記的說明：2…電池組；10···電池；20···電池單元電壓測定1C ;22、76、96··· 溫度檢測電路；24、71、93?電流檢測電阻；26、72、94?電流檢測電路 ；28?過充電保護(hù)電 路；30···放電控制電路；32···充電器檢測部；34、66…電源電路；36···關(guān)斷電路；38、79、99··· 非易失性存儲(chǔ)器；40、70、90···控制電路；42…A / D轉(zhuǎn)換器；44…控制部；46···電池控制部； 48、78、98…異常判定部；50…電動(dòng)工具；52...電機(jī)；62…主開關(guān)；64…開關(guān)兀件；68…二極 管；74···驅(qū)動(dòng)控制部；75、95…電壓檢測電路；80···充電裝置；82···充電電路；92···充電控制 部。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 以下對本發(fā)明的實(shí)施方式及附圖進(jìn)行說明。
[0039] 如圖1所示，本實(shí)施方式的電池組2具備電池10,該電池10由能夠充放電的多個(gè) (圖中為五個(gè)）電池單元11、12、13、14、15以串聯(lián)的方式連接而成。
[0040] 電池組2的筐體構(gòu)成為能夠選擇性地安裝在電動(dòng)工具50和充電裝置80 (參照圖 2)中的一個(gè)。
[0041] 在將電池組2安裝在電動(dòng)工具50時(shí)，電池10的正極側(cè)及負(fù)極側(cè)與端子4及端子 5連接，上述端子4和端子5分別與電動(dòng)工具50的正極側(cè)及負(fù)極側(cè)的各端子54、55連接。
[0042] 因此，若將電池組2安裝在電動(dòng)工具50,則能夠經(jīng)由端子4、5以及電動(dòng)工具50側(cè) 的端子54、55而進(jìn)行從電池10向電動(dòng)工具50的電源供給。
[0043] 另外，電池10的正極側(cè)也經(jīng)由過充電保護(hù)電路28而與充電用的端子6連接。與 此相對地，在充電裝置80設(shè)置有端子86、85 (參照圖2)，在將電池組2安裝在充電裝置80 時(shí)，上述端子86、85與電池組2的端子6、5連接。
[0044] 因此，若將電池組2安裝在充電裝置80,則能夠經(jīng)由端子86、85、端子6、5、以及過 充電保護(hù)電路28而進(jìn)行從充電裝置80向電池10的充電。
[0045] 因此，本實(shí)施方式的電池組2、電動(dòng)工具50以及充電裝置80-起構(gòu)成本發(fā)明的電 動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)。
[0046] 此外，在由控制電路40檢測出針對電池10的過電流時(shí)，過充電保護(hù)電路28用于 斷開從充電裝置80向電池10的充電路徑，上述過充電保護(hù)電路28通過來自控制電路40 的控制信號(hào)而進(jìn)行動(dòng)作。
[0047] 接下來，在電池10中，各電池單元11?15的正極側(cè)分別經(jīng)由電阻R1?R5而與 電池單元電壓測定IC20連接。
[0048] 電池單元電壓測定IC20內(nèi)置有單獨(dú)檢測各電池單元11?15的兩端電壓（電池單 元電壓）的電壓檢測部18。
[0049] 而且，與由該電壓檢測部18檢測出的各電池單元11?15的電池單元電壓對應(yīng)的 檢測信號(hào)被輸入控制電路40。
[0050] 此外，在針對電池單元電壓測定IC20的電池單元電壓的輸入路徑上，設(shè)置有電容 器C1?C5,上述電容器C1?C5經(jīng)由電阻R1?R5而與各電池單元11?15以并聯(lián)的方式 連接。
[0051] 上述電容器C1?C5用于防止被輸入電池單元電壓測定IC20的電池單元電壓因 噪音等而變動(dòng)。
[0052] 而且，在連接電池10的負(fù)極側(cè)與端子5的負(fù)極側(cè)的連接路徑上，連接有電流檢測 電阻24,該電流檢測電阻24用于檢測從電池10向電動(dòng)工具50的放電電流、以及從充電裝 置80向電池10的充電電流。
[0053] 而且，該電流檢測電阻24與電流檢測電路26連接，該電流檢測電路26根據(jù)該電 流檢測電阻24的兩端電壓而檢測電池電流(詳細(xì)而言為放電電流及充電電流)，并向控制電 路40輸入與電池電流對應(yīng)的檢測信號(hào)。
[0054] 另外，在電池10中，設(shè)置有檢測電池單元的溫度的溫度檢測電路22,來自該溫度 檢測電路22的檢測信號(hào)也被輸入控制電路40。
[0055] 控制電路40由以CPU、ROM、RAM等為中心的單片微型計(jì)算機(jī)(微機(jī)）構(gòu)成，其具備 A / D轉(zhuǎn)換器42、以及通過CPU執(zhí)行存儲(chǔ)在ROM中的控制程序而被實(shí)現(xiàn)的控制部44。
[0056] 控制部44是控制電路40的功能塊，其作為在針對電池10的充放電時(shí)監(jiān)視充放電 電流、電池電壓并在異常時(shí)使充放電停止的電池控制部46、以及作為本發(fā)明的主要部分的 異常判定部48而發(fā)揮功能。
[0057] 此外，異常判定部48用于判定由電流檢測電阻24及電流檢測電路26構(gòu)成的電 流檢測部的異常(換言之故障)，控制電路40與用于存儲(chǔ)該異常檢測結(jié)果的非易失性存儲(chǔ)器 38連接。
[0058] 另夕卜，A / D轉(zhuǎn)換器42用于按照來自控制部44的指令而將來自電池單元電壓測 定IC20、電流檢測電路26以及溫度檢測電路22的檢測信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)而獲取。
[0059] 而且，電池組2具備用于從充電裝置80獲取電源電壓Vc的端子7、用于在與充電 裝置80之間進(jìn)行通信的端子8、以及用于向電動(dòng)工具50輸出放電控制信號(hào)的端子9。
[0060] 在端子7的電位由于來自充電裝置80的輸入電壓（電源電壓Vc )而成為高電位時(shí)， 端子7與檢測電池組2安裝在充電裝置80的情況的充電器檢測部32連接，來自充電器檢 測部32的檢測信號(hào)也被輸入控制電路40。
[0061] 因此，控制電路40能夠通過從充電器檢測部32輸入的檢測信號(hào)，檢知下述情況， 即電池組2安裝在充電裝置80,而電池組2的動(dòng)作模式成為進(jìn)行從充電裝置80向電池10 充電的充電模式。
[0062] 另外，在端子9設(shè)置有放電控制電路30,該放電控制電路30接受來自電池10的電 源供給，從而生成放電控制信號(hào)，在電動(dòng)工具50的端子59與端子9連接時(shí)，放電控制電路 30經(jīng)由上述各端子9、59而向電動(dòng)工具50輸出放電控制信號(hào)。
[0063] 該放電控制電路30與控制電路40連接，在控制電路40側(cè)，通過來自放電控制電 路30的放電控制信號(hào)的輸出狀態(tài)能夠檢知下述情況，即電池組2安裝在電動(dòng)工具50,而電 池組2的動(dòng)作模式成為進(jìn)行向電動(dòng)工具50的電源供給的放電模式。
[0064] 另外，在電池組2設(shè)置有用于向控制電路40及其周圍電路供給電源電壓(直流定 電壓）Vb的電源電路34。
[0065] 該電源電路34接受來自電池10或者經(jīng)由端子7而連接的充電裝置80的電源供 給，從而生成電源電壓Vb。
[0066] 而且，在從電池10向電源電路34的電源供給路徑上，設(shè)置有關(guān)斷電路36,在電池 電壓降低時(shí)，該關(guān)斷電路36斷開該電源供給路徑。
[0067] 而且，與電池組2 -起構(gòu)成電動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)的電動(dòng)工具50及充電裝置80分別如圖 1、圖2所示那樣地構(gòu)成。
[0068] 如圖1所示，電動(dòng)工具50具備作為動(dòng)力源的直流電機(jī)52 (以下，僅稱為電機(jī))。該 電機(jī)52設(shè)置在經(jīng)由端子54、55以及端子4、5而接受來自電池組2內(nèi)的電池10的電源供給 的通電路徑上。
[0069] 另外，在電機(jī)52的通電路徑上，設(shè)置有由使用者接通和斷開的電動(dòng)工具50的主開 關(guān)62、以及由控制電路70而接通和斷開的通電控制用的開關(guān)元件（圖中為FET) 64。
[0070] 而且，電機(jī)52與二極管68以并聯(lián)的方式連接，該二極管68用于在針對電機(jī)52的 通電時(shí)通過斷開主開關(guān)62或者開關(guān)元件64 (換言之?dāng)嚅_通電路徑)，來使因蓄積在電機(jī)52 的繞線的能量而在電機(jī)52的負(fù)極側(cè)產(chǎn)生的高電壓返回電機(jī)52的正極側(cè)。
[0071] 控制電路70通過經(jīng)由端子9及端子59接受從電池組2輸入的放電控制信號(hào)而使 開關(guān)元件64處于接通狀態(tài)，從而形成針對電機(jī)52的通電路徑，允許來自電池10的放電。
[0072] 另外，在電動(dòng)工具50設(shè)置有接受來自電池10的電源供給而生成電源電壓的電源 電路66,控制電路70接受來自該電源電路66的電源供給而進(jìn)行動(dòng)作。
[0073] 因此，在電動(dòng)工具50上，通過安裝電池組2而形成從電池10到電源電路66的電 源供給，從而依次開始電源電路66及控制電路70的動(dòng)作。
[0074] 而且,通過控制電路70的動(dòng)作，而開關(guān)元件64處于接通狀態(tài)，之后,使用者通過操 作主開關(guān)62從而能夠切換電機(jī)52 (進(jìn)一步而言為電動(dòng)工具50)的驅(qū)動(dòng)以及停止。
[0075] 另一方面，如圖2所示，在充電裝置80設(shè)置有充電電路82，該充電電路82從商用 電源1〇〇接受電源供給而對電池組2內(nèi)的電池10進(jìn)行充電。
[0076] 充電電路82將從商用電源100供給的交流電壓轉(zhuǎn)換為直流電壓而對電池10進(jìn)行 充電，也利用控制電路90來控制針對電池10的充電。
[0077] 而且，充電電路82生成用于驅(qū)動(dòng)該控制電路90的電源電壓Vc，上述生成的電源電 壓Vc經(jīng)由端子87、及電池組2側(cè)的端子7而向電池組2輸出。
[0078] 在充電電路82從商用電源100接受到電源供給時(shí)，總是生成上述電源電壓Vc。因 此，即使在電池組2中，從電池10向電源電路34的電源供給被斷開，只要充電電路82與商 用電源100連接，就能夠從端子87經(jīng)由端子7而向電池組2內(nèi)的電源電路34供給電源電 壓Vc。
[0079] 因此，對于電池組2而言，即使電池電壓降低而控制電路40成為動(dòng)作停止?fàn)顟B(tài)，由 于被安裝在充電裝置80,所以也能夠使控制電路40動(dòng)作，而進(jìn)行對電池10的充電。
[0080] 另外，控制電路90與電池組2的控制電路40相同地，由以CPU、ROM、RAM等為中 心的微機(jī)構(gòu)成，并且通過CPU執(zhí)行存儲(chǔ)在ROM中的控制程序來作為充電控制部92而發(fā)揮功 能。
[0081] 另外，在充電裝置80中設(shè)置有端子88,該端子88在將電池組2安裝在充電裝置 80時(shí)，與電池組2側(cè)的端子8連接。
[0082] 而且，控制電路90通過經(jīng)由上述端子88、8而與電池組2側(cè)的控制電路40進(jìn)行通 信，從而取得電池電壓、針對電池10的充電電流，進(jìn)而控制充電電路82。
[0083] 這樣，在本實(shí)施方式中，由電池組2、電動(dòng)工具50及充電裝置80構(gòu)成本發(fā)明的電動(dòng) 設(shè)備系統(tǒng)，在電池組2設(shè)置有作為電流檢測部的電流檢測電阻24及電流檢測電路26。
[0084] 而且，在通過電池控制部46的動(dòng)作而從電池10向電動(dòng)工具50的放電時(shí)以及從充 電裝置80向電池10的充電時(shí)，電池組2的控制電路40根據(jù)來自電流檢測電路26的檢測 信號(hào)來監(jiān)視電池電流(詳細(xì)而言為放電電流及充電電流)。
[0085] 并且，若檢測出電池電流的異常，則控制電路40通過使來自放電控制電路30的放 電控制信號(hào)的輸出停止或者利用過充電保護(hù)電路28來斷開充電路徑，來使電動(dòng)工具50側(cè) 的電機(jī)52的驅(qū)動(dòng)或者基于充電裝置80的針對電池10的充電停止。
[0086] 因此，若在作為電流檢測部的電流檢測電阻24及電流檢測電路26發(fā)生異常，無法 正常檢測電池電流，則在電池電流的異常時(shí)，無法使電動(dòng)工具50側(cè)的電機(jī)52的驅(qū)動(dòng)停止， 或者使由充電裝置80進(jìn)行的針對電池10的充電停止。
[0087] 鑒于此，在本實(shí)施方式中，在控制電路40內(nèi)設(shè)置作為判定由電流檢測電阻24及電 流檢測電路26構(gòu)成的電流檢測部的異常的異常判定部48的功能，在異常判定時(shí)，將這一意 思存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器38中，從而之后，在修理電流檢測部之前，禁止針對電池10的充 放電。
[0088] 以下，參照圖3、圖4的流程圖，對在控制電路40為了實(shí)現(xiàn)作為異常判定部48的功 能而執(zhí)行的異常判定處理進(jìn)行說明。
[0089] 此外，圖3表示在電池組2的動(dòng)作模式處于放電模式時(shí)，控制電路40所執(zhí)行的異 常判定處理，圖4表示在電池組2的動(dòng)作模式處于充電模式時(shí)，控制電路40所執(zhí)行的異常 判定處理。
[0090] 如圖3所示，在放電模式下的異常判定處理中，首先在S110 (S表示步驟)，判斷對 判定為電流檢測部的異常的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)的異常判定計(jì)數(shù)器C的計(jì)數(shù)值是否在預(yù)先設(shè)定 的閾值以上。
[0091] 而且，在S110中，若判斷為異常判定計(jì)數(shù)器C的值不在閾值以上，則移至S120,判 斷當(dāng)前是否是電池特性數(shù)據(jù)的測定時(shí)機(jī)。
[0092] 電池特性數(shù)據(jù)是通過來自電流檢測電路26的檢測信號(hào)而得到的放電電流數(shù)據(jù) (Id)、通過來自電池單元電壓測定IC20的檢測信號(hào)而得到的電池電壓數(shù)據(jù)（V)、以及通過 來自溫度檢測電路22的檢測信號(hào)而得到的電池溫度數(shù)據(jù)（T )。
[0093] 而且，這些電池特性數(shù)據(jù)的測定時(shí)機(jī)以預(yù)先設(shè)定的規(guī)定時(shí)間間隔內(nèi)而發(fā)生，在 S120中，根據(jù)從上一次的測定時(shí)機(jī)開始經(jīng)過的時(shí)間，來判斷當(dāng)前是否是電池特性數(shù)據(jù)的測 定時(shí)機(jī)。
[0094] 在S120中，若判定為當(dāng)前是電池特性數(shù)據(jù)的測定時(shí)機(jī)，則移至S130,通過經(jīng)由A / D轉(zhuǎn)換器42獲取來自電流檢測電路26、電池單元電壓測定IC20、以及溫度檢測電路22的檢 測信號(hào)，從而取得放電電流數(shù)據(jù)（Id)、電池電壓數(shù)據(jù)（V)、以及電池溫度數(shù)據(jù)（T)。
[0095] 另外，在S140中，根據(jù)在S130取得的放電電流數(shù)據(jù)（Id)與預(yù)先設(shè)定的變化量推 定用的演算式(或者圖像)，來計(jì)算由于放電電流從電池10流動(dòng)而產(chǎn)生的電池電壓及電池溫 度的變化量(推定電壓變化量Λ Vde、推定溫度變化量Λ Tde)。
[0096] 另外，在S140中，計(jì)算在S130本次取得的電池電壓數(shù)據(jù)（V)及電池溫度數(shù)據(jù)（T) 相對于前次值的變化量(實(shí)際電壓變化量Λ V、實(shí)際溫度變化量Λ Τ)。
[0097] 接下來，在S150中，判斷在S140計(jì)算出的實(shí)際電壓變化量Λ V與推定電壓變化量 AVe的差的絕對值| AV-AVdel是否超過預(yù)先設(shè)定的異常判定用的默認(rèn)值Vthl。
[0098] 另外，若在S150判斷為| AV-AVde|在默認(rèn)值Vthl以下，則移至S160,判斷在 S140計(jì)算出的實(shí)際溫度變化量Λ T與推定溫度變化量Λ Tde的差的絕對值| Λ Τ- Λ Tde 是否超過預(yù)先設(shè)定的異常判定用的默認(rèn)值Tthl。
[0099] 若在S150判斷為| Λ V- Λ Vde |超過默認(rèn)值Vthl，或者在S160判斷為 Λ Τ-Λ Tde |超過默認(rèn)值Tthl，則判斷為在由電流檢測電路26進(jìn)行的放電電流的檢測結(jié) 果(換言之，由電流檢測電阻24及電流檢測電路26構(gòu)成的電流檢測部）存在異常，而移至 S170。
[0100] 然后，在S170中，使異常判定計(jì)數(shù)器C遞增（增加+1計(jì)數(shù))，移至S180。另外，在 S160判斷為| Λ Τ- Λ Tde |未超過默認(rèn)值Tthl的情況下，也移至S180。
[0101] 在S180中，與S110相同地，判斷異常判定計(jì)數(shù)器C的計(jì)數(shù)值是否在預(yù)先設(shè)定的閾 值以上。
[0102] 然后，若異常判定計(jì)數(shù)器C的值在閾值以上，則移至S200,判斷為電流檢測部發(fā)生 故障，從而禁止來自電池10的放電，并將這一意思（電流檢測部的永久故障）存儲(chǔ)在非易失 性存儲(chǔ)器38中。
[0103] 此外，在S110判斷為異常判定計(jì)數(shù)器C的值在閾值以上的情況下，也同樣地執(zhí)行 該S200的處理。
[0104] 另一方面，在S180判斷為異常判定計(jì)數(shù)器C的值不是閾值異常的情況下，或者在 S120判斷為當(dāng)前不是電池特性數(shù)據(jù)的測定時(shí)機(jī)的情況下，移至S190。
[0105] 然后，在S190中，從電動(dòng)工具50卸下電池組2而判斷放電模式的結(jié)束條件是否成 立，若放電模式的結(jié)束條件成立，則結(jié)束該異常判定處理，若放電模式的結(jié)束條件不成立， 則通過再次移至S120的處理來執(zhí)行上述一系列的處理。
[0106] 接下來，如圖4所示，在充電模式下的異常判定處理中，首先在S210中，判斷異常 判定計(jì)數(shù)器C的計(jì)數(shù)值是否在閾值以上。然后，若異常判定計(jì)數(shù)器C的計(jì)數(shù)值不在閾值以 上，則移至S215,使充電裝置80開始針對電池10的充電，移至S220。
[0107] 在S220中，與S120相同地，判斷當(dāng)前是否是電池特性數(shù)據(jù)的測定時(shí)機(jī)。
[0108] 在S220中，若判定為當(dāng)前是電池特性數(shù)據(jù)的測定時(shí)機(jī)，則移至S230,通過經(jīng)由A / D轉(zhuǎn)換器42獲取來自電流檢測電路26、電池單元電壓測定IC20、以及溫度檢測電路22的檢 測信號(hào)，從而取得充電電流數(shù)據(jù)（Ic)、電池電壓數(shù)據(jù)（V)、以及電池溫度數(shù)據(jù)（T)。
[0109] 在S240中，根據(jù)在S230取得的充電電流數(shù)據(jù)（Ic)與預(yù)先設(shè)定的變化量推定用的 演算式(或者圖像)，來計(jì)算由于從充電裝置80向電池10供給充電電流而產(chǎn)生的電池電壓 及電池溫度的變化量(推定電壓變化量Λ Vce、推定溫度變化量Λ Tee)。
[0110] 另外，在S240中，與上述S140相同地計(jì)算在S230本次取得的電池電壓數(shù)據(jù)（V)及 電池溫度數(shù)據(jù)（T)相對于前次值的變化量(實(shí)際電壓變化量Λ V、實(shí)際溫度變化量Λ T)。
[0111] 接下來，在S250中，判斷在S240計(jì)算出的實(shí)際電壓變化量Λ V與推定電壓變化量 AVce的差的絕對值| AV-AVcel是否超過預(yù)先設(shè)定的異常判定用的默認(rèn)值Vth2。
[0112] 另外，若在S250判斷為| AV-AVce|在默認(rèn)值Vth2以下，則移至S260,判斷在 S240計(jì)算出的實(shí)際溫度變化量Λ T與推定溫度變化量Λ Tee的差的絕對值| Λ Τ- Λ Tee 是否超過預(yù)先設(shè)定的異常判定用的默認(rèn)值Tth2。
[0113] 若在S250判斷為| Λ V- Λ Vee |超過默認(rèn)值Vth2,或者在S260判斷為 Λ Τ-Λ Tee |超過默認(rèn)值Tth2,則判斷為在由電流檢測電路26進(jìn)行的充電電流的檢測結(jié) 果(換言之，電流檢測部）存在異常，而移至S270。
[0114] 然后，在S270中，使異常判定計(jì)數(shù)器C遞增（增加+1計(jì)數(shù))，移至S280。另外，在 S260判斷為| Λ Τ- Λ Tee |未超過默認(rèn)值Tth2的情況下，也移至S280。
[0115] 在S280中，與S210相同地，判斷異常判定計(jì)數(shù)器C的計(jì)數(shù)值是否在預(yù)先設(shè)定的閾 值以上。
[0116] 然后，若異常判定計(jì)數(shù)器C的值在閾值以上，則移至S300,判斷為電流檢測部發(fā)生 故障，從而禁止從電池裝置80向電池10的充電，并將這一意思（電流檢測部的永久故障)存 儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器38中。
[0117] 此外，在S210判斷為異常判定計(jì)數(shù)器C的值在閾值以上的情況下，也同樣地執(zhí)行 該S300的處理。
[0118] 另一方面，在S280判斷為異常判定計(jì)數(shù)器C的值未處于閾值異常的情況下，或者 在S220判斷為當(dāng)前不是電池特性數(shù)據(jù)的測定時(shí)機(jī)的情況下，移至S290。
[0119] 然后，在S290中，判斷從充電裝置80向電池10的充電是否已完成，若充電已完 成，則在S310中，通過將異常判定計(jì)數(shù)器C的值設(shè)定為0,從而在將異常判定計(jì)數(shù)器C初始 化后，結(jié)束該異常判定處理。
[0120] 另外，若充電未完成，則通過再次移至S220的處理來執(zhí)行上述一系列的處理。
[0121] 如上所述，在本實(shí)施方式的電池組2中，在動(dòng)作模式為放電模式及充電模式時(shí)，控 制電路40根據(jù)通過來自電流檢測電路26的檢測信號(hào)而得到的電池電流(放電電流或者充 電電流)，來推定電池電壓及電池溫度的變化量。
[0122] 而且，若上述推定結(jié)果(推定電壓變化量及推定溫度變化量）與電池電壓及電池溫 度的實(shí)際變化量的差超過異常判定用的默認(rèn)值，則控制電路40判定為由電流檢測電阻24 及電流檢測電路26構(gòu)成的電流檢測部發(fā)生異常。
[0123] 另外，若判定為電流檢測部發(fā)生異常，則控制電路40對其判定次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，若 其計(jì)數(shù)值達(dá)到規(guī)定的閾值，則判斷為電流檢測部發(fā)生故障，從而禁止針對電池10的充放 電，并將電流檢測部的永久故障存儲(chǔ)在非易失性存儲(chǔ)器38中。
[0124] 因此，在本實(shí)施方式的電池組2中，能夠使用通常設(shè)置在電池組2的電池電壓檢測 電路(本實(shí)施方式中為電池單元電壓測定IC20)、和電池溫度檢測用的溫度檢測電路22,來 檢測電流檢測部的異常(故障)。
[0125] 由此，根據(jù)本實(shí)施方式的電池組2,不用相現(xiàn)有技術(shù)那樣地設(shè)置雙系統(tǒng)的電池電流 檢測用的檢測電路，能夠?qū)嵤┡卸z測出的電池電流是否為正常，換言之能夠?qū)嵤╇娏鳈z 測部的異常判定，使用于異常判定的結(jié)構(gòu)簡化。
[0126] 因此，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠解決為了進(jìn)行電流檢測部的異常判定而增加部件件 數(shù)，從而無法使電池組2小型化、以及引起電池組2的成本上升的問題。
[0127] 另外，在本實(shí)施方式中，當(dāng)電流檢測部的異常的判定次數(shù)達(dá)到規(guī)定的閾值時(shí)，通過 判斷電流檢測部發(fā)生故障而禁止針對電池10的充放電，來在因干擾等外部干擾而誤判定 電流檢測部發(fā)生異常的情況下，不會(huì)禁止充放電，從而能夠提高耐干擾性。
[0128] 另外，對于計(jì)數(shù)電流檢測部的異常判定次數(shù)的異常判定計(jì)數(shù)器C而言，當(dāng)在充電 模式下從充電裝置80向電池10的充電完成時(shí)，返回初始值0,因此，能夠防止由于誤判定次 數(shù)的增加，而判斷為電流檢測部發(fā)生故障的情況。
[0129] 另外，在本實(shí)施方式中，當(dāng)異常判定計(jì)數(shù)器C的值達(dá)到閾值而判斷為電流檢測部 發(fā)生故障(永久故障）時(shí)，將這一意思寫入非易失性存儲(chǔ)器38中。
[0130] 因此，根據(jù)本實(shí)施方式，不因電池10的放電等而使電流檢測部的永久故障的檢測 結(jié)果消失，并能夠在修理電流檢測部而使非易失性存儲(chǔ)器38初始化之前，禁止針對電池10 的充放電。
[0131] 此外，在本實(shí)施方式中，電池單元電壓測定IC20及溫度檢測電路相當(dāng)于本發(fā)明的 電池狀態(tài)檢測部，控制電路40 (詳細(xì)而言為異常判定部48)相當(dāng)于本發(fā)明的判定單元，用于 計(jì)數(shù)異常判定次數(shù)的異常判定計(jì)數(shù)器C相當(dāng)于本發(fā)明的計(jì)數(shù)單元。
[0132] 以上，對本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式，能 夠在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)選取各種方式。
[0133] 例如，在上述實(shí)施方式中，對電流檢測部設(shè)置在構(gòu)成電動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)的電池組2并 在電池組2內(nèi)進(jìn)行其異常判定進(jìn)行了說明，但是也可以在電流檢測部設(shè)置在作為電動(dòng)設(shè)備 的電動(dòng)工具50、充電裝置80的情況下，在上述各部進(jìn)行異常判定。
[0134] 而且，因此，分別如圖5 (a)、圖5 (b)所示地構(gòu)成電動(dòng)工具50及充電裝置80即 可。
[0135] 以下，將該結(jié)構(gòu)作為上述實(shí)施方式的變形例1、2而進(jìn)行說明。
[0136] (變形例1)
[0137] 在圖5 (a)所示的電動(dòng)工具50中，在從開關(guān)元件64至端子55為止的通電路徑上 設(shè)置有電流檢測電阻71，電流檢測電路72通過電流檢測電阻71的兩端電壓而檢測電機(jī)電 流(此處為來自電池10的放電電流)。而且，來自電流檢測電路72的檢測信號(hào)被輸入控制 電路70。
[0138] 控制電路70與電池組2的控制電路40相同地，由以CPU、ROM、RAM等為中心的微 機(jī)構(gòu)成，CPU通過執(zhí)行存儲(chǔ)于ROM的控制程序而作為驅(qū)動(dòng)控制部74及異常判定部78發(fā)揮 功能。
[0139] 其中，驅(qū)動(dòng)控制部74通過來自電池組2的放電控制信號(hào)而輸出放電許可信號(hào)來使 開關(guān)元件64為接通狀態(tài)，形成針對電機(jī)52的通電路徑。
[0140] 另外，在圖5 (a)所示的電動(dòng)工具50中，設(shè)置有檢測電池電壓的電壓檢測電路75、 檢測由于電機(jī)電流流動(dòng)而發(fā)熱的開關(guān)元件64的溫度的溫度檢測電路76、以及用于存儲(chǔ)電 流檢測部的異常(永久故障）的非易失性存儲(chǔ)器79。
[0141] 而且，異常判定部78根據(jù)來自電流檢測電路72、電壓檢測電路75、以及溫度檢測 電路76的檢測信號(hào)，以與圖3所示的放電模式下的異常判定處理相同的順序，來進(jìn)行由電 流檢測電阻71及電流檢測電路72構(gòu)成的電流檢測部的異常判定。
[0142] 因此，根據(jù)圖5 (a)所示的電動(dòng)工具50,能夠判定設(shè)置在電動(dòng)工具50的電流檢測 部的異常，能夠得到與上述實(shí)施方式的電池組2相同的效果。
[0143] (變形例2)
[0144] 接下來，在圖5 (b)所示的充電裝置80中，在從充電電路82至端子85為止的充 電電流的路徑上設(shè)置有電流檢測電阻93,電流檢測電路94通過電流檢測電阻93的兩端電 壓來檢測電機(jī)電流(此處為充電電流)。而且，來自電流檢測電路94的檢測信號(hào)被輸入控制 電路90。
[0145] 控制電路70通過CPU執(zhí)行存儲(chǔ)在ROM中的控制程序而作為充電控制部92及異常 判定部98發(fā)揮功能。
[0146] 另外，在如圖5 (b )所示的充電裝置80中，設(shè)置有檢測電池電壓的電壓檢測電路 95、檢測由于充電電流流動(dòng)而發(fā)熱的充電電路82的溫度的溫度檢測電路96、以及用于存儲(chǔ) 電流檢測部的異常(永久故障）的非易失性存儲(chǔ)器99。
[0147] 而且，異常判定部98通過來自電流檢測電路94、電壓檢測電路95、以及溫度檢測 電路96的檢測信號(hào)，以與圖4所示的充電模式下的異常判定處理相同的順序，來進(jìn)行由電 流檢測電阻93及電流檢測電路94構(gòu)成的電流檢測部的異常判定。
[0148] 因此，根據(jù)圖5 (b)所示的充電裝置80,能夠判定設(shè)置于充電裝置80的電流檢測 部的異常，能夠得到與上述實(shí)施方式的電池組2相同的效果。
[0149] 接下來，在上述實(shí)施方式及變形例1、2中，通過由電流檢測部檢測出的電池電流， 來推定電池電壓的電壓變化量、以及由于電池電流流動(dòng)而使溫度發(fā)生變化的發(fā)熱部(具體 而言，為電池10的電池單元、開關(guān)元件64、以及充電電路82)的溫度變化量。
[0150] 而且，若上述推定出的電池電壓及溫度的推定變化量與電池電壓及溫度的實(shí)際變 化量的差(絕對值）的一方超過默認(rèn)值，則判定為在電流檢測部存在異常。
[0151] 然而，該異常判定所使用的參數(shù)可以僅是電池電壓的變化量，也可以僅是發(fā)熱部 的溫度的變化量。
[0152] 另外，在上述實(shí)施方式及變形例1、2中，對在設(shè)置有電流檢測部的裝置內(nèi)（S卩，電 池組2、電動(dòng)工具50、及充電裝置80內(nèi)）判定電流檢測部的異常進(jìn)行了說明。
[0153] 然而，例如，可以如在電池組2內(nèi)判定設(shè)置在電動(dòng)工具50或者充電裝置80的電流 檢測部的異常那樣地，使構(gòu)成電動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)的電池組、電動(dòng)設(shè)備、以及充電裝置中的、設(shè)置 有電流檢測部的裝置與判定該電流檢測部的異常的裝置不同。
[0154] 但是，在該情況下，有必需構(gòu)成為，按照在進(jìn)行異常判定的裝置側(cè)能夠取得由電流 檢測部檢測出的電池電流、以及異常判定所需要的電池電壓、溫度等的方式，在裝置間收發(fā) 上述數(shù)據(jù)。
[0155] 另外，在上述實(shí)施方式及變形例1、2中，對構(gòu)成電動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)的電動(dòng)設(shè)備為電動(dòng) 工具50進(jìn)行了說明，但本發(fā)明只要是具備通過安裝能夠充放電的電池組而能夠使用的電 動(dòng)設(shè)備的系統(tǒng)，就能夠與上述實(shí)施方式同樣地應(yīng)用。
[0156] 而且，特別在具備較大充電電流、放電電流的電動(dòng)工具、園藝工具的系統(tǒng)中，由于 與電流變化相對應(yīng)而顯著地表現(xiàn)出溫度變化、電壓變化，因此通過在這種系統(tǒng)中應(yīng)用本發(fā) 明，能夠更有效地判定電流檢測部的異常。
【權(quán)利要求】
1. 一種電動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)，具備具有能夠充放電的電池的電池組、以該電池組為電源的電 動(dòng)設(shè)備以及對所述電池組充電的充電裝置，所述電動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)的特征在于，具備： 電流檢測部，其檢測在針對所述電池的充電時(shí)或者放電時(shí)在所述電池中流動(dòng)的電池電 流； 電池狀態(tài)檢測部，其檢測電池電壓、和在所述電池電流流動(dòng)時(shí)發(fā)熱的發(fā)熱部的溫度的 至少一方；以及 判定單元，在針對所述電池的充電時(shí)或者放電時(shí)，所述判定單元根據(jù)在所述電流檢測 部檢測出的電池電流，來推定在所述電池狀態(tài)檢測部檢測出的所述電池電壓和所述發(fā)熱部 的溫度的至少一方的變化量，并且所述判定部計(jì)算在所述電池狀態(tài)檢測部檢測出的電池電 壓和所述發(fā)熱部的溫度的至少一方的實(shí)際變化量，在該計(jì)算出的實(shí)際變化量與所述推定出 的變化量的差在默認(rèn)值以上的情況下，所述判定部判定所述電流檢測部異常。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于， 若判定所述電流檢測部異常，則所述判定單元將這一意思存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于， 所述存儲(chǔ)單元是非易失性存儲(chǔ)器。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項(xiàng)所述的電動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于， 所述判定單元具備計(jì)數(shù)單元，該計(jì)數(shù)單元對所述實(shí)際變化量與所述推定出的變化量的 差被判定為在默認(rèn)值以上的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，若該計(jì)數(shù)單元的計(jì)數(shù)值達(dá)到規(guī)定值，則判斷為 在所述電流檢測部存在異常。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電動(dòng)設(shè)備系統(tǒng)，其特征在于， 若針對所述電池的充電完成，則所述判定單元將所述計(jì)數(shù)單元的計(jì)數(shù)值設(shè)定為初始 值。
6. -種電池組，具有能夠充放電的電池，所述電池組的特征在于，具備： 電流檢測部，其檢測所述電池中流動(dòng)的電池電流； 電池狀態(tài)檢測部，其檢測所述電池的電池電壓及溫度的至少一方； 以及 判定單元，其根據(jù)在所述電流檢測部檢測出的電池電流來推定在所述電池狀態(tài)檢測部 檢測出的所述電池電壓及溫度的至少一方的變化量，并且所述判定單元計(jì)算在所述電池狀 態(tài)檢測部檢測出的電池電壓及溫度的至少一方的實(shí)際變化量，在該計(jì)算出的實(shí)際變化量與 所述推定出的變化量的差在默認(rèn)值以上的情況下，判定所述電流檢測部異常。
【文檔編號(hào)】H02J7/00GK104104128SQ201410076389
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年3月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月5日
【發(fā)明者】小早川忠彥, 鈴木均, 福本匡章 申請人:株式會(huì)社牧田