专利名称：电池组的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及内置电池并能够实施从充电器对电池充电以及从电池向电动机器供给电力(放电)的电池组。
背景技术：
在安装于电动工具、电动工作机等的电动机器并进行电力供给的电池组中，不仅具备电池，还具备控制电路，该控制电路监视电池电压、对电池充放电时流过的电流来控制对电池的充放电。另外，该电池组中还具备电源电路，该电源电路从电池接受电力供给而生成控制电路驱动用的电源电压。而且，考虑到在这种电池组中，若总是从电池向电源电路(乃至控制电路)进行电力供给，则电池会成为过放电状态而发生恶化。因此，提出了如下方案，即，在这种电池组中，若电池电压低于过放电判定电压，则切断从电池向电源电路的电力供给路径。(例如，参照专利文献I)。另外，根据该方案的电池组，在将电池组安装于充电器后，通过经由防止逆流用的二极管向电池组内的电源电路施加在充电器内生成的电源电压，可防止电池成为过放电状态。专利文献1:日本特开2010-162656号公报然而，在上述方案的电池组中，将电池组安装于充电器并实施从充电器向电池充电，若电池成为满充电状态，则停止从充电器向电池充电。而且，若在这样完成对电池的充电后以安装于充电器的状态放置电池组，则电流从电池流向电源电路(乃至控制电路)，从而使电池放电。另外，持续进行该放电直至电池电压下降到从充电器向电源电路供给的电源电压。因此，若使用者在将电池组安装于充电器从而开始对电池充电后忘记从充电器取下电池组，则会产生如下问题，即，即便之后将电池组安装于电动机器，也无法从电池向电动机器供给电力，而必须再次对电池充电。
发明内容
本发明是鉴于这样的问题而完成的，其目的在于，在向电动机器进行电力供给的电池组中，通过在将该电池组安装于充电器并完成对电池的充电之后继续保持安装于充电器的状态，从而防止电池放电直至无法向电动机器供给电力。在为了达到所涉及的目的而完成的、技术方案I所述的电池组中，除了电池之外还具备监视电池的状态并控制对电池的充放电的控制机构、和生成控制机构驱动用的电源电压的电源电路。而且，在电池处于能够向电源电路供给电力的状态、并且将该电池组安装于充电器而亦能够从充电器向电源电路供给电力时，控制机构选择充电器作为向电源电路供给电力的电力供给源。因此，即便使用者在将电池组安装于充电器以对电池充电后忘记从充电器取下电池组，电池也不会经由电源电路(乃至控制机构)放电。因此，如果之后将电池组安装于电动机器，则能够毫无问题地实施从电池向电动机器的电力供给。然而，在本发明的电池组中，在能够利用内部的电池和外部的充电器双方作为向电源电路(乃至控制机构)供给电力的电力供给源的情况下，选择充电器作为电力供给源。但是，在将电池组安装于充电器的状态下，为了防止电池在完成对电池的充电后放电从而无法实施从电池向电动机器供给电力，无需总是选择充电器作为向电源电路供给电力的电力供给源，而如技术方案2所述那样即可。即，在技术方案2所述的电池组中，在能够从电池和充电器双方实施向电源电路(乃至控制机构)供给电力时，控制单元判断来自电池的输出电压是否在规定的阈值电压以上，如果来自电池的输出电压在阈值电压以上，则选择电池作为向电源电路供给电力的电力供给源，如果来自电池的输出电压不足阈值电压，则选择充电器作为向电源电路供给电力的电力供给源。而且，如果这样构成控制机构，则在完成对电池的充电后，电池放电直至电池电压成为阈值电压，然后，从充电器向电源电路供给电力，而使电池停止放电。因此，根据技术方案2所述的电池组，在电池成为满充电状态后，电池通过电源电路以及控制机构的动作而放电直至电池电压变成阈值电压，停止从充电器向电池组内的电源电路(乃至控制机构)供给电力。而且，在该停止期间中，即便安装有电池组也不会从充电器向电池组供给电力，因此，能够削减由充电器消耗的待机电力。另外，由于电池电压不会从阈值电压进一步降低，所以只要将阈值电压设定为比驱动电动机器所需要的最低电压高的电压值，就能够在从充电器取下电池组并将其安装于电动机器后进行从电池向电动机器供给电力。另一方面，还考虑即便在充电器能够向电池组内的电源电路供给电力的状态下，也会在对电池充放电的充放电路径或者该充放电的控制系统产生异常，从而无法正常地切换对电池的充电、停止。而且，考虑在充电器产生这样的异常时，若进行从充电器向电池组内的电源电路供给电力，则在电源电路生成的电压变得不稳定。因此，在充电器产生上述那样的异常的情况下，可以进行如下处理，即，即便能够进行从充电器向电池组内的电源电路供给电力，也进行从电池向电池组内的电源电路(乃至控制机构)供给电力。S卩，如技术方案3所述那构成为，在控制机构中，在判断为充电器发生了故障时，选择电池作为向电源电路供给电力的电力供给源。而且，如果这样操作，则在充电器产生上述那样的异常的情况下，电池组内的电源电路不会从该异常(即、产生了故障)的充电器接受电源供给而生成电源电压，因此，能够利用稳定的电源电压使控制机构动作。另外，接下来可以如技术方案4所述那样构成为，在无法实施从充电器向电源电路供给电力时，控制机构选择电池作为向电源电路供给电力的电力供给源。S卩，如果这样操作，则与上述现有装置相同，在未将电池组安装于充电器时，通过进行从电池向电源电路供给电力，能够使控制机构动作。但是，在这样无法实施从充电器向电源电路供给电力且控制机构选择电池作为向电源电路的电力供给源的情况下，可以如技术方案5所不那样构成为，若来自电池的输出电压不足过放电判定电压，则切断从上述电池向上述电源电路供给电力的电力供给路径。
而且，如果这 样操作，则通过实施从电池向电源电路供给电力，能够防止电池成为过放电状态。
图1是表示实施方式的电池组以及充电器的外观的立体图。图2是表示实施方式的电池组以及充电器的电路结构的电路图。图3是表示将电池组安装于电动工具后的电路结构的电路图。图4是表示由电池组内的电池控制电路(微机)执行的电源切换处理的流程图。图5是表示电源切换处理的第一变形例的流程图。图6是表示电源切换处理的第二变形例的流程图。附图标记说明:10…电池组；11...电池侧正极端子；12...电池侧负极端子；13...电池侧信号端子组；16...电池侧终端；17...电池侧安装部；20…充电器；21…充电侧正极端子；22...充电侧负极端子；23…充电侧信号端子组；26…充电侧终端；27…充电侧安装部；28…显示部；31…电池；32…电池控制电路(微机)；33...调节器；34...电压降低检测用比较器；35...差分放大电路；36…放电检测用比较器；37…运算放大器；38…单兀选择开关；39...温度检测电路；40…关机开关；51…充电器侧控制电压输入端子；52…充电允许、停止信号输出端子；71…输入整流电路；72…充电用开关电源电路；73…控制用开关电源电路；74…充电控制电路；81…充电器侧控制电压输出端子；82…充电允许、停止信号输入端子；90...电动工具；91...电动工具侧正极端子；92...电动工具侧负极端子；94…操作开关；96…马达；Bl Bn...电池单兀;D1 D3…二极管;D4…齐纳二极管;R1…电流检测电阻;R2 R7…电阻；Rx、Ry…分压电阻；Trl…充电器检测用晶体管。
具体实施例方式以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示本发明所应用的实施方式的电池组10、以及用于对内置于电池组10的电池31 (参照图2)充电的充电器20的外观的立体图。本实施方式的电池组10以能够自由装卸的方式安装于充电式冲击起子、充电式电钻等电动工具，并用于向该电动工具供给驱动用的电力。如图1所示，在电池 组10的一个侧面形成有电池侧安装部17，该电池侧安装部17以能够自由装卸的方式安装于充电器20的充电侧安装部27或者电动工具的工具主体。而且，在该电池侧安装部17的规定的位置设有电池侧终端16，该电池侧终端16与充电器20的充电侧终端26或者工具主体的工具侧终端(省略图示)电连接。
电池侧终端16形成如下结构，即、具备供充放电电流通过的电池侧正极端子11以及电池侧负极端子12、电池侧信号端子组13。此外，电池侧信号端子组13由至少包括充电器侧控制电压输入端子51、充电允许、停止信号输出端子52 (均参照图2)的多个端子形成。其次，充电器20是从未图示的外部电源(本实施方式中为AC100V电源)生成用于对电池组10内的电池31充电的充电用直流电源(充电电力)的部件。在该充电器20的上表面的一端侧形成有供电池组10安装的充电侧安装部27，在该充电侧安装部27的规定的位置(充电侧安装部27的内部)设有充电侧终端26。该充电侧终端26形成如下结构，即、具备:用于向电池组10供给充电用直流电源的充电侧正极端子21以及充电侧负极端子22、充电侧信号端子组23。此外，充电侧信号端子组23由至少包括充电器侧控制电压输出端子81、充电允许、停止信号输入端子82 (均参照图2)的多个端子形成。另外，在充电器20设有显示部28，该显示部28用于向外部显示该充电器20的动作状态、电池组10的充电状态等，并具备三个LED。若经由充电侧安装部27以及电池侧安装部17将电池组10安装于这样构成的充电器20，则电池组10的电池侧终端16与充电器20的充电侧终端26电连接。更具体而言，电池组10的电池侧正极端子11与充电器20的充电侧正极端子21连接，电池组10的电池侧负极端子12与充电器20的充电侧负极端子22连接。另外，构成电池组10的电池侧信号端子组13的充电器侧控制电压输入端子51、充电允许、停止信号输出端子52分别与构成充电器20的充电侧信号端子组23的充电器侧控制电压输出端子81、充电允许、停止信号输入端子82连接(参照图2 )。由此，形成能够从充电器20向电池组10内的电池31充电的状态。此外，如图3所示，在从电池组10接受电力供给而动作的电动工具90至少设有在安装电池组10时与电池侧正极端子11连接的电动工具侧正极端子91、以及与电池侧负极端子12连接的电动工具侧负极端子92。而且,在电动工具90侧,若使用者通过操作操作开关94而使操作开关94成为接通状态，则形成从电动工具侧正极端子91通过操作开关94以及马达96而到达电动工具侧负极端子92的通电路径。因此，若将电池组10安装于电动工具90，则能够使电流从电池组10内的电池31流到电动工具90内的马达96，从而驱动电动工具90。接下来，参照图2对图1所示的电池组10以及充电器20的电路结构进行说明。如图2所示，电池组10具备:电池31 ;电池控制电路32，其进行电池31的状态监视、充放电控制；调节器33，其生成用于使包括电池控制电路32的、电池组10内的各种电路动作的电源电压(电池侧控制电压:例如3.3V) Vcc0此外，电池控制电路32由以CPU61、R0M62、RAM63、NVRAM (非易失性存储器)64等为中心的微型计算机构成。而且，电池控制电路32以由调节器33生成的电池侧控制电压Vcc为电源而动作，并根据在R0M62中存储的各种程序执行各种控制。以下，还将该电池控制电路32称为微机32。
此处，首先通过将多个电池单元B1、B2、…、Bn串联地连接而构成电池31，并将电池31的正极侧与电池侧正极端子11连接，将电池31的负极侧与电池侧负极端子12连接。在本实施方式中，各电池单元B1、B2、…、Bn均为额定电压3.6V的锂离子二次电池，并将四个电池单元串联连接。因此，来自电池31的输出电压(电池电压)Vbat正常时为
14.4V左右。经由关机 开关40、齐纳二极管D4、以及二极管Dl向调节器33输入电池电压Vbat。而且，调节器33基于该输入的电池电压Vbat生成微机32及其周边电路的电源电压亦即电池侧控制电压Vcc。此外，齐纳二极管D4的阴极与关机开关40的一端连接，阳极与二极管Dl的阳极连接。而且，二极管Dl的阴极与调节器33连接。根据来自微机32的关机信号SD切换关机开关40的接通、关闭状态，在电池31正常且未连接充电器20时将关机开关40设为接通状态。因此，如果关机开关40处于接通状态，则经由关机开关40、齐纳二极管D4、以及二极管Dl向调节器33输入电池电压Vbat。但是，该情况下存在由齐纳二极管D4的击穿电压(例如，5V)引起的电压下降、由二极管Dl的正向电压引起的电压下降，因此，实际上向调节器33输入电池电压Vbat中的、减去了这些电压下降量之后的值的电压。另外，电池组10内的各电路中混合存在有通过电池侧控制电压Vcc而动作的电路和通过电池电压Vbat而动作的电路。因此，经由关机开关40输入的电池电压Vbat向齐纳二极管D4的阴极输入，并且还向通过电池电压Vbat而动作的各电路输入。另外，对于调节器33，除了输入上述的电池电压Vbat之外，还经由二极管D3以及二极管D2向其输入在充电器20内生成的充电器侧控制电压Vdd (例如，5V)。S卩，在调节器33的输入侧连接有二极管Dl的阴极并且还连接有二极管D2的阴极。而且，二极管D2的阳极与二极管D3的阴极连接，二极管D3的阳极与充电器侧控制电压输入端子51连接。如后所述那样从充电器20向该充电器侧控制电压输入端子51输入充电器侧控制电压Vdd。因此，经由二极管D3以及二极管D2将输入到充电器侧控制电压输入端子51的充电器侧控制电压Vdd输入调节器33。S卩，在本实施方式的电池组10中，调节器33构成为能够基于电池电压Vbat或者充电器侧控制电压Vdd中的任意一个生成电池侧控制电压Vcc的、所谓的滴管式调节器。具体而言，以经由二极管Dl输入电池电压Vbat、经由二极管D2输入充电器侧控制电压Vdd的方式构成。由此，向调节器33输入电池电压Vbat或者充电器侧控制电压Vdd中的较大的一个。根据这样的结构，在电池31正常且关机开关40处于接通状态时，经由二极管Dl向调节器33输入电池电压Vbat，并基于该电池电压Vbat生成电池侧控制电压Vcc。另一方面，在本实施方式中，若例如电池组10被长期放置等，进行电池31的放电从而使电池电压Vbat降低，则微机32为了防止电池31的过放电而将关机开关40切换为断开状态。但是，该情况下，如果将电池组10安装于充电器20并从充电器20输入充电器侧控制电压Vdd，则调节器33能够基于该充电器侧控制电压Vdd生成电池侧控制电压Vcc。
此外，如果关机开关40处于断开状态且未将电池组10安装于充电器20，则不向微机32输入电池侧控制电压Vcc，从而使动作停止。但是，若之后将电池组10安装于充电器20并从充电器20向电池组10输入充电器侧控制电压Vdd，则在调节器33生成电池侧控制电压Vcc，因此，微机32启动并恢复通常动作。另外，接下 来，电池组10具备:单元选择开关38、差分放大电路35、温度检测电路39、电压降低检测用比较器34、电流检测电阻R1、由运算放大器37以及各电阻R2、R3、R4构成的非反相放大电路、放电检测用比较器36、以及充电器检测用晶体管Trl。此处，单元选择开关38用于选择性地输出构成电池31的各电池单元B1、B2、…、Bn的电压(单元电压)中的任意一个，并具备多个开关SWla、Sff2a, SWlb、Sff2b, Sff3a,…、Sffna0而且，单元选择开关38通过电池电压Vbat而动作，并根据来自微机32的单元选择信号SEL向差分放大电路35输出由该单兀选择信号SEL指不的任意一个电池单兀的电压。差分放大电路35通过电池侧控制电压Vcc而动作，并将从单元选择开关38输入的电压(即、所选择的任意一个电池单兀的电位差)放大。而且，作为电池电压信号CeV而向微机32输出该放大后的单兀电压。根据这样的结构，例如在选择了与单元选择信号SEL相比电位最低的电池单元BI的情况下，单元选择开关38的、在该电池单元BI的负极与差分放大电路35的非反相输入端子之间连接的开关SWla以及在电池单元BI的正极与差分放大电路35的反相输入端子之间连接的开关SWlb成为接通状态，而其他开关均成为断开状态。因此，该情况下，从单元选择开关38向差分放大电路35输入根据单元选择信号SEL选择出的电池单元BI的单元电压，从差分放大电路35向微机32输入将该单元电压放大后的单元电压信号CeV。接下来，温度检测电路39是设于电池31的附近、检测电池单元的温度(单元温度)并将其作为度信号CeT向微机32输出的部件，例如利用具备热敏电阻等感温元件的、公知的温度传感器构成温度检测电路39。另外，电压降低检测用比较器34以电池电压Vbat (或者电池侧控制电压Vcc)为电源而动作，并用于判断电池电压Vbat是否在预先设定好的过放电判定用的阈值电压Vsl(例如IOV)以上。具体而言，向电压降低检测用比较器34的非反相输入端子输入利用分压电阻Rx、Ry对电池电压Vbat分压后的电池电压分压值Vz，向反相输入端子输入规定的第一基准电压 Vrl。而且，电压降低检测用比较器34通过判断电池电压分压值Vz是否在第一基准电压Vrl以上，来判断电池电压Vbat是否在过放电判定用的阈值电压Vsl以上，并在电池电压Vbat不足阈值电压Vsl时向微机32输出成为低电平的电压下降检测信号LV。另外，接下来，电流检测电阻Rl设于从电池侧负极端子12到电池31的负极的通电路径，向构成非反相放大电路的运算放大器37输入因放电电流或者充电电流而在该电流检测电阻Rl中产生的电压下降(电压信号)。
非反相放大电路形成如下公知的结构，即，具备通过电池侧控制电压Vcc而动作的运算放大器37，向该非反相放大电路的非反相输入端子输入利用电流检测电阻Rl检测出的电压信号，反相输入端子经由电阻R2与地面(接地电位)连接并且经由电阻R3与输出端子连接。而且，在本实施方式中，在这样的结构的基础上，还在反相输入端子与微机32之间连接电阻R4，由此，能够将非反相放大电路的增益切换为两种。电阻R4的一端与运算放大器37的反相输入端子连接，另一端与微机32的增益切换信号输出端口 47连接。微机32通过将增益切换信号输出端口 47切换为高阻抗或者低电平输出的任一种，来实现非反相放大电路的增益切换。例如能够设定为，在使用电动工具时等放电电流较大时，输出高阻抗的信号作为增益切换信号GC来减小增益，从而能够适当地检测上述较大的放电电流(例如几十安的大电流)。相反地，在放电电流较小时(例如O安左右)、放电电流成为负值时(即、充电电流流过时)，输出低电平的信号作为增益切换信号GC，来增大非反相放大电路的增益。由此，SP便是微弱的电流也能可靠地检测到。这样，微机32通过根据放电电流的值切换非反相放大电路的增益，能够不受放电电流的大小影响地适当地检测放电电流的大小。接下来，放电检测用比较器36用于在将电池组10安装于电动工具90并开始从电池31向电动工具90供给电力时检测该情况，并通过电池侧控制电压Vcc而动作。而且，在从运算放大器37输出的电流检测信号在第二基准电压Vr2以上时，放电检测用比较器36向微机32输出高电平的放电检测信号CuD，若电流检测信号低于第二基准电压Vr2，则向微机32输出低电平的放电检测信号CuD。接下来，在本实施方式中，充电器检测用晶体管Trl由NPN型双极晶体管构成。而且，充电器检测用晶体管Trl的基极经由电阻R6以及二极管D3与充电器侧控制电压输入端子51连接，发射极与接地电位连接，集电极经由电阻R5与电池侧控制电压Vcc连接并且与微机32的充电器连接检测信号输入端口 49连接。若将电池组10安装于充电器20，则在充电器20内生成的充电器侧控制电压Vdd不仅如上述那样经由二极管D2向调节器33输入，还作为充电器连接信号经由电阻R6向充电器检测用晶体管Trl的基极输入。由此，该充电器检测用晶体管Trl形成导通状态，其集电极的电位、即向微机32输入的充电器侧连接检测信号CHD变成高电平。S卩，在未将电池组10安装于充电器20时，充电器检测用晶体管Trl形成导通状态，向微机32输入的充电器侧连接检测信号CHD通过经由电阻R5输入的电池侧控制电压而成为高电平。另一方面，若将电池组10安装于充电器20并从充电器20输入充电器侧控制电压Vdd，则充电器检测用晶体管Trl成为导通状态，向微机32输入的充电器侧连接检测信号CHD变成低电平。因此，微机32能够基于充电器侧连接检测信号CHD的电平判断是否已将电池组10安装于充电器20 (具体而言，是否从充电器20输入了充电器侧控制电压Vdd)。
另外，微机32具备如下端口等作为用于输入输出信号的端口，S卩:电压降低检测信号输入端口 41，从电压降低检测用比较器34向其输入电压降低检测信号LV;单元选择信号输出端口 42,从其向单兀选择开关38输出单兀选择信号SEL ;单兀电压信号输入端口43，从差分放大电路35向其输入单元电压信号CeV ;单元温度信号输入端口 44，从温度检测电路39向其输入单元温度信号CeT ;放电检测信号输入端口 45，从放电检测用比较器36向其输入放电检测信号CuD ;电流检测信号输入端口 46，从运算放大器37向其输入电流检测信号；增益切换信号输出端口 47，其输出增益切换信号GC ;关机信号输出端口 48，其输出对关机开关40进行控制的关机信号SD ;充电器连接检测信号输入端口 49，从充电器检测用晶体管Trl向其输入充电器连接检测信号CHD ;以及充电允许、停止信号输出端口 50，其向充电器20输出充电允许、停止信号(充电允许信号CP、充电停止信号CS)。而且，微机32执行如下充电控制处理，即，若将电池组10安装于充电器20，则输出充电允许信号CP，从而允许充电器20对电池31充电，若完成向电池31的充电，则输出充电停止信号CS，从而使充电器20停止向电池31充电。接下来，对充电器20的电路结构进行说明。如图2所示，充电器20具备:输入整流电路71，其将外部电源(本例中为AC100V)整流为直流；充电用开关电源电路72，其基于由该输入整流电路71整流后的直流电源生成电池31充电用的充电电力；控制用开关电源电路73，其基于由该输入整流电路71整流后的直流电源生成用于使充电器20内以及电池组10内的各种电路动作的充电器侧控制电压Vdd ；充电控制电路74，其对充电用开关电源电路72所进行的充电电力的生成(乃至向电池31的充电)进行控制；充电器侧控制电压输出端子81，其用于向电池组10输出充电器侧控制电压Vdd;以及充电允许、停止输入端子82，从电池组10向其输入充电允许信号CP或者充电停止信号CS。本实施方式的充电器20构成为，通过恒流控制或者恒压控制来进行电池31的充电。根据来自充电控制电路74的充电控制指令进行两者的切换。因此，在进行基于恒流控制的充电时，作为充电电力在充电用开关电源电路72生成恒定电流值的充电电流，并向电池组10供给该充电电力。另一方面，在进行基于恒压控制的充电时，作为充电电力在充电用开关电源电路72生成恒定电压的充电电压，并向电池组10供给该充电电力。经由充电器20侧的充电侧正极端子21以及充电侧负极端子22向电池组10供给由充电用开关电源电路72生成的充电电力。与电池控制电路(微机)32相同，充电器20的充电控制电路74由以CPU、ROM、RAM、NVRAM等为中心的微型计算机构成，以由控制用开关电源电路73生成的充电器侧控制电压Vdd为电源而动作，并根据在ROM中存储的各种程序执行各种控制。还从充电器侧控制电压输出端子81向电池组10输出由控制用开关电源电路73生成的充电器侧控制电压Vdd。即，若在充电器20安装电池组10，则在充电器侧控制电压输出端子81连接电池组10的充电器侧控制电压输入端子51。由此，经由这些各端子81、51向电池组10内输入在充电器20内生成的充电器侧控制电压Vdd。另外，若在充电器20安装电池组10，则在充电器20的充电允许、停止输入端子82连接电池组10的充电允许、停止输出端子52。由此，经由这些各端子52、82向充电器20内的充电用开关电源电路72输入从电池组10内的微机32输出的充电许可信号CP或者充电停止信号CS。利用来自电池组10的充电许可信号CP或者充电停止信号CS对充电用开关电源电路72所进行的充电电力的生成(或者输出)进行控制。即，充电用开关电源电路72构成为，在从电池组10输出充电许可信号CP时生成充电电力并将其向电池组10输出，在从电池组10输出充电停止信号CS时停止充电电力的生成(或者输出)并且不向电池组10输出充电电力(即，不对电池31进行充电)。在如上述那样构成的电池组10中，除了处于后述的休眠模式以及关机模式的情况之外,微机32总是基于单元温度、各电池单元的单元电压、电池31充放电时的电流等监视电池31。另一方面，在未进行向电动工具主体供给电力的情况下等，在应切换为休眠模式的规定的条件成立时，微机32将自身切换为休眠模式，将电池31的消耗电力抑制得比通常动作时低。但是，在休眠模式中，向包括微机32在内的电池组10内的各部分的电源供给并非完全停止，而是继续进行为了从休眠模式恢复并唤醒所需的最小限度的动作。具体而言，微机32在切换为休眠模式之后，至少进行如下判断，S卩，基于来自放电检测用比较器36的电流检测信号的、是否已开始放电的判断；基于来自充电器检测用晶体管Trl的充电器连接检测信号的、充电器20是否已连接的判断；以及基于来自电压降低检测用比较器34的电压降低检测信号的、电池电压分压值Vz是否低于第一基准电压Vrl(即，本例中电池电压Vbat是否低于10V)的判断。由此，在切换为休眠模式后，在来自电池31的放电是否开始、充电器20是否连接、或者电池电压分压值Vz是否低于第一基准电压Vrl中的任意恢复条件成立的情况下，从休眠模式再次恢复到通常的动作状态。而且，在微机32因开始放电而恢复的情况下，监视电池31的状态并控制放电。另夕卜，在因充电器20的连接而恢复的情况下，进入充电监视模式，并执行包括与充电相关的各种控制、监视充电中的电池31的状态等的充电监视控制处理。此外，在将电池组10安装于充电器20并从充电器20输入充电器侧控制电压Vdd时，微机32总是动作，即便在完成对电池31的充电后也继续进行监视电池31的状态的监视控制。另外，在因电池电压的降低而恢复的情况下，通过利用关机信号使关机开关40关闭，从而向电池31的消耗电力比休眠模式更少的关机模式转移。另外，微机32还独立于这样的电池31的监视控制及充放电控制而执行电源切换处理，该电源切换处理将生成电池侧控制电压Vcc的调节器33的电源电压(以下，也称为BMU电源。其中，“BMU”是由微机32及其周边电路构成的“Battery Management Unit”的简称)切换为电池电压Vbat或充电器侧控制电压Vdd。该电源切换处理是本发明所涉及的主要的处理，因此，以下参照图4的流程图详细地进行说明。在微机32动作时进行电池31的监视控制并反复执行该电源切换处理，开始进行该处理后，首先在SllO (S表示步骤)中判断当前是否已将从充电器20供给的充电器侧控制电压Vdd设定为调节器33的电源电压(BMU电源)。此外，在将充电器侧控制电压Vdd设定为BMU电源的情况下，在后述的S130处理中将关机开关40切换为断开状态。接下来，若在SllO中判断为当前已将充电器侧控制电压Vdd设定为BMU电源，则移至S120，判断是否未连接充电器20 (具体而言，在上次S130处理中，在将关机开关40切换为接通状态后是否从充电器20取下了电池组10)。此外，基于充电器连接检测信号CHD进行该判断。而且，若在S120中判断为已连接充电器20，则移至S130，利用关机信号SD将关机开关设为断开状态并暂时结束该电源切换处理。若这样执行S130的处理，则将充电器侧控制电压Vdd设定为BMU电源，并能够防止向调节器33供给电池电压Vbat而导致调节器33 (乃至微机32)消耗电池31的电力的现象。接下来，若在S120中判断为未连接充电器20(8卩，从充电器20取下了电池组10)，则移至S140，利用关机信号SD将关机开关40设为接通状态并暂时结束该电源切换处理。其结果是，经由关机开关40向调节器33供给电池电压Vbat，即便从充电器20取下电池组10，也会从调节器33连续地输出电池侧控制电压Vcc。此外，在从充电器20取下电池组10到执行S140的处理的期间，切断向调节器33的电力供给，但由于在微机32中反复执行电源切换处理，因此，该切断时间为非常短的时间。而且，为了使电池侧控制电压Vcc稳定化而在调节器33内设有电容器，因此，不会因这样的电力供给的瞬间切断导致电池侧控制电压Vcc降低。接下来，若在SllO中判断为当前没有将充电器侧控制电压Vdd设定为BMU电源，则移至S150，判断电池电压Vbat是否在过放电判定用的阈值电压Vsl以上。此外，在S150中，在从电压降低检测用比较器34输入电压降低检测信号LV(低电平)时，判断为电池电压Vbat不足过放电判定用的阈值电压Vsl。而且，若在S150中判断为电池电压Vbat在过放电判定用的阈值电压Vsl以上，则移至S160，判断当前电池组10是否与充电器20连接并且该连接状态是否持续规定时间(例如一秒)以上。此外，基于充电器连接检测信号CHD进行电池组10是否与充电器20连接的判断。若在S160中判断为电池与10与充电器20的连接状态持续了规定时间以上，则移至上述的S130，利用关机信号SD将关机开关40设为断开状态，并暂时结束该电源切换处理。另一方面，若在S160中判断为未将电池10安装于充电器20或者已安装但未持续规定时间以上，则移至S170。而且，在S170中，通过利用关机信号SD将关机开关40设为结构状态，从而将电池电压Vbat设定为BMU电源，并暂时结束该电源切换处理。另外，接下来，在S150中判断为电池电压Vbat不足阈值电压Vsl的情况下，为了保护电池31不产生过放电而利用关机信号SD将关机开关40切换为断开状态，并暂时结束该电源切换处理。
此外，在S180中，在将关机开关40切换为断开状态后，也不存在来自充电器20的充电器侧控制电压Vdd的供给，因此，微机32成为关机模式，并完全停止动作。而且，此后，若将电池组10安装于充电器20并从充电器20供给充电器侧控制电压Vdd，则从调节器33向微机32供给电池侧控制电压Vcc，从而微机32启动并执行对电池31的充电控制及该电源切换处理。如以上说明的那样，根据本实施方式的电池组10，即便在电池电压Vbat在过放电判定用的阈值以上且能够正常地进行从电池31向调节器33供给电力的情况下，在将电池组10安装于充电器20并从充电器20供给充电器侧控制电压Vdd时，选择充电器侧控制电压Vdd作为调节器33的电源电压(BMU电源)。而且，通过将关机开关40切换为断开状态来进行上述选择，因此，不会向调节器33供给电池电压Vbat从而调节器33 (乃至微机32)不会消耗电池31的电力。因此，根据本发明的电池组10，即便使用者在将电池组10安装于充电器20以对电池31充电后忘记从充电器20取下电池组10，电池31也不会经由调节器33(乃至微机32)放电，此后，若将电池组10安装于电动工具90，则能够正常地驱动电动工具90。另一方面，在未将电池组10安装于充电器20时，关机开关40成为接通状态，并从电池31向调节器33供给电力。而且，该状态下，若电池组10的内部电路、电动工具90消耗电池31的电力，且电池电压Vbat不足过放电判定用的阈值电压Vsl，则将关机开关40切换为断开状态，并切断从电池31向调节器33 (乃至微机32)的电力供给。因此，根据本实施方式的电池组10，能够防止因向调节器33供给电力而使电池31形成过放电状态。此处，在本实施方式的电池组10中，微机(电池控制电路)32与本发明的控制机构相当，调节器33与本发明的电源电路相当。以上，对本发明的一实施方式进行了说明，但本发明的电池组并不限定于上述实施方式所记载的内容，而能够在不脱离本发明的主旨的范围内采取多种方式。例如，在上述实施方式中，在将电池组10安装于充电器20并从充电器20向电池组10供给充电器侧控制电压Vdd时，无论电池电压Vbat的大小如何都将关机开关40切换为断开状态。但是，若这样设置，则在将电池组10安装于充电器20时必将会从充电器20向调节器33 (乃至微机32)供给电力，从而使充电器20的待机电力增加。因此，也可以如图5所示，在电源切换处理中，当在S120中判断为充电器20已连接时、以及在S160中判断为充电器20连接规定时间以上时，执行S125的判定处理。g卩，在S125中，对电池电压Vbat是否为比过放电判定用的阈值电压Vsl大的电压值即阈值电压Vs2以上进行判断。而且，如果电池电压Vbat在阈值电压Vs2以上，则在S140中将关机开关40设为接通状态，如果电池电压Vbat不足阈值电压Vs2，则在S130中将关机开关40设为断开状态。S卩，如果这样设置，则在将电池组10安装于充电器20以对电池31充电后，直至通过调节器33以及微机32的动作使电池31放电而使电池电压下降到阈值电压Vs2的期间，能够防止电流从充电器20流到电池组10，从而能够减少充电器20的待机电力。另一方面，在上述实施方式中，在S120中，判断电池组10是否已与充电器20连接时，使用了充电器连接检测信号CHD。因此，即便已将电池组10安装于充电器20，在切断了从AC电源向充电器20的电力供给的情况、以及由充电器20的故障等导致无法从充电器20向电池组10供给充电器侧控制电压Vdd的情况下，也会选择电池31作为BMU电源。因此，从调节器33稳定地输出电池侧控制电压Vcc。然而，考虑即便在从充电器20向电池组10供给充电器侧控制电压Vdd、并在S120中判定为电池组10与充电器20连接的情况下，若充电器20发生故障也会无法正常地切换对电池31充电或者停止充电。而且，在充电器20产生这样的异常时，若选择充电器侧控制电压Vdd作为BMU电源，则无法在调节器33稳定地生成电池侧控制电压Vcc。因此，如图6所示，在电源切换处理中，可以在S120中判断为充电器20已连接时、以及在S160中判断为充电器20未连接规定时间以上时，在S128中判断充电器20是否发
生故障。具体而言，例如在虽然向充电器20输出了充电允许信号CP但未经由电阻Rl检测出充电电流时、以及虽然向充电器20输出了充电停止信号CS但未经由电阻Rl检测出充电电流时，判断为充电器20发生故障。此外，该情况下，在充电器20的故障判断中使用从运算放大器37输入的电流检测信号。而且，若在S128中判断为充电器20发生故障，则移至S140，通过将关机开关40设为接通状态来选择电池31作为BMU电源。另外，若在S128中判断为充电器20未发生故障，则移至S130，通过将关机开关40设为断开状态来选择充电器侧控制电压Vdd作为BMU电源。S卩，如果这样设置，则在充电器20发生故障时，能够防止选择充电器侧控制电压Vdd作为BMU电源而使在调节器33生成的电池侧控制电压Vcc变得不稳定。此外，在图6中记述为在S120中判断为充电器20已连接时、以及在S160中判断为充电器20连接了规定时间以上时执行S128的判断处理，但也可以在执行图5所示的S125的判断处理后实施S128的判断处理。S卩，可以在图5所示的S125的判断处理中判断为电池电压Vbat不足阈值电压Vs2的情况下执行S128的判断处理。另外，在图6中，可以在S128的判断处理中判断为充电器20未发生故障时执行图5所示的S125的判断处理。而且，如果这样设置，则能够以电池电压Vbat不足阈值电压Vs2且充电器20未发生故障为条件，选择充电器侧控制电压Vdd作为BMU电源。接下来，虽然在上述实施方式中列举滴管式调节器为例对调节器33进行了说明，但这仅为一个例子，例如还可以使用升压式调节器从而生成比输入电压高的电池侧控制电压Vcc，调节器33的具体结构并无特别限定。另外，在充电器20内生成的充电器侧控制电压Vdd是与电池侧控制电压Vcc相同的电压值的情况下，例如在调节器33内设置开关并选择充电器侧控制电压Vdd作为BMU电源时，可以经由该开关直接向微机32及其周边电路供给充电器侧控制电压Vdd。
另外，在上述实施方式中，对作为微机32对电池31的监视结果而从电池组10向充电器20输出充电允许信号CP或者充电停止信号CS的情况进行了说明，但从电池组10向充电器20输出的监视内容的种类并不限定于上述各信号CP、CS，只要直接或者间接地表示电池31的状态，就能够向充电器20输出各种内容的信号、数据。另外，在上述实施方式中，将电池电压Vbat设为例如14.4V、将电池侧控制电压Vcc设为例如3.3V、将充电器侧控制电压Vdd设为例如5V进行了说明，但这些各数值只是一个例子。齐纳二极管D4的击穿电压(5V)亦如此。另外，在上述实施方式中，电池31的结构是四个电池单元串联地连接的结构，但这只是一个例子，构成 电池31的电池单元的个数并无特别限定，可以是具备一个电池单元的电池,也可以是电池单元串并联地连接的电池。另外,不言而喻,一个电池单元的电压、电池电压也并非限定于上述实施方式中例示的值。另外，在上述实施方式中，列举构成电池31的各电池单元是锂离子二次电池的情况进行了说明，但这仅为一个例子，在电池单元是锂离子二次电池以外的情况下同样能够应用本发明。另外，接下来在图Γ图6所示的电源切换处理中，在S160中，为了确认充电器20与电池组10是否稳定地电连接而判断在将电池组10与充电器20连接后是否经过了一秒以上。但是，使用者有时会在将电池组10暂时安装于充电器20后立即从充电器20取下电池组10。而且，在这样的情况下，无需将向微机32的电力供给从电池31切换为充电器20。因此，例如可以将S160中的判定时间设定为一分钟或者一分钟以上的时间。即，S160中的判定时间只要是不会使电池31产生过放电的程度则能够延长，例如，如果是几分钟的程度则不会产生问题，因此将S160中的判定时间适当地设定在该范围内即可。
权利要求
1.一种电池组,其具备: 电池，能够进行从充电器向该电池的充电以及从该电池向电动机器的放电； 控制机构，其监视所述电池的状态，并控制对所述电池的充放电；以及 电源电路，其从所述电池或者所述充电器接受电力供给，并生成所述控制机构驱动用的电源电压， 该电池组以能够安装于所述充电器以及所述电动机器的方式构成， 该电池组的特征在于， 在所述电池处于能够向所述电源电路进行电力供给的状态，而且该电池组被安装于所述充电器、从所述充电器也能够向所述电源电路进行电力供给时，所述控制机构选择所述充电器作为向所述电源电路供给电力的电力供给源。
2.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于， 在所述电池处于能够向所述电源电路进行电力供给的状态，而且该电池组被安装于所述充电器、从所述充电器也能够向所述电源电路进行电力供给时，如果来自所述电池的输出电压在规定的阈值电压以上，则所述控制机构选择所述电池作为向所述电源电路供给电力的电力供给源；如果来自所述电池的输出电压不足所述阈值电压，则所述控制机构选择所述充电器作为向所述电源电路供给电力的电力供给源。
3.根据权利要求1或2所述的电池组，其特征在于， 在判断为所述充电器发生了故障时，所述控制机构选择所述电池作为向所述电源电路供给电力的电力供给源。
4.根据权利要求广3中任一项所述的电池组，其特征在于， 在无法实施从所述充电器向所述电源电路的电力供给时，所述控制机构选择所述电池作为向所述电源电路供给电力的电力供给源。
5.根据权利要求4所述的电池组，其特征在于， 在无法实施从所述充电器向所述电源电路的电力供给时，若来自所述电池的输出电压不足过放电判定电压，则切断从所述电池向所述电源电路供给电力的电力供给路径。
全文摘要
本发明提供电池组，通过在将该电池组安装于充电器并完成对电池的充电之后继续保持安装于充电器的状态，从而防止电池放电直至无法向电动机器供给电力。即便在电池电压(Vbat)在过放电判定用的阈值电压(Vs1)以上且能够正常地进行从电池组内的电池向调节器供给电力的情况下，在将电池组安装于充电器并从充电器供给充电器侧控制电压(Vdd)时(S110-是)，也选择充电器侧控制电压(Vdd)作为调节器(33)的电源电压(BMU电源)(S120)。另外，若从充电器取下电池组(S120-否)，则选择电池(31)作为BMU电源，但若该状态下电池电压(Vbat)不足阈值电压(Vs1)，则切断BMU电源(S180)。
文档编号H02J7/00GK103107374SQ201210345449
公开日2013年5月15日 申请日期2012年9月17日 优先权日2011年11月9日
发明者野田将史, 冈林寿和, 远藤隆良 申请人:株式会社牧田