[发明专利]电池组

说明书

技术领域

本发明涉及电池组。

背景技术

在电动工具中，考虑到便携性和可用性而使用蓄电池。近年来，镍镉或镍氢电池被更轻并且更高容量的锂离子电池所取代。但是，锂离子电池具有缺点，即，当与镍镉或镍氢电池相比时，对于过充电或过放电具有低容差。

由于这个原因，对于包括电池组件(其中多个锂离子电池被串联并且被接纳在一个壳体内)的电池组，为了使每个锂离子电池不被过充电或者过放电，已经采用了各种装置。

图6说明了在日本专利申请公开No.2007-143284中公开的常规电池组1和充电器2的示意性电路配置。参照图6，下面将对该常规示例进行示意性描述。

电池组1可拆卸地连接到充电器2并且被充电。此外，电池组1被可拆卸地安装在电动工具中并且向其提供电力。如在图6中所示，电池组1包括：电池组件4，其具有彼此串联的多个(例如4个)蓄电池4A、4B、4C、4D；一对电源端子5a和5b，分别地连接到电池组件4的正端子和负端子；第一控制电路7，用于单独地检测蓄电池4A到4D上的电压V1到V4，并且当所检测的电压V1到V4中的至少一个超过了第一预定值Vth1(例如，4.2V)时，向充电器2输出充电控制信号；以及第二控制电路8，用于当电压V1到V4中的至少一个小于第二预定值Vth2(例如，2.0V，比第一预定值Vth1低)时，输出放电停止信号。

此外，电池组1包括：信号端子13b、13d，用于分别地输出充电控制信号和放电停止信号；第二电源端子5c，其连接到电池组件4的正端子，并且从充电器2向其供应充电电流；保护元件6，用于断开/闭合经由第二电源端子5c供应到电池组件4的充电电流的流动路径；以及第三控制电路9，用于单独地检测蓄电池4A到4D上的电压V1到V4，并且当电压V1到V4中的至少一个比第三预定值Vth3(例如，4.5V，比第一预定值Vth1高)高时，通过操作保护元件6来断开充电电流的流动路径。这里，锂离子电池被用作蓄电池4A到4D。

保护元件6包括所谓的不可恢复熔断电阻器，其中流入加热电阻器6a的电流熔化熔断元件6b以断开该电流的流动路径。信号端子13b、13d包括在信令连接器13中提供的多个(例如，在附图中为6个)信号端子13a到13f内。这里，信号端子13a连接到地，信号端子13c经由用于检测电池组件4的温度的温度测量元件(热敏电阻器)Th来连接到地。

信号端子13f也经由识别电阻器元件Rx连接到地，并且信号端子13e连接到第二控制电路8。“识别电阻器元件Rx”是电阻取决于与电池组件4有关的信息(例如，蓄电池的数量、配置、电压、容量等)的元件。充电器2和电动工具3可以通过读取电阻来获得与电池组件4有关的信息。

第一控制电路7包括第一检测器7a，所述第一检测器7a将第一预定值Vth1与分别的蓄电池上的电压V1到V4进行比较，所述电压V1到V4是通过测量蓄电池4A到4D的正电极的电势而检测得的，并且当电压V1到V4中的至少一个超过第一预定值Vth1时，输出高(H)电平信号(即，开路集电极类型输出的高态有效信号)。第一控制电路7还包括信号转换电路7b，所述信号转换电路7b将从第一检测器7a输出的高电平信号转换为充电控制信号。

当电池组1既没有安装在充电器2中也没有安装在电动工具中(后文中，这种状态被称为“空闲状态”)时，第一检测器7a从电池组4供电并且保持在待机模式。由于这个原因，第一检测器7a由电流消耗非常小(例如在待机模式时大约为1微安)的集成电路(IC)构成。

当电池组1安装在充电器2或电动工具中时，向信号转换电路7b供应电源电压VDD以进行操作。信号转换电路7b包括：开关元件Q6，其基于从第一检测器7a输出的信号来打开/关闭；以及齐纳二极管ZD6，其与开关元件Q6并联地连接到电源电压VDD。当从第一检测器7a输出的信号是低(L)电平时，开关元件Q6关闭，并且高电平充电控制信号(电源电压VDD)被输出到信号端子13b。此外，当从第一检测器7a输出的信号为高电平时，开关元件Q6打开，并且低电平充电控制信号输出到信号端子13b。

此外，提供齐纳二极管ZD6来保护开关元件Q6免受噪声和反向耐受电压的影响。