JP2010050002A - Electric power tool system - Google Patents
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Abstract
【課題】工具の使い勝手と大出力化を両立させることで様々な作業内容に適応できる電動工具システムを提供すること。
【解決手段】複数の電池セルを直列接続して構成した電池パック１２と、互いに並列接続した電池セルからなるセル組を複数直列接続して構成した電池パック３とを、共通の電動工具に使用可能な電動工具システムであって、電池パック１２に用いられる電池セル８は、電池パック３に用いられる電池セル１の内部抵抗よりも相対的に小さい内部抵抗とされている。
【選択図】図２To provide an electric tool system that can be adapted to various work contents by achieving both usability of a tool and high output.
A battery pack 12 configured by connecting a plurality of battery cells in series and a battery pack 3 configured by connecting a plurality of cell sets including battery cells connected in parallel to each other are used in a common electric tool. It is a possible electric tool system, and the battery cell 8 used for the battery pack 12 has an internal resistance relatively smaller than the internal resistance of the battery cell 1 used for the battery pack 3.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、複数の電池セルを直列接続して構成した電池パックと、互いに並列接続した電池セルからなるセル組を複数直列接続して構成した電池パックとを、共通の電動工具に使用可能な電動工具システムに関する。 The present invention can use a battery pack configured by connecting a plurality of battery cells in series and a battery pack configured by connecting a plurality of cell sets including battery cells connected in parallel to each other as a common electric tool. The present invention relates to a power tool system.
近年、電動工具用電池は、小型軽量を図るために、ニッケルカドミウム電池からリチウムイオン電池にシフトしてきている。リチウムイオン電池はニッケルカドミウム電池と比較すると、電池セル当りの電圧が３倍、容量が１／２であるため、同電圧、同容量では、１．５倍小型軽量化が図れる。一方、電動工具の電池は高負荷作業にも耐えられるように、大電流が流せる高出力電池が要求され、リチウムイオン電池はニッケルカドミウム電池と比較すると、電池の寿命、電池の安全性の面から大電流を流せないため、下記特許文献１に示すように、並列接続した電池セルからなるセル組を複数直列接続して構成した電池パックとすることにより、電池パックの容量は２倍、前記セルアセンブリの一方に流れる電流を１／２に低減して安全性を保ちつつ大電流放電が可能となるように構成している。 In recent years, power tool batteries have shifted from nickel-cadmium batteries to lithium-ion batteries in order to reduce size and weight. Compared with a nickel cadmium battery, a lithium ion battery has a voltage per battery cell three times and a capacity ½, so that the same voltage and capacity can reduce the size and weight by 1.5 times. On the other hand, the power tool battery is required to be a high-power battery that can carry a large current so that it can withstand high-load work. Lithium-ion batteries are compared to nickel-cadmium batteries in terms of battery life and battery safety. Since a large current cannot flow, as shown in Patent Document 1 below, the battery pack has a capacity that is doubled by forming a battery pack that is formed by connecting a plurality of cell sets made of parallel connected battery cells in series. The current flowing to one side of the assembly is reduced to ½ so that large current discharge is possible while maintaining safety.
上記構成では、大出力に対応できるものの、電池パックのサイズが大型化するために電動工具の使い勝手が犠牲になってしまう。一方、工具の使い勝手を優先させる場合には、電池セルを直列接続して構成した小型の電池パックを使用することとなり、工具の出力及び作業時間を犠牲にしなければならないという問題がある。 Although the above configuration can cope with a large output, the size of the battery pack increases, and the usability of the power tool is sacrificed. On the other hand, when priority is given to the usability of the tool, a small battery pack configured by connecting battery cells in series is used, and there is a problem that the output of the tool and the working time must be sacrificed.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、工具の使い勝手と大出力化を両立させることで様々な作業内容に適応できる電動工具システムを提供することである。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an electric tool system that can adapt to various work contents by making the usability of a tool compatible with an increase in output.
上記目的を達成するために、請求項１の発明では、複数の電池セルを直列接続して構成した第１の電池パックと、互いに並列接続した電池セルからなるセル組を複数直列接続して構成した第２の電池パックとを、共通の電動工具に使用可能な電動工具システムであって、第１の電池パックに用いられる電池セルは、第２の電池パックに用いられる電池セルの内部抵抗よりも相対的に小さい内部抵抗とされていることを特徴としている。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a first battery pack configured by connecting a plurality of battery cells in series, and a plurality of cell sets including battery cells connected in parallel to each other are connected in series. The second battery pack is a power tool system that can be used for a common power tool, and the battery cell used for the first battery pack is based on the internal resistance of the battery cell used for the second battery pack. Is characterized by relatively low internal resistance.
請求項２の発明では、第１の電池パックまたは第２の電池パックには、電動工具との間に流れる電流を制限する過電流防止回路が備えられていることを特徴としている。
The invention according to
請求項３の発明では、第１の電池パックまたは第２の電池パックには、電池セルの温度が所定以上になったときに電池パックの放電を禁止する高温防止回路が備えられていることを特徴としている。 In the invention of claim 3, the first battery pack or the second battery pack is provided with a high temperature prevention circuit for prohibiting the discharge of the battery pack when the temperature of the battery cell becomes a predetermined temperature or higher. It is a feature.
本発明によれば、第１の電池パックから取り出せる電流を多くできるため、この第１の電池パックを用いれば安全に大出力を得ることができるとともに、少ない電池セルで構成したことで工具を操作性良く使用することができる。また、第２の電池パックを用いることにより大出力を維持しつつ作業時間を長時間確保することができる。これにより、工具の操作性を損なうことなく安全に大出力を得ることができるため、様々な作業内容に適応することができる。 According to the present invention, since the current that can be taken out from the first battery pack can be increased, a large output can be obtained safely by using this first battery pack, and the tool can be operated by using a small number of battery cells. Can be used with good performance. Further, by using the second battery pack, it is possible to secure a long working time while maintaining a large output. Thereby, since a large output can be obtained safely without impairing the operability of the tool, it is possible to adapt to various work contents.
本発明に係る実施形態について図１および図２を用いて説明する。本実施形態の電動工具は、２種類の電池パックを共通の電動工具に使用可能に構成された電動工具システムである。図１に示すように、電池パック１２は正負の接続端子を解して電動工具に接続されており、電動工具に備えられたトリガスイッチの操作により電動工具に対して電力供給が行われる。 An embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The power tool of this embodiment is a power tool system configured so that two types of battery packs can be used as a common power tool. As shown in FIG. 1, the battery pack 12 is connected to the power tool via positive and negative connection terminals, and power is supplied to the power tool by operating a trigger switch provided in the power tool.
図１に示す電池パック１２（第１の電池パック）は、いわゆる１並タイプの電池パックであり、電動工具と接続されるターミナル５に備えられる正負端子間には１つのセルアセンブリ７が接続されている。セルアセンブリ７は、複数の電池セル８を直列接続して構成されている。また、セルアセンブリ７にはセルアセンブリ７に流れる電流を検出するための電流検出用抵抗が接続されている。
The battery pack 12 (first battery pack) shown in FIG. 1 is a so-called single battery pack, and one cell assembly 7 is connected between the positive and negative terminals provided in the
制御回路４は、セルアセンブリ７に流れる電流を検出し、セルアセンブリ７の過電流を判別する。過電流状態であると判別したときには、電動工具側に放電停止の信号を送信して、電動工具側に備えられているスイッチを開くことによって放電経路を遮断するようになっている。 The control circuit 4 detects a current flowing through the cell assembly 7 and determines an overcurrent of the cell assembly 7. When it is determined that the current is in an overcurrent state, a discharge stop signal is transmitted to the power tool side, and the discharge path is interrupted by opening a switch provided on the power tool side.
また、高温防止回路１１は、例えばサーマルプロテクタ１０により構成されており、充電時における電池パック１２内の温度が所定温度以上となるとこのサーマルプロテクタ１０のスイッチ状態が開状態となることにより充電経路が遮断されるようになっている。この高温防止回路１１は、充電経路遮断機能のみでなく放電経路の遮断機能を持たせるように構成しても良い。 Moreover, the high temperature prevention circuit 11 is comprised by the thermal protector 10, for example, and when the temperature in the battery pack 12 at the time of charge becomes more than predetermined temperature, the switch state of this thermal protector 10 will be in an open state, and a charge path | route will be carried out. It is designed to be blocked. The high temperature prevention circuit 11 may be configured to have not only a charging path blocking function but also a discharging path blocking function.
本実施形態では、図２に示すように、いわゆる２並タイプの電池パック３（第２の電池パック）も電動工具に接続することができる。これは、互いに並列接続した電池セル１からなるセル組２を複数直列接続して構成されている。また、その他の構成は、電池パック１２と同様の構成である。 In the present embodiment, as shown in FIG. 2, a so-called double battery pack 3 (second battery pack) can also be connected to the electric tool. This is configured by connecting a plurality of cell sets 2 including battery cells 1 connected in parallel to each other in series. Other configurations are the same as those of the battery pack 12.
ここで、電池パック３の電流容量は電池パック１２の電流容量の２倍となっている。また、放電電流を同一とした場合、電池パック３の各電池セル１に流れる電流は電池パック１２のセルアセンブリ７に流れる電流の１／２になっている。 Here, the current capacity of the battery pack 3 is twice the current capacity of the battery pack 12. When the discharge current is the same, the current flowing through each battery cell 1 of the battery pack 3 is ½ of the current flowing through the cell assembly 7 of the battery pack 12.
また、電池パック１２の電池セル８の内部抵抗は、電池３電池セル１の４０％以上改善品を使用している。電流容量は電池パック３の１／２、放電電流を同一とした場合は電池パック３の各電池セル１に流れる電流の２倍流れることとなる。 Moreover, the internal resistance of the battery cell 8 of the battery pack 12 is 40% or more improved from that of the battery 3 battery cell 1. When the current capacity is ½ of the battery pack 3 and the discharge current is the same, the current flows twice as much as the current flowing through each battery cell 1 of the battery pack 3.
基板６には、電動工具と充電器との電力の授受を行うためのターミナル５が設けられている。電池パック３または電池パック１２を電動工具に装着すると電動工具のターミナルと電池のターミナル５が嵌合して、ＳＷ、整流子、モータ、と電流が流れて出力軸が回転する。ターミナル、ＳＷ、整流子、モータ等の電動工具全体の内部抵抗は、通常電池パック３の電池セル１の内部抵抗の約２倍程度であるため、電池３の電池セル１の内部抵抗をＲとすると、電動工具全体の内部抵抗を２Ｒと仮定でき、電池パック３を含めた電動工具全体の内部抵抗は４Ｒ、流せる電流値は１×（Ｖ/Ｒ）、電池パック１２を取付けた電動工具全体の内部抵抗は２２／５Ｒ、流せる電流値は１０／１１×（Ｖ/Ｒ）となるため、電池パック１２を取付けた電動工具の流せる電流値は電池３の１０／１１（０．９１倍）となり工具実用時、９％程度の出力ダウンですむ。
The board 6 is provided with a
この結果、電池パック３を電動工具に取付けたときの作業と、電池パック１２を電動工具に取付けて作業した場合で、電動工具の出力に差を感じることもなく、電池パック３と遜色なく作業することが可能となる。また、電池パック１２は電池パック３に比べて電池セルの数を半分にして軽くすることができるため、工具使用時の操作性を良好に保つことができる。また、電動工具を長時間使用したい場合には、電流容量の多い電池パック３を用いれば大出力を維持しながら作業時間を適切に確保することができる。 As a result, the work when the battery pack 3 is attached to the power tool and the work when the battery pack 12 is attached to the power tool do not feel a difference in the output of the power tool and work in the same manner as the battery pack 3. It becomes possible to do. Further, since the battery pack 12 can be lightened by halving the number of battery cells as compared with the battery pack 3, the operability when using the tool can be kept good. In addition, when it is desired to use the electric tool for a long time, if the battery pack 3 having a large current capacity is used, the working time can be appropriately ensured while maintaining a large output.
このように、要求される作業内容に応じて電池パックを使い分けることができるため、使い勝手のよい電動工具システムを提供することができる。 Thus, since the battery pack can be used properly according to the required work content, an easy-to-use electric tool system can be provided.
また、過電流防止回路９および高温防止回路１１を搭載しているので、電池パック１２を使用して電動工具で高負荷作業を行って電池パック１２に電池３の２倍の電流が流れても、電流値とセル温度を常に監視して、ある一定値を超えると電動工具への電力供給を停止させるので、すべての電動工具、作業に対応できるため、電池パック３と電池パック１２の互換性をキープすることができ、更には高寿命で安全性の高いシステムを提供できる。
Further, since the overcurrent prevention circuit 9 and the high temperature prevention circuit 11 are mounted, even if a battery pack 12 is used to perform a high load operation with an electric tool, a current twice as large as that of the battery 3 flows through the battery pack 12. Because the current value and the cell temperature are constantly monitored and the power supply to the power tool is stopped when a certain value is exceeded, all power tools and work can be handled, so the compatibility between the battery pack 3 and the battery pack 12 In addition, it is possible to provide a system with a long life and high safety.
１…電池セル
２…セル組
３…電池パック
４…充電制御回路
５…ターミナル
６…基板
７…セルアセンブリ
８…電池セル
９…過電流防止回路
１０…サーマルプロテクタ
１１…高温防止回路
１２…電池パック
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (3)
互いに並列接続した電池セルからなるセル組を複数直列接続して構成した第２の電池パックとを、共通の電動工具に使用可能な電動工具システムであって、
前記第１の電池パックに用いられる前記電池セルは、前記第２の電池パックに用いられる前記電池セルの内部抵抗よりも相対的に小さい内部抵抗とされていることを特徴とする電動工具システム。 A first battery pack configured by connecting a plurality of battery cells in series;
A power battery system that can be used for a common power tool, with a second battery pack configured by connecting a plurality of cell sets each composed of battery cells connected in parallel to each other,
The power tool system, wherein the battery cell used in the first battery pack has an internal resistance relatively smaller than an internal resistance of the battery cell used in the second battery pack.
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