電動工具和用在電動工具中的電池組制造技術

一種電動工具包括：電池單元組，包括多個二次電池單元；電動機，通過開關元件和觸發開關而從電池單元組向電動機供給電功率；電流檢測器，檢測在電流路徑中流動的電流值；以及控制器，被配置為從電流檢測器接收檢測信號，并且控制開關元件的接通/關斷操作。如果電流檢測器檢測到在電池單元組中流動的電流值在第一時間段內持續地超過給定值，則控制器進行報警顯示和報警控制之一以使得操作者認識到高負載操作持續。如果電流值在第二時間段內持續地超過給定值，則控制器關斷開關元件以中斷電流路徑，其中第二時間段比第一時間段長。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種使用鋰離子電池的無繩電動工具，更具體地，涉及一種具有如下保護電路的無繩電動工具以及用在電動工具中的電池組，該保護電路防止相對大的電流持續數秒至數分鐘的過電流狀態。
技術介紹
諸如電動螺絲刀、電鉆或沖擊工具之類的電動 工具通常在減速機構使來自電動機的轉動功率減速之后將電動機的功率傳送至頂端工具(tip tool)。作為電動機的電源，到目前為止使用了商用交流電源。然而，近年來，每一個均使用由鎳氫電池或鋰離子電池表示的二次電池作為電源的無繩動力工具已得到頻繁使用。特別地，由于標稱電壓大，因此由鋰離子電池和鋰離子聚合物電池表示的鋰離子二次電池可以減少所需的電池單元的數量，從而得到可以減小電動工具的重量和尺寸這樣的優點。在本說明書中，鋰離子二次電池是指如下的二次電池，該二次電池是電解液中的鋰離子承擔導電的一種類型的非水電解質二次電池。鋰離子電池一般將鋰鈷氧化物用于正電極，將石墨用于負電極，以及將有機電解液用作電解液。鋰離子二次電池的標稱電壓高(例如，為3. 6V)，并且從鋰離子二次電池獲得與三個鎳氫電池相對應的電壓。因此，鋰離子二次電池的優點在于，在將鋰離子二次電池用作電動工具的電源時，與鎳氫電池相比，電池單元的數量可以顯著減少。另一方面，存在如下風險當鋰離子二次電池過度充電或過度放電、或者使得過電流流入鋰離子二次電池時，循環壽命顯著降低。為了防止過電流，本申請人在JP-A-2006-281404中已提出了具有如下保護電路的電池組，該保護電路可以在啟動電動機時允許瞬時過電流流動，并且在電動機搖擺期間中斷過電流，其中電動機搖擺在使用電動工具時發生。此外，本申請人在JP-A-2010-131749中已提出了將用于在過電流或過放電發生時中斷電流的流動所需數量的中斷單元布置在電動工具側。
技術實現思路
在電動工具中，保護電動機不遭受過電流是非常重要的。另一方面，已發現，防止電池劣化也是非常重要的，電池劣化是由于允許給定的大電流(或中等電流)持續流動給定時間段以上而引起的。例如，在圖15所示的包括電動機和電池的電路中，當將DC電壓通過開關S從作為DC電源的電池V施加至DC電動機M時，開關S —閉合，S卩，在啟動時，由以下表達式(I)表示的電流Ia就在DC電動機和開關S中流動。Ia= (V-E) /Ra …(I)其中，V是DC電源V的電壓，Ra是DC電動機M的電樞繞組的電阻值，以及E是DC電動機的反電動勢。由于轉子在啟動DC電動機M時靜止，因此反電動勢E變為0，從而在非常短的時間段內難以防止過電流流動。另一方面，在諸如電驅動裝置或電鉆的電動工具中，頂端工具可能被切斷或被咬入工件中。在這種情況下，可暫時鎖定DC電動機M。當鎖定電動機時，DC電動機M的反電動勢E變為O，因此，過電流在電路中流動。此外，在諸如圓鋸、錘鉆或豎鋸的無繩電動工具中，盡管很難鎖定電動機，但是根據操作者按壓電動工具的程度來將高負載施加于電動機，并且電動機的rpm減小以使反電動勢E減小。結果,存在相當大的電流繼續在電動機中流動的風險。當相當大的電流這樣繼續在電動機中流動時，大功率繼續從電池放出，從而導致循環壽命由于電池的過放電和 大電流持續長時間段而降低的風險。鑒于上述情況而作出了本專利技術，因此，本專利技術的目的是提供一種使用二次電池(諸如，鋰離子電池)作為電源的電動工具，該電動工具包括過電流保護電路，該過電流保護電路中斷在給定時間段或更長的時間段中流動的大電流的持續放電。本專利技術的另一目的是將用于電池組的過電流保護電路安裝在可拆卸地附接到電動工具的電池組中。本專利技術的又一目的是提供一種電動工具，該電動工具允許操作者在過電流狀態持續之前識別過電流狀態以中斷電流供給。以下將描述本專利技術中所公開的本專利技術的典型特征。(I) 一種電動工具，包括電池單元組，包括多個二次電池單元；開關元件；觸發開關；電動機，通過所述開關元件和所述觸發開關而從所述電池單元組向所述電動機供給電功率；電流檢測器，被配置成檢測在經過所述電池單元組、所述開關元件和所述電動機的電流路徑中流動的電流值；以及控制器，被配置成從所述電流檢測器接收檢測信號，并且控制所述開關元件的接通/關斷操作；其中，如果所述電流檢測器檢測到在所述電池單元組中流動的電流值在第一時間段內持續地超過給定值，則所述控制器進行報警顯示和報警控制之一以使得操作者認識到高負載操作持續，以及其中，如果所述電流值在第二時間段內持續地超過所述給定值，則所述控制器關斷所述開關元件以中斷所述電流路徑，所述第二時間段比所述第一時間段長。(2)根據(I)所述的電動工具，其中所述控制器包括具有定時器的微型計算機，以及所述微型計算機通過使用來自所述電流檢測器和所述定時器的信號來對所檢測到的電流值超過所述給定值的狀態的持續時間進行計數。(3)根據(I)所述的電動工具，其中所述控制器包括具有內置或外部定時器的專用集成電路，以及所述集成電路通過使用來自所述電流檢測器和所述定時器的信號來對所檢測到的電流值超過所述給定值的狀態的持續時間進行計數。(4)根據(2)或(3)所述的電動工具，其中，所述電池單元組作為容納在殼體內的電池組可拆卸地附接至所述電動工具的主體。(5)根據(4)所述的電動工具，其中，所述控制器和所述開關元件布置在所述電池組內。(6)根據(4)所述的電動工具，其中，所述控制器和所述開關元件布置在布置有所述觸發開關和所述電動機的主體上。(7)根據(6)所述的電動工具，其中所述控制器布置在所述電池組內， 所述開關元件布置在所述主體側，以及所述電池組包括將所述開關元件的控制信號輸出至所述主體的連接端子。(8)根據(I)至(7)中任一項所述的電動工具，其中所述開關元件包括場效應晶體管，以及在所述報警控制下，當經過了所述第一時間段時，所述控制器以短時間間隔多次重復所述開關元件的接通/關斷操作。(9) 一種電動工具，包括電池單元組，包括多個二次電池單元；開關元件；觸發開關；電動機，通過所述開關元件和所述觸發開關而從所述電池單元組向所述電動機供給電功率；電流檢測器，被配置成檢測在經過所述電池單元組、所述開關元件和所述電動機的電流路徑中流動的電流值；以及控制器，被配置成在所述電流檢測器在給定時間段以內或更長時間段以內檢測到過電流的情況下，關斷所述開關元件；其中，在關斷所述開關元件之前，所述控制器執行用于向操作者通知關斷所述開關元件的通知控制。(10)根據(9)所述的電動工具，其中，如果自從執行所述通知控制以后直到經過了所述給定時間段才消除所述過電流，則所述控制器關斷所述開關元件。(11)根據(9)所述的電動工具，其中，所述通知控制以短時間間隔多次重復所述開關元件的接通/關斷操作。(12) 一種電池組，包括電池單元組，包括多個二次電池單元；控制電路，被配置成監視來自所述電池單元組的放電電流；連接端子，被配置成連接至電池驅動裝置；以及開關元件，被配置成中斷從所述二次電池單元到所述連接端子的放電路徑，其中，如果來自所述二次電池單元的放電電流超過容許放電最大值，則所述控制電路中斷所述開關元件，以及其中，如果來自所述二次電池單元的放電電流持續地超過基準電流值并在第一時間段內降至所述容許放電最大值以下，則所述控制電路中斷所述開關元件，其中所述基準電流值小于所述容本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：船橋一彥，高野信宏，島敏洋，
申請(專利權)人：日立工機株式會社，
類型：
國別省市：