电池组以及用该电池组作为电源的无绳电动工具制造技术

为了避免电池过放电并改善电池循环寿命，当电池电压等于或低于第一预定值时，一微型计算机电中断电池和无绳电动工具之间的连接，强迫停止驱动电动工具。为了确保操作者知道电池接近过放电状态，当电池电压高于第一预定电压但是等于或低于第二预定电压时，微型计算机对负荷电流进行开关控制。结果，电动工具的电动机的转动突然变慢或电动机以不规则方式进行转动，因此使操作者意识到电池处于需要充电状态。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种包括蓄电池的电池组，所述蓄电池被用作无绳电动工具的电源。
技术介绍
最近，诸如镍镉电池、镍氢电池和锂离子电池的蓄电池的容量增加，并极大改善了它们在用大电流进行充/放电时的充/放电性能。这些高性能蓄电池被用作诸如无绳电动工具(在下文简称为电动工具)的高负荷机器的电源。在电动工具中所使用的蓄电池通常是电池组形式，它包括蓄电池组单元电池所组成的电池，所述蓄电池单元电池由诸如连接板串连。所述电池组被安装在电动工具上，用于驱动电动机拧紧螺钉或执行其它操作。然而，当使用电池组作为电源驱动电动工具时，直到蓄电池几乎放电完毕之前，电动机的旋转速度不会发生明显的下降。而一旦蓄电池放电完毕，电动机就突然停止转动。因此，操作者通常连续使用电动工具一直到电动机停转。这样就可能缩短电池组的循环寿命。由于组成电池的电池单元的容量变化，电池组的循环寿命缩短。也就是当包含在同一电池组内的正常容量电池单元被适当充电和放电时，低容量电池趋向于过充电和过放电，与其它电池单元相比，将缩短低容量电池单元的寿命。图1显示了电池的放电性能和电池中两种类型电池单元的放电性能。曲线A代表在电池放电期间所观察到的电池输出电压随时间的变化。曲线B和C代表所观察到的电池的不同电池单元的输出电压随时间的变化。曲线B表示的电池单元所具有的容量等于电池中其它所有电池单元的平均容量。曲线C表示的电池单元所具有的容量小于所述平均容量。由于经判断电池电压不足以驱动电动工具的电动机，假设操作者在时间S时关闭电动工具。随着电池放电，电池电压逐渐下降直到电池几乎耗尽。因此电压迅速下降。从曲线C可以看到，在具有平均容量的电池单元的电压下降之前，低容量电池单元开始迅速下降，如圆圈D所示，在停止放电时间S之前，其电压低于0V。在此情况下，低容量电池单元处于过放电状态，被称作“换极状态”。当电池单元处于换极状态时，在电池单元的正极产生氢气，所述氢气积聚在电池单元内部。当重复进行充电和放电时，电解液可能从电池单元泄漏，可能降低电池的循环寿命。具体地说，当电池组被用在电动工具中，用于驱动处于重负荷下的电动机时，例如用于拧紧螺钉时，蓄电池的循环寿命可能被降低。这是由于一直使用电池直到电动机停止转动为止。通常，电动工具不具有阻止电池过放电的功能。
技术实现思路
综上所述，本专利技术的一个目的是克服现有技术所存在的问题，通过确保操作者知道电池几乎完全放电，从而可以阻止过放电，改善电池组的循环寿命。根据本专利技术的一个方面，提供一种电池组，它包括一电池、一电池电压检测器、检测装置和报警装置。所述电池包括包括多个串联可充电的蓄电池电池单元。该电池具有与电池组正极端相连的第一端以及和所述电池组负极端相连的第二端。所述电池电压检测器用于检测电池第一端和第二端之间电池电压。根据电池电压检测器所检测的电池电压，所述检测装置检测电池已经达到需要充电的状态，所述需要充电状态表示电池需要被充电，当检测到需要充电状态时，该检测装置输出一检测信号。响应于所述检测信号，所述报警装置提醒用户在使用电池作为一连接在所述正极端和负极端之间的负荷的电源期间给该电池充电，该报警装置给用户一物理上可察觉印象，从而用户可以意识到电池的需要充电状态。最好，所述报警装置可以通知负荷产生物理上可察觉印象。可以进一步设置一显示装置，用于显示一种报警信号，即电池已经到达需要充电状态，报警装置通知用户对电池进行充电。最好，所述报警装置包括设置在第一端和正极端之间或第二端和负极端之间的电流通路内的开关装置。所述开关装置执行开关动作，当开关装置开启时，允许电流流过负荷，当开关装置关闭时，中断电流流向负荷。通过所述开关装置所执行的开关操作，降低了平均电流值。因此被降低后的电流将连续流向负荷。因此将电池组用于电动工具时，电动工具电动机的转动将放慢，操作者可以通过电动机速度变化知道电池接近放电状态并采取行动，阻止电池过放电。通过将电流设定为一低水平电流，可以降低负载电流。在此情况下，电动工具的电动机将以固定的低速转动。另一种情况是，通过周期性地将负载电流在一比普通负载电流还低的范围内改变，可以降低负载电流。在此情况下，电动机的转速将周期性改变，在任何一种情况下，操作者将接收到一可察觉的警告，该警告引起他或她注意到电池的放电情况。用于确定电池处于需要充电状态的电池电压可以是这样一种电压，即对应于电池接近过放电状态时的一电压或可以是刚刚达到过放电状态之后所对应的一电压。当对应于需要充电状态的电压与一过放电状态之后的电压对应时，当检测到电池电压已经下降到或低于一预定电压时，希望停止电流流向电动工具。当电池电压检测器所检测到的电池电压已经等于或低于第一预定电压时，希望所述检测装置检测到电池已经达到一临界状态，当电池电压检测器检测到电池电压已经等于或低于第二预定电压但是高于第一预定电压时，希望所述检测装置检测到电池已经达到一接近过放电状态。需要充电状态包括接近放电状态和临界状态。在此情况下，当检测到接近过放电状态时，开关装置执行开关操作，以降低电流平均电平。当检测装置检测到临界状态时，希望所述开关装置关闭，以停止驱动负荷。最好设置一显示装置，当检测到临界状态时，显示电池已经达到临界状态的第一报警，并显示电池已经接近过放电状态的第二报警。由于第一显示器显示出电池已经到达临界状态的第一报警，该报警可能意味着一放电状态，所以操作者可以知道电动工具的电动机停止转动的原因是电池中的电能几乎耗尽。当第一预定电压被设定为一对应于恰好在达到过放电状态之后的电压的电压时，显示装置可以被设定用于读出电池过放电。当第二预定电压是对应于电池接近过放电时的电池电压的电压时，显示器可以显示电池接近过放电。可以进一步设置一用于检测电池温度的电池温度检测器，当所述电池温度检测器检测到的电池温度超过一预定温度时，使所述开关装置关闭。当电池连续放电时，与放电持续时间成比例地产生焦耳热，从而电池温度增加。如果电池温度变得太高，电池中的电解液将沸腾。即使电池温度没有高到足以使电解液沸腾，连续在高温下使用电池也将降低电池的寿命。因此需要控制电池的温度。使用电池温度检测器，判断电池温度是否处于高过预定温度的不正常高温下。当电池温度被判断为高得不正常时，禁止电池继续放电，禁止继续使用电动工具。附图说明通过下文结合附图对优选实施例所进行的介绍，本专利技术的上述和其它目的、特征和优点将变得更加清楚。图1是一个显示了传统电池放电性能的图表；图2是一个电路图，显示了符合本专利技术一实施例的与电动工具相连的电池组；图3是一个流程图，表示了图2所示电池组的控制装置所执行的操作。具体实施例方式下文将结合图2和3介绍本专利技术电池组1的一个实施例。图2是一个显示与电动工具200相连的电池组1的电路图。电池组1具有正极2和负极3。正极2与电动工具200的正极201相连，负极3与电动工具200的负极202相连。一直流电动机210和开关220被串连在电动工具200的正极201和负极202之间。电池组1包括一电池10，一开关部分20、一恒定电压电源30、一电池电压检测器40、一电池温度检测器50、一微型计算机60、一电流检测器70、一触发检测器80和一显示器90。电池10包括利用连接板而串联的电池单元11-18。假定电池本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有一正极和一负极的电池组，包括：一包括多个串联连接的可充电蓄电池组电池单元的电池，该电池具有与所述正极相连的第一端以及和所述负极相连的第二端；一用于检测所述电池第一端和第二端之间的电池电压的电池电压检测器；检测装置，用于根 据所述电池电压检测器所检测的电池电压来检测所述电池是否已经达到表示所述电池需要充电的需要充电状态，当检测到所述需要充电状态时，该检测装置输出一检测信号；报警装置，响应于所述检测信号，该报警装置提醒用户在使用所述电池作为一连接在所述正极和 负极之间的负荷的电源期间给该电池充电，该报警装置给所述用户一物理上可察觉的印象，从而使所述用户可以意识到所述电池的需要充电状态。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：高野信宏，原田秀一，
申请(专利权)人：日立工机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]