具有电池充电功能的直流电源单元制造技术

一种ＤＣ电源单元，在接通工具的电源开关时，向电动工具提供ＤＣ电压，并且在未对电动工具进行操作时，也对用作工具的代替电源的电池组进行充电。将曾经计算出的电池温度梯度中的最小电池温度梯度用于确定在以冷却风扇进行强制冷却时，电池组是否具有冷却效果，或者电池组是否已经达到了充满电的状态。当由于电动工具的操作而中断了对电池组的充电时，将电池温度梯度的计算中止一段时间，或者一段时间内不执行电池组充满电状态的确定，以便防止在中断了对电池组的充电期间，对最小电池温度进行更新。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种能够有选择地对电池组进行充电的直流(DC)电源单元，被用作无绳电动工具的电源，并通过形状类似电池组的适配器向无绳电动工具提供DC电压。
技术介绍
由于其可以在任何地方使用而不会受到电源线长度的限制，无绳电动工具是方便的。但是，当电池快用完时，需要拆卸电池组，并对其进行充电，或者以已经充过电的另外的电池组来代替。将交流转换为直流的DC电源单元可以与电池组一起使用。即，当在具有交流电源的单一位置使用无绳电动工具时，可以使用DC电源单元，而在不具有交流电源的几个不同的地点使用无绳电动工具时，可以使用电池组。但是，这种情形的问题在于，无绳电动工具的操作员必须将DC电源单元和电池组充电单元都携带到工作地点。日本专利申请公开No.2000-184614(A)公开了一种具有电池充电功能的DC电源。当DC电源单元检测到所归属的无绳电动工具正在操作时，其只向无绳电动工具提供电能，而不进行充电。另一方面，当DC电源单元检测到未操作电动工具时，则对电池组进行充电。在将电池温度梯度用作确定电池组的充满电条件的参数时，可能会导致对充满电条件的不精确的确定，因为在充电中断的时间段，电池温度梯度趋于下降。如果以相对较大的电流对其进行充电，其中包含了镍镉或镍氢电池的电池组将在较短的时间内达到充满电状态。但是，以大电流对电池组进行充电产生了来自电池的大量的热，因此，导致了电池组使用寿命的缩短。为了抑制电池组产生热量，曾经提出在充电期间，利用冷却风扇对电池进行强制冷却。对电池进行强制冷却允许向电池提供较大的电流。对其应用了强制冷却的电池组和未对其应用强制冷却的电池组在结构上有所不同。前一种电池组形成有空气入口/出口孔，而后一种电池组则没有。因为在不具有空气入口/出口孔的电池组种几乎没有冷却效果，以较小的电流对这种电池组进行充电。按照这种方式，根据电池组是否适合于强制冷却，以不同的充电模式对电池组进行充电。在将电池温度梯度用作确定电池组类型的参数时，引起了同样的问题，因为在充电中断的时间段，电池温度梯度趋于下降。
技术实现思路
考虑到前述问题，本专利技术的一个目的是提供一种具有电池充电功能的DC电源单元，其中即使将对电池组的充电中断一段时间，仍能精确地确定电池组的充满电状态。本专利技术的另一目的是提供一种具有电池充电功能的DC电源单元，其中即使将对电池组的充电中断一段时间，仍能根据电池温度梯度精确地确定电池组的类型。为了实现上述和其他目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种DC电源单元，用作工具的电源，并具有对用作该工具的代替电源的电池组进行充电的充电功能。所述DC电源单元包括电池组连接部分，与电池组相连，以便以DC电能进行充电；适配器，向所述工具提供DC电能；电能输出切换电路，在通过所述适配器向所述工具提供DC电能和对所述电池组进行充电之间进行切换；冷却设备，冷却所述电池组；电池温度检测器，每隔预定的定时，检测所述电池组的温度，并输出表示所述电池组的温度的温度信号；第一存储设备，存储从所述电池温度检测器输出的所述温度信号；电池温度梯度计算装置，用于根据当前检测到的温度信号和先前检测到的电池温度信号，周期性地计算电池温度梯度，并每隔预定的定时，输出表示所述电池温度梯度的BTG信号；第二存储设备，存储从所述电池温度梯度计算装置输出的所述BTG信号；以及最小值存储装置，用于存储并更新由所述电池温度梯度计算装置曾经计算的BTG信号中的BTG信号的最小值。从所述电能输出切换电流开始向所述工具提供DC电能时开始，到紧接在结束向所述工具提供DC电能结束之后的电池组的充电恢复起已经过去了预定时间段时为止的预定持续时间，所述最小值存储装置不更新所述BTG信号的所述最小值。根据本专利技术的另一方面，提供了一种DC电源单元，用作工具的电源，并具有对用作该工具的代替电源的电池组进行充电的充电功能。所述DC电源单元包括电池组连接部分；适配器；电能输出切换电路；电池温度检测器；第一存储设备；电池温度梯度计算装置；第二存储设备；最小值存储装置；充满电确定装置，当最新的BTG信号具有比存储在所述最小值存储装置中的所述BTG信号的所述最小值大预定的充满电区别值时，确定所述电池组达到了充满电状态；以及控制装置，用于对所述充满电确定装置进行控制，从而当正在对所述电池组进行充电期间，所述电能输出切换电路向所述工具提供DC电能，并且之后停止向所述工具提供DC电能，而恢复对所述电池组的充电时，在从对所述电池组的充电恢复开始起预定的时间段过去之前，禁用所述充满电确定装置。根据本专利技术的另一方面，提供了一种DC电源单元，用作工具的电源，并具有对用作该工具的代替电源的电池组进行充电的充电功能。所述DC电源单元包括电池组连接部分；适配器；电能输出切换电路；电池温度检测器；第一存储设备；电池温度梯度计算装置；第二存储设备；最小值存储装置；充满电确定装置；以及控制装置。当最新的BTG信号具有比预定的充满电区别BTG值与存储在所述最小值存储装置中的所述BTG信号的所述最小值的和大的数值时，或者当从所述电池温度检测器输出的最新温度信号超过预定的充满电区别电池温度值时，所述充满电确定所述电池组达到了充满电状态。所述控制装置控制所述电池温度梯度计算装置，从而当正在对所述电池组进行充电期间，所述电能输出切换电路向所述工具提供DC电能，并且之后停止向所述工具提供DC电能，而恢复对所述电池组的充电时，如果最新温度信号表示电池温度并未超过比所述预定充满电区别电池温度值低的接近充满电电池温度值，所述电池温度梯度计算装置在预定的时间段内不计算所述电池温度梯度。根据本专利技术的另一目的，提供了一种DC电源单元，包括电池组连接部分；适配器；电能输出切换电路；电池电压检测器，每隔预定的定时，对所述电池组的电压进行检测，并输出表示所述电池组的电压的电压信号；第一存储设备，存储从所述电池电压检测器输出的所述电压信号；电池电压梯度计算装置，用于根据当前检测到的电压信号和先前检测到的电池电压信号，周期性地计算电池电压梯度，并每隔预定的定时，输出表示所述电池电压梯度的BVG信号；第二存储设备，存储从所述电池电压梯度计算装置输出的所述BVG信号；充满电确定装置，当最新的BVG信号具有比存储在所述最小值存储装置中的所述BVG信号超过了第一预定值而随后下降到比所述第一预定值小的第二预定值以下时，确定所述电池组达到了充满电状态；以及控制装置，用于对所述电池电压梯度计算装置进行控制，从而当正在对所述电池组进行充电期间，所述电能输出切换电路向所述工具提供DC电能，并且之后停止向所述工具提供DC电能，而恢复对所述电池组的充电时，如果最新的BVG信号表示最新的电池电压梯度并未超过所述第一预定值，所述电池电压梯度计算装置在预定的时间段内不计算所述电池电压梯度。附图说明通过结合附图，阅读以下对实施例的描述，本专利技术的上述和其他目的、特征和优点将变得更加显而易见，其中图1是示出了根据本专利技术实施例的具有充电功能的DC电源单元的透视图；图2A是示出了根据本专利技术第一实施例的DC电源单元的电路结构的方框图；图2B是示出了根据本专利技术第二实施例的DC电源单元的电路结构的方框图；图3A是示出了根据本专利技术第一实施例的DC电源单元的操作的流程图的一部分；图3B本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种ＤＣ电源单元，用作工具的电源，并具有对用作该工具的代替电源的电池组进行充电的充电功能，所述工具具有电源开关，所述ＤＣ电源单元包括：电池组连接部分，与电池组相连，以便以ＤＣ电能进行充电；适配器，向所述工具提供ＤＣ电能； 电能输出切换电路，在通过所述适配器向所述工具提供ＤＣ电能和对所述电池组进行充电之间进行切换；冷却设备，冷却所述电池组；电池温度检测器，每隔预定的定时，检测所述电池组的温度，并输出表示所述电池组的温度的温度信号；第 一存储设备，存储从所述电池温度检测器输出的所述温度信号；电池温度梯度计算装置，用于根据当前检测到的温度信号和先前检测到的电池温度信号，周期性地计算电池温度梯度，并每隔预定的定时，输出表示所述电池温度梯度的ＢＴＧ信号；第二存储 设备，存储从所述电池温度梯度计算装置输出的所述ＢＴＧ信号；以及最小值存储装置，用于存储并更新由所述电池温度梯度计算装置曾经计算的ＢＴＧ信号中的ＢＴＧ信号的最小值，其中，从所述电能输出切换电路开始向所述工具提供ＤＣ电能时开始， 到紧接在结束向所述工具提供ＤＣ电能结束之后的电池组的充电恢复起已经过去了预定时间段时为止的预定持续时间，所述最小值存储装置不更新所述ＢＴＧ信号的所述最小值。...

【技术特征摘要】
JP 2003-5-23 2003-145698;JP 2003-7-11 2003-1956411.一种DC电源单元，用作工具的电源，并具有对用作该工具的代替电源的电池组进行充电的充电功能，所述工具具有电源开关，所述DC电源单元包括电池组连接部分，与电池组相连，以便以DC电能进行充电；适配器，向所述工具提供DC电能；电能输出切换电路，在通过所述适配器向所述工具提供DC电能和对所述电池组进行充电之间进行切换；冷却设备，冷却所述电池组；电池温度检测器，每隔预定的定时，检测所述电池组的温度，并输出表示所述电池组的温度的温度信号；第一存储设备，存储从所述电池温度检测器输出的所述温度信号；电池温度梯度计算装置，用于根据当前检测到的温度信号和先前检测到的电池温度信号，周期性地计算电池温度梯度，并每隔预定的定时，输出表示所述电池温度梯度的BTG信号；第二存储设备，存储从所述电池温度梯度计算装置输出的所述BTG信号；以及最小值存储装置，用于存储并更新由所述电池温度梯度计算装置曾经计算的BTG信号中的BTG信号的最小值，其中，从所述电能输出切换电路开始向所述工具提供DC电能时开始，到紧接在结束向所述工具提供DC电能结束之后的电池组的充电恢复起已经过去了预定时间段时为止的预定持续时间，所述最小值存储装置不更新所述BTG信号的所述最小值。2.根据权利要求1所述的DC电源单元，其特征在于在所述电源输出切换电路正在向所述工具提供DC电能时，所述最小值存储装置不更新所述BTG信号的所述最小值。3.根据权利要求1所述的DC电源单元，其特征在于还包括电池组区别装置，用于根据在对电池组充电的同时以所述冷却设备冷却时，所述电池组的温度上升，来区分电池组的类型，当存储在所述最小值存储装置中的所述BTG信号的所述最小值小于当从所述电池温度检测器输出的所述温度信号表示预定温度时的临界值时，所述电池组区别装置确定所述电池组具有冷却效果，而当存储在所述最小值存储装置中的所述BTG信号的所述最小值大于当从所述电池温度检测器输出的所述温度信号表示所述预定温度时的所述临界值时，确定所述电池组不具有冷却效果。4.根据权利要求1所述的DC电源单元，其特征在于还包括充电电流设置装置，用于设置要施加到所述电池组的充电电流，其中当所述电池组区别装置确定所述电池组具有冷却效果时，所述充电电流设置装置设置具有第一电平的充电电流，而当所述电池组区别装置确定所述电池组不具有冷却效果时，所述充电电流设置装置设置具有比所述第一电平低的第二电平的充电电流。5.根据权利要求4所述的DC电源单元，其特征在于当所述电池组区别装置确定所述电池组具有冷却效果时，而且当从所述电池温度检测器输出的所述温度信号表示所述电池组与预定值相比处于高温时，所述充电电流设置装置设置具有比所述第一电平低但比所述第二电平高的第三电平的充电电流。6.根据权利要求3所述的DC电源单元，其特征在于设置所述预定温度，低于用作用于确定所述电池组是否处于高温的标准的所述预定值。7.根据权利要求1所述的DC电源单元，其特征在于还包括触发检测器，检测所述工具的所述电源开关的接通，并向所述电源输出切换电路输出表示所述电源开关接通的接通信号，其中响应所述接通信号，所述电源输出切换电路允许向所述工具提供DC电能，而禁止对所述电池组进行充电。8.一种DC电源单元，用作工具的电源，并具有对用作该工具的代替电源的电池组进行充电的充电功能，所述工具具有电源开关，所述DC电源单元包括电池组连接部分，与电池组相连，以便以DC电能进行充电；适配器，向所述工具提供DC电能；电能输出切换电路，在通过所述适配器向所述工具提供DC电能和对所述电池组进行充电之间进行切换；电池温度检测器，每隔预定的定时，检测所述电池组的温度，并输出表示所述电池组的温度的温度信号；第一存储设备，存储从所述电池温度检测器输出的所述温度信号；电池温度梯度计算装置，用于根据当前检测到的温度信号和先前检测到的电池温度信号，周期性地计算电池温度梯度，并每隔预定的定时，输出表示所述电池温度梯度的BTG信号；第二存储设备，存储从所述电池温度梯度计算装置输出的所述BTG信号；最小值存储装置，用于存储并更新由所述电池温度梯度计算装置曾经计算的BTG信号中的BTG信号的最小值；充满电确定装置，当最新的BTG信号具有比存储在所述最小值存储装置中的所述BTG信号的所述最小值大预定的充满电区别值时，确定所述电池组达到了充满电状态；以及控制装置，用于对所述充满电确定装置进行控制，从而当正在对所述电池组进行充电期间，所述电能输出切换电路向所述工具提供DC电能，并且之后停止向所述工具提供DC电能，而恢复对所述电池组的充电时，在从对所述电池组的充电恢复开始起预定的时间段过去之前，禁用所述充满电确定装置。9.根据权利要求8所述的DC电源单元，其特征在于所述控制装置对所述充...

【专利技术属性】
技术研发人员：荒馆卓央，武田岳史，原田秀一，高野信宏，石丸健朗，船桥一彦，
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]