專利名稱：電氣設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電氣設備，其中通過操縱用于操作該電氣設備的主體的負載的操作開關，開始將電能提供給電池組中的電路。
背景技術：
近來，諸如可再充電的電動工具的電氣設備得到了廣泛的應用，在該可再充電的電動工具中電能從電池組中的蓄電池提供給電動機。這種使用蓄電池的可再充電的電氣設備包括設備主體如電動工具主體；以及安裝在該設備主體中的電池組，具有蓄電池用于提供電能以驅動該設備主體。通常，電池組中的蓄電池具有多個電池，即，干電池，彼此串聯，并且監控每個電池的電壓。這樣，當至少一個電池具有低于預設電壓電平的電壓，或者電池之間的至少一個電壓差大于預設電壓差電平時，執行保護程序以防止使用該蓄電池(例如，參照日本專利申請公開No.H10-27630)。
但是，在上述常規電池驅動的電氣設備中，由于蓄電池中的各個電池的電壓必須連續監控并且用于執行保護程序的保護電路必須保持活性，所以即使在電氣設備不操作時，無功電流也需要流進保護電路中。這樣，即使設備主體不操作，也必須不斷消耗能量，即使數量非常小。因此，蓄電池中的電荷也在不斷消耗，對于某種類型的蓄電池來說這甚至會導致蓄電池的完全放電，從而使蓄電池例如由于再充電循環的次數降低而性能惡化，或者使設備主體即使在其需要操作時也無法使用。
發明內容
因此，本發明的一個目的是提供一種電氣設備，其中與現有技術相比能夠防止蓄電池的性能惡化。
根據本發明，提供了一種電氣設備，包括電氣設備主體和電池組，該電氣設備主體具有負載；操縱開關，用于操作該負載；能量接收電極，用于接收電能；主體控制單元，用于響應于該操縱開關的操縱來控制從該功率接收電極提供到該負載的電能；信號產生單元，用于在該操縱開關被接通時產生開操縱信號以指示操縱開關被接通；以及主體信號電極，用于輸出由該信號產生單元所產生的開操縱信號，該電池組具有電池；能量供應電極，用于將電能從電池提供到該能量接收電極；電池控制單元，用于控制從該電池提供到能量供應電極的電能以抑制電池性能惡化；電池信號電極，用于從該主體信號電極接收該開操縱信號；以及能量供應單元，用于當該電池信號電極接收到該開操縱信號時，開始從該電池到該電池控制單元的能量供應。
根據以下結合附圖的優選實施例的描述，本發明的上述和其他目的和特性將會更加清楚，其中圖1所示為根據本發明的優選實施例的可再充電電動工具的主要部分的外部配置；圖2所示為根據本發明的優選實施例的電池組中的剩余電荷指示單元；圖3所示為根據本發明的優選實施例的在附加了電池組的狀態下的工具主體；圖4所示為根據本發明的優選實施例的可再充電電動工具的電配置的方框圖；圖5所示為用于描述根據優選實施例的工具主體100的操作的時序圖；圖6所示為用于描述根據優選實施例的電池組200的操作的時序圖；圖7所示為用于顯示根據優選實施例電池控制單元的操作的流程圖；
圖8A和8B分別顯示過放電閾值電平是正常恒定過放電閾值電平和瞬時過放電閾值電平的情況下的時序圖；圖9所示為用于顯示根據另一優選實施例的還包括單觸發電路的電動工具的電配置的方框圖；以及圖10所示為用于描述根據所述另一優選實施例的工具主體100’和電池組200’的操作的時序圖。
具體實施例方式
下面，將參照附圖描述根據本發明的優選實施例。另外，相同的標號表示相同的配置，其描述將不再重復。
(優選實施例的配置)包含具有負載的設備主體以及電池組的電氣設備例如為膝上型個人電腦、照相攝像一體機、數字照相機、電動剃須刀、電動牙刷等等，所述電池組具有用于向設備主體的負載提供電能的電池。但是，以下將描述本發明應用到電動工具的優選實施例。
具體而言，本發明能夠應用到諸如鋰離子蓄電池的蓄電池上以及嵌有電池控制單元的電池組上，其中所述鋰離子蓄電池的性能一旦惡化就不能通過過放電然后完全放電來恢復，所述嵌有電池控制單元的電池組用于控制蓄電池的放電以抑制蓄電池性能惡化。
圖1顯示了根據本發明的優選實施例的可再充電電動工具的主要部分的外部配置。進一步地，圖2顯示了電池組中的剩余電荷指示單元。進一步地，圖3顯示了在附加了電池組的狀態下的工具主體。
如圖1所示，可再充電電動工具10包括工具主體100，其包含例如可再充電鉆孔機驅動器；以及電池組200，其附加到工具主體100上。
工具主體100包括殼體101，其具有柄部102；柄部102中形成的凹部103，電池組200可拆卸地插入到該凹部103；電動機M，其是安裝在殼體101中、由電池組200向其提供電能來驅動的示例性負載；觸發開關112，其是安裝在柄部102以控制向電動機M提供電能是開或關的示例性操作開關；主體控制電路單元111，其由觸發開關112的操縱來驅動；旋轉單元113，其配置在殼體101的前端，被電動機M旋轉用于將鉆頭附在其上。
電池組200包括主要部分202以及突出部分203。該主要部分具有殼體201，該殼體中容納了蓄電池22和電池控制電路單元211，該蓄電池22如通過將多個電池Ce1至Cen串聯形成的鋰離子蓄電池，該電池控制電路單元211用于控制蓄電池22的放電以降低其性能惡化；所述突出部分203從主要部分202的側表面突出以附在工具主體100的凹部103上。在突出部分203的前端部分安裝有能量供應電極Sb1和Sb2，用于以這樣一種方式從蓄電池22向工具主體100提供電能能量供應電極Sb1設置在與能量供應電極Sb2所設置的表面相對的表面上。此外，在突出部分203的前端的另一表面上，安裝有電池信號電極Sb3和Sb4，用于發送和接收工具主體100中的控制信號。此外，主要部分202的表面上安裝有剩余電荷指示單元25，用于指示蓄電池22的剩余電荷量。當突出部分203附在工具主體100的凹部103上時，該對能量供應電極Sb1和Sb2以及該對電池信號電極Sb3和Sb4分別與一對能量接收電極Sa1和Sa2以及一對主體信號電極Sa3和Sa4按壓接觸。
如圖2所示，例如，剩余電荷指示單元25包括多個LED(發光二極管)31，其排列為垂直陣列(圖2中顯示了五個作為例子)；以及指示開關32，用于打開/關閉LED 31以指示剩余電荷量。通過打開指示開關32，取決于蓄電池22中的剩余電荷量，一些或所有LED31點亮。相反地，通過關閉指示開關32，點亮的LED 31關閉。根據本實施例，在完全充電情況下所有LED 31點亮，隨著剩余電荷量降低，較上面的LED 31首先關閉。
圖3顯示了根據本發明的優選實施例的在電池組200附加到凹部103的狀態下的工具主體100。
圖4顯示了根據本發明的優選實施例的可再充電電動工具的電配置的方框圖。首先，將描述工具主體100的電配置。如圖4所示，能量接收電極Sa1與開關SW1的觸點b、開關SW2的觸點d以及PNP型晶體管Q1的集電極相連，其中該PNP型晶體管Q1是一個具有控制端的示例性開關裝置。開關SW1的觸點a與電動機M的能量供應端相連，SW1的觸點c與電動機M的另一能量供應端以及NPN型功率晶體管Q3的集電極相連，其中該NPN型晶體管Q3是一個具有控制端的示例性開關裝置。晶體管Q3的發射極與能量接收電極Sa2相連，相當于控制端的晶體管Q3的基極與主體控制單元13相連。這里，FET(場效應晶體管)可以替代功率晶體管Q3。
開關SW2的觸點e與二極管D1和D2的陽極以及緩沖器BF1相連，該緩沖器BF1又與主體控制單元13相連。二極管D1的陰極與主體信號電極Sa4相連。此外，二極管D2的陰極與NPN型晶體管Q2的基極相連，其中該NPN型晶體管Q2是一個具有控制端的示例性開關裝置，其中晶體管Q2的基極相當于控制端。
晶體管Q1的發射極與主體控制單元13相連，晶體管Q1的基極與晶體管Q2的集電極相連，其中晶體管Q1的基極相當于控制端。晶體管Q2的發射極接地，晶體管Q2的基極與二極管D2和D3的陰極相連。此外，二極管D3的陽極與主體控制單元13相連。主體信號電極Sa3也與主體控制單元13相連。
開關SW1和SW2被配置為響應于觸發開關112的操縱而閉合或斷開。在開關SW1中，當觸發開關112“開”時觸點a與觸點b相連，當觸發開關112“關”時觸點a與觸點c相連。在開關SW2中，當觸發開關112“開”時觸點d與觸點e相連，當觸發開關112“關”時觸點d與觸點e斷開。
在這種配置中，二極管D1和開關SW2包含在操作信號產生單元11中用于向主體信號電極Sa4輸出指示觸發開關112接通的控制信號(開操縱信號)以及指示觸發開關112斷開的另一控制信號(關操縱信號)，從而在電池組200附加在工具主體100上的情況下控制電池組200中從蓄電池22向電池控制單元24的電能供應。也就是說，當電池組200附加在工具主體100上并且觸發開關112“開”時，開關SW2中觸點d與觸點e相連，以便施加到能量接收電極Sa1上的電能經由二極管D1供應到主體信號電極Sa4。換句話說，當觸發開關112接通時，主體信號電極Sa4的電壓電平從大約0V的低電平L改變到近似對應于蓄電池22的輸出電壓的高電平H(開操縱信號)。另一方面，當觸發開關112斷開時，開關SW2中觸點d從觸點e斷開，以便施加到能量接收電極Sa1的電能不經由二極管D1供應到主體信號電極Sa4。換句話說，當觸發開關112斷開時，主體信號電極Sa4的電壓電平從高電平H改變到低電平L(關操縱信號)。
此外，在這種配置中，開關SW2、緩沖器BF1、晶體管Q1和Q2以及二極管D2和D3包含在主體能量供應控制單元12中，用于在電池組附加在工具主體100上的情況下，響應于觸發開關112的操縱而啟動主體控制單元13并且控制從蓄電池22到電池控制單元24的電能供應開始、繼續或暫停。也就是說，當電池組200附加在工具主體100上并且觸發開關112接通時，開關SW2中觸點d與觸點e相連。這樣，施加到能量接收電極Sa1上的電能供應到緩沖器BF1，在那里調整為主體控制單元13的輸入電壓(例如，5V)，然后輸入到主體控制單元13作為啟動信號。換句話說，當觸發開關112接通時，緩沖器BF1的輸出的電壓電平從大約0V的低電平L改變到例如大約5V的高電平H。此外，當電池組200附加在工具主體100上并且觸發開關112接通時，開關SW2中觸點d與觸點e相連，以便施加到能量接收電極Sa1上的電能經由二極管D2供應到晶體管Q2的基極。這樣，晶體管Q2接通從而接通晶體管Q1，以便電能經由晶體管Q1從能量接收電極Sa1供應到主體控制單元13。
通過這種方式，經由晶體管Q1從能量接收電極Sa1向主體控制單元13供應了電能，并且響應于來自緩沖器BF1的高電平啟動信號啟動主體控制單元13以啟動對工具主體100的操作的控制。此外，主體控制單元13經由二極管D3向晶體管Q2的基極施加了電壓，從而執行能量供應自主控制以支持經由晶體管Q1從能量接收電極Sa1向主體控制單元13的能量供應。
此外，當觸發開關112斷開時，開關SW2中觸點d從觸點e斷開，以便施加到能量接收電極Sa1的電壓不被供應給緩沖器BF1，并且向主體控制單元13通知觸發開關112的關操縱。換句話說，當觸發開關112斷開時，緩沖器BF1的輸出的電壓電平從高電平H改變到大約0V的高電平H。此外，當觸發開關112斷開時，開關SW2中觸點d從觸點e斷開，以便施加到能量接收電極Sa1的電壓不被經由二極管D2供應給晶體管Q2的基極，但是主體控制單元113的能量供應自主控制將晶體管Q2保持接通。這樣，晶體管Q2由于主體控制單元113的能量供應自主控制的暫停而斷開，從而斷開晶體管Q1，以便暫停從蓄電池22向主體控制單元13的電能供應。
此外，觸發開關112例如插入到電動機M的電源線，并且包括電位計。取決于觸發開關112操縱例如拉動了多少，可變電阻器的操縱軸旋轉以分配施加到可變電阻器上的電壓。這樣，取決于拉動操縱的大小的分壓被輸出給主體控制單元13作為操縱信號。
主體控制單元13響應于來自觸發開關112的操縱信號和來自主體信號電極Sa3的控制信號，通過控制晶體管Q3接通的時間段來控制電動機啟動、停止或以特定速度旋轉，其將在后面進行描述。通過這種方式，晶體管Q3包含在脈沖控制單元15中，用于響應于主體控制單元13的控制操作來控制電動機M的旋轉。
此外，工具主體100包括電壓測量單元14，用于測量施加到電動機M上的電壓以將測量結果輸出到主體控制單元13。
主體控制單元13例如具有微型計算機，其包括微處理器用于為控制執行數據處理；存儲單元諸如ROM(只讀存儲器)和RAM，該ROM用于存儲控制程序和執行該控制程序的數據等，該RAM用于存儲臨時數據以作為微處理器的工作存儲器；以及其外圍電路。
此外，當觸發開關112斷開即拉動操縱的大小等于0時，開關SW1中觸點a與觸點c相連，如上所述。這樣，電動機M的兩個能量供應端短路以通過電動機M的旋轉引起反電動勢，以使電動機M的旋轉停止。
下面，將描述電池組200的電配置。如圖4所示，能量供應電極Sb1經由蓄電池22與能量供應電極Sb2相連，該蓄電池22包含多個串聯的電池Ce1至Cen。每個電池Ce1至Cen與電壓測量單元23相連，用于測量電池Ce1至Cen的電壓以及蓄電池電壓，即蓄電池22兩端之間的電壓差。電壓測量單元23包括第一電阻分壓器，用于檢測每個電池Ce1至Cen的兩端之間的電壓差；以及第二電阻分壓器，用于測量蓄電池電壓。
電池信號電極Sb4經由緩沖器BF2與電池控制單元24相連，并與二極管D4的陽極相連。二極管D4的陰極與NPN型晶體管Q5的基極相連，該NPN型晶體管Q5是一個具有控制端的示例性開關裝置，其中晶體管Q5的基極相當于控制端。晶體管Q5的集電極與PNP型晶體管Q4的基極相連，該PNP型晶體管Q4是一個具有控制端的示例性開關裝置，其中晶體管Q4的基極相當于控制端。晶體管Q5的發射極接地。晶體管Q4的集電極與蓄電池22(能量供應電極Sb1)相連，并且晶體管Q4的發射極與電池控制單元24相連。此外，電池控制單元24經由二極管D5與晶體管Q5的基極相連，以便電流從電池控制單元24流向晶體管Q5。
緩沖器BF2、二極管D4和D5以及晶體管Q4和Q5包含在電池能量供應控制單元21中，用于響應于經由電池信號電極Sb4從工具主體100的主體信號電極Sa4輸入的開操縱信號和關操縱信號，啟動電池控制單元24，以及控制從蓄電池22向電池控制單元24和電壓測量單元23供應的電能開始、繼續和暫停。也就是說，如上所述，當電池組200附加到工具主體100并且觸發開關112接通時，施加到能量接收電極Sa1的電壓從主體信號電極Sa4經由二極管D1輸出作為啟動信號。因此，施加到能量接收電極Sa1的電壓被緩沖器BF2調整為電池控制單元24的輸入電壓(例如，5V)，然后輸入到電池控制單元24作為啟動信號。此外，施加到能量接收電極Sa1的電壓被施加到電池信號電極Sb4，然后經由二極管D4被施加到晶體管Q5的基極。這樣，晶體管Q5接通從而接通晶體管Q4，以便電能從蓄電池22經由晶體管Q4供應到電池控制單元24。
通過這種方式，從蓄電池經由晶體管Q4向電池控制單元24供應了電能以啟動控制操作，用于例如控制蓄電池22的放電以抑制蓄電池22性能惡化。此外，電池控制單元24經由二極管D5將電壓施加到晶體管Q5的基極，從而執行能量供應自主控制以支持從蓄電池22經由晶體管Q4供應能量。
此外，當觸發開關112斷開時，經由二極管D1施加到能量接收電極Sa1的電壓不被輸出到主體信號電極Sa4(關操縱信號)，并且從而施加到能量接收電極Sa1的電能不被輸入到緩沖器BF2，以便通知電池控制單元24觸發開關112的關操縱。換句話說，當觸發開關112斷開時，緩沖器BF2的輸出的電壓電平從高電平改變到大約0V的低電平。此外，當觸發開關112斷開時，經由二極管D1施加到能量接收電極Sa1的電壓不從主體信號電極Sa4輸出，并且從而不經由二極管D4施加到晶體管Q5的基極。但是，通過電池控制單元24的能量供應自主控制使晶體管Q5保持接通。此外，晶體管Q5由于電池控制單元24的能量供應自主控制的暫停而斷開，從而斷開晶體管Q4，以便暫停從蓄電池22到電池控制單元24的電能供應。
電池控制單元24基于一個表格或者方程通過電壓測量單元的輸出來確定蓄電池22處于完全充電狀態、接近完全充電狀態、正常充電狀態還是過放電狀態，其中該表格或者方程表示充電狀態和電池Ce的兩個端部之間的電壓差之間的關系，或者該表格或者方程表示充電狀態和蓄電池22的兩個端部之間的電壓差之間的關系。隨后，基于該確定，電池控制單元24控制電壓經由二極管D5施加到晶體管Q5的基極的時間周期(即，執行能量供應自主控制的時間周期)，從而控制電能從蓄電池22供應的時間周期以及操作電池控制單元24的時間周期。完全充電狀態是蓄電池被充電到全部電池充電容量的狀態。接近完全充電狀態是實際上可以被看作是完全充電狀態的狀態，并且是基于通過考慮到例如電池類型的實驗結果而定義的，用于防止電池Ce性能惡化。例如，接近完全充電狀態是蓄電池充電大于或等于電池充電容量的85％、80％或者75％但是小于完全充電狀態的狀態。過放電狀態是蓄電池放完電但是并未出現性能惡化，以便能夠通過再充電恢復完全充電狀態的設定電壓電平的狀態。如果至少一個電池處于過放電狀態，則確定蓄電池22處于過放電狀態。
電池控制單元24例如包括微型計算機，其包括微處理器用于為控制執行數據處理；存儲單元諸如ROM(只讀存儲器)和RAM，該ROM用于存儲控制程序和執行該控制程序的數據等，該RAM用于存儲臨時數據以作為微處理器的工作存儲器；以及其外圍電路。
下面，將描述優選實施例的操作。
(優選實施例的操作)首先，將說明工具主體100的操作。圖5提供了用于描述根據本優選實施例的工具主體100的操作的時序圖。圖5中顯示了蓄電池電壓(即，蓄電池22兩端之間的電壓差)、過放電信號(放電信號)、觸發開關的操作、到主體控制單元13的能量供應、制動操作、脈沖控制單元15以及電動機M的操作。
當電池組200附加到工具主體100上時，工具主體100的能量接收電極Sa1和Sa2以及主體信號電極Sa3和Sa4分別與電池組200的能量供應電極Sb1和Sb2以及電池信號電極Sb3和Sb4按壓接觸。如果蓄電池22處于完全充電狀態(例如，處于預置電壓電平Va)，則當操縱觸發開關112(時間t1)時，開關SW1和SW2響應于觸發開關112而接通。也就是說，開關SW1的觸點a與觸點b相連，開關SW2的觸點d與觸點e相連。
這樣，開操縱信號經由二極管D1輸出到主體信號電極Sa4，以便其能夠輸出到電池組200。此外，啟動信號經由緩沖器BF1輸入到主體控制單元13，從而依次接通晶體管Q2和Q1以將電能從蓄電池22經由晶體管Q1供應到主體控制單元13。然后，啟動主體控制單元13以啟動工具主體100的控制。
此外，由于蓄電池22處于完全充電狀態，所以放電信號從電池控制單元24輸出。因此，主體控制單元13向脈沖控制單元15輸出對應于拉動操縱的大小的脈沖信號，從而通過脈沖控制，即PWM控制來控制電動機M。這樣，電動機M被驅動，以對應于拉動操縱的大小的旋轉速度旋轉。具體而言，當拉動操縱的大小較小時以低旋轉速度驅動電動機M，而當拉動操縱的大小較大時以高旋轉速度驅動電動機M。
此外，當觸發開關斷開，即拉動操縱的大小等于0(時間t2)時，主體控制單元13停止向脈沖控制單元15輸出脈沖信號。這樣，晶體管Q3進入到開關裝置未接通的狀態，從而停止向電動機M的能量供應。此時，開關SW1和SW2也響應于觸發開關112而斷開。也就是說，開關SW1的觸點a與觸點c相連從而將電動機M的兩個能量供應端短路，以便對電動機M施加制動以使其突然停止(時間t3)。隨后，開關SW2的觸點d與觸點e斷開連接從而取消經由緩沖器BF1輸入到主體控制單元13的啟動信號。
由于放電信號從電池控制單元24輸出，所以主體控制單元13在預置的時間周期T1內將電壓經由二極管D3施加到晶體管Q2的基極，以便保持從蓄電池22到晶體管Q1的能量供應。預置時間周期T1設置為例如1秒到10分鐘。
如上所述，根據該優選實施例，從斷開觸發開關112開始的預置時間周期T1結束之后暫停主體控制單元13的操作以停止到電動機M的能量供應，以便主體控制單元13所消耗的能量消耗能夠被有效地抑制。進一步地，由于預置時間周期T1期間主體控制單元13處于操作中，所以電動機M的輸出轉矩和/或旋轉模式例如能夠通過從設置輸入單元(圖中未示)向其輸入來進行設置。
進一步地，當在放電信號正在從電池控制單元24輸出的時間期間觸發開關再次接通時(時間t5)，根據上述操作，電動機M被脈沖控制驅動來進行旋轉。
但是，當蓄電池22例如通過到達第一過放電閾值電壓電平Vb而進入過放電狀態時，過放電信號在觸發開關112接通期間(時間t6)被輸出。在這種情況下，盡管觸發開關112接通，主體控制單元13也停止向脈沖控制單元15輸出脈沖信號。這樣，晶體管Q3進入開關裝置不接通的狀態，從而停止向電動機M的能量供應。但是，由于觸發開關112接通，所以電動機M的兩個能量供應端未被短路，從而不施加制動并且電動機M逐漸停止(時間t7)。因此，t2和t3之間的時間間隔小于t6和t7之間的時間間隔。
隨后，當到電動機M的能量供應停止之后用戶斷開觸發開關112時(時間t8)，開關SW1和SW2也響應于此而斷開。由于過充電信號正從電池控制單元24輸出，所以主體控制單元13只在預置時間周期T2內經由二極管D3向晶體管Q2的基極施加電壓，T2小于T1，從而保持從蓄電池22經由晶體管Q1的能量供應。例如，預置時間周期T2設置得比T1短0至5秒。
如上所述，根據本優選實施例，當蓄電池22進入過放電狀態以便過放電信號從電池控制單元24輸出時，到電動機M的能量供應停止。通過這種方式，能夠防止蓄電池22性能惡化。
進一步地，在蓄電池處于過放電狀態并且從而過放電信號從電池控制單元24輸出的時間期間，觸發開關112接通時(時間t9)，開關SW1和SW2響應于觸發開關112的操縱而接通。因此，開操縱信號經由二極管D1輸出到主體信號電極Sa4，從而使啟動信號經由緩沖器BF1被輸入到主體控制單元13。這樣，電能從蓄電池22經由晶體管Q1被施加到主體控制單元13。然后，主體控制單元13啟動，從而啟動工具主體100的控制。在這種情況下，由于過放電信號正從電池控制單元24輸出，所以盡管其中輸入了取決于拉動操縱的大小的信號，主體控制單元13也不向脈沖控制單元15輸出脈沖信號。因此，電動機M保持停止。
其后，當使用者因為電動機M保持停止而斷開觸發開關112時(時間t10)，開關SW1和SW2也響應于此而斷開。由于過放電信號正從電池控制單元24輸出，所以主體控制單元13經由二極管D3向晶體管Q2的基極施加電壓只保持預置時間周期T2，從而保持從蓄電池22經由晶體管Q1的能量供應(時間t11)。
如上所述，根據本優選實施例，在蓄電池22進入過放電狀態以便過放電信號從電池控制單元24輸出時，即使觸發開關112接通，到電動機M的能量供應也停止。通過這種方式，抑制了從蓄電池22的放電以便防止蓄電池22性能惡化。
其次，將描述電池組200的操作。圖6提供了根據本優選實施例用于描述電池組200的操作的時序圖。圖6顯示了工具主體100中的觸發開關112的操作、蓄電池電壓(即，蓄電池22兩端之間的電壓差)、過放電信號(放電信號)以及到電池控制單元24的能量供應。
如果電池組200附加到工具主體100上并且蓄電池22處于完全充電狀態(例如，處于預置電壓電平Va)，則當電動工具10的用戶操縱觸發開關112時(時間t21)，開關SW1和SW2響應于觸發開關112的操縱而接通。因此，如上所述，開操縱信號從主體信號電極Sa4經由二極管D1輸出以便開操縱信號輸入到電池信號電極Sb4。
結果是，施加到能量接收電極Sa1的電壓經由開關SW2、二極管D1、主體信號電極Sa4、電池信號電極Sb4以及二極管D4被施加到晶體管Q5的基極。這樣，晶體管Q5接通以接通晶體管Q4，以便電能從蓄電池22經由晶體管Q4供應到電壓測量單元23和電池控制單元24。進一步地，啟動信號經由緩沖器BF2輸入到電池控制單元24。
然后，啟動電池控制單元24以開始用于保護蓄電池22的控制操作。具體而言，電池控制單元24基于電壓測量單元23的輸出來確定蓄電池22的狀態。這里，當剩余電荷指示單元25中的指示開關32接通時，電池控制單元24基于所確定的蓄電池22的狀態來打開或關閉LED 31的點亮。電池控制單元24取決于所確定的蓄電池22的狀態向電池信號電極Sb3輸出放電信號或者過放電信號。在這種情況下，由于蓄電池22的狀態是完全充電狀態，所以輸出放電信號。
隨后，當觸發開關112斷開時(時間t22)，來自緩沖器BF2的啟動信號被取消，并且電池控制單元24基于電壓測量單元23的輸出來確定蓄電池22的狀態。基于所確定的蓄電池22的狀態，電壓控制單元24控制電壓經由二極管D5施加到晶體管Q5的基極上的時間周期，從而控制從蓄電池22供應電能的時間周期。在這種情況下，由于蓄電池22的狀態是接近完全充電狀態，所以電池控制單元24只在預置時間周期T3內經由二極管D5向晶體管Q5的基極施加電壓，從而保持從蓄電池22經由晶體管Q4的能量供應。預置時間周期T3設置得足夠長，例如，30至60分鐘。此外，即使當蓄電池22的狀態是完全充電狀態，電池控制單元24只在預置時間周期T3內經由二極管D5向晶體管Q5的基極施加電壓，從而保持從蓄電池22經由晶體管Q4的能量供應。
然后，當預置時間周期T3結束時，電池控制單元24暫停經由二極管D5向晶體管Q5的基極施加電壓，從而切斷從蓄電池22的能量供應(時間t23)。
如上所述，根據本優選實施例，在完全充電狀態或者接近完全充電狀態的情況下，從蓄電池22向電池控制單元24供應電能，從而使電池控制單元運行。具體而言，根據本優選實施例，直到蓄電池22在完全充電狀態和接近完全充電狀態之后進入正常充電狀態時，蓄電池22才放電。這樣，有可能減輕性能惡化，尤其是如果蓄電池22是鋰離子蓄電池時，對于鋰離子蓄電池，其性能如電池充電容量在處于完全充電狀態一段長的時間周期之后才惡化。
進一步地，根據上述操作，如果蓄電池22處于正常充電狀態，則當電動工具10的用戶操縱觸發開關時(時間t24)，電能從蓄電池22供應到電池控制單元24，從而允許電池控制單元24執行控制操作，以抑制蓄電池22的性能惡化。
然后，當觸發開關112斷開時(時間t22)，來自緩沖器BF2的啟動信號被取消，并且電池控制單元24基于電壓測量單元23的輸出來確定蓄電池22的狀態。如果所確定的蓄電池22的狀態是正常充電狀態，則電池控制單元24只在預置時間周期T4內經由二極管D5向晶體管Q5的基極施加電壓，T4小于T3，從而保持從蓄電池22經由晶體管Q4的能量供應。例如，預置時間周期T4設置為30秒至10分鐘。
如上所述，根據本優選實施例，從斷開觸發開關112開始的預置時間周期T4結束之后，電池控制單元13不操作，以便電池控制單元24所消耗的能量消耗能夠被有效地抑制。進一步地，由于預置時間周期T4期間電池控制單元24處于操作中，所以能夠執行特定操作。例如，在電池控制單元24處于操作的時間期間，操作剩余電荷指示單元25，從而通過操作指示開關32來指示剩余電荷。
否則，根據上述操作，如果蓄電池22處于正常充電狀態，并且電動工具10的用戶操縱觸發開關112時(時間t27)，從電池控制單元24向蓄電池22供應電能，以便電池控制單元24執行操作以保護蓄電池22。
在這種情況下，當蓄電池22例如通過到達第一過放電閾值電壓電平Vb而進入過放電狀態時，電池控制單元24從電池信號電極Sb3輸出過放電信號(時間t28)。當過放電信號從電池組200輸出到工具主體100時，如上所述，盡管觸發開關112接通，主體控制單元13也停止向脈沖控制單元15輸出脈沖信號，從而停止電動機M。進一步地，當到電動機M的能量供應停止之后用戶斷開觸發開關112時(時間t29)，來自緩沖器BF2的啟動信號被取消，并且電池電壓控制單元24基于電壓測量單元23的輸出來確定蓄電池22的狀態。在這種情況下，由于蓄電池22處于過放電狀態，所以電池控制單元24在預置時間周期T5內經由二極管D5向晶體管Q5的基極施加電壓，T5小于T4，從而保持從蓄電池22經由晶體管Q4的能量供應。預置時間周期T5設置為例如0至30秒。
如上所述，根據本優選實施例，如果蓄電池22進入過放電狀態，則從斷開觸發開關112開始的預置時間周期T5結束之后，主體控制單元24不操作，以便電池控制單元24所消耗的能量消耗能夠有效地抑制。進一步地，由于預置時間周期T5期間電池控制單元24處于操作中，所以電池控制單元24處于操作期間能夠執行特定操作。
如上所述，根據本優選實施例，由于為了用戶使用電動工具的便利性或者對蓄電池22完全放電的保護，取決于蓄電池22的狀態給出了優先權，所以有可能實現用戶使用電動工具10的便利性以及對蓄電池22完全放電的保護。
進一步地，根據上述操作，當蓄電池22處于過放電狀態期間觸發開關112接通時(時間t31)，從蓄電池22向電池控制單元24施加電能，以便電池控制單元24執行控制操作以抑制蓄電池22的性能惡化。這樣，電池控制單元24從電池信號電極Sb3輸出過放電信號(時間t31)。當過放電信號從電池組200輸出到工具主體100時，盡管觸發開關112保持接通，主體控制單元13也不向脈沖控制單元15輸出脈沖信號，以便停止電動機M。進一步地，當電動機M停止并且用戶斷開觸發開關112時(時間t32)，電池電壓控制單元24基于電壓測量單元23的輸出來確定蓄電池22的狀態。在這種情況下，由于所確定的蓄電池22的狀態是過放電狀態，所以電池控制單元24只在預置時間周期T5內經由二極管D5向晶體管Q5的基極施加電壓，從而保持從蓄電池22經由晶體管Q4的能量供應。
如上所述，根據本優選實施例，當觸發開關112接通時，電動工具10啟動以從蓄電池22向電池控制單元24供應能量。這樣，由于沒有無功電流流過，與現有技術相比能夠降低蓄電池22的性能惡化。進一步地，當觸發開關112斷開時，取決于蓄電池22的狀態來調整從蓄電池22供應電能的時間周期，以便電池控制單元24所消耗的能量消耗能夠被有效地抑制，同時能夠執行特定操作。因此，有可能實現用戶使用電動工具10的便利性以及保護蓄電池22完全放電。
以下，將參照圖7描述電池控制單元24的操作。圖7是顯示根據本優選實施例的電池控制單元的操作的流程圖。如這里所示和如上所述，當電動工具10的用戶操縱觸發開關112以便開操縱信號從主體信號電極Sa4輸入到電池信號電極Sb4時，啟動信號經由緩沖器BF2輸入到電池控制單元24，從而啟動電池控制單元24的操作。然后，首先，確定蓄電池22的狀態(S11)。如果確定蓄電池22處于過放電狀態，則過放電信號從電池組200輸出到工具主體100(S12)。但是，如果確定蓄電池22處于完全充電狀態、接近完全充電狀態或者正常充電狀態(即，除了過放電狀態之外的任何狀態)，則放電信號從電池組200輸出到工具主體100(S13)。其后，確定啟動信號是否被取消(S14)。如果確定啟動信號未被取消，則過程返回到步驟S11以便再次執行步驟S11至S13。但是，如果確定啟動信號已經取消，則確定蓄電池22的狀態(S15)。
然后，如果確定蓄電池22處于完全充電狀態或者接近完全充電狀態，則在預置時間周期T4內執行能量供應自主控制，并且當預置時間周期T4結束時電池控制單元24停止操作(S17)。
但是，如果在步驟S15確定蓄電池22處于過放電狀態，則在預置時間周期T5內執行能量供應自主控制，并且當預置時間周期T5結束時電池控制單元24停止操作(S18)。
進一步地，盡管本優選實施例的上述描述中的電壓測量單元23被配置來分別測量電池Ce1至Cen之間的每個電壓差，但是電壓測量單元23還被配置來同時測量它們之間的多個電壓差。
另外，根據本優選實施例的電池組200還包括電池溫度測量單元26，用于測量蓄電池22中的電池Ce1至Cen的溫度，如圖4的虛線所示。配置電池溫度測量單元26以便例如將彼此直接相連的電阻元件R1和熱敏電阻Th與蓄電池并聯，并且電阻元件R1和熱敏電阻Th相連處的節點與電池控制單元24相連，作為電池溫度測量單元26的輸出端。因為熱敏電阻Th的電阻隨著電池溫度的降低而減小，所以電池溫度測量單元26的輸出隨著電池溫度的降低而減小。如果蓄電池22的電池溫度異常高(例如70℃、75℃或者80℃)，則電池溫度測量單元26可以用于電池控制單元24以輸出過放電信號，以防止由于高溫而引起的蓄電池22的惡化。進一步地，由于過放電閾值電平隨著溫度的變化而變化，所以電池溫度測量單元26還可以用于電池控制單元24以基于蓄電池22的電池溫度來補償過放電閾值電平，其中電池控制單元24根據該過電壓閾值電平來確定蓄電池22是否處于過放電狀態。當電池溫度高于特定標準溫度水平時，補償過放電閾值電平以高于特定標準溫度水平處的過放電閾值電平。但是，當電池溫度低于標準溫度水平時，補償過放電閾值電平以低于特定標準溫度水平處的過放電閾值電平。進一步地，電池溫度測量單元26可以被配置以分別測量電池Ce1至Cen的每個電壓差，還可以被配置來同時測量它們之間的多個電壓差。在這種情況下，蓄電池22的電池溫度設置為電池之間的電壓差的最大值、最小值或者平均值。
進一步地，根據本優選實施例的電池組200還包括存儲單元27，用于存儲蓄電池22的狀態，如圖4的虛線所示，該存儲單元27具有可重寫非易失性存儲裝置如EEPROM(電可擦除可編程只讀存儲器)。
在這種情況下，電池控制單元24使存儲單元27在電池控制單元24停止操作之前存儲蓄電池22的狀態，并且當啟動隨后的操作時從存儲單元27讀出所存儲的蓄電池22的狀態。其后，取決于從存儲單元27讀出的蓄電池22的狀態，電池控制單元24向電池信號電極Sb3輸出放電信號或者過放電信號，并且同時控制一段時間周期，在該時間周期中基于從存儲單元27讀出的蓄電池22的狀態經由二極管D5向晶體管Q5的基極施加電能。利用這種配置，電池控制單元24能夠向電池信號電極Sb3輸出控制信號，從而通過從存儲單元27讀出蓄電池22的狀態，控制能量施加的時間周期，即使用戶操縱觸發開關112的時間周期太短而不能通過電壓測量單元23確定蓄電池22的狀態，但是足夠長來從存儲單元27讀出蓄電池22的狀態。因此，即使在這種情況下，也能夠確保執行控制以抑制蓄電池22的性能惡化。
但是，電池控制單元24可以配置為如果基于電壓測量單元23的輸出確定蓄電池22處于過放電狀態，電池控制單元24就使存儲單元27存儲蓄電池22的狀態為過放電狀態，以及，當啟動下一操作時，電池控制單元24從存儲單元27讀出蓄電池22的狀態。在這種情況下，如果從存儲單元27讀出的蓄電池22的狀態是過放電狀態，電池控制單元24就停止經由二極管D5向晶體管Q5的基極供應能量，從而立即停止從蓄電池22的能量供應。利用這種配置，在過放電狀態的情況下，能夠有效地抑制蓄電池22的放電，從而防止完全放電。
進一步地，存儲單元27能夠配置以存儲過放電狀態的數量。在這種情況下，電池控制單元24可以被配置為如果基于電壓測量單元23的輸出確定蓄電池22處于過放電狀態，電池控制單元24就使存儲單元27增加過放電狀態的數量，并且，當啟動下一操作時，電池控制單元24從存儲單元27讀出過放電狀態的數量。在這種配置下，如果過放電狀態的數量不小于預定數量如3、4或5時，電池控制單元24就停止經由二極管D5向晶體管Q5的基極的能量供應，從而立即停止來自蓄電池22的能量供應。利用這種配置，在過放電的狀態下，能夠有效地抑制蓄電池22的放電，從而防止完全放電。
進一步地，存儲單元27還可以配置為存儲蓄電池電壓和每個電池Ce1至Cen的端部之間的電壓差，而不是蓄電池22的狀態。利用這種配置，也能夠獲得上述的效果。
進一步地，根據本優選實施例的電壓控制單元24還可以配置為過放電閾值電平在觸發開關112的操縱之后的預定時間周期Ta期間被改變，其中電池控制單元24通過該過放電閾值電平來確定蓄電池22是否處于過放電狀態。具體而言，根據本優選實施例的電壓控制單元24可以被配置為使用正常過放電閾值電平Vb來確定從操縱觸發開關112的時間開始的預置時間周期Ta結束之后，蓄電池22是否處于過放電狀態，以及使用低于正常過放電閾值電平Vb的瞬時過放電閾值電平Vbm來確定直到從操縱觸發開關112的時間開始的預置時間周期Ta結束，蓄電池22是否處于過放電狀態。如果，例如電池中的一個的正常過放電閾值電平是2V，則瞬時過放電閾值電平設置為1.5至1.0V，其比正常過放電閾值電平低0.5至1.0V。
圖8A和圖8B分別顯示了過放電閾值電平是正常過放電閾值電平或瞬時過放電閾值電平的狀態下的時序圖以及過放電閾值電平是常數的情況下的時序圖。
在很多情況下，蓄電池電壓在操縱觸發開關112之后迅速下降。這樣，如圖8B所示，如果例如蓄電池電壓接近正常過放電閾值電平Vb，則當觸發開關112接通時(時間t51)，由于該迅速壓降(時間t52)，蓄電池電壓變得低于或等于正常過放電閾值電平Vb。這樣，如上所述，電池組200中的電池控制單元24將確定蓄電池狀態為過放電狀態，并且將向工具主體100中的主體控制單元13輸出過放電信號。因此，盡管觸發開關112保持接通，到電動機M的能量供應也將被主體控制單元13的控制切斷(時間t52)，以使電動機M停止(時間t53)。
因此，如圖8A所示，電池控制單元24被優選配置為過放電閾值電平在操縱觸發開關112之后的預置時間周期Ta期間被設置在瞬時過放電閾值電平而不是正常過放電閾值電平。利用這種配置，如果，例如蓄電池電壓接近正常過放電閾值電平Vb，則當觸發開關112接通時(時間t41)，電池控制單元24將基于瞬時過放電閾值電平Vbm確定蓄電池22的狀態。因此，即使由于該迅速壓降蓄電池電壓變得低于或等于正常過放電閾值電平Vb(時間t42)，電池控制單元24也將確定蓄電池22的狀態是正常充電狀態而不是過放電狀態，從而使電動機M繼續旋轉。進一步地，當從操縱觸發開關112的時間開始的預置時間周期Ta結束時(時間t43)，電池控制單元24將過放電閾值電平從瞬時過放電閾值電平Vbm改變到正常過放電閾值電平Vb。這樣，如果蓄電池電壓變得低于或等于正常過放電閾值電平Vb(時間t44)，過放電信號就從電池組200中的電池控制單元24輸出到工具主體100的主體控制單元13。因此，盡管觸發開關112保持接通，到電動機M的能量供應也被主體控制單元13的控制切斷(時間t44)，以便電動機M停止(時間t45)。
如上所述，通過配置電池控制單元24具有瞬時過放電閾值電平Vbm而不是正常過放電閾值電平Vb，作為操縱觸發開關112之后的預置時間周期Ta期間的過放電閾值電平，操縱觸發開關112之后馬上出現的迅速壓降能夠被掩蓋，并且能夠基于正常過放電閾值電平Vb很好地確定蓄電池的過放電狀態。因此，能夠使用蓄電池22直到蓄電池電壓達到正常過放電閾值電平Vb，以便電池組200更方便使用。例如基于實驗來很好地設置預置時間周期Ta，該預置時間周期Ta用于降低操縱觸發開關112之后蓄電池馬上出現的迅速壓降的影響。預置時間周期Ta可以例如設置在從100到1000毫秒范圍內，如400、500或600毫秒。
進一步地，根據另一優選實施例，工具主體可以配置為還包括主體單觸發電路121，用于向二極管D2施加脈沖形電壓，并且電池組被配置為還包括電池單觸發電路28，用于向二極管D4施加脈沖形電壓。
圖9顯示了根據另一優選實施例的還包括單觸發電路的電動工具的電配置的方框圖。如圖所示，工具主體100’包括圖4所示的工具主體100的所有元件，并且還包括開關SW2的觸點e和二極管D2的陽極之間的主體單觸發電路121，其中主體單觸發電路121具有電容器C1和電阻元件R2。也就是說，開關SW2的觸點e經由電容器C1與二極管D2的陽極相連，并且經由電阻元件R2接地。由于工具主體100’的其他配置與圖4所示的工具主體100相同，所以將省略其描述。進一步地，電池組200’包括圖4所示的電池組200的所有元件，并且還包括電池信號電極Sb4和二極管D4的陽極之間的電池單觸發電路28，其中電池單觸發電路28具有電容器C2和電阻元件R3。也就是說，電池信號電極Sb4經由電容器C2與二極管D4的陽極相連，并且經由電阻元件R3接地。由于電池組200’的其他配置與圖4所示的電池組200相同，所以將省略其描述。
圖10提供了用于描述根據該優選實施例的工具主體100’和電池組200’的時序圖。圖10中顯示了蓄電池電壓(即蓄電池22的兩端之間的電壓差)、過放電信號(或放電信號)、工具主體100’中的觸發開關112的操作、主體單觸發電路121的輸出、到主體控制單元13的能量供應、制動的操作、脈沖控制單元15和電動機M的操作、電池組200’中的電池單觸發電路28的輸出，以及到電池控制單元24的能量供應。
以一種類似于圖1所示的配置的方式，如果電池組200’附加到工具主體100’上，工具主體100’的能量接收電極Sa1和Sa2以及主體信號電極Sa3和Sa4分別與電池組200’的能量供應電極Sb1和Sb2以及電池信號電極Sb3和Sb4按壓接觸。當電動工具的用戶操縱觸發開關112時，開關SW1和SW2響應于觸發開關112而接通。也就是說，開關SW1的觸點a與觸點b相連，開關SW2的觸點d與觸點e相連。這樣，開操縱信號經由二極管D1輸出到主體信號電極Sa4，以使其能夠輸出到電池組200’，并且啟動信號經由緩沖器BF1輸入到主體控制單元13。其后，單脈沖電壓經由主體單觸發電路121施加到二極管D2，從而依次接通晶體管Q2和Q1以從蓄電池22經由晶體管Q1向主體控制單元13供應電能。然后，啟動主體控制單元13以啟動工具主體100’的控制，從而執行能量供應自主控制以支持從能量接收電極Sa1經由晶體管Q1的能量供應。
這里，還包括主體單觸發電路121的工具主體100’的操作與前一實施例中的工具主體100的操作不同之處在于由于電壓經由主體單觸發電路121施加到二極管D2，所以施加到二極管D2上的脈沖形電壓具有與主體單觸發電路121中的電容器C1和電阻元件R2所確定的時間常數Tb1相同的脈沖寬度。因此，根據本實施例，如果蓄電池22處于過放電狀態時(圖10中的時間t61，其對應于圖5中的時間t9)觸發開關112接通，則主體單觸發電路121的輸出電壓升高到一個高電平，其具有脈沖波形，在操縱觸發開關121之后只持續一小會兒，然后在一個短時間周期之后下降。由于當從主體單觸發電路121的輸出電壓下降到低電平的時間(圖10中的時間t62)開始的預置時間周期T2結束時，到主體控制單元13的能量供應被切斷(圖10中的時間t63，其對應于圖5中的時間t11)，所以到主體控制單元13的能量供應能夠在更短的時間周期中被切斷，該時間周期短于不包括主體單觸發電路121的工具主體100中的時間周期。因此，t61和t63之間的時間間隔小于t9和t11之間的時間間隔。通過這種方式，當蓄電池22處于過放電狀態時能夠立即停止蓄電池22的放電，以便更有效地防止蓄電池22的性能惡化。
進一步地，如果電池組200’附加到工具主體100’上，并且電動工具的用戶操縱觸發開關112時(時間t21)，開關SW1和SW2就響應于觸發開關112的操縱而接通。因此，如上所述，開操縱信號從主體信號電極Sa4經由二極管D1輸出，以便開操縱信號輸入到電池信號電極Sb4。結果是，施加到能量接收電極Sa1的電壓作為單脈沖被施加到經由開關SW2的晶體管Q2的基極、二極管D1、主體信號電極Sa4、電池信號電極Sb4、電池單觸發電路28以及二極管D4。這樣，晶體管Q5接通從而接通晶體管Q4，以便電能從蓄電池22經由晶體管Q4供應到電壓測量單元23和電池控制單元24。然后，啟動電池控制單元24以啟動保護蓄電池22的控制操作。進一步地，電池控制單元24確定蓄電池22的狀態，并且基于所確定的蓄電池22的狀態，電池控制單元24控制電壓經由二極管D5施加到晶體管Q5的基極上的時間周期，從而控制從蓄電池22施加電能的時間周期。
這里，還包括電池單觸發電路28的電池組200’的操作與前一實施例中的電池組200的不同之處在于由于電壓經由電池單觸發電路28施加到二極管D4，所以施加到二極管D4的脈沖形電壓具有由電池單觸發電路28中的電容器C2和電阻元件R3所確定的時間常數Tb2相同的脈沖形電壓的脈沖寬度。因此，根據本實施例，如果蓄電池22處于過放電狀態時(圖10中的時間t61，其對應于圖6中的時間t31)觸發開關112接通，則電池單觸發電路28的輸出電壓升高到一個高電平，其具有脈沖形，在操縱觸發開關121之后只持續一小會兒，然后在一個短時間周期之后下降。由于當從電池單觸發電路28的輸出電壓下降到低電平的時間(圖10中的時間t62)開始的預置時間周期T5結束時，到電池控制單元24的能量供應被切斷(圖10中的時間t63，其對應于圖6中的時間t33)，所以到電池控制單元24的能量供應能夠在更短的時間周期中被切斷，該時間周期短于不包括電池單觸發電路28的電池組200中的時間周期。因此，t61和t63之間的時間間隔小于t31和t33之間的時間間隔。通過這種方式，當蓄電池22處于過放電狀態時能夠立即停止蓄電池22的放電，以便更有效地防止蓄電池22的性能惡化。
進一步地，盡管上述優選實施例中的觸發開關能夠根據操縱的大小改變電能的大小以及能夠接通和斷開，但是根據本發明的觸發開關還可以被配置以使其只能夠接通和斷開。
如上所述，根據優選實施例，當指示操縱了操縱開關的開操縱信號從主體輸入時，啟動從蓄電池到電池控制單元的能量供應。這樣，由于沒有無功電流流過，所以與現有技術相比能夠降低蓄電池的性能惡化。
雖然本發明已經就優選實施例進行了顯示和描述，但是可以理解，本領域技術人員可以在不脫離所附權利要求所定義的本發明的范圍的情況下能夠做出各種改變和變形。
權利要求
1.一種電氣設備，包括電氣設備主體，包括負載，操縱開關，用于操作所述負載，能量接收電極，用于接收電能，主體控制單元，用于響應于所述操縱開關的操縱來控制從所述能量接收電極供應到所述負載的電能，信號產生單元，用于如果所述操縱開關被接通，產生開操縱信號以指示所述操縱開關被接通，以及主體信號電極，用于輸出由所述信號產生單元所產生的所述開操縱信號；以及電池組，包括電池，能量供應電極，用于從所述電池向所述能量接收電極供應電能，電池控制單元，用于控制從所述電池向所述能量供應電極供應的所述電能，以抑制所述電池的性能惡化，電池信號電極，用于從所述主體信號電極接收所述開操縱信號，以及能量供應單元，用于當所述電池信號電極接收到所述開操縱信號時啟動從所述電池到所述電池控制單元的能量供應。
2.根據權利要求1所述的電氣設備，其中所述電池組還包括檢測單元，用于檢測所述電池的狀態，以及其中如果所述操縱開關被斷開，所述信號產生單元還產生關操縱信號以指示所述操縱開關被斷開，所述主體信號電極還輸出由所述信號產生單元所產生的所述關操縱信號，所述電池信號電極還從所述主體信號電極接收所述關操縱信號，以及當所述電池信號電極接收到所述關操縱信號時，所述電池控制單元基于由所述檢測單元所檢測的所述電池的狀態，來調整從所述能量供應單元供應所述電能的時間周期。
3.根據權利要求2所述的電氣設備，其中，當所述電池信號電極接收到所述關操縱信號時，如果所述檢測單元所檢測的所述電池的狀態是第一狀態，則所述電池控制單元允許在第一時間周期內從所述能量供應單元提供電能；如果所述檢測單元所檢測的所述電池的狀態是第二狀態，則所述電池控制單元允許在第二時間周期內從所述能量供應單元提供所述電能，該第二時間周期短于所述第一時間周期，在該第二狀態中剩余電荷量少于所述第一狀態中的剩余電荷量；并且如果所述檢測單元所檢測的所述電池的狀態是第三狀態，則所述電池控制單元允許在第三時間周期內從所述能量供應單元提供所述電能，該第三時間周期短于所述第二時間周期，在該第三狀態中所述剩余電荷量少于所述第二狀態中的剩余電荷量。
4.根據權利要求2或3所述的電氣設備，其中如果所述檢測單元所檢測的所述電池的狀態是過放電狀態，則所述電池控制單元向所述電氣設備主體輸出過放電信號以指示所述電池的狀態是所述過放電狀態，以及其中，用來確定所述過放電狀態的過放電閾值電平被設置為較低電平，直到所述電池信號電極接收到所述開操縱信號之后的預置時間周期結束，否則設置為較高電平。
5.根據權利要求2或3所述的電氣設備，還包括存儲單元，用于存儲由所述檢測單元所檢測的所述電池的狀態，其中當所述電池信號電極接收到所述關操縱信號時，所述電池控制單元使所述存儲單元存儲由所述檢測單元所檢測的所述電池的狀態，并且基于所述存儲單元中存儲的所述電池的狀態而不是由所述檢測單元所檢測的所述電池的狀態，來調整從所述能量供應單元供應所述電能的所述時間周期。
6.根據權利要求2或3所述的電氣設備，其中所述開操縱信號是與所述操縱開關的操縱相同步的單脈沖形信號，并且如果由所述檢測單元所檢測的所述電池的狀態是所述過放電狀態，則所述電池控制單元切斷所述能量供應單元的所述能量供應。
7.根據權利要求2或3所述的電氣設備，還包括存儲單元，用于存儲由所述檢測單元所檢測的所述電池的狀態，其中當由所述檢測單元所檢測的所述電池的狀態是所述過放電狀態時，所述電池控制單元使所述存儲單元存儲所述電池的狀態為過放電狀態，并且當所述電池信號電極接收到所述開操縱信號并且如果存儲在所述存儲單元中的所述電池的狀態是過放電狀態時，所述電池控制單元使所述能量供應單元切斷所述能量供應。
8.根據權利要求2或3所述的電氣設備，還包括存儲單元，用于存儲所述過放電狀態的數量，其中所述電池控制單元計數由所述檢測單元所檢測的所述電池的狀態是所述過放電狀態的情況的數量，以使所述存儲單元存儲這種情況的數量作為所述過放電狀態的數量，并且當所述電池信號電極接收到所述開操縱信號并且如果存儲在所述存儲單元中的所述過放電狀態的數量大于或等于預定數量時，所述電池控制單元使所述能量供應單元切斷所述能量供應。
9.根據權利要求1至3中任一權利要求所述的電氣設備，其中所述電池是鋰離子電池。
全文摘要
一種電氣設備，包括電氣設備主體和電池組。該電氣設備主體具有負載；操縱開關；能量接收電極；主體控制單元，用于響應于該操縱開關的操縱來控制從該能量接收電極提供的電能；信號產生單元，如果該操縱開關被接通時用于產生開操縱信號；以及主體信號電極，用于輸出該開操縱信號。該電池組具有電池；能量供應電極；電池控制單元，用于控制從該電池供應到該能量供應電極的電能；電池信號電極，用于接收該開操縱信號；以及能量供應單元，用于當該電池信號電極接收到該開操縱信號時，啟動從該電池到該電池控制單元的能量供應。
文檔編號H01M10/44GK1848591SQ20061007162
公開日2006年10月18日 申請日期2006年3月28日 優先權日2005年3月28日
發明者伊藤正俊, 宮崎博, 大橋敏治, 河合啟 申請人:松下電工株式會社