(57)【要約】【課題】複数の電池パックを用いる場合において、各電池パックを予め満充電にしなくても電池パック間の残存電池容量率のアンバランスを小さくすることの可能な、電源装置を提供する。【解決手段】使用者はスイッチＡ４２をオフにする。制御部３７は、切替部Ａ４３をａ接点からｂ接点に切り替え、切替部Ｂ４４をｄ接点側に切り替える。制御部３７は、残存電池容量率が一番高い電池パック２の切替部Ｃ６４をｅ接点側へ切り替え、残存電池容量率が一番低い電池パック２の切替部Ｃ６４をｆ接点側へ切り替える。制御部３７からの信号で残存電池容量率が一番高い電池パック２と一番低い電池パック２の切替部Ｄ６５の接点をオンにすると、残存電池容量率が一番高い電池パック２から一番低い電池パック２を充電し、残存電池容量率が一番低い電池パック２もしくは残存電池容量率が一番高い電池パック２のどちらかが残存電池容量率の平均値に達したら充電を終了する。【選択図】図２
2014050234.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のバッテリユニットの出力電圧を利用して電気機器に通電する電源装置であって、残存電池容量率の大きいバッテリユニットから残存電池容量率の小さいバッテリユニットを充電する電池電圧バランス手段を備える、電源装置。
【請求項２】
複数のバッテリユニットの出力電圧を利用して電気機器に通電する電源装置であって、定格電圧に対する実際の出力電圧の割合の大きいバッテリユニットから同割合の小さいバッテリユニットを充電する電池電圧バランス手段を備える、電源装置。
【請求項３】
各バッテリユニットは自身の定格電圧を識別する識別素子を含み、前記電池電圧バランス手段は前記識別素子の端子電圧に基づいて各バッテリユニットの定格電圧を検出する、請求項２に記載の電源装置。
【請求項４】
前記電池電圧バランス手段は、充電電流の大きさを調整する充電電流調整回路を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項５】
前記電池電圧バランス手段は、本電源装置から電気機器に通電していないときに動作する、請求項１から４のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項６】
前記複数のバッテリユニットの出力電圧を通電対象の電気機器の定格電圧に応じた電圧レベルに変換する電池電圧変換手段を備える請求項１から５のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項７】
前記複数のバッテリユニットの相互接続形態を直列接続、並列接続、及びそれらの組合せのうち少なくとも２種類の間で切り替える接続切替手段を備える、請求項１から６のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項８】
各バッテリユニットの電圧、温度を監視する監視手段を備え、本電源装置から電気機器への通電中に過放電もしくは高温となったバッテリユニットの放電を遮断する、請求項１から７のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項９】
前記複数のバッテリユニットを収納するケースを備え、前記ケースは、電気機器を接続する出力用接続部と、充電器を接続する充電用接続部とを有し、前記複数のバッテリユニットを前記ケースに収納した状態で充電可能である、請求項１から８のいずれか一項に記載の電源装置。
【請求項１０】
複数のバッテリユニットの出力電圧を利用して電気機器に通電する電源装置であって、前記複数のバッテリユニットを収納するケースを備え、前記ケースは、電気機器を接続する出力用接続部と、充電器を接続する充電用接続部とを有し、前記複数のバッテリユニットを前記ケースに収納した状態で充電可能である、電源装置。
【請求項１１】
前記充電用接続部に接続した充電器により、残存電池容量率の小さいバッテリユニットを先に充電する、請求項９又は１０に記載の電源装置。
【請求項１２】
前記複数のバッテリユニットの残存電池容量率のアンバランスが所定レベル以内になると、前記複数のバッテリユニットを並列に充電する、請求項１１に記載の電源装置。
【請求項１３】
前記複数のバッテリユニットの出力電圧を利用して直流電圧と交流電圧の双方を出力可能である請求項１から１２のいずれか一項に記載の電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のバッテリユニットの出力電圧を利用して電気機器に通電する電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電池パックを電源とする電池工具が普及しており、電池工具の定格電圧に対応する電池パックが使用可能となっている。電池パックは電池工具の定格電圧と同一電圧となるよう２次電池の電池セルを直列に接続した電池組立から成る。例えば現在主流の２次電池であるリチウムイオン電池の場合、１セルの電圧は３.６Ｖであり、
（電池工具の定格電圧）＝（１セル３.６Ｖ）×（直列に接続された電池セル数）
となる。通常は１つの電池パックで電池工具を駆動しており（例えば下記特許文献１）、電池工具の種類や使用用途に応じ、３.６Ｖ〜３６Ｖの定格電圧の電池パックと電池工具がラインナップされている。
【０００３】
近年では電池工具の高電圧化・ハイパワー化が進んでいるが、１８Ｖを超える電池工具は、電池工具と電池パックが重くなるため、まだ一部の種類にしか使用されていない。このため、１８Ｖを超える電池パックは、まだ普及が進んでおらず、１８Ｖ以下の電池パックと比較して相当高価なものとなっている。したがって、１８Ｖ以下の電池工具と電池パックをメインに使用しているユーザーが１８Ｖを超える電池工具も購入して使用するには、電池工具と一緒にその定格電圧に対応した電池パック（１８Ｖを超える電池パック）も購入する必要があるが、１８Ｖを超える電池パックが高価であり電池工具とのセットに占める割合が高く、ユーザーの負担となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１５６６２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
そこで複数の電池パックを直列もしくは並列に接続したトータルの電池電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ回路により電池工具の定格電圧に応じた電圧に変換して電池工具に取付可能なアダプタを介して電池工具に出力する技術が考案されている。これによれば、既に持っている電池パックで別の定格電圧の電池工具を使用できるため、各電池工具に対応した電池パックを別々に購入する必要がない。
【０００６】
しかし、アダプタに取り付けて使用する各電池パックの定格電圧に対する実際の出力電圧の割合、つまり公称の電池容量に対する残存電池容量の割合（残存電池容量率）は電池パック毎に異なる可能性が高く、放電時に複数の電池パックのうち残存電池容量率が低いものから順次、所定の電池電圧まで下がり過放電となる一方、残存電池容量率が高い電池パックはまだ残存電池容量が残って放電が可能であるため、残存電池容量率の低い電池パックを極端に低い電圧まで放電してしまい電池寿命を短くする問題があった。
【０００７】
複数の電池パック間の残存電池容量率の差を少なくしてアンバランスを防ぐため、各電池パックを満充電にしてからアダプタに取り付けて使用する方法もあるが、複数の電池パックを充電するのに手間と時間がかかる。また、電池パックの使用回数等により劣化度合い（満充電時の残存電池容量率）が異なったり、充電が漏れる電池パック（満充電になり切らない電池パック）もあって、アンバランスの問題は依然として残る。
【０００８】
本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、複数の電池パックを用いる場合において、各電池パックを予め満充電にしなくても電池パック間の残存電池容量率のアンバランスを小さくすることの可能な、電源装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のある態様は、電源装置である。この電源装置は、複数のバッテリユニットの出力電圧を利用して電気機器に通電する電源装置であって、残存電池容量率の大きいバッテリユニットから残存電池容量率の小さいバッテリユニットを充電する電池電圧バランス手段を備える。
【００１０】
本発明のもう１つの態様は、電源装置である。複数のバッテリユニットの出力電圧を利用して電気機器に通電する電源装置であって、定格電圧に対する実際の出力電圧の割合の大きいバッテリユニットから同割合の小さいバッテリユニットを充電する電池電圧バランス手段を備える。
【００１１】
各バッテリユニットは自身の定格電圧を識別する識別素子を含み、前記電池電圧バランス手段は前記識別素子の端子電圧に基づいて各バッテリユニットの定格電圧を検出してもよい。
【００１２】
前記電池電圧バランス手段は、充電電流の大きさを調整する充電電流調整回路を含んでもよい。
【００１３】
前記電池電圧バランス手段は、本電源装置から電気機器に通電していないときに動作してもよい。
【００１４】
前記複数のバッテリユニットの出力電圧を通電対象の電気機器の定格電圧に応じた電圧レベルに変換する電池電圧変換手段を備えてもよい。
【００１５】
前記複数のバッテリユニットの相互接続形態を直列接続、並列接続、及びそれらの組合せのうち少なくとも２種類の間で切り替える接続切替手段を備えてもよい。
【００１６】
各バッテリユニットの電圧、温度を監視する監視手段を備え、本電源装置から電気機器への通電中に過放電もしくは高温となったバッテリユニットの放電を遮断してもよい。
【００１７】
前記複数のバッテリユニットを収納するケースを備え、前記ケースは、電気機器を接続する出力用接続部と、充電器を接続する充電用接続部とを有し、前記複数のバッテリユニットを前記ケースに収納した状態で充電可能であってもよい。
【００１８】
本発明のもう１つの態様は、電源装置である。この電源装置は、複数のバッテリユニットの出力電圧を利用して電気機器に通電する電源装置であって、前記複数のバッテリユニットを収納するケースを備え、前記ケースは、電気機器を接続する出力用接続部と、充電器を接続する充電用接続部とを有し、前記複数のバッテリユニットを前記ケースに収納した状態で充電可能である。
【００１９】
前記充電用接続部に接続した充電器により、残存電池容量率の小さいバッテリユニットを先に充電してもよい。
【００２０】
前記複数のバッテリユニットの残存電池容量率のアンバランスが所定レベル以内になると、前記複数のバッテリユニットを並列に充電してもよい。
【００２１】
前記複数のバッテリユニットの出力電圧を利用して直流電圧と交流電圧の双方を出力可能であってもよい。
【００２２】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、複数の電池パックを用いる場合において、各電池パックを予め満充電にしなくても電池パック間の残存電池容量率のアンバランスを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態に係る電源装置１７の使用形態の模式的説明図。
【図２】同電源装置１７の回路図。
【図３】同電源装置１７による電圧出力（直流・交流）のフローチャート。
【図４】同電源装置１７によるアンバランス是正動作と外部充電器による充電動作のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００２６】
図１は、本発明の実施の形態に係る電源装置１７の使用形態の模式的説明図である。図２は、図１に示す電源装置１７の回路図である。
【００２７】
図１に示すように、電源装置１７は、複数の電池パック２（バッテリユニット）と、収納ケース２２とを備える。収納ケース２２は、複数の電池パック２を収納可能な上ケース１８と下ケース１９を相互に軸固定して開閉自在としたものであり、上ケース１８と下ケース１９を閉じた状態でラッチ２０により結合可能で、また持ち運び用に取っ手２１を備えている。下ケース１９には電池側アダプタ２４が例えば一体に設けられ、電池パック２を下ケース１９に収納すると電池パック２と電池側アダプタ２４とが電気的に接続される。なお、複数の電池パック２は、ここでは相互に同容量かつ同定格電圧とする。
【００２８】
電池側アダプタ２４は、複数の電池パック２の出力電圧を利用して外部の電気機器への供給電圧を生成する。供給電圧は直流と交流の２種類あり、下ケース１９の側面には直流出力用接続部３１（電気コード３０の差込口）と交流出力用接続部１０２（電源コード６３の差込口）とが設けられている。電池側アダプタ２４で生成された直流電圧は電気コード３０及び工具側アダプタ２９を介して電気機器としての電動工具１に供給される。電池側アダプタ２４で生成された交流電圧は電源コード６３を介して交流駆動の電気機器３５に供給される。一方、下ケース１９の側面には充電用接続部４０（充電ケーブル７７の差込口）が設けられており、電池側アダプタ２４は、外部の充電器３９からの電力を受けて電池パック２を充電する。
【００２９】
図２に示すように、電池パック２は、リチウムイオン電池等の２次電池の電池セル３を複数直列に接続した電池組４を内蔵する。電池組４の両端には電池工具１と電気的に接続可能な電池プラス端子５及び電池マイナス端子６が接続される。電池組４のプラス側と充電用のＬ＋端子７は、過充電時に充電電流を遮断するサーマルプロテクタ８を介して電気的に接続される。電池組４のマイナス側とＬＳ端子９の間には、電池セル３の表面に取り付けられて電池温度を検出するサーミスタ等の電池温度検出素子１０が取り付けられて電池温度を検出する。電池組４のマイナス側とＴ端子１１の間には、電池パック２の定格電圧に応じた所定の抵抗値の電池識別抵抗１２（電池識別素子）が接続されて定格電圧を識別可能としている。保護ＩＣ１３は、電池セル３の電池電圧、電池温度および定格電圧を検出して、電池セル３の電圧が所定値以下となり過放電になった時、もしくは電池温度が所定値以上となり電池高温となった時に、電池パック２の出力を停止するための停止信号をＬＤ端子１４を介して制御部３７及びマイコンＡ４６に送信する。停止信号を受信したマイコンＡ４６は電池工具１のモータ１５と直列に接続されたＦＥＴ−ａ１６をオフして電池パック２の出力を遮断する。
【００３０】
電池側アダプタ２４は、電池パック２の電池プラス端子５、電池マイナス端子６、ＬＳ端子９、Ｔ端子１１、ＬＤ端子１４とそれぞれ電気的に接続可能な第１の接続端子２３を備える。工具側アダプタ２９は、電池工具１に取付け可能であり、電池工具１に備えた工具プラス端子２５、工具マイナス端子２６、ＦＥＴ−ａ１６のゲートに接続されたゲート端子２７の各々と電気的に接続可能な第２の接続端子２８を介して電池工具１に電気的に接続可能である。また工具側アダプタ２９は第２の接続端子２８と電気的に接続された電気コード３０（図１）を備え、電池コード３０と電池側アダプタ２４は第３の接続端子３１を介して電気的に接続可能となっている。なお、電池工具１に電池パック２を直接取り付ける場合、電池工具１は自身の定格電圧に応じて電池パック２の取付部分の形状が異なり、自身の定格電圧よりも高い定格電圧の電池パック２は取付けできない構造となっている。工具側アダプタ２９も電池工具１に係合取付可能な形状となっているが、工具側アダプタ２９は電池工具１の定格電圧ごとに設定した所定の抵抗値の工具識別抵抗３２（工具識別素子）を備えており、異なる定格電圧の電池工具１には取付けできない構造となっている。電池側アダプタ２４は、工具側アダプタ２９の工具識別抵抗３２により電池工具１の定格電圧を識別可能である。
【００３１】
電池側アダプタ２４は、電池パック２同士を直列、並列、又はそれらの組合せの態様で電気的に接続する電池パック接続回路３３を備えるとともに、電池パック接続回路３３で接続されたトータルの電池電圧を電池工具１の定格電圧に応じた電圧レベルに変換するＤＣ−ＤＣコンバータ回路３４と、前記電池電圧を電気機器３５の電源となる交流電圧に変換するＤＣ−ＡＣインバータ回路３６とを備えている。
【００３２】
電池側アダプタ２４は、電池パック２の定格電圧に対する実際の電池電圧（現在の出力電圧）の割合、つまり公称の電池容量に対する現在の残存の電池容量の割合（残存電池容量率）を検出する制御部３７と、電池パック接続回路３３による接続形態を切り替えて残存電池容量率の高い電池パック２から残存電池容量率の低い電池パック２を充電する電池電圧バランス回路３８とにより各電池パック２の残存電池容量率を均一にする（アンバランスを小さくする）。
【００３３】
電池側アダプタ２４には、電池側アダプタ２４に取り付けられた電池パック２（下ケース１９に収納された電池パック２）を充電可能な充電器３９が第４の接続端子４０を介して接続可能である。
【００３４】
次に動作について説明する。図３は、図２に示す電源装置１７による電圧出力（直流・交流）のフローチャートである。図４は、図２に示す電源装置１７によるアンバランス是正動作と外部充電器による充電動作のフローチャートである。電池側アダプタ２４に電池パック２を取り付けると第１の接続端子２３を介して両者は電気的に接続され、制御部３７とマイコンＡ４６が起動する（Ｓ１０）。
【００３５】
（直流出力動作：図３）
使用者は切替スイッチ４１をｈ端子側、つまり電池工具１側へ切り替え（Ｓ１１のｈ端子側）、電池工具１に工具側アダプタ２９を取り付け（Ｓ１２）、スイッチＡ４２をオンにする（Ｓ１３のＯＮ）。すると、制御部３７は、各電池パック２の定格電圧を検出し（Ｓ１４）、各電池パック２の残存電池容量率を検出・比較し、残存電池容量率が所定値未満の電池パック２は遮断・保護する（Ｓ１５のＮＯ、Ｓ１６）。また、制御部３７は、各電池パック２の温度を検出し、温度が所定値以上の電池パック２は遮断・保護する（Ｓ１６のＮＯ、Ｓ１７）。すなわち、制御部３７は、残存電池容量率が所定値以上かつ温度が所定値未満という条件を満たした電池パック２のみを電池パック接続回路３３で電気的に直列、並列、又はそれらの組合せの態様で接続し（Ｓ１５〜Ｓ１８）、切替部Ａ４３をａ接点側、切替部Ｂ４４をｃ接点側に切り替えてトータルの電池電圧をＤＣ−ＤＣコンバータ回路３４の変圧器Ａ４５の入力巻線に印加する。
【００３６】
一方、電池工具１と工具側アダプタ２９が係合する取付部分は電池工具１の定格電圧ごとに形状を変えており、工具側アダプタ２９に備えた工具識別抵抗３２により第３の接続端子３１を介して電池工具１の定格電圧をマイコンＡ４６で識別する。そしてマイコンＡ４６は、複数の電池パック２のトータルの電圧を定格電圧に応じた電圧レベルに変換するように制御する（Ｓ１９）。すなわち、マイコンＡ４６はスイッチングＩＣ−ａ５０を制御し、ＦＥＴ−ｂ４７を所定周波数と所望デューティ比でスイッチングすることで、変圧器Ａ４５の入力巻線に印加したトータルの電池電圧を電池工具１の定格電圧に応じた電圧レベルに変換して変圧器Ａ４５の出力巻線から出力する。マイコンＡ４６は、一対の電圧検出抵抗ａ４８による分圧電圧と電流検出抵抗ａ４９の端子電圧に基づいて変圧器Ａ４５の出力巻線からの出力電圧と出力電流を監視して所定値になるように制御する。また第３の接続端子３１と第２の接続端子２８を介してマイコンＡ４６からＦＥＴ−ａ１６のゲートにオン信号を出力してＦＥＴ−ａ１６を導通させ、電池工具１のスイッチＢ５２をオンにすれば電池工具１に定格電圧に応じた電圧が印加されて使用可能となる（Ｓ２０）。
【００３７】
（交流出力動作：図３）
使用者は切替スイッチ４１をｈ端子からｇ端子、つまり電気機器３５側へ切り替え（Ｓ１１のｇ端子側）、電池側アダプタ２４に電気機器３５を接続し（Ｓ２１）、スイッチＡ４２をオンにする（Ｓ２２のＯＮ）。すると、制御部３７は、各電池パック２の定格電圧を検出し、各電池パック２の残存電池容量率を検出・比較し、残存電池容量率が所定値未満の電池パック２は遮断・保護する（Ｓ２３のＮＯ、Ｓ１６）。また、制御部３７は、各電池パック２の温度を検出し、温度が所定値以上の電池パック２は遮断・保護する（Ｓ２４のＮＯ、Ｓ１７）。すなわち、制御部３７は、残存電池容量率が所定値以上かつ温度が所定値未満という条件を満たした電池パック２のみを電池パック接続回路３３で交流電圧に合わせ電気的に直列、並列、又はそれらの組合せの態様で接続し（Ｓ２５）、切替部Ａ４３をａ接点側、切替部Ｂ４４をｃ接点側に切り替えてトータルの電池電圧をＤＣ−ＡＣインバータ回路３６の変圧器Ｂ５３の入力巻線に印加する。
【００３８】
マイコンＡ４６はスイッチングＩＣ−ｂ５７を制御し、ＦＥＴ−ｃ５４を所定周波数と所望デューティ比でスイッチングすることで、変圧器Ｂ５３の入力巻線に印加されたトータルの電池電圧を所定の電圧レベルに変換して変圧器Ｂ５３の出力巻線から出力する（Ｓ２６）。マイコンＡ４６は、一対の電圧検出抵抗ｂ５５による分圧電圧と電流検出抵抗ｂ５６の端子電圧に基づいて変圧器Ｂ５３の出力巻線からの出力電圧と出力電流を監視して所定値になるように制御する。ドライブＩＣ５８は、（ＦＥＴ−ｄ５９とＦＥＴ−ｅ６０オン、ＦＥＴ−ｆ６１とＦＥＴ−ｇ６２オフ）→（ＦＥＴ−ｄ５９とＦＥＴ−ｅ６０オフ、ＦＥＴ−ｆ６１とＦＥＴ−ｇ６２オン）の動作を例えば周波数５０Ｈｚもしくは６０Ｈｚでスイッチングして１００Ｖ等の交流電圧である正弦波に変換する。この交流電圧は電気機器３５に備えた電源コード６３を介して電気機器３５に供給され、電気機器３５が使用可能となる（Ｓ２７）。
【００３９】
ＤＣ−ＤＣコンバータ回路３４もしくはＤＣ−ＡＣインバータ回路３６でトータルの電池電圧を変換・出力中は、電池パック２の電池電圧と電池温度を制御部３７とマイコンＡ４６で監視し、電池電圧が所定値まで低下し過放電もしくは電池温度が所定値まで上昇し電池高温となった電池パック２は電池パック接続回路３３で出力を遮断し保護する。
【００４０】
（アンバランス是正動作：図４）
使用者はスイッチＡ４２をオフにする（Ｓ３１のＯＦＦ）。制御部３７は、切替部Ａ４３をａ接点からｂ接点に切り替え（Ｓ３２）、切替部Ｂ４４をｄ接点側に切り替え（Ｓ３３のｄ接点側）、各電池パック２の定格電圧に対する電池電圧の割合つまり残存電池容量率を検出・比較し（Ｓ３４）、複数の電池パック２の残存電池容量率の平均値を算出する（Ｓ３５）。そして制御部３７は、全ての電池パック２の残存電池容量率が平均値でない場合には（Ｓ３６のＮＯ）、平均値より残存電池容量率が高い電池パック２と低い電池パック２を選び。選ばれた残存電池容量率が一番高い電池パック２の切替部Ｃ６４をｅ接点側へ切り替えて電池電圧バランス回路３８の入力側に接続し、残存電池容量率が一番低い電池パック２の切替部Ｃ６４をｆ接点側へ切り替えて電池電圧バランス回路３８の出力側に接続する（Ｓ３７）。
【００４１】
制御部３７からの信号で残存電池容量率が一番高い電池パック２と一番低い電池パック２の切替部Ｄ６５の接点をオンにすると（Ｓ３８）、切替部Ｃ６４のｅ接点側に接続された残存電池容量率が一番高い電池パック２の電池電圧が電池電圧バランス回路３８の変圧器Ｃ６６の入力巻線に印加される。マイコンＡ４６はスイッチングＩＣ−ｃ６９を制御し、ＦＥＴ−ｈ６７を所定周波数と所望デューティ比でスイッチングすることで、変圧器Ｃ６６の入力巻線に印加された電池電圧を所定の電圧レベルに変換して変圧器Ｃ６６の出力巻線から出力する。マイコンＡ４６は電池電圧と電流検出抵抗ｃ６８の端子電圧を監視して変圧器Ｃ６６の出力巻線からの出力電流（充電電流）を所定値になるよう制御し、切替部Ｃ６４のｆ接点側に接続された残存電池容量率が一番低い電池パック２を充電し（Ｓ３９）、残存電池容量率が一番低い電池パック２もしくは残存電池容量率が一番高い電池パック２のどちらかが残存電池容量率の平均値に達したら充電を終了する。
【００４２】
制御部３７は、再度、各電池パック２の残存電池容量率を検出・比較して電池パック２の残存電池容量率の平均値を算出し、平均値より残存電池容量率が高い電池パック２と低い電池パック２を選ぶ。そして制御部３７は、選ばれた残存電池容量率が一番高い電池パック２の切替部Ｃ６４をｅ接点側へ切り替えて電池電圧バランス回路３８の入力側に接続し、残存電池容量率が一番低い電池パック２の切替部Ｃ６４をｆ接点側へ切り替えて電池電圧バランス回路３８の出力側に接続する。
【００４３】
制御部３７からの信号で切替部Ｄ６５の接点をオンにすると、切替部Ｃ６４のｅ接点側に接続された残存電池容量率が一番高い電池パック２の電池電圧が変圧器Ｃ６６の入力巻線に印加される。マイコンＡ４６はスイッチングＩＣ−ｃ６９を制御し、ＦＥＴ−ｈ６７を所定周波数と所望デューティ比でスイッチングすることで、変圧器Ｃ６６の入力巻線に印加された電池電圧を所定の電圧レベルに変換して変圧器Ｃ６６の出力巻線から出力する。マイコンＡ４６は電池電圧と電流検出抵抗ｃ６８の端子電圧を監視して変圧器Ｃ６６の出力巻線からの出力電流を所定値になるよう制御し、切替部Ｃ６４のｆ接点側に接続された残存電池容量率が一番低い電池パック２を充電し、残存電池容量率が一番低い電池パック２もしくは残存電池容量率が一番高い電池パック２のどちらかが残存電池容量率の平均値に達したら充電を終了する。
【００４４】
以上のバランス充電を各電池パック２の残存電池容量率の差が所定値以下になるまで繰返して均等化する（Ｓ３６のＹＥＳ、Ｓ４０）。これにより各電池パック２間の電池容量のバランスを保ち、放電時に極端に過放電になる電池パック２を無くして電池寿命の長寿命化を図ることができる。
【００４５】
（外部充電器による充電動作：図４）
電池側アダプタ２４に充電器３９を第４の接続端子４０を介して接続すると、充電器３９のマイコンＢ７５から制御部３７に信号が送られて切替部Ａ４３をｂ接点側へ切り替える（Ｓ３１）と共に切替部Ｂ４４をｃ接点側へ切り替える（Ｓ３３のｃ接点側）。制御部３７で各電池パック２の残存電池容量率を検出して（Ｓ４１）、満充電でない電池パック２が存在すれば（Ｓ４２のＮＯ）、残存電池容量率が一番低い電池パック２から順次、電池パック切替回路３３で充電器３９に接続して充電する（Ｓ４３）。すなわち、充電器３９は、交流電圧を整流器７０で整流した直流電圧を変圧器Ｄ７６の入力巻線に印加し、ＦＥＴ−ｊ７３をスイッチングＩＣ−ｄ７４で所定周波数と所望デューティでスイッチングしながら、出力巻線から、電圧検出抵抗ｄ７１と電流検出抵抗ｄ７２で出力電圧と出力電流をマイコンＢ７５と制御部３７で監視・制御しながら出力し、電池パック２が所定の電池電圧に達するまで、もしくは電池温度が所定の温度に達するまで充電する。以上の充電を残存電池容量率の低い電池パック２から順次充電して最終的に全ての電池パック２を満充電にする（Ｓ４２のＹＥＳ、Ｓ４４）。なお、各電池パック２の残存電池容量率の差が所定値以下になったら複数の電池パック２を並列に充電してもよい。具体的には、図４のＳ４３に代えて、電池容量が一番低い電池パックと一番高い電池パックの差が所定値になるまで一番低い電池パックを充電する。この動作を繰り返し、全ての電池パックの電池容量の差が所定値以下になったら、全ての電池パックを並列に充電することもできる。或いは、電池容量が一番低い電池パックと二番目に低い電池パックの差が所定値になるまで一番低い電池パックを充電する。その後、この２つの電池パックを並列に充電しながら、その次（三番目）に低い電池パックとの容量差が所定値になるまで、先の２つの電池パックを並列に充電する。以降は同様にして、容量差が所定値以下になった電池パックを並列充電しながら、全ての電池パックの電池容量の差が所定値以下になるように充電し、その後、全ての電池パックを並列充電することもできる。この場合には、各電池パック２の電池容量が一様に上昇するため、充電器を外した後のアンバランス是正動作が不要となる。
【００４６】
本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。
【００４７】
(1) 電池側アダプタ１７に取り付けられた各電池パック２の定格電圧と実際の出力電圧を検出・比較し、定格電圧に対する実際の電圧の割合、つまり公称の電池容量に対する残存電池容量の割合（残存電池容量率）の高い電池パック２から低い電池パック２を充電して各電池パック２間の残存電池容量率を均等にしてバランスをとることにより過放電を防止し、電池寿命の長寿命化を図ることができる。
【００４８】
(2) 電池電圧バランス回路３８により残存電池容量率の高い電池パック２から低い電池パック２への充電電流を適正値に制御するため、充電時の過電流を防止できる。
【００４９】
(3) 電池側アダプタ１７に充電器３９を接続可能とし、電池パック２を電池側アダプタ１７に接続した状態（下ケース１９に収納した状態）で充電できるようにすることにより、電池パック２の充電漏れ防止と充電の効率化が図れる。また、電池パック２を下ケース１９に収納した状態で残存電池容量率にアンバランスがあっても、電池パック２を取り外すことなくアンバランスの是正が可能となる。ここで、残存電池容量率の低い電池パック２から順次充電するため、早期にアンバランスを小さくすることができる。
【００５０】
(4) 直流出力と交流出力の双方が可能なため、汎用性が高い。
【００５１】
以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【００５２】
１  電池工具、２  電池パック、３  電池セル、４  電池組立、５  電池プラス端子、６  電池マイナス端子、７  Ｌ＋端子、８  サーマルプロテクタ、９  ＬＳ端子、１０  電池温度検出素子、１１  Ｔ端子、１２  電池識別抵抗、１３  保護ＩＣ、１４  ＬＤ端子、１５  モータ、１６  ＦＥＴ−ａ、１７  電源装置、１８  上ケース、１９  下ケース、２０  ラッチ、２１  取っ手、２２  収納ケース、２３  第１の接続端子、２４  電池側アダプタ、２５  工具プラス端子、２６  工具マイナス端子、２７  ゲート端子、２８  第２の接続端子、２９  工具側アダプタ、３０  電気コード、３１  第３の接続端子、３２  工具識別抵抗、３３  電池パック接続回路、３４  ＤＣ−ＤＣコンバータ回路、３５  電気機器、３６  ＤＣ−ＡＣインバータ回路、３７  制御部、３８  電池電圧バランス回路、３９  充電器、４０  第４の接続端子、４１  切替スイッチ  、４２  スイッチＡ、４３切替部Ａ、４４  切替部Ｂ、４５  変圧器Ａ、４６  マイコンＡ、４７  ＦＥＴ−ｂ、４８  電圧検出抵抗ａ、４９  電流検出抵抗ａ、５０  スイッチングＩＣ−ａ、５２  スイッチＢ、５３  変圧器Ｂ、５４  ＦＥＴ−ｃ、５５  電圧検出抵抗ｂ、５６  電流検出抵抗ｂ、５７  スイッチングＩＣ−ｂ、５８  ドライブＩＣ、５９  ＦＥＴ−ｄ、６０  ＦＥＴ−ｅ、６１  ＦＥＴ−ｆ、６２  ＦＥＴ−ｇ、６３  電源コード、６４  切替部Ｃ、６５  切替部Ｄ、６６  変圧器Ｃ、６７  ＦＥＴ−ｈ、６８  電流検出抵抗ｃ、６９  スイッチングＩＣ−ｃ、７０  整流器、７１  電圧検出抵抗ｄ、７２  電流検出抵抗ｄ、７３  ＦＥＴ−ｊ、７４  スイッチングＩＣ−ｄ、７５  マイコンＢ、７６  変圧器Ｄ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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