(57)【要約】【課題】  バッテリ保護のためのシステムおよび方法を提供する。【解決手段】  方法は第１の監視速度で第１のバッテリパック状態を監視する行為と、第２のバッテリパック状態が閾値に達したときを判断する行為と、第２のバッテリパック状態が閾値に達した後、第１の監視速度とは異なる第２の監視速度で、第１のバッテリパック状態を監視する行為とを含む。システムは、電力がセルと電気装置との間で伝送可能であり、ある電圧を有するセルを含むバッテリと、１つの動作電圧閾値以上の少なくとも１つの電圧値で動作可能でバッテリパックの機能を制御するように動作可能なコントローラとを含み、そのセルがコントローラへ選択的に電圧を供給するように動作可能であり、上記方法は、セルによって供給される電圧が動作電圧閾値よりも低いときに、コントローラの動作を可能にする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリパックを含む運転を行う方法であって、
第１の監視速度で第１のバッテリパック状態を監視する行為と、
第２のバッテリパック状態が閾値に達したときを判断する行為と、
前記第２のバッテリパック状態が前記閾値に達した後、前記第１の監視速度とは異なる第２の監視速度で、前記第１のバッテリパック状態を監視する行為と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１の監視する行為は、第２のバッテリパック状態が少なくとも１つの前記閾値以上であるときに、実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２の監視する行為は、第２のバッテリパック状態が少なくとも１つの前記閾値以下であるときに、実行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第１のバッテリパック状態は、バッテリパック電圧であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第２のバッテリパック状態は、バッテリパック電圧であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記第１のバッテリパック状態および前記第２のバッテリパック状態は、同一のバッテリパック状態であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記第１のバッテリパック状態および前記第２のバッテリパック状態は、バッテリパック電圧であることを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記第１の監視速度は、前記第２の監視速度よりも遅いことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第２の監視速度は、前記第１の監視速度よりも速いことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記バッテリパックと電気装置との間で電力を伝送する行為をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記伝送する行為が、電気装置を運転するために、前記バッテリパックから電気装置へ電力を供給する行為を含むことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第２のバッテリ状態が第２の閾値に達したときを判断する行為と、
前記電気装置の動作を中断するために、前記バッテリパックから前記電気装置へ電力を供給することを中断する行為と
をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記バッテリパックがセルを含み、前記第１のバッテリパック状態が、セル電圧であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記バッテリパックがセルを含み、前記第２のバッテリパック状態が、セル電圧であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記監視の行為と前記判断の行動を遂行するコントローラに前記バッテリパックを接続する行為をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記バッテリパックは、電動工具用バッテリパックであり、前記方法が、さらに前記バッテリパックを該電動工具に接続する行為をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
少なくとも１つの前記第１の監視速度と前記第２の監視速度が、固定された監視速度であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記第１の監視速度は、１秒につき１回の測定であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記第２の監視速度は、１秒につき１００回の測定であることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
少なくとも１つの前記第１の監視速度と前記第２の監視速度が、可変の監視速度であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記可変の監視速度を決定する行為をさらに含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記可変の監視速度を決定する行為が、前記第１のバッテリパック状態および前記第２のバッテリパック状態の少なくともいずれか１つに基づき、前記可変の監視速度を決定する行為を含むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
バッテリパックであって、
ハウジングと、
電力がセルと電気装置との間で伝送可能である、電圧を有するセルと、
前記バッテリパックの機能を制御するように動作可能なコントローラであって、該コントローラが、１つの動作電圧閾値以上の電圧の少なくとも１つの電圧で動作可能であり、前記セルが、前記コントローラに選択的に電圧を供給するのを可能にする、コントローラと、
前記セルによって供給される電圧が、前記動作電圧閾値よりも低いときに、前記コントローラの動作を可能にするように動作可能な回路と
を備えたことを特徴とするバッテリパック。
【請求項２４】
前記回路は、１つの動作電圧閾値以上の少なくとも１つの電圧を前記コントローラに供給するように動作可能なことを特徴とする請求項２３に記載のバッテリパック。
【請求項２５】
前記回路は、前記セルによって供給される１つの動作電圧閾値以上の少なくとも１つの電圧に昇圧するように動作可能な昇圧回路を含むことを特徴とする請求項２４に記載のバッテリパック。
【請求項２６】
前記回路は、前記コントローラに供給された電圧が、１つの動作電圧閾値以上の少なくとも１つの電圧であるように、前記コントローラに電圧を供給するのを可能にする電源を含み、該電源が、前記電気装置に電力を供給するように動作しないことを特徴とする請求項２４に記載のバッテリパック。
【請求項２７】
前記電源は、１つの動作電圧閾値以上の少なくとも１つの電圧を前記コントローラに供給するように動作可能な電源部品を含むことを特徴とする請求項２６に記載のバッテリパック。
【請求項２８】
前記電源部品は、１つの動作電圧閾値以上の少なくとも１つの電圧を前記コントローラに供給するように動作可能なコンデンサを含むことを特徴とする請求項２７に記載のバッテリパック。
【請求項２９】
前記電源部品は、１つの動作電圧閾値以上の少なくとも１つの電圧を前記コントローラに供給するように動作可能なバッテリセルを含むことを特徴とする請求項２７に記載のバッテリパック。
【請求項３０】
前記回路は、前記セルと前記電気装置との間の電力の移送を選択的に中断するのを動作可能にするスイッチを含み、前記コントローラは、セルによって前記コントローラに供給される電圧が１つの動作電圧閾値以上の少なくとも１つの電圧であるように、前記スイッチを制御するように動作可能であることを特徴とする請求項２３に記載のバッテリパック。
【請求項３１】
前記スイッチが電界効果トランジスタを含み、前記コントローラは、前記セルによって該コントローラに供給された電圧が、１つの動作電圧閾値以上の少なくとも１つの電圧であるように、該電界効果トランジスタを制御するように動作可能であることを特徴とする請求項３０に記載のバッテリパック。
【請求項３２】
前記セルは、前記電気装置を運転するために、前記電気装置に電力を供給するのを可能にすることを特徴とする請求項２３に記載のバッテリパック。
【請求項３３】
前記バッテリパックが、電動工具用バッテリパックであり、前記電気装置が電動工具であり、前記セルが、該電動工具を動作させるために前記電動工具に電力を供給するのを可能にすることを特徴とする請求項３２に記載のバッテリパック。
【請求項３４】
前記セルが低温であるときには、前記電気装置への電力供給が、前記セルによって前記コントローラに供給される電圧を前記動作電圧閾値よりも低くさせることを特徴とする請求項３２に記載のバッテリパック。
【請求項３５】
前記セルがより高温であるときは、前記電気装置への電力供給が、前記セルによって前記コントローラに供給される電圧を前記動作電圧閾値よりも低くさせないことを特徴とする請求項３４に記載のバッテリパック。
【請求項３６】
周囲温度が低温であるときは、前記電気装置への電力供給が、前記セルによって前記コントローラに供給される電圧を前記動作電圧閾値よりも低くさせることを特徴とする請求項３２に記載のバッテリパック。
【請求項３７】
周囲温度がより高温であるときは、前記電気装置への電力供給が、前記セルによって前記コントローラに供給される電圧を前記動作電圧閾値よりも低くさせないことを特徴とする請求項３６に記載のバッテリパック。
【請求項３８】
前記電気装置への負荷が、前記セルによって前記コントローラに供給される電圧を前記動作電圧閾値よりも低くさせることを特徴とする請求項３２に記載のバッテリパック。
【請求項３９】
前記動作温度閾値が、５ボルトであることを特徴とする請求項３２に記載のバッテリパック。
【請求項４０】
前記動作温度閾値が、３ボルトであることを特徴とする請求項３２に記載のバッテリパック。
【請求項４１】
前記機能が、前記セルと前記電気装置との間の電力の移送の中断を含むことを特徴とする請求項３３に記載のバッテリパック。
【請求項４２】
前記セルが、前記電気装置を運転するために、該電気装置へ電力を供給するように動作可能であり、前記機能が、前記セルから前記電気装置への電力の供給の中断を含むことを特徴とする請求項４１に記載のバッテリパック。
【請求項４３】
前記電気装置が電動工具であり、前記機能が、前記セルから該電動工具への電力の供給の中断を含むことを特徴とする請求項４１に記載のバッテリパック。
【請求項４４】
バッテリパックを動作する方法であって、前記バッテリパックがあるバッテリパック状態を有し、該バッテリパック状態がある範囲を有し、該方法が、
前記運転を行う行為と、
前記バッテリパック状態の第１の測定値を測定する行為と、
前記バッテリパック状態の第２の測定値を測定する行為であって、前記第１の測定値および第２の測定値の少なくとも１つが前記範囲の外であること、を測定する行為と、
平均測定値を提供するために、前記第１の測定値および第２の測定値を平均化する行為と、
前記平均測定値が前記範囲内であるならば、前記バッテリパックを含む運転を継続する行為と
を含むことを特徴とする方法。
【請求項４５】
コントローラを備える行為をさらに含み、前記測定する行為および前記平均化する行為が、該コントローラによって実行されることを特徴とする請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記備える行為が、前記コントローラを具備する前記バッテリパックを備える行為を含むことを特徴とする請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記バッテリパック状態が、電圧であることを特徴とする請求項４４に記載の方法。
【請求項４８】
前記バッテリパック状態が、温度であることを特徴とする請求項４４に記載の方法。
【請求項４９】
前記バッテリパック状態の第３の測定値を測定する行為をさらに含み、前記平均化する行為が、前記平均測定値を提供するために、前記第１の測定値、第２の測定値、および第３の測定値を平均化する行為を含むことを特徴とする請求項４４に記載の方法。
【請求項５０】
前記平均値が前記範囲外にあるならば、前記バッテリパックを含む運転を中止する行為をさらに含むことを特徴とする請求項４４に記載の方法。
【請求項５１】
前記範囲が範囲閾値を含み、前記中止する行為は、前記平均測定値が少なくとも前記範囲閾値以上であるときに前記運転を中止する行為を含むことを特徴とする請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
前記範囲が範囲閾値を含み、前記中止する行為は、前記平均測定値が少なくとも前記範囲閾値以下であるときに、前記運転を中止する行為を含むことを特徴とする請求項５０に記載の方法。
【請求項５３】
前記運転を行う行為および前記継続する行為が、電気装置を運転するために、前記バッテリパックから該電気装置へ電力を供給する行為を含むことを特徴とする請求項４４に記載の方法。
【請求項５４】
前記運転を行う行為が、電動工具を動作するために、前記バッテリパックから前記電動工具へ電力を供給することを含むことを特徴とする請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
前記運転を行う行為が、前記電動工具へ突入電流で供給する行為を含み、該突入電流で供給する行為は、前記第１の測定値および第２の測定値の少なくともいずれか１つを前記範囲外にさせることを特徴とする請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】
前記運転を行う行為が、前記電動工具へ速度制御信号を供給する行為を含み、該速度制御信号を供給する行為は、前記第１の測定値および第２の測定値の少なくともいずれか１つを前記範囲外にさせることを特徴とする請求項５４に記載の方法。
【請求項５７】
前記運転を行う行為が、前記電動工具を失速させる行為を含み、該電動工具を失速させる行為は、前記第１の測定値および第２の測定値の少なくともいずれか１つを前記範囲外にさせることを特徴とする請求項５４に記載の方法。
【請求項５８】
前記運転を行う行為および前記継続する行為が、前記バッテリパックを充電するために、前記バッテリパックに電力を供給する行為を含むことを特徴とする請求項４４に記載の方法。
【請求項５９】
バッテリパックを含む運転を行う方法であって、該方法が、
バッテリパック状態を監視する行為と、
前記バッテリパックの機能を制御する行為とを含み、
該制御する行為が、
前記バッテリパック状態が第１の範囲にあるときに、前記機能に関する第１の応答時間で該機能を制御する行為と、
前記バッテリパック状態が第２の範囲にあるときに、前記機能に関する第２の応答時間で前記機能を制御する行為とを含み、
前記第２の応答時間が、前記第１の応答時間とは異なることを特徴とする方法。
【請求項６０】
コントローラを備える行為をさらに含み、前記監視する行為および前記制御する行為が、該コントローラによって実行されることを特徴とする請求項５９に記載の方法。
【請求項６１】
前記備える行為が、前記コントローラを具備する前記バッテリパックを備える行為を含むことを特徴とする請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
前記バッテリパック状態が、電圧であることを特徴とする請求項５９に記載の方法。
【請求項６３】
前記バッテリパック状態が、温度であることを特徴とする請求項５９に記載の方法。
【請求項６４】
前記監視する行為が、
前記バッテリパック状態の第１の測定値を測定する行為と、
前記バッテリパック状態の第２の測定値を測定する行為と、
平均測定値を提供するために前記第１の測定値および前記第２の測定値を平均化する行為と
を含むことを特徴とする請求項５９に記載の方法。
【請求項６５】
前記制御する行為が、
前記平均測定値が第１の範囲にあるときに、前記機能に関する第１の応答時間で該機能を制御する行為と、
前記平均測定値が第２の範囲にあるときに、前記機能に関する第２の応答時間で該機能を制御する行為と
を含むことを特徴とする請求項６４に記載の方法。
【請求項６６】
前記運転を行う行為をさらに含むことを特徴とする請求項５９に記載の方法。
【請求項６７】
前記機能が、前記バッテリパックを含む前記運転を中止する行為であることを特徴とする請求項６６に記載の方法。
【請求項６８】
前記第１の範囲が、範囲閾値を含むことを特徴とする請求項６７に記載の方法。
【請求項６９】
前記中止する行為は、前記平均測定値が前記範囲閾値以上の少なくとも１つの値であるときに、前記運転を中止する行為を含むことを特徴とする請求項６８に記載の方法。
【請求項７０】
前記中止する行為は、前記平均測定値が前記範囲閾値以下の少なくとも１つの値であるときに、前記運転を中止する行為を含むことを特徴とする請求項６８に記載の方法。
【請求項７１】
前記範囲閾値が、前記第１の範囲と前記第２の範囲との間にあることを特徴とする請求項６８に記載の方法。
【請求項７２】
前記運転を行う行為が、電気装置を運転するために、前記バッテリパックから該電気装置へ電力を供給する行為を含むことを特徴とする請求項６６に記載の方法。
【請求項７３】
前記供給する行為が、電動工具を動作するために、前記バッテリパックから前記電動工具へ電力を供給することを含むことを特徴とする請求項７２に記載の方法。
【請求項７４】
前記運転を行う行為が、前記電動工具へ突入電流で電力を供給する行為を含み、該突入電流で供給する行為は、前記バッテリパック状態を、前記第１の範囲内および第２の範囲内のいずれか１つにさせることを特徴とする請求項７２に記載の方法。
【請求項７５】
前記運転を行う行為が、前記電動工具へ速度制御信号を供給する行為を含み、該速度制御信号を供給する行為は、前記バッテリパック状態を、前記第１の範囲内および第２の範囲内のいずれか１つにさせることを特徴とする請求項７２に記載の方法。
【請求項７６】
前記運転を行う行為が、前記電動工具を失速する行為を含み、該電動工具を失速する行為は、前記バッテリパック状態を、前記第１の範囲内および第２の範囲内のいずれか１つにさせることを特徴とする請求項７２に記載の方法。
【請求項７７】
前記運転を行う行為が、前記バッテリパックを充電するために、該バッテリパックに電力を供給する行為を含むことを特徴とする請求項６６に記載の方法。
【請求項７８】
前記第１の応答時間が、前記第２の応答時間よりも遅いことを特徴とする請求項５９に記載の方法。
【請求項７９】
前記第１の応答時間が、前記第２の応答時間よりも速いことを特徴とする請求項５９に記載の方法。
【請求項８０】
前記第１の応答時間および前記第２の応答時間の少なくともいずれか１つは、固定されていることを特徴とする請求項５９に記載の方法。
【請求項８１】
前記第１の応答時間および前記第２の応答時間の少なくともいずれか１つは、可変であることを特徴とする請求項５９に記載の方法。
【請求項８２】
前記第１の応答時間および前記第２の応答時間の少なくともいずれか１つを判断する行為をさらに含むことを特徴とする請求項８１に記載の方法。
【請求項８３】
前記セルと前記電気装置との間での電力の移送を中断する行為をさらに含むことを特徴とする請求項５９に記載の方法。
【請求項８４】
前記セルが、前記電気装置を運転するために該電気装置に電力を供給するように動作可能であり、前記機能が、該セルから該電気装置への電力の供給を中断する行為を含むことを特徴とする請求項８３に記載の方法。
【請求項８５】
前記電気装置が電動工具であって、前記機能が、前記セルから該電動工具への電力の供給を中断する行為を含むことを特徴とする請求項８３に記載の方法。
【請求項８６】
バッテリパックであって、
ハウジングと、
前記ハウジングによって支持されたセルで、電力が該セルと電気装置との間で移送可能であるセルと、
前記ハウジングによって支持されて前記バッテリパックの機能を制御するように動作可能な回路と、
前記回路と熱伝達関係にあって該回路からの熱を消散するように動作可能な放熱板と
を備えることを特徴とするバッテリパック。
【請求項８７】
前記回路がコントローラを含み、前記放熱板が該コントローラと熱伝達関係にあって該コントローラからの熱を消散するように動作可能であることを特徴とする請求項８６に記載のバッテリパック。
【請求項８８】
前記回路が、前記セルと前記電気装置との間の電力の移送を中断するように動作可能なスイッチを含み、前記放熱板が該スイッチと熱伝達関係にあって該スイッチからの熱を消散するように動作可能であることを特徴とする請求項８６に記載のバッテリパック。
【請求項８９】
前記スイッチがＦＥＴを含み、前記放熱板が該ＦＥＴと熱伝達関係にあって該ＦＥＴからの熱を消散するように動作可能であることを特徴とする請求項８８に記載のバッテリパック。
【請求項９０】
前記回路がコントローラを含み、前記放熱板が該コントローラと熱伝達関係にあって該コントローラからの熱を消散するように動作可能であることを特徴とする請求項８９に記載のバッテリパック。
【請求項９１】
前記機能が、前記セルと前記電気装置との間の電力の移送を中断することを含むことを特徴とする請求項８６に記載のバッテリパック。
【請求項９２】
前記セルが前記電気装置を運転するために該電気装置に電力を供給するように動作可能であり、前記機能が該セルから該電気装置への電力の供給を中断することを含むことを特徴とする請求項９１に記載のバッテリパック。
【請求項９３】
前記電気装置が電動工具であり、前記機能が前記セルから該電動工具への電力の供給を中断する行為を含むことを特徴とする請求項９１に記載のバッテリパック。
【請求項９４】
バッテリパックを含む運転を行う方法であって、該バッテリパックが、電気装置との間で移送可能である電圧を有するセルと、該バッテリパックの機能を制御して１つの動作電圧閾値以上の少なくとも１つの電圧で動作可能であるコントローラとを含み、該セルが該コントローラへ選択的に電圧を供給するように動作可能であり、該方法が、該セルによって供給される電圧が前記動作電圧閾値よりも低いときに、前記コントローラの動作を可能にする行為を含むことを特徴とする方法。
【請求項９５】
前記バッテリパックが前記コントローラに電圧を供給するように動作可能な回路を含み、前記電力を移送可能にする行為は、該コントローラに供給される電圧が１つの動作電圧閾値以上の少なくとも１つの電圧であるように、前記回路を用いて、該コントローラに電圧を供給する行為を含むことを特徴とする請求項９４に記載の方法。
【請求項９６】
前記回路は前記セルによって供給される電圧を昇圧するように動作可能な昇圧回路を含み、前記電圧を供給する行為が、前記セルによって前記コントローラに供給される電圧を、１つの動作電圧閾値以上の少なくとも１つの電圧に昇圧することを含むことを特徴とする請求項９５に記載の方法。
【請求項９７】
前記回路が、前記コントローラに電圧を供給するように動作可能な電源を含み、該電源は前記電気装置に電力を供給するように動作可能ではなく、前記電圧を供給する行為が、前記コントローラに供給される電圧が１つの動作電圧閾値以上の少なくとも１つの電圧であるように、前記電源から前記コントローラに電圧を供給する行為を含むことを特徴とする請求項９５に記載の方法。
【請求項９８】
前記電源が、前記コントローラに電圧を供給するように動作可能な電源部品を含み、前記電圧を供給する行為が、該コントローラに供給される電圧が１つの動作電圧閾値以上の少なくとも１つの電圧であるように、該コントローラに該電源部品から電圧を供給する行為を含むことを特徴とする請求項９７に記載の方法。
【請求項９９】
前記電源部品が、前記コントローラに電圧を供給するように動作可能なコンデンサを含み、前記電圧を供給する行為が、該コントローラに供給される電圧が１つの動作電圧閾値以上の少なくとも１つの電圧であるように、前記コントローラに前記コンデンサから電圧を供給する行為を含むことを特徴とする請求項９８に記載の方法。
【請求項１００】
前記電源部品が、前記コントローラに電圧を供給するように動作可能なバッテリセルを含み、前記供給する行為が、前記コントローラに供給される電圧が１つの動作電圧閾値以上の少なくとも１つの電圧であるように、前記コントローラに前記バッテリセルから電圧を供給する行為を含むことを特徴とする請求項９８に記載の方法。
【請求項１０１】
前記回路が、前記セルと前記電気装置との間の電力の移送を選択的に中断するように動作可能なスイッチを含み、該動作可能にする行為が、前記コントローラに供給される電圧が１つの動作電圧閾値以上の少なくとも１つの電圧であるように、前記スイッチを制御する行為を含むことを特徴とする請求項９４に記載の方法。
【請求項１０２】
前記スイッチが、ＦＥＴを含み、前記動作可能にする行為が、前記コントローラへ前記セルによって供給される電圧が１つの動作電圧閾値以上の少なくとも１つの電圧であるように、該ＦＥＴを制御する行為を含むことを特徴とする請求項１０１に記載の方法。
【請求項１０３】
前記電気装置を運転するために、前記セルから該電気装置へ電力を供給する行為をさらに含むことを特徴とする請求項９４に記載の方法。
【請求項１０４】
前記バッテリパックが電動工具用バッテリパックであり、前記電気装置が電動工具であり、前記電力を供給する行為が、該電動工具を動作するために前記セルから該電動工具に電力を供給する行為を含むことを特徴とする請求項１０３に記載の方法。
【請求項１０５】
前記コントローラにより、前記セルと前記電気装置間の電力の移送を中断する行為をさらに含むことを特徴とする請求項９４に記載の方法。
【請求項１０６】
前記セルが、前記電気装置を運転するために該電気装置に電力を供給するように動作可能であり、前記中断する行為が、該セルから該電気装置への電力の供給を中断する行為を含むことを特徴とする請求項１０５に記載の方法。
【請求項１０７】
前記電気装置が電動工具であり、前記中断する行為が、前記セルから該電動工具への電力の供給を中断する行為を含むことを特徴とする請求項１０５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、バッテリ保護のための方法およびシステムに関し、より詳細には、電動工具（power tool）のバッテリ保護のための方法およびシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
コードレス電動工具は、一般に、ポータブルバッテリパック(携帯型電池パック)によって給電される。これらのバッテリパックは、電池化学的性質（battery chemistry）および公称電圧で分類され、多数の工具および電気装置（electrical device）に給電するために使用されることができる。一般に、電動工具用バッテリの電池化学的性質は、ニッケルカドミウム（ＮｉＣｄ）、ニッケル水素化金属（ＮｉＭＨ）、または鉛酸のいずれかである。そのような化学物質は、堅牢であり耐久性があることが既知の。
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６，４５６，０３５号明細書
【特許文献２】米国特許第６，２２２，３４３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そのような電池化学的性質（例えば、リチウム（Ｌｉ）、リチウムイオン（Ｌｉイオン）、および他のＬｉベースの化学物質など）は、的確な充電手順(charging scheme)、および制御された放電を有する充電動作を必要とする。不十分な充電手順および制御されない放電スキームは、過剰な発熱性（heat build-up）、過剰な過充電状態、および／または過剰な過放電状態を生ずるおそれがある。これらの状態および蓄積は、バッテリに対して不可逆なダメージを引き起こすおそれがあり、バッテリの容量に著しい衝撃を与えることがある。例えば過剰な熱のような様々な要因は、バッテリパック内の１つ以上のセルを非平衡にし、すなわち、実質的にパック内の残りのセルよりも低い現在の充電状態を有するようになる。非平衡なセルは、バッテリパックの性能（例えば、実行時間（run-time）および／または電圧出力）に著しい衝撃を与えることがあり、バッテリパックの寿命を短くすることがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、バッテリ保護のためのシステムおよび方法を提供する。一構成およびいくつかの態様において、本発明は、バッテリの温度を監視するためのシステムおよび方法を提供する。他の構成およびいくつかの態様において、本発明は、バッテリパック内の熱を移送するためのシステムおよび方法を提供する。他の構成およびいくつかの態様において、本発明は、相変化物質（phase change material）を介してバッテリパック内の熱を移送するためのシステムおよび方法を提供する。他の構成およびいくつかの態様において、本発明は、セル非平衡を監視するためのシステムおよび方法を提供する。他の構成およびいくつかの態様において、本発明は、バッテリの温度および／またはセル非平衡に基づき電気装置の動作を制御するためのシステムおよび方法を提供する。他の構成およびいくつかの態様において、本発明は、バッテリの現在の充電状態を判断し、かつバッテリの現在の充電状態を示し、または表示するためのシステムおよび方法を提供する。さらに他の構成およびいくつかの態様において、本発明は、バッテリ温度に基づき放電電流を中断するためのシステムおよび方法を提供する。
【０００６】
本発明の固有の特徴および固有の利点は、詳細な記載および図面を検討すれば当業者には明らかであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の任意の実施形態を、詳細に説明する前に、本発明は、以下の記載で示されまたは以下の図面に図示された構成および構成部品の配置の詳細に、その適用を制限されないことが理解されるであろう。本発明は、他の構成であることができ、および様々な方法で実施されまたは実行されることができる。本明細書で使用される言い回しおよび用語は、記載の目的のためであり、限定として見なされるべきではないことが理解されるであろう。本明細書における「含む」、「備える」、または「有する」およびそれらの変形の使用は、以降に列挙されるアイテムおよびそれらの等価物、ならびに追加のアイテムを含むことを意味する。用語「搭載された」、「接続された」、または「結合された」は、幅広く使用され、直接および間接の両方で搭載する、接続する、および結合することを含む。さらに、「接続された」および「結合された」は、物理的または機械的な接続または結合に制限されることなく、直接でも間接でも電気的な接続および結合を含むことができる。
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の実施形態を詳細に説明する。
【０００９】
バッテリパックまたはバッテリの外観を、図１〜図３に図示する。バッテリパックまたはバッテリ５０は、例えば、電動工具５５（図４〜図５に図示される）、充電器（battery charger）６０（図２４に図示される）のような１つ以上の電気装置へ電力を移送し、およびそれら電気装置から電力を受けるように構成されることができる。図４および図５に図示された構成で示されるように、バッテリ５０は、例えば、丸型のこぎり５６およびドライバドリル５８のような様々な電動工具に対して電力を移送する。いくつかの構成およびいくつかの態様において、バッテリ５０は、例えば、高電流放電レートを有する電動工具５５のような電気装置に大放電電流を供給することができる。例えば、バッテリ５０は、図４および図５に図示されるような、丸型のこぎり５６、ドライバドリル５８などを含む広い範囲の電動工具５５に給電することができる。
【００１０】
いくつかの構成およびいくつかの態様において、バッテリ５０は、例えば、鉛酸、ニッケルカドミウム（ＮｉＣｄ）、ニッケル水素化金属（ＮｉＭＨ）、リチウム（Ｌｉ）、リチウムイオン（Ｌｉイオン）、他のリチウムベースの化学物質、または他の再充電可能なあるいは再充電不可能な電池化学的性質のような任意の電池化学的性質を有することができる。図示の構成において、バッテリ５０は、Ｌｉ、Ｌｉイオン、または他のリチウムベースの化学物質を有することができ、ほぼ２０Ａ以上である平均放電電流を供給することができる。例えば、図示の構成において、バッテリ５０は、リチウムコバルト（Ｌｉ−Ｃｏ）、リチウムマンガン（Ｌｉ−Ｍｎ）スピネル、またはＬｉ−Ｍｎニッケルの化学物質を有することができる。
【００１１】
いくつかの構成およびいくつかの態様において、バッテリ５０は、任意の公称電圧を有することもできる。いくつかの構成において、例えば、バッテリ５０は、約９．６Ｖの公称電圧を有することができる。いくつかの構成において、例えば、バッテリ５０は、約５０Ｖの公称電圧を有することができる。いくつかの構成において、例えば、バッテリ５０は、約２１Ｖの公称電圧を有することができる。いくつかの構成において、例えば、バッテリ５０は、約２８Ｖの公称電圧を有することができる。
【００１２】
バッテリ５０は、また、端子サポート（terminal support）７０を備えることができるハウジング６５を含む。バッテリ５０は、端子サポート７０によって支持され、電動工具５５、充電器６０のような電気装置に接続されることができる１つ以上のバッテリ端子（図１〜図５に図示されていない）をさらに含むことができる。
【００１３】
いくつかの構成およびいくつかの態様において、ハウジング６５は、１つ以上のバッテリ端子に電気接続された支援回路を実質的に囲むことができる。いくつかの構成において、回路は、マイクロコントローラまたはマイクロプロセッサを含むことができる。いくつかの構成において、回路は、電動工具５５（例えば、円形のこぎり５６、ドライバドリル５８など）、充電器６０のような電気装置と通信することができ、例えば、以下で論述されるような、バッテリ５０の公称電圧、バッテリ５０の温度、バッテリ５０の化学物質、および類似の特性のような１つ以上のバッテリの特性または状態に関する情報を、装置に提供することができる。さらなる構成において、バッテリ５０に含まれる回路は、電動工具５５（例えば、円形のこぎり５６、ドライバドリル５８など）、充電器６０のような電気装置から、例えば、装置のタイプ（例えば、充電器６０、円形のこぎり５６、ドライバドリル５８など）、電力、装置の電流および／または電圧要件、バッテリ動作に関する閾値、サンプリングレートのような装置の１つ以上の特性または状態に関する情報を受信することもできる。
【００１４】
バッテリ５０は、図６Ａ〜図６Ｄ、図７〜図１０、図１１Ａ〜図１１Ｄ、および図１２Ａ〜図１２Ｃに概略が図示され、バッテリ５０の部分は、図１３〜図１６、および図２０Ａ〜図２０Ｂに図示される。図示されるように、バッテリ５０は、それぞれ化学物質および公称電圧を有する１つ以上のバッテリセル８０を含むことができる。また、各バッテリセル８０は、正端子９０および負端子９５を含むことができる。例えば、図６Ａおよび図６Ｃに図示された構成のようないくつかの構成において、バッテリ５０は、Ｌｉイオンの電池化学的性質、約１８Ｖまたは約２１Ｖ（例えば、バッテリセルのタイプに応じて）の公称電圧を有することができ、かつ５つのバッテリセル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ、および８０ｅを含むことができる。例えば、図６Ｂおよび図６Ｄに示される構成のような別の構成において、バッテリ５０は、Ｌｉイオンの電池化学的性質、約２４Ｖ、約２５Ｖ、または約２８Ｖ（例えば、バッテリセルのタイプに応じて）の公称電圧を有することができ、かつ７つのバッテリセル８０ａ、８０ｂ、８０ｃ、８０ｄ、８０ｅ、８０ｆ、および８０ｇを含むことができる。さらなる構成において、バッテリ５０は、図示されかつ記載されたより多いまたは少ないバッテリセル８０を有することができる。例示的な構成において、各バッテリセル８０は、Ｌｉイオンの化学物質を有し、各バッテリセル８０は、例えば、約３．６Ｖ、約４Ｖ、または約４．２Ｖのような実質的に同一の公称電圧を有する。
【００１５】
いくつかの構成において、２つ以上のバッテリセル８０は、図６Ａおよび図６Ｃに示されるような、他のバッテリセル８０の負端子９５に電気接続された、１つのバッテリセル８０の正端子９０と直列に配置されることができる。バッテリセル８０は、導電リンクまたはストラップ１００によって電気接続されることができる。別の構成において、バッテリセル８０は、互いに電気接続されたバッテリセル８０ａ−８０ｅの正端子９０、および互いに電気接続されたバッテリセル８０ａ−８０ｅの負端子９５と並列に、または直列および並列の組合せのような他の方法で配置されることができる。図６Ｂおよび図６Ｄに示されるように、バッテリセル８０は、回路１３０に個別に結合されることができる。いくつかの構成において、回路１３０は、例えば、並列配置、直列配置（図６Ａおよび図６Ｃに図示される一連のバッテリセル８０など）、個別配置（例えば、単一のバッテリセル８０から電流を引き出す、または単一のバッテリセル８０に電流を供給する）、部分的な並列配置（例えば、わずかなバッテリセル８０を直列配置に配置する）、部分的な直列配置（例えば、わずかなバッテリセルを並列配置に配置する）、または直列、部分的な直列、並列、および部分的な並列の組合せのような様々な構成にバッテリセル８０を構成することができる。いくつかの構成において、バッテリ５０内に含まれる回路１３０は、ソフトウエア（例えば、以下に論述されるマイクロプロセッサ１４０のようなプロセッサによって実行されるプログラム）またはハードウエアを介して、永続的に配置を確立することができる。いくつかの構成において、回路１３０は、ソフトウエアまたはハードウエア（例えば、１つ以上のスイッチ、論理構成部品など）を介して配置を修正することができる。
【００１６】
バッテリ５０は、端子サポート７０（図１に示される）によって支持される１つ以上のバッテリ端子を含むことができる端子ブロック１０５を含むこともできる。図示された構成において、端子ブロック１０５は、正端子１１０、負端子１１５、および検知端子１２０を含むことができる。正端子１１０は、第１のバッテリセル８０ａの正端子９０に電気接続されることができ、負端子１１５は、第２のバッテリセル８０ｅ（またはバッテリセル８０ｇ）の負端子９５に電気接続されることができる。図示された構成において、第１のバッテリセル８０ａは、直列にリンクされるバッテリセル８０の第１のセルであり、第２のバッテリセル８０ｅまたは８０ｇは、それぞれ直列にリンクされるバッテリセル８０ａ−８０ｅまたは８０ａ−８０ｇの最後のセルである。
【００１７】
いくつかの構成およびいくつかの態様において、バッテリ５０は、以下に論述されるように、検知端子１２０に加えて他の検知端子も含むことができる。さらなる検知端子（またはさらなる複数の検知端子）は、電気装置（例えば、円形のこぎり５６、ドライバドリル５８、充電器６０など）とバッテリ５０との間に他の通信経路を備えることができる。
【００１８】
前述のように、バッテリ５０は、回路１３０を含むことができる。回路１３０は、１つ以上のバッテリセル８０に電気接続されることができ、端子ブロック１０５の１つ以上のバッテリ端子に電気接続されることができる。いくつかの構成において、回路１３０は、バッテリ５０の性能を強化する構成部品を含むことができる。いくつかの構成において、回路１３０は、バッテリ特性を監視し、電圧検出を備え、バッテリ特性を格納し、バッテリ特性を表示し、特定のバッテリ特性をユーザに知らせ、バッテリ５０内の電流を停止し、バッテリ５０、バッテリセル８０のような温度を検出し、バッテリ５０からの熱を移送しバッテリ５０へ熱を移送するための部品を含むことができる。いくつかの構成およびいくつかの態様において、回路１３０は、以下に論述されるように、電圧検出回路、昇圧回路（boosting circuit）、充電状態インジケータ（指示器）などを含む。いくつかの構成において、回路１３０は、以下に論述されるプリント基板１４５に結合されることができる。別の構成において、回路１３０は、フレキシブル回路基板１４５に結合されることができる。いくつかの構成において、フレキシブル回路基板１４５は、１つ以上のセル８０の周りを取り巻くことができ、またはハウジング６５の内部の周りを取り巻くことができる。
【００１９】
いくつかの構成およびいくつかの態様において、回路１３０は、マイクロプロセッサ１４０も含むことができる。マイクロプロセッサ１４０は、例えば、電池化学的性質、公称電圧のようなバッテリ特性またはバッテリ識別情報を格納することができる。他の構成および他の態様において、マイクロプロセッサ１４０は、例えば、バッテリ温度、周囲温度、バッテリ５０の充電回数、バッテリ５０の放電回数、様々な監視閾値、様々な放電閾値、様々な充電閾値のようなさらなるバッテリ特性を格納することができ、かつ、例えば、計算されたバッテリ特性の頻度および／または回数、マイクロプロセッサ１４０がバッテリ５０を無効にした回数のようなマイクロプロセッサ１４０自身およびマイクロプロセッサ１４０の動作に関する情報を格納することができる。マイクロプロセッサ１４０は、以下に論述されるように、バッテリ５０を含む回路１３０の他の電装品を制御することもできる。
【００２０】
図示された構成およびいくつかの態様において、マイクロプロセッサ１４０は、プリント基板（ＰＣＢ）１４５に電気接続されることができる。図示された構成において、ＰＣＢ１４５は、以下に論述されるように、マイクロプロセッサ１４０と端子１１０、１１５、および１２０との間の必要な電気接続、バッテリセル８０ａ−８０ｇとバッテリ５０内に含まれる他の電装品との間の必要な電気接続を提供することができる。別の構成において、ＰＣＢ１４５は、例えば、さらなるマイクロプロセッサ、トランジスタ、ダイオード、電流制限構成部品、コンデンサのようなさらなる電子回路および／または構成部品を含むことができる。
【００２１】
いくつかの構成およびいくつかの態様において、回路１３０は、例えば、サーミスタ１５０またはサーモスタット（図示せず）のような温度検知デバイスを含むこともできる。温度検知デバイスは、バッテリ５０に含まれる１つ以上のバッテリセル８０ａ−８０ｇの温度を検知することができ、全体としてバッテリ５０の温度を検知することができ、または周囲温度（環境温度、動作時温度）を検知することなどができる。いくつかの構成において、サーミスタ１５０の抵抗値は、検知される１つ以上のバッテリセル８０ａ−８０ｇの温度を示すことができ、１つ以上のバッテリセル８０ａ−８０ｇの温度が変化したときに、変化することができる。いくつかの構成において、マイクロプロセッサ１４０は、サーミスタ１５０の抵抗値に基づき１つ以上のバッテリセル８０ａ−８０ｇの温度を決定することができる。マイクロプロセッサ１４０は、また、ある時間にわたってサーミスタ１５０を監視することによって、その時間における温度変化を監視することができる。マイクロプロセッサ１４０は、また、電動工具５５および／または充電器６０のような電気装置に温度情報を送信することができ、かつ／または以下に論述するように、バッテリ５０内の他の構成部品の特定の機能を開始するために、またはバッテリ５０内の他の構成部品を制御するために、その温度情報を使用することができる。図示された構成に示されるように、サーミスタ１５０は、ＰＣＢ１４５に搭載される。
【００２２】
いくつかの構成およびいくつかの態様において、回路１３０は、また、例えば図示された構成において示されるフューエルゲージ（fuel gauge）１５５のような現在の充電状態を示すインジケータ（指示器）を含むことができる。フューエルゲージ１５５は、バッテリ５０の現在の充電状態を示す発光ダイオード（ＬＥＤ）表示を含むことができる。別の構成において、フューエルゲージ１５５は、マトリクス表示を含むことができる。図１〜図３に示されるように、フューエルゲージ１５５は、バッテリハウジング６５の上面１５７に配置されることができる。別の構成において、フューエルゲージ１５５は、例えば、ハウジング６５の下方面１５８、ハウジング６５の１つの側面１５９、ハウジングの底面１６１、ハウジング６５の背面１６２、ハウジング６５の２つ以上の面または側面のようなハウジング６５のいずれかの場所に配置されることができる。
【００２３】
いくつかの構成において、ゲージ１５５は、バッテリ５０のハウジング６５に配置された押しボタンスイッチ１６０を介して有効にされることができる。別の構成においては、ゲージ１５５は、タイマによってカウントされたときの所定の期間によって、あるいは所定のバッテリ特性によってなどで、自動的に起動されることができる。図示された構成において、ゲージ１５５は、リボンケーブル１６５を介してマイクロプロセッサ１４０に電気接続されることができ、かつＬＥＤ表示を提供する４つのＬＥＤ１７０ａ、１７０ｂ、１７０ｃ、および１７０ｄを含むことができる。
【００２４】
いくつかの構成において、マイクロプロセッサ１４０は、押しボタン１６０が押し下げられたとき、バッテリ５０の現在の充電状態（すなわち、バッテリ５０内にどれだけの電荷が残されているか）を判断することができ、フューエルゲージ１５５に充電レベルを出力する。例えば、バッテリ５０の現在の充電状態がほぼ１００％であるなら、すべてのＬＥＤ１７０ａ、１７０ｂ、１７０ｃ、および１７０ｄが、マイクロプロセッサ１４０によってオンにされる。バッテリ５０の現在の充電状態がほぼ５０％であるなら、例えば、ＬＥＤ１７０ａおよび１７０ｂのような２つのＬＥＤだけが、オンにされる。バッテリ５０の現在の充電状態がほぼ２５％であるなら、例えば、ＬＥＤ１７０ａのような１つのＬＥＤだけが、オンにされる。
【００２５】
いくつかの構成において、出力は、押しボタン１６０が最初に押し下げられた後、ほぼ所定の期間（すなわち、表示期間）の間フューエルゲージ１５５で表示されることができる。いくつかの構成において、マイクロプロセッサ１４０は、１つ以上のバッテリセル８０ａ−８０ｇの温度が、所定の閾値を超えたならば、フューエルゲージ１５５を無効にするか、またはゼロの現在の充電状態出力を出力表示することができる。いくつかの構成において、マイクロプロセッサ１４０は、バッテリ５０が、比較的高い残存充電レベルを有していても、例えば高いバッテリ温度のような異常なバッテリ状態が検出されたならば、フューエルゲージ１５５を無効にするか、またはゼロの現在の充電状態出力を出力表示することができる。いくつかの構成において、マイクロプロセッサ１４０は、バッテリの現在の充電状態、または１つ以上のセル８０ａ−８０ｇの現在の充電状態が、所定の閾値以下に低下したならば、フューエルゲージ１５５を無効にするか、またはゼロの現在の充電状態出力を出力表示することができる。いくつかの構成において、マイクロプロセッサ１４０は、押しボタン１６０が押し下げられたままであってもなくても、所定の期間（すなわち、カットオフ期間）のほぼ後、フューエルゲージ１５５を無効にするか、またはゼロの現在の充電状態出力を出力表示することができる。いくつかの構成において、カットオフ期間（中断期間、遮断期間）は、表示する期間に実質的に等しいとすることができ、また別の構成において、カットオフ期間は、表示する期間よりも長いとすることができる。
【００２６】
いくつかの構成において、マイクロプロセッサ１４０は、バッテリ５０が作動している期間の間（例えば、充電および／または放電の間）に、押しボタン１６０が押し下げされるときに、フューエルゲージ１５５を有効にできない。現在のバッテリの充電状態の情報は、誤った充電状態の読み取りを避けるために、これらの期間の間に抑制されることができる。いくつかの構成において、マイクロプロセッサ１４０は、バッテリ５０を通る電流（例えば、充電電流、放電電流、寄生電流など）が、所定の閾値よりも低いときに、押し下げられた押しボタン１６０に応答して、現在の充電状態の情報を提供できるとすることができる。
【００２７】
いくつかの構成において、マイクロプロセッサ１４０は、バッテリ５０が作動している期間の間（例えば、充電および／または放電の間）に、押しボタン１６０が押し下げられてもいなくても、フューエルゲージ１５５を有効にすることができる。例えばある構成において、フューエルゲージ１５５は、充電の間に作動することができる。この構成において、マイクロプロセッサ１４０は、あるバッテリ特性（例えば、充電の電流状態が、充電状態における各５％の増加のようなある所定の閾値に到達したとき）に応答して、または充電サイクルにおけるある段階、モード、または変化に応答して、連続的に周期的に（例えば、ある所定の時間間隔、または低電流引き出し／供給の期間の間）バッテリ５０の充電の電流状態を表示するために、フューエルゲージ１５５を自動的に有効にすることができる。別の構成において、マイクロプロセッサ１４０は、バッテリ５０が作動しているときに、押しボタン１６０の押し下げに応答して、フューエルゲージ１５５を有効にすることができる。
【００２８】
いくつかの構成およびいくつかの態様において、フューエルゲージ１５５は、タッチパッド、スイッチなどを介して有効にされることができる。別の構成において、バッテリ５０は、自動的な表示モードを有効にしかつ無効にするための他の押しボタンまたはスイッチ（図示せず）を含むことができる。これらの構成において、ユーザは、回路１３０を自動的な表示モードで動作させるか、または手動の表示モードで動作させるかを選択することができる。自動的な表示モードは、ユーザの操作なしに、フューエルゲージ１５５がバッテリ５０の現在の充電状態を表示することを含むことができる。例えば、自動的な表示モードにおいて、フューエルゲージ１５５は、あるバッテリ特性（例えば、充電の電流状態が、充電状態における各５％の増加または低減のようなある所定閾値に到達するとき）に応答して、周期的に（例えば、ある所定の期間後）バッテリ５０の現在の充電状態を表示することができる。手動の表示モードは、例えば、押しボタン１６０の押し下げのようなユーザの操作に応答して、フューエルゲージ１５５が充電の電流状態を表示することを含むことができる。いくつかの構成において、押しボタン１６０は、回路１３０が自動的な表示モードで動作しているときに、無効にされることができる。別の構成において、押しボタン１６０は、回路１３０が自動的な表示モードで動作しているときでも、依然としてフューエルゲージ１５５を有効にすることができる。さらなる構成において、自動的な表示モードは、押しボタン１６０、例えば、電動工具５５または充電器６０のような電気装置からの制御信号を介して、有効にされかつ無効にされることができる。
【００２９】
いくつかの構成において、回路１３０は、昇圧回路１７１を含むことができる。昇圧回路１７１は、以下に論述されるように、低バッテリ電圧の期間の間に、回路１３０に含まれる構成部品のために追加電力を提供することができる。例えば、マイクロプロセッサ１４０は、動作のために約３Ｖまたは約５Ｖの電源を必要とすることがある。バッテリ５０の現在の充電状態が、約５Ｖまたは約３Ｖよりも低下したならば、マイクロプロセッサ１４０は、回路１３０に含まれる構成部品の残りを動作し、かつ制御するために十分な電力を受けることができない。そこで、他の構成では、昇圧回路１７１により、以下に論述されるように、低い入力電圧を高い出力電圧に「昇圧」することができるようにしている。
【００３０】
昇圧回路１７１の様々な構成は、図１１Ａ〜図１１Ｆに図示される。例えば、図１１Ａに示される構成のような１つの構成において、昇圧回路１７１ａは、例えば、電源、または他のバッテリセル１７２のような電源部品を含むことができる。いくつかの構成において、バッテリセル１７２は、直列に接続されたバッテリセル８０とは異なる-化学物質、公称電圧などでありえる。例えば、バッテリセル１７２は、Ｌｉイオンの１．２Ｖセルでありえる。
【００３１】
いくつかの構成において、昇圧回路１７１ａは、組み合わせられたバッテリセル８０の現在の充電状態が、閾値よりも低下するときに、回路１３０の残り（例えば、マイクロプロセッサ１４０など）に電力を供給することだけができる。いくつかの構成において、昇圧回路１７１ａは、バッテリセル８０の温度が低温度閾値よりも低下したときに、および組み合わせられたバッテリセル８０の現在の充電状態が、低電圧閾値よりも低下したときに、回路１３０の残りに電力を供給することだけができる。別の構成において、昇圧回路１７１ａは、低温度状態（例えば、パック温度が、低温度閾値よりも低い、または周囲温度が、その低温度閾値よりも低い温度状態）で動作する期間の間、回路１３０の残りに電力を供給することだけができる。これらの構成において、昇圧回路１７１ａは、回路１３０（例えば、マイクロプロセッサ１４０）が、「ブラウンアウト(暗転：brown-out）」状態（例えば、ある期間においての不十分な電圧の供給状態）に直面することを防ぐために、電力を供給することだけができる。ブラウンアウト状態は、低動作温度（例えば、パック温度または周囲温度の）の時期により明確であり、または明白でありえるもので、バッテリ電圧変動によって引き起こされる可能性がある。
【００３２】
例えば、図１１Ｂに示される構成のような他の構成において、昇圧回路１７１ｂは、例えば、誘導「フライバック」タイプのコンバータ、スイッチトコンデンサコンバータなど昇圧機構１７３を含むことができる。昇圧回路１７１ａと同様に、昇圧回路１７１ｂは、様々なバッテリ状態に応答して、回路１３０の残りに電力を供給することができる。
【００３３】
例えば、図１１Ｃに示される構成のようなさらに別の構成において、昇圧回路１７１は、コンデンサ型昇圧回路(capacitive boosting circuit)１７１ｃであるとすることができる。図示されるように、コンデンサ型昇圧回路１７１ｃは、コンデンサ１７４を含むことができる。動作の間、コンデンサ１７４は、バッテリセル８０から放電回路を通じて、またはマイクロプロセッサ１４０またはさらなる回路からの信号によって充電されることができる。昇圧回路１７１ａと同様に、昇圧回路１７１ｃは、様々なバッテリ状態に応答して、回路１３０の残りに電力を供給することができる。
【００３４】
例えば、図１１Ｄに示される構成のようなさらに別の構成において、昇圧回路１７１ｄは、トランジスタまたはスイッチ１７５を含むことができる。いくつかの構成において、スイッチ１７５は、以下に論述されるようにパワー電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）１８０でありえる。例示的な適用において、スイッチ１７５はＦＥＴである。いくつかの構成において、昇圧回路１７１ｄは、バッテリ５０の現在の充電状態を回復することを可能にするために、ある時期からの放電電流を中断することによって動作することができる。例えば、バッテリセル８０は、低いセル温度、低い周囲温度、高い放電電流（例えば、大きな負荷）などによって、大きな電圧変動に直面することがある。ある期間に対する放電電流を中断することによって、充電状態の大きな変動は、低減することが可能で、バッテリセル８０の電圧は上昇することが可能である。スイッチ１７５を作動したり、あるいは非作動にすることで、大きな変動が、回路１３０に対してブラウンアウト(暗くなる）状態を作ることを防ぐことができる。昇圧回路１７１ａと同様に、昇圧回路１７１ｄは、例えば低温度、バッテリの低充電状態のようなあるバッテリ状態に応答して作動されることができる。いくつかの構成において、スイッチ１７５は、コンデンサ１７４を再充電するために、回路１７１ｃのコンデンサ１７４と組み合わせて使用されることができる。
【００３５】
いくつかの構成において、スイッチ１７５は、設定された周波数または負荷サイクル（duty cycle）で作動される（例えば、繰り返しスイッチされる）ことができる。いくつかの構成において、スイッチ１７５は、ヒステリシス(履歴現象)のように作動されることができる。例えば、スイッチ１７５は、バッテリ５０の電圧が、第１の閾値に達するか、または第１の閾値よりも低下するときにだけ作動されることができる。スイッチ１７５は、バッテリ５０の現在の充電状態が、一般に第１の閾値よりも大きい第２の閾値に回復するが、または第２の閾値を超えるまで、開放（例えば、電流の流れを中断すること）されたままであるとしてよい。いくつかの構成において、第２の閾値は、第１の閾値と等しいとすることができる。いくつかの構成において、バッテリの充電状態が非常に激減すると、充電状態が第２の閾値を回復する期間、または第２の閾値に達する期間は、長くなることがある。これらの例において、回路１３０は、タイマ（図示せず）を含むこともできる。タイマによって保持される第１の時間が終了しても、充電状態が、第２の閾値に回復されないときには、バッテリ５０が完全に放電されており、かつスイッチ１７５がバッテリ５０を過放電状態にすることを防ぐために開放されたままにされ続けていると、回路１３０は推論することができる。
【００３６】
例えば、図１１Ｅおよび図１１Ｆに示される構成のようなさらなる構成において、昇圧回路１７１は、昇圧回路１７１ｅおよび１７１ｆのような、コンデンサチャージ型ポンプ昇圧回路（capacitive charge pump boost circuit）であるとすることができる。これらの構成において、昇圧回路１７１ｅおよび１７１ｆは、１つ以上の低電圧信号をよりも高い出力電圧信号に「ブースト（昇圧）」することができる。図１１ｅに示されるように、昇圧回路１７１ｅは、ＡＣ信号、制御信号などを受信するための１つ以上の入力１７６ａ−１７６ｆ、および１つ以上の低電圧信号を受信するための１つ以上の低電圧入力１７９を含むことができる。信号（例えば、ＡＣ信号および／または制御信号）は、低電圧信号およびコンデンサ１７８に格納された電荷（またはコンデンサ両端間の電圧）を増大し、かつ出力１７７でのよりも高い電圧出力信号を生成するために使用されることができる。昇圧回路１７１ｅと同様に、昇圧回路１７１ｆは、低電圧ＡＣ電力信号、制御信号などを受信するための１つ以上の入力端子１７６ａ−１７６ｄ、および１つ以上の低電圧信号を受信するための１つ以上の低電圧入力端子１７９を含むこともできる。例示的な実施において、昇圧回路１７１ｅは、約３Ｖの入力信号を約１０Ｖの出力信号へ昇圧することができ、昇圧回路１７１ｆは、約３Ｖの入力信号を約５Ｖの出力信号へ昇圧することができる。
【００３７】
いくつかの構成において、昇圧回路１７１ｅおよび１７１ｆは、任意の時間および任意のバッテリ状態の間に、回路１３０内の構成部品によりも高い電圧信号を付与することができる。例えば、昇圧回路１７１ｅは、以下に論述されるように、パワーＦＥＴまたはスイッチに給電するように出力信号を供給することができ、昇圧回路１７１ｆは、以下に論述されるように、１つ以上のトランジスタに給電するように出力信号を供給することができる。
【００３８】
いくつかの構成およびいくつかの態様において、回路１３０は、その回路１３０（例えば、マイクロプロセッサ１４０）が、所定の閾値（すなわち、「異常なバッテリ状態」）よりも上または下の状態であるかを判断したか、または検知したときに、放電電流を中断する半導体スイッチ１８０を含むことができる。いくつかの構成において、異常なバッテリ状態には、例えば、異常に高いまたは低いバッテリセル温度、異常に高いまたは低いバッテリの充電状態、異常に高いまたは低いバッテリセルの充電状態、異常に大きいまたは小さい放電電流、異常に大きいまたは小さい充電電流などを含むことができる。図示された構成において、スイッチ１８０は、パワーＦＥＴ、または金属酸化物半導体ＦＥＴ（ＭＯＳＦＥＴ）を含む。別の構成において、回路１３０は、２つのスイッチ１８０を含むことができる。これらの構成において、スイッチ１８０は、並列に配置されることができる。並列のスイッチ１８０は、高い平均放電電流を供給するバッテリパック（例えば、円形のこぎり５６、ドライバドリル５８のような電力を供給するバッテリ５０など）に含まれることができる。
【００３９】
いくつかの構成において、回路１３０は、スイッチ１８０の状態を制御するためにスイッチ制御回路１８２（または適切であればスイッチ１８０）をさらに含むことができる。いくつかの構成において、スイッチ制御回路１８２は、例えば、ｎｐｎバイポーラ接合トランジスタまたは電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）のようなトランジスタ１８５を含むことができる。これらの構成において、回路１３０（例えば、マイクロプロセッサ１４０）は、トランジスタ１８５の状態に充電することによって、スイッチ１８０を制御することができる。図７〜図９に示されるように、ＦＥＴ１８０のソース１９０は、バッテリセル８０ａ−８０ｅの負端子９５に電気接続されることができ、ＦＥＴ１８０のドレイン１９５は、負端子１１５に電気接続されることができる。スイッチ１８０は、第２のＰＣＢ２００（図７に示される）に搭載されることができる。例えば、図１４Ａ〜図１４Ｅに図示された構成のようないくつかの構成およびいくつかの態様において、スイッチ１８０は、ＰＣＢ１４５上に搭載されることができる。別の構成において、スイッチ１８０は、他の適切な位置または場所に搭載されることができる。
【００４０】
例示的な実施において、放電の間にドレイン１９５からソース１９０へスイッチ１８０を通って電流が流れ、充電の間にソース１９０からドレイン１９５へスイッチ１８０を通って電流が流れる。異常なバッテリ状態が回路１３０（例えば、マイクロプロセッサ１４０）によって検出されたときに、例えば、マイクロプロセッサ１４０は、トランジスタ１８５をオンにすることができ、すなわちトランジスタ１８５を導電状態にバイアスすることができる。トランジスタ１８５が導電状態にあるときには、スイッチ１８０を導電状態にするのに、ＦＥＴ１８０のゲート２０５およびソース１９０間に十分な電圧がない。それに応じて、ＦＥＴ１８０は、非導電になり、流れる電流が中断される。
【００４１】
いくつかの構成において、スイッチ１８０が非導電になると、スイッチ１８０は、異常な状態がもはや検出されなくとも、リセットされないとしてよい。いくつかの構成において、回路１３０（例えば、マイクロプロセッサ１４０）は、例えば充電器６０のような電気装置が、マイクロプロセッサ１４０にリセットするように指示したときにだけ、スイッチ１８０をリセットすることができる。いくつかの構成において、マイクロプロセッサ１４０は、所定の期間の後でスイッチ１８０をリセットすることができる。いくつかの構成において、マイクロプロセッサ１４０が、放電中に異常なバッテリ状態を検出したならば、マイクロプロセッサ１４０は、このマイクロプロセッサ１４０が所定の閾値よりも低い放電電流（すなわち、低放電電流）を検出するまでは、スイッチ１８０の状態を非導電に変更しないとすることができる。
【００４２】
いくつかの構成において、スイッチ１８０は、バッテリ５０が放電しているときに、電流の流れを中断するようにだけ構成されることができる。すなわち、バッテリ５０は、スイッチ１８０が非導電状態であるときでも充電されることができる。図９および図１０に示されるように、スイッチ１８０は、いくつかの構成において、ＭＯＳＦＥＴおよび他のトランジスタと一緒に集積されるボディダイオード（body diode）２１０を含むことができる。別の構成において、ダイオード２１０は、スイッチ１８０と並列に電気接続されることができる。
【００４３】
他の例示的な実施において、バッテリ５０が放電するとき（すなわち、電流が例えば電動工具５５のような負荷２２５を通して流れることを可能にする、第１の位置２２０にあるスイッチ２１５として図１０で示される）、電流が、図の矢印方向２３０に、すなわちＦＥＴ１８０のドレイン１９０を通ってＦＥＴ１８０のソース１９０へバッテリ５０を通って流れる。バッテリ５０が充電するとき（すなわち、電流が例えば充電器６０のような電気装置を通して流れることを可能にする第２の位置２３５に配置されるスイッチ２１５として図１０で示される）、電流が、図の矢印方向２４０に、すなわちＦＥＴ１８０のソース１９０を通ってＦＥＴ１８０のドレイン１９５へバッテリ５０を通って流れる。
【００４４】
この実施において、方向２３０の電流の流れは、スイッチ１８０が非導電状態であるときに中断されることができる。それに応じて、バッテリ５０は、もはや負荷２２５に放電電流を供給しない。いくつかの構成において、例えば、マイクロプロセッサ１４０、またはさらなる回路２５０（マイクロプロセッサ１４０に含まれる、またはマイクロプロセッサに含まれない）に含まれる回路１３０は、マイクロプロセッサ１４０が、そうするようにする指示または要求受けると、スイッチ１８０の状態を非導電から導電に変更することができる。いくつかの構成において、マイクロプロセッサ１４０および／またはさらなる回路２５０は、要求または指示を受けず、従ってスイッチ１８０の状態を非導電から導電に変更することはできない。例えば、バッテリ５０は、そのバッテリ５０が回路１３０に給電するのに十分な電力をバッテリセル８０に有さないほど、十分に放電されることがある。バッテリ５０が、回路１３０に給電するために十分な電力を有さないならば、バッテリ５０と電気装置（例えば、充電器６０）との間の通信（回路１３０によって実行されるような）は、行われることができず、電気装置は、スイッチ１８０をリセットするように、制御信号をバッテリ５０に送ることができない。これらの例において、スイッチ１８０に含まれるボディダイオード２１０は、例えば、充電器６０のような電気装置によって供給される図の矢印方向２４０に電流（すなわち、充電電流）を伝導することができる。これは、例えスイッチ１８０が導電せずに、あるいは少なくとも、スイッチ１８０をリセットし、かつ通信または充電を開始するために、回路１３０に電力の十分な充電の到達がある場合であっても、バッテリ５０が充電されることを許容することができる。
【００４５】
いくつかの構成およびいくつかの態様において、回路１３０（例えば、マイクロプロセッサ１４０）は、異常な状態（例えば、低バッテリセル電圧）に関してバッテリセル電圧を監視することができ、異常な状態が検出されたならば、放電電流を中断するようにスイッチ１８０を作動することができる。いくつかの構成において、セル電圧が、例えばセル「反転」電圧のようなある電圧に、またはその電圧よりも低下すると、バッテリセル損傷が発生する可能性がある。いくつかの構成において、セル反転は、約０Ｖで発生する。いくつかの構成において、マイクロプロセッサ１４０または回路１３０は、予防措置としてセル反転閾値を確立することができる。いくつかの構成において、セル反転閾値は、セル反転電圧に設定されることができる。別の構成において、セル反転閾値は、セル反転電圧よりも高く設定されることができる。例えば、セル反転閾値は、約１Ｖに設定されることができる。
【００４６】
いくつかの例において、バッテリ５０は、放電の開始の間、「沈下(depression)」電圧(例えば、電圧における一時的に大きな低下）に直面することがある。電圧沈下は、一般に、一時的であり、低バッテリ温度で最も歴然となりえる。いくつかの構成において、電圧沈下は、セル反転閾値に低下またはそれより下に低下することがある。
【００４７】
図６７は、バッテリ放電使用期間での半導体スイッチ１８０の第１の例示的な実施を図示する。この例示的な実施において、半導体スイッチ１８０は、第１の電圧閾値Ｖ１が、スイッチ１８０をオフにする（例えば、非導電状態に入る）ようにトリガし、かつ第２の電圧閾値Ｖ２（第１の電圧閾値Ｖ１とは異なる）が、スイッチ１８０をオンにする（例えば、導電状態に入る）ようにトリガするという、ヒステリシス（履歴現象）様態で動作する。この実施態様は、大きな電圧変動の間にバッテリ動作を維持するか、または再開させるのに用いることができ、また回路１３０（例えば、マイクロコントローラ１４０）によって、半導体スイッチ１８０が、非導電状態に（すなわち、負荷に供給される放電電流を差し止める）時期を早めて保持されることを避けるために使用することができる。図示された構成においては、第１の電圧閾値Ｖ１は、第２の電圧閾値Ｖ２よりも低い。他の構成および実施において、バッテリ５０は、例えば、バッテリ温度、バッテリセル温度、動作時間、負荷要件（例えば、ある電動工具５５に関する電圧要件）のような他の特性に依存するか、あるいは他の特性に依存しないとしてよい付加的な電圧閾値を含むことができる。
【００４８】
図６６は、バッテリ５０についての稼動の第１のモード２２０６を示す。その稼動の第１のモード２２０６の間において、バッテリ５０の半導体スイッチ１８０は、放電動作の間にオフおよびオンし（すなわち、非導電および導電状態に入る）、その放電動作の間に、バッテリ５０の電圧は、それぞれ第１の電圧閾値Ｖ１に到達し、第２の電圧閾値Ｖ２に回復する。バッテリ５０が、放電の終わりに達し、かつバッテリ５０が放電の終わりに達することの指示をユーザに提供することもできるときに、稼動の第１のモード２２０６が発生することができる。しかしながら、稼動の第１のモード２２０６は、バッテリ５０が第１のモード２２０６で動作することを、ユーザが、気が付かないような迅速なペースで発生することができる。稼動の第１のモード２２０６は、バッテリ５０が、低温度で動作しかつ大きな電圧変動に直面するときに発生することもある。再び、バッテリ５０が、第１のモード２２０６に入るが、ユーザが、気が付かないように迅速に発生することもできることを、ユーザに提示することができる。
【００４９】
稼動の第１のモード２２０６の間のいくつかの構成において、バッテリの電圧が第１の電圧閾値Ｖ１に到達し、半導体スイッチ１８０が非導電状態に入ったときに、バッテリ５０は、「ソフト」シャットオフ（遮断）状態にあるとみなされ、または「ソフト」シャットダウン（運転停止）を確立する。いくつかの構成において、これは、バッテリ電圧が、例えば略１００ｍｓのシャットダウン時間Ｔｏｆｆのような所定の時間内で、第２の電圧閾値Ｖ２に回復するならば、半導体スイッチ１８０が、導電状態に入ることをマイクロコントローラ１４０（または回路１３０）によって作動されることができるという事実による、ソフトシャットダウンと見なされる。バッテリ電圧が、割り当てられたシャットダウン時間Ｔｏｆｆ内で第２の電圧閾値Ｖ２に回復しないならば、いくつかの構成において、マイクロコントローラ１４０（または回路１３０）は、「ハード」シャットダウンを実行する。いくつかの構成において、ハードシャットダウンは、バッテリ５０によって受信される、充電器６０、電動工具５５、他の電気装置などからの信号のような外部信号を必要とする。その信号は、マイクロコントローラ１４０（または回路１３０）に、スイッチ１８０を「リセット」する（例えば、導電状態に切り替える）指示であるとすることができる。
【００５０】
図示された構成において、曲線２２０８は、例えば円形のこぎり５６、ドライバドリル５８のような電動工具５５とともに使用する間のバッテリ５０の電圧を示す。動作の開始の間（例えば、時間Ｔ１の間）、マイクロコントローラ１４０は、半導体スイッチ１８０を導電状態に駆動し、それに応じて放電電流が電動工具５５に供給されるのを可能にする。バッテリ電圧２２０８が、時点２２１０で第１の電圧閾値Ｖ１に達するとき、マイクロコントローラ１４０は、半導体スイッチ１８０を非導電状態に駆動し、それに応じて電流を電動工具５５に供給することを中断する。
【００５１】
半導体スイッチ１８０が、非導電状態（例えば、オフ状態）にあるとき、バッテリ電圧２２０８は回復する。バッテリ電圧２２０８が、時点２２１５で第２の電圧閾値Ｖ２に達するとき、マイクロコントローラ１４０は、半導体スイッチ１８０を導電状態に駆動し、それに応じて放電電流を電動工具５５に再び供給するのを可能にする。
【００５２】
電動工具５５は、バッテリ電圧２２０８が、時点２２２０で第１の電圧閾値Ｖ１に達するまで、時間Ｔ３の間動作を継続する。マイクロコントローラ１４０は、ふたたび半導体スイッチ１８０を非導電状態に駆動する。半導体スイッチ１８０は、バッテリ電圧２２０８が、時点２２２５で第２の電圧閾値Ｖ２に回復するまで、時間Ｔ４の間非導電状態に留まる。時間Ｔ５の間、半導体スイッチ１８０は、バッテリ電圧２２０８が、時点２２３０で第１の電圧閾値Ｖ１にふたたび達するまで、導電となっている。
【００５３】
時間Ｔ６に関して図６６に示されるように、バッテリ電圧２２０８は、シャットダウン時間Ｔｏｆｆが終了する前に、第２の電圧閾値Ｖ２に回復しない。シャットダウン時間Ｔｏｆｆになると、マイクロコントローラ１４０は、ハードシャットダウンを実行する。それに応じて、半導体スイッチ１８０は、バッテリ電圧２２０８が第２の電圧閾値Ｖ２を後で回復しても、非導電状態のままに留まる。
【００５４】
いくつかの構成において、バッテリ５０は、例えば、操作者が電動工具５５へのトリガスイッチを押し下げたときなど、負荷に電力を送る必要があるときにだけ第１のモード２２０６で動作する。
【００５５】
図６７は、バッテリ放電使用期間での半導体スイッチ１８０の第２の例示的な実施を図示する。この例示的な実施において、バッテリ５０は、図６６に示されかつ記載された同じやり方で（すなわち、稼動の第１のモード２２０６で）動作する。第２の実施において、バッテリ５０は、稼動の第１のモード２２０６に続いて稼動の第２のモード２２３４を動作させる。
【００５６】
図６７に示されるように、バッテリ電圧２２０８が、時点２２３０で第１の電圧閾値Ｖ１に達するとき、半導体スイッチ１８０は、非導電状態に駆動され、バッテリ電圧２２０８は、シャットダウン時間Ｔｏｆｆが終了する前に、第２の電圧閾値Ｖ２を回復しない。
【００５７】
シャットダウン時間Ｔｏｆｆが終了すると、バッテリ５０は、稼動の第２のモード２２３４に入る。稼動の第２のモード２２３４の間、マイクロコントローラ１４０（または回路１３０）は、所定の頻度または負荷サイクルで、半導体スイッチ１８０の開放（すなわち非導電状態入り）および閉鎖（すなわち導電状態入り）を制御することができる。例えば、マイクロコントローラ１４０（または回路１３０）は、半導体スイッチ１８０を約２００ｍｓのような所定の時間Ｔｂｕｒｓｔの間非導電状態に駆動する。所定の時間Ｔｂｕｒｓｔが終了すると、マイクロコントローラ（または回路１３０）は、半導体スイッチ１８０を約１０ｍｓのような設定時間Ｔｏｎの間導電状態に駆動する。いくつかの構成において、マイクロコントローラ１４０（または回路１３０）は、約１０％の負荷サイクルで半導体スイッチ１８０を導電状態に駆動する。
【００５８】
図６７に示されるように、第２のモード２２３４の間、半導体スイッチ１８０は、所定の時間Ｔｂｕｒｓｔの期間は非導電状態である。所定の時間Ｔｂｕｒｓｔが時点２２３５で終了すると、マイクロコントローラ１４０（または回路１３０）は、半導体スイッチ１８０を、時点２２４０で終了する設定時間Ｔｏｎの間において導電状態に駆動する。この時間Ｔｏｎの間、バッテリ電圧２２０８は下がる（例えば、第２のモード２２３４の期間中、電動工具のユーザによりトリガスイッチが押し下げられたままであるとうように、負荷が、バッテリ５０から電流引き込みを依然として要求していると仮定して）。マイクロコントローラ１４０（または回路１３０）は、所定の時間Ｔｂｕｒｓｔが時点２２４５で終了するまで、半導体スイッチ１８０を時点２２４０で非導電状態に戻すように駆動する。この時間Ｔｂｕｒｓｔの間、電流がバッテリ５０に供給されないので、バッテリ電圧２２０８は回復することができる。
【００５９】
さらに図６７を参照すると、半導体スイッチ１８０は、設定時間Ｔｏｎが終了する時点２２５０まで、時点２２４５で導電状態に駆動される。設定時間Ｔｏｎの間、バッテリ電圧２２０８は、他の低下に直面する。ふたたび、スイッチ１８０が、時点２２５０で非導電状態に駆動され、バッテリ電圧２２０８が、この期間に回復することができる。時点２２５５で、マイクロコントローラ１４０（または回路１３０）は、スイッチ１８０を導電状態に戻すように駆動し、時点２２６０で、マイクロコントローラ１４０（または回路１３０）は、スイッチ１８０を非導電状態に駆動する。所定の時間Ｔｂｕｒｓｔの間、バッテリ電圧２２０８は、時点２２６５で第２の電圧閾値Ｖ２に回復する。いくつかの構成において、時点２２６５で、バッテリ５０は、ふたたび第１のモード２２０６で動作することができる。同様に、第１のモード２２０６の判断時に、バッテリ５０は、ふたたび稼動の第２のモード２２３４に入ることができる。別の構成において、バッテリ電圧２２０８が、第２の電圧閾値Ｖ２に回復しないならば、バッテリ５０は、所定の時間が終了（例えば、約１分）するまで、またはバッテリ電圧２２０８が、バッテリ５０がハードシャットダウンを実行することができるシャットダウン電圧閾値Ｖｓｈｕｔｄｏｗｎに達するまで、第２のモード２２３４で動作を継続することができる。
【００６０】
バッテリ５０が、ドライバドリル５８のような電動工具５５とともに使用され、かつユーザが、ドリル５８のトリガスイッチを押し下げると、ドリル５８は、バッテリ５０が上述の第２のモード２２３４で動作するときに、電力のわずかな昇圧を受ける。これは、バッテリ５０が、放電の終わりに近いこと、またはバッテリ５０が、大きな電圧変動（一般には、負荷から取り出される大電流による）とともに低温度で動作することをユーザに示すことでより知覚できる信号を発生することができる。
【００６１】
別の構成において、第２のモード２２３４は、半導体スイッチ１８０に関する動作の他のヒステリシス様態を含むことができる。例えば、稼動の第２のモード２２３４の間にバッテリ電圧２２０８が第２の電圧閾値Ｖ２に回復するのを待つよりも、マイクロコントローラ１４０（または回路１３０）は、バッテリ電圧２２０８が、第２の電圧閾値Ｖ２よりも低いとすることができる第３の電圧閾値Ｖ３に回復したときに、半導体スイッチ１８０を導電状態に駆動することができる。
【００６２】
さらなる構成において、稼動の第２のモード２２３４は、より長いシャットダウン時間Ｔｏｆｆの確立を除いて、第１のモード２２０６のような半導体スイッチ１８０に関する類似する動作のヒステリシス様態を含むことができる。例えば、稼動の第２のモード２２３４の間に、バッテリ電圧２２０８は、依然として、シャットダウン時間Ｔｏｆｆの終了前に第２の電圧閾値Ｖ２を回復する必要があるとすることができる。しかしながら、第２のモード２２３４において、シャットダウン時間Ｔｏｆｆは、例えば、おおよそ１００ｍｓよりもむしろ２００ｍｓでありえる。
【００６３】
またさらなる構成において、マイクロコントローラ１４０（または回路１３０）は、バッテリ５０が、第２のモード２２３４で動作するときに、半導体スイッチ１８０を、可変の負荷サイクルで導電状態に駆動することができる。例えば、マイクロコントローラ１４０（または回路）は、第２のモード２２３４での動作を通して、次第に低減または増大するように設定時間Ｔｏｎの長さを変更することができる。マイクロコントローラ１４０（または回路１３０）は、例えば第２のモード２２３４での動作を通して、次第に低減または増大するように所定の時間Ｔｂｕｒｓｔの長さを変更することもできる。マイクロコントローラ１４０（または回路１３０）は、第２のモード２２３４での動作を通して、次第に低減または増大するように、設定時間Ｔｏｎおよび所定の時間Ｔｂｕｒｓｔの両方の長さをさらに変更することができる。
【００６４】
第２のモード２２３４のこれらの上述の変形形態において、バッテリ５０が第２のモード２２３４で動作していること、バッテリ５０が放電の終わりに近いこと、またはバッテリ５０が大きな電圧変動（一般には、負荷から取り出される大電流による）とともに低温度で動作することをユーザに示す、より知覚できる信号を発生することもできる。
【００６５】
いくつかの構成において、マイクロコントローラ１４０（または回路１３０）は、自身がバッテリ５０が負荷または電気装置に接続されたことを検出したときに、バッテリ５０を有効にだけすることができる（すなわち、放電電流を流すことを可能にするように、半導体スイッチ１８０を導電状態に駆動する）。いくつかの構成において、これは、バッテリ５０の短絡に対する保護を提供することができる。
【００６６】
例えば、バッテリ５０が電動工具５５に給電するために使用されるとき、マイクロコントローラ１４０は、半導体スイッチ１８０を導電状態に駆動する前に、バッテリ５０が工具５５に接続されているか、接続されていないかを判断する。例えば、電動工具５５のような電気装置の存在、および電気装置へのバッテリ５０の接続を検出するための、ハウジング６５上または端子サポート７０内に設置された機械式スイッチ（図示せず）をバッテリ５０は含むことができる。バッテリ５０は、電気装置の存在、および電気装置への接続を検出するための、バッテリ５０内に設置されたセンサ（図示せず）も含むことができる。例えば、このセンサは、電動工具５５のような電気装置からの信号を受信、または検出するための、正端子１１０、負端子１１５、検知端子１２０、または他の専用端子のいずれか１つに接続されることができる。
【００６７】
いくつかの構成およびいくつかの態様において、マイクロプロセッサ１４０のような回路１３０は、監視されたバッテリ特性に応答または反応するための可変応答時間を含めることができる。いくつかの構成において、可変応答時間は、回路１３０の複数の監視モードを含むことができる。すなわち、回路１３０（例えば、マイクロプロセッサ１４０）は、例えば、セルの充電状態、バッテリの充電状態、および他の類似のバッテリ特性のようなバッテリ特性を検出し、かつ／または監視するときに、複数のモードで動作することができる。例えば、マイクロプロセッサ１４０は、第１のサンプリングレート（標本抽出率）を有する第１のモード、および第２のサンプリングレートを有する第２のモードを含むことができる。いくつかの構成において、第１のサンプリングレートは、設定されることができ、同様に設定されることができる第２のサンプリングレートと異なることができる。別の構成において、第１のサンプリングレートは、第１のパラメータに依存することができ、かつ第１のパラメータに応じて変わることができる。第１のパラメータは、例えば、１つ以上のバッテリ特性、１つ以上の電気装置（例えば、電動工具５５または充電器６０）からの制御信号などを含むことができる。同様に、第２のサンプリングレートも、第１のパラメータに依存することができ、または第２のパラメータ（例えば、第１のパラメータに類似する）に依存することができ、かつ第２のパラメータに応じて変わることができる。別の構成において、マイクロプロセッサ１４０は、以下に論述されるように、さらなるサンプリングレートおよびさらなるモードを含むことができる。
【００６８】
いくつかの構成において、例えば、マイクロプロセッサ１４０は、第１のモードまたは「低速（スロー）」モードで動作することができる。これらの構成において、低速モードでの動作は、応答時間を延長することによって、電圧低下によるスイッチ１８０の作動を低減することができる。いくつかの構成において、バッテリ５０の負荷が、応答時間が速いこと（例えば、電流引き込みが比較的低い）を必要とするほどあまり高くないときには、マイクロプロセッサ１４０は低速モードで動作することができる。いくつかの構成において、残留している現在のバッテリの充電状態が、例えば残留している充電状態の約１０％のような所定の閾値よりも下に低下するまで、マイクロプロセッサ１４０は、低速モードで動作することができる。
【００６９】
例示的な実施において、マイクロプロセッサ１４０は、低速モードで動作するときに、例えば１秒毎に１回のような低速レートでセル電圧をサンプリングすることができる。マイクロプロセッサ１４０が、低速レートでサンプリングするので、マイクロプロセッサ１４０は、よりも遅い応答時間を受ける。いくつかの構成において、低速モードは、ほとんどの監視状態に適切であるとすることができ、回路１３０（例えば、マイクロプロセッサ１４０およびさらなる回路）によって引き出される零入力電流（quiescent current）を低減することができる。いくつかの構成において、マイクロプロセッサ１４０は、セル電圧が、所定の閾値、または例えば３．７３Ｖのような「モードスイッチ」閾値よりの上である限り、低速モードで動作することができる。
【００７０】
いくつかの構成において、マイクロプロセッサ１４０は、第２のモードまたは「高速（ファスト）」モードで動作することができる。これらの構成において、高速モードでの動作は、異常な状態を検出するために応答時間を速めることができる。いくつの構成において、マイクロプロセッサ１４０は、１つ以上のセル電圧値が、例えば３．７３Ｖのような所定の閾値または「モードスイッチ」閾値に低下するときに、高速モードで動作することができる。いくつかの構成において、残留している現在のバッテリの充電状態が、例えば残留している充電状態の約１０％のような所定の閾値よりも下に低下するときに、マイクロプロセッサ１４０は、高速モードで動作することができる。
【００７１】
例示的な実施において、マイクロプロセッサ１４０は、高速モードで動作するときに、例えば１秒毎に１００サンプルのような高速レートでセル電圧をサンプリングする。いくつかの構成において、スイッチ１８０の起動が起こる前に、マイクロプロセッサ１４０によってサンプリングされたセル電圧が、ある一定数のサンプルにわたって平均化されることができる。いくつかの構成において、例えば、３０個のサンプルの平均が、セル反転閾値（cell reversal threshold）以下でなければ、スイッチ１８０はマイクロプロセッサ１４０によって作動されないとすることができる。サンプルの平均化は、マイクロプロセッサ１４０によって読まれる電圧情報のデジタル「フィルタリング（選別）」の効果を有することができ、「突入（inrush）」電流および／または電圧沈下を無視するために、マイクロプロセッサ１４０にかなりの遅延を与えることができる。サンプルを平均化することは、外部の速度制御回路による電気ノイズからの電圧情報をフィルタリングする効果を有することもできる。いくつかの構成において、平均化されるサンプル数は、マイクロプロセッサ１４０の動作モード、監視されるバッテリ特性のタイプなどに応じて変更することができる。
【００７２】
いくつかの構成において、マイクロプロセッサ１４０は、セル電圧が、例えば数秒のようなある時間の間のカットオフ（遮断）閾値のような所定の閾値よりも下に低下する場合、高速モードでの動作時においてスイッチ１８０を作動することもできる。いくつかの構成において、カットオフ閾値は、セル反転閾値よりも大きいとすることができる。例えば、カットオフ閾値は、約２Ｖであるとすることができ、セル反転閾値は、約１Ｖであるとすることができる。電圧が１Ｖよりも下に低下した場合には、応答時間はより速くなることができる（３００ｍｓ程度）。可変の応答時間は、セルを依然として適切に保護しながら、迷惑なシャットダウンの総数を低減することができる。
【００７３】
いくつかの構成において、電圧閾値（カットオフ閾値およびセル反転閾値）は、バッテリ温度に応じてマイクロプロセッサ１４０によって上または下に調整されることができる。これは、バッテリ温度特性に基づく最適化を可能にすることができる。
【００７４】
さらなる例示的な実施において、マイクロプロセッサ１４０は、平均化されるサンプル数を変えることによって、応答時間を変更することができる。例えば、マイクロプロセッサ１４０は、例えばバッテリ温度のようなバッテリ特性をサンプリングすることができる。第１のモードによれば、マイクロプロセッサ１４０は、５０個のサンプルにわたるバッテリ温度測定値を平均化することによって、「低速」応答時間を有することができる。第２のモードによれば、マイクロプロセッサ１４０は、３０個のサンプルにわたるバッテリ温度測定値を平均化することによって、「高速」応答時間を有することができる。いくつかの構成において、測定値は、同一のレート（割合、比率）でサンプリングされることができる。別の構成において、測定値は、異なるレートでサンプリングされることができる。例えば、第１のモードは、１秒当たり約１個のサンプルのレートで測定値をサンプリングすることができ、第２のモードは、１秒当たり約１０個のサンプルのレートで測定値をサンプリングすることができる。
【００７５】
いくつかの構成において、マイクロプロセッサ１４０は、電流検知装置の必要性なしに、電流引き込み（current draw）を制御しかつ制限することができる。なぜなら、マイクロプロセッサ１４０は、セル電圧を監視することによって高放電電流を検知することができるからである。例えば、高電流負荷が、セル電圧を、例えば、カットオフ閾値および／またはセル反転閾値のような低レベルに低下させるとき、マイクロプロセッサ１４０は、スイッチ１８０を作動して、バッテリ５０を無効にすることができる。マイクロプロセッサ１４０は、セル電圧を監視することによって、電流引き込みを間接的に制限し、かつセル電圧が、あるレベル（例えば、カットオフ閾値および／またはセル反転閾値）に低下したときに、バッテリ５０を無効にすることができる。
【００７６】
いくつかの構成およびいくつかの態様において、回路１３０（例えば、いくつかの構成において、マイクロプロセッサ１４０）は、バッテリ５０から引き出される寄生電流を定期的に低減するために、バッテリ状態（例えば、バッテリセル電圧／現在の充電状態、バッテリセル温度、バッテリパック電圧／現在の充電状態、バッテリパック温度など）を監視することができる。これらの構成において、マイクロプロセッサ１４０は、第１の所定時期間（すなわち、「活動休止期間（sleep time period）」）のための「スリープ（睡眠）」モードで動作することができる。スリープモードの間、マイクロプロセッサ１４０は、バッテリ５０から低零入力電流（low quiescent current）を引き出すことができる。活動休止期間が終了した後、マイクロプロセッサ１４０は、「目覚める」ことができ、または換言すれば、第２の所定の期間（すなわち、「活動期間」）の間、アクティブモード(使用中モード)で動作することができる。アクティブモードの間、マイクロプロセッサ１４０は、１つ以上のバッテリ状態を監視することができる。
【００７７】
いくつかの構成において、活動休止期間は、活動期間（active time period）よりも長いとすることができる。いくつかの構成において、活動休止期間に対する活動期間の割合は、平均寄生電流引き込みが低いように、低くすることができる。いくつかの構成において、その割合は、例えばマイクロプロセッサ１４０が、所定の閾値にほぼ等しい放電電流または充電電流を検知したときになど、既知のバッテリ作動期間の間に、調整される（例えば増大される）ことができる。いくつかの構成において、マイクロプロセッサ１４０が、ある電圧および／または温度特性を検出したときに、活動休止期間が低減されることができ、かつ／または活動期間が増大されることができる。
【００７８】
いくつかの構成およびいくつかの態様において、回路１３０は、電圧検出回路２５９を含むことができる。いくつかの構成において、電圧検出回路２５９は、抵抗器仕切りネットワーク（resistor divider networks）を形成する複数の抵抗器２６０を含むことができる。図９に示されるように、複数の抵抗器２６０は、抵抗器２６０ａ−２６０ｄを含むことができる。複数の抵抗器２６０は、１つ以上のバッテリセル８０ａ−８０ｇおよび複数のトランジスタ２６５に電気接続されることができる。図示された構成において、複数のトランジスタ２６５は、トランジスタ２６５ａ−２６５ｄまたは２６５ａ−２６５ｆを含むことができる。いくつかの構成において、複数の抵抗器２６０に含まれる抵抗器の数は、複数のトランジスタ２６５に含まれるトランジスタの数に等しいとすることができる。
【００７９】
いくつかの構成において、バッテリ５０および／またはバッテリセル８０の電圧特性は、マイクロプロセッサ１４０がアクティブモードであるときに、複数の抵抗器２６０を通してマイクロプロセッサ１４０によって読まれることができる。いくつかの構成において、マイクロプロセッサ１４０は、トランジスタ２７０をオフにすることによって（すなわち、トランジスタ２７０が非導電になる）、電圧読み取りイ通風孔を開始することができる。トランジスタ２７０が非導電であるとき、トランジスタ２６５ａ−２６５ｄが導電になり、バッテリ５０および／またはバッテリセル８０に関する電圧測定が、マイクロプロセッサ１４０によってなされることができる。バッテリ５０内に複数のトランジスタ２６５を含むことは、トランジスタ２６５が周期的にちょうど導電になるので、バッテリ５０から引き出される寄生電流を低減することができる。
【００８０】
いくつかの構成およびいくつかの態様において、マイクロプロセッサ１４０は、バッテリ５０と電気装置とが電気的に接続されたときに、例えば電動工具５５および／または充電器６０のような電気装置に、バッテリパック特性および／または状態を通信する。いくつかの構成において、マイクロプロセッサ１４０は、シリアル方式で電気装置にデジタル的に通信する。バッテリ５０の検知端子１２０は、マイクロプロセッサ１４０と電気装置との間のシリアル通信リンクを備える。マイクロプロセッサ１４０と電気装置との間で交信されることができるバッテリ５０に関する情報は、バッテリパック化学的性質、バッテリパック公称電圧、バッテリパック温度、バッテリパックの現在の充電状態、バッテリセル公称電圧、バッテリセル温度、バッテリセルの現在の充電状態、較正技術／情報、充電指示、充電サイクルの回数、推定された残りの寿命予測、放電情報などを含むが、これらに限定されない。
【００８１】
いくつかの構成において、例えば充電器６０のような電気装置は、電気接続が確立されたときに、マイクロプロセッサ１４０を較正することができる。いくつかの構成において、充電器６０に含まれる測定回路は、バッテリ５０に含まれる回路よりも正確である。従って、充電器６０は、マイクロプロセッサ１４０によってかつ／または回路１３０によってなされたバッテリ測定を改善するため、マイクロプロセッサ１４０および／またはバッテリ５０に含まれる回路１３０を較正する。
【００８２】
いくつかの構成において、回路１３０は、電圧レギュレータ（電圧調整器、電圧安定器）２７３を含むこともできる。電圧レギュレータ２７３は、マイクロプロセッサ１４０、フューエルゲージ（fuel gauge）１５５のＬＥＤ（発光ダイオード）１７０ａ−１７０ｄ、および一定の電圧入力を必要とする任意の他のさらなる電装品に適切な電圧を供給することができる。図示された構成において、電圧レギュレータ２７３は、約５Ｖを出力することができる。
【００８３】
いくつかの構成およびいくつかの態様において、バッテリ５０は、放熱板２７５を含むことができる。放熱板２７５は、パワーＦＥＴまたはスイッチ１８０と熱伝達(thermal communication)することができる。放熱板２７５は、スイッチ１８０によって生成された熱を、スイッチ１８０から引き離して除去するのに役立つことができる。
【００８４】
いくつかの構成およびいくつかの態様において、バッテリ５０は、放熱板２７５から運び出される熱量を増大するために、熱パイプ（図示せず）またはファン（図示せず）を含むこともできる。そのような熱パイプは、放熱板２７５によって収集された熱を除去するために、放熱板２７５と熱伝達されることができる。そのようなファンまたはブロアは、放熱板２７５上を通過する冷却空気の流れを生成するような位置であることができる。通風孔（図示せず）が、バッテリパック５０に冷却空気が入ることを可能にし、かつバッテリパック５０から加熱された空気が離れることを可能にするように、バッテリパック５０のハウジング６５に配置されることができる。いくつかの構成において、ヒートパイプおよび／またはファンは、放熱板２７５によって生成される熱に加えて、またはその熱の代わりに、バッテリセル８０ａ−８０ｅによって生成された熱を収集しかつ／または除去するように配置されることができる。
【００８５】
いくつかの構成およびいくつかの態様において、バッテリ５０は、相変化物質３００（図１７を参照）を含むこともできる。そのような構成において、相変化物質３００は、バッテリセル８０ａ−８０ｇおよび導電リンク１００（図７参照）によって生成された熱を吸収するかつ／または除去するように配置されることができる。相変化物質３００は、相変化温度で相変換（例えば、固体から液体へ、液体から気体へ、液体から固体へ、気体から液体へなど）を受けるので、大量のエネルギーが、吸収されまたは開放される（すなわち、溶解潜熱、気化潜熱など）。そのような相変換の間、相変化物質３００は、比較的一定の温度を有することができる。
【００８６】
例示的な実施において、バッテリセル８０の温度は、負荷がバッテリセル８０に加えられるときに増加することがある。いくつかの構成において、図１７に示されるように、相変化物質３００は、各バッテリセル８０を囲むことができる。そのような構成において、バッテリセル８０によって生成された熱は、まずバッテリセル８０の外面３０５に伝達され、次にそれを囲む相変化物質３００に伝達されることができる。相変化物質３００が、バッテリセル８０および導電リンク１００から継続して熱を吸収するので、相変化物質３００の温度は増加することになる。相変化物質３００の温度が、相変化温度に達すると、相変化物質３００は、第１の相から第２の相への相変換を受け始めるが、その間、相変化物質３００の温度は、比較的一定のままであり、相変化温度にほぼ等しい。いくつかの構成において、相変化物質３００は、その相変化物質３００が、完全に第２の相に変換される、かつ／または負荷が、バッテリセル８０から取り除かれる（すなわち、バッテリセル８０が、もはや熱を発生しない）まで、相変換を受け続けることが可能である。
【００８７】
いくつかの構成およびいくつかの態様において、相変化物質３００は、予想される周囲温度よりも高く、かつ許容可能な最大バッテリセル温度よりも低い相変化温度を有することができる。いくつかの構成およびいくつかの態様において、相変化物質３００は、−３４℃から１１６℃の相変化温度を有することができる。いくつかの構成およびいくつかの態様において、相変化物質３００は、４０℃から８０℃の相変化温度を有することができる。いくつかの構成およびいくつかの態様において、相変化物質３００は、５０℃から６５℃の相変化温度を有することができる。
【００８８】
相変化物質３００は、任意の適当な相変化物質であるとすることができ、単位質量当たり高い潜熱を有することができ、熱サイクル可能な不活性で、非腐食性で汚染しないものであることができ、パラフィンワックス（独国のＨａｍｂｕｒｇに本社があるＲｕｂｉｔｈｅｒｍ（登録商標）から入手可能なものなど）、塩の共融混合物（スエーデン国のＳｋｏｖｄｅに基礎を置くＣｌｉｍａｔｏｒから入手可能なものなど）、ハロゲン化炭水化物およびその混合物、水酸化塩溶液、ポリエチレングリコール、ステアリン酸、およびそれらの組合せを含むことができる。
【００８９】
バッテリ５０Ａの代わりの構成が、図２１および図２２に図示される。共通要素は、同一の参照符号「Ａ」を有する。
【００９０】
図示された構成において、バッテリ５０Ａは、バッテリセル８０Ａからの熱を、相変化物質３００Ａのより大きな領域にわたって及ぼすために、放熱板２７５Ａをさらに含むことができる。放熱板２７５Ａは、バッテリセル８０Ａによって生成された熱を吸収するかつ／または除去するために、さらなる畜熱容量を与えるために採用することもできる。
【００９１】
例示的な構成において、放熱板２７５Ａは、各バッテリセル８０ａ−８０ｅ、およびすべてのバッテリセル８０ａ−８０ｅを包む１つの構成部品（図示せず）を備えることができる。別の構成において、放熱板２７５Ａは、各バッテリセル８０Ａが、図２１および図２２に示されるように放熱板２７５Ａによって十分に包まれるように、複数の部片（ピース）を備えることができる。図２１に示されるようにさらに別の構成において、放熱板２７５Ａは、バッテリセル８０Ａの外面３０５Ａに隣接する内筒部分３２０と、内筒部分３２０からある径方向距離に配置された外筒部分３２５と、内筒部分３２０および外筒部分３２５を接続し、かつそれらの間に空間３３５を画定する、互いからある周方向距離で離間された径方向リブ３３０とを含むことができる。空間３３５は、相変化物質３００Ａで充填されることができる。図２１に示される構成と類似の構成が、複数のバッテリセル（図示せず）を封入するために用いられることもできる。また別の構成において、放熱板２７５Ａは、内筒部分３２０および外筒部分３２５のいずれか、または内筒部分３２０および外筒部分３２５の両方を用いることなく、上述のように径方向リブ３３０を備えることができる。
【００９２】
図２２に示されるように他の代わりの構成において、放熱板２７５Ｂは、上述のような内筒部分３２０Ｂおよび径方向リブ３３０Ｂを含むことができ、相変化物質３００Ｂは、バッテリセル８０Ｂおよび放熱板２７５Ｂからオフセットされることができる。他の放熱板および相変化物質が可能であることは理解されるべきである。放熱板２７５は、金属（例えばアルミニウム）、ポリマー（例えばナイロン）、および／または高熱伝導率および比熱を有する任意の他の材料で形成されることができる。
【００９３】
いくつかの構成およびいくつかの態様において、バッテリ５０は、クッション部材または「バンパー（緩衝器）」３４０を含むことができる。図２０Ａおよび図２０Ｂに示されるように、バッテリハウジング６５の内面３４５は、１つ以上のクッション部材３４０を含むことができる。いくつかの構成において、クッション部材３４０は、ハウジング６５と一体であることができる。別の構成において、クッション部材３４０は、ハウジング６５内面３４５に取り付けられ、または内面３４５に固定されることができる。さらなる構成において、クッション部材３４０は、１つ以上のバッテリセル８０、またはバッテリセル８０の端部の１つを囲むエンドキャップ３５０（部分的に図１６に示される）に接続されることができる。別の構成において、クッション部材３４５は、衝撃の間にエネルギーを吸収し、セル８０に伝達されるエネルギー量を制限することによって、衝撃の間にバッテリセル８０を保護することができる。クッション部材３４５は、例えば、ポリプロピレンＲＰＴ１００ＦＲＨＩ（例えば、耐炎−強衝撃：flame retardant-high impact）のような任意の熱可塑性ゴムを含むことができる。
【００９４】
図２１Ａ〜図２１Ｃ、図２２、および図２３に図示されるように、バッテリ５０は、電動工具５５のような電気装置に接続されるように構成されることができる。電動工具５５は、ハウジング４００を含む。ハウジングは、バッテリ５０が接続されることができる連結部４０５を備えることができる。連結部４０５は、バッテリ５０を電動工具５５に電気接続する１つ以上の電気デバイス端子（図２２に概略的に示される）を含むことができる。電動工具５５に含まれる端子は、バッテリ５０に含まれる端子１１０、１１５、および／または１２０とかみ合い、かつバッテリ５０からの電力および／または情報を受けるように構成される。
【００９５】
図２１Ａ〜図２１Ｃに概略的に示される構成のようないくつかの構成において、電動工具５５は、バッテリ５０と通信し、バッテリ５０から情報を受け取り、電動工具５５の動作を制御し、かつ／またはバッテリ５０の放電プロセスを制御するための回路４２０を含むことができる。いくつかの構成において、回路４２０は、マイクロコントローラを含むことも含まないこともできる。図示された構成において、電動工具５５は、バッテリ５０の正端子１１０に接続するための正端子４３０と、バッテリ５０の負端子１１５に接続するための負端子４３５と、バッテリ５０の検知端子１２０に接続するための検知端子４４０とを含むことができる。マイクロプロセッサ４２０は、各端子４３０、４３５、および４４０に電気接続されることができる。
【００９６】
回路４２０は、バッテリ５０と通信するか、またはバッテリ５０が、マイクロプロセッサ１４０のようなマイクロプロセッサを含むまたは含まないかに関わりなく、検知端子４４０を介してバッテリ５０からの情報を受けることができる。バッテリ５０が、マイクロプロセッサ１４０のようなマイクロプロセッサを含む構成において、二方向通信が、検知端子１２０および４４０にわたって生じることができる。マイクロプロセッサ１４０および回路４２０は、バッテリ特性、電動工具使用時間、および電動工具要件（例えば、電流および／または電圧レーティング）のような情報を、相互に交換することができる。
【００９７】
バッテリ５０が、マイクロプロセッサを含まない構成において、回路４２０は、例えば、電池化学的性質、公称電圧、現在のバッテリの充電状態、セル電圧、温度のようなバッテリ特性および／またはバッテリ動作情報を判断するために、バッテリ５０内の１つ以上の要素または構成部品を周期的に測定または検出する。回路４２０は、これらおよび他のバッテリ特性および動作情報に基づき、電動工具５５の動作を制御することができる。
【００９８】
例えば、いくつかの構成において、回路４２０は、バッテリ温度を検出し、バッテリ温度が閾値温度よりも高い場合には電動工具５５を無効にするようにプログラムされるプロセッサを含むことができる。この例において、マイクロプロセッサ４２０は、周期的に、バッテリ５０内に配置されたサーミスタ１５０の抵抗値を検出し、かつ工具稼動の間（例えば、電動工具５５内のモータ４５０が作動しているとき）にバッテリパック５０の温度を判断する。マイクロプロセッサ４２０は、次に、バッテリ５０の温度が、適切な動作範囲内にあるかどうかを判断する。これは、マイクロプロセッサ４２０内に１つ以上の温度範囲を格納することによって達成されることができ、プロセッサ４２０は、検出されたバッテリ５０の温度を、１つ以上の温度範囲と比較することを可能にする。バッテリ５０の温度が、適切な動作範囲にないならば、マイクロプロセッサ４２０は、バッテリ５０からの電流の流れを中断し、かつ／またはモータ４５０をシャットダウンする。いくつかの構成において、マイクロプロセッサ４２０は、バッテリ５０の温度が適切な動作範囲になるまで、モータ４５０を無効にしかつ／またはバッテリ５０からの電流の流れを中断し続ける。マイクロプロセッサ４２０が、バッテリ５０の温度が適切な動作範囲にないと判断するいくつかの構成において、マイクロプロセッサ４２０は、マイクロプロセッサ４２０がバッテリ５０によってモータ４５０に供給される低放電電流を検出するまで、モータ４５０を無効にしないことになる。いくつかの構成において、マイクロプロセッサ４２０は、バッテリ５０が電動工具５５から取り除かれたことを検出するとき、モータ４５０を再び有効にする（すなわち、電動工具５５が動作可能になる）。
【００９９】
いくつかの構成およびいくつかの態様において、電動工具５５は、図２１Ｂに示されるように、工具５５およびバッテリパック５０を通って冷却空気を送るためのファンまたはブロア４７０を含むこともできる。バッテリ５０に含まれるなら、バッテリセル８０ａ、放熱板２７５、ヒートパイプ（図示せず）、および／またはパワーＦＥＴまたはスイッチ１８０が、空気を通過させることによって冷却されることができる。そのような構成において、バッテリ５０および電動工具５５は、冷却空気を取り入れることを可能にし、かつ加熱空気を外に放出することを可能にする１つ以上の通風孔を含む。電動工具５５は、図示された構成において、電動工具ハウジング４００のほぼ頂部に配設された１つ以上の入口通風孔４７５を含む。電動工具５５は、その電動工具５５の連結部４０５のほぼ底部に配置された１つ以上の出口通風孔４８０を含む。電動工具５５に含まれる出口通風孔４８０は、バッテリ５０の入口通風孔（図示せず）が出口通風孔４８０のほぼ真下にあるように配置されることもできる。図示された構成において、電動工具５５に含まれるモータ４８５は、ファン４７０に給電する。図示された構成において、電動工具５５に含まれるマイクロプロセッサ４９０は、ファン４７０の動作を制御する。マイクロプロセッサ４９０は、所定の時間間隔の間および／または高バッテリ温度が検出されたならば、ファン４７０を作動することができる。
【０１００】
いくつかの構成およびいくつかの態様において、例えば、電動工具５５は、電動工具５５の動作を有効にする回路４２０を含むことができる。例えば、図２１Ｃおよび図６８に示されるように、電動工具５５は、回路４２０を含むことができ、回路４２０は、バッテリ５０の検知端子１２０および電動工具５５の検知端子４４０を介して、バッテリ５０のマイクロコントローラ１４０に対して信号を生成する。マイクロコントローラ１４０が、その信号を受信し、またはその信号を検出したとき、マイクロコントローラ１４０は、スイッチ１８０を作動することができ（すなわち、スイッチ１８０を導電状態に駆動し）、かつバッテリ５０が電動工具５５に電力を供給することを可能にする。
【０１０１】
いくつかの構成において、電動工具５５に含まれる回路４２０は、例えば、抵抗器、コンデンサ、インダクタ、ダイオードのような１つ以上の電装品を有する単純受動回路を含むことができる。別の構成において、回路４２０は、工具５５に含まれる小型電池（図示せず）によって給電されるマイクロコントローラ（図示せず）を含むことができ、またはバッテリ５０のマイクロコントローラ１４０からの信号によって給電されることができる。さらなる構成において、回路４２０は、信号を生成するための他の適切な構成部品を含むことができる。
【０１０２】
さらに別の構成において、回路４２０は、バッテリの検知端子１２０および電動工具５５の検知端子４４０を介してマイクロコントローラ１４０によってアクセスされるメモリを含むことができる。メモリは、マイクロコントローラ１４０によってアクセスされたときに、工具５５とバッテリ５０との間に確立された接続を示す必要な信号を提供することができる。いくつかの構成において、メモリは、バッテリ５０および電動工具５５の動作を助けるためのさらなる情報を含むこともできる。例えば、メモリは、例えば工具５５のタイプ、以前の工具使用情報（例えば、平均作業時間、平均電流引き込みなど）、電圧、電流、および／または工具５５の電力定格(出力定格)のような工具特性を含むことができる。メモリは、例えば、電圧変換情報（例えば、工具５５は、１２Ｖを必要とし、バッテリ５０は、一般に１８Ｖを供給する）、バッテリ特性をサンプリングするためのマイクロコントローラ１４０に関する異なるレート、放電動作に関する異なる閾値など、バッテリマイクロコントローラ１４０に供給される他の情報を含むこともできる。
【０１０３】
さらに別の構成において、バッテリ５０は、電気装置が作動したとき有効にされるだけができる。例えば、図６８に示されるように、バッテリ５０は、電動工具５５のトリガスイッチ４３０の作動を検出することができる。この構成において、電動工具５５は、電動工具５５の動作を作動するトリガスイッチ４３０を含む。トリガスイッチ４３０は、モータ４３８および工具５５の正端子４３２に接続される。工具５５は、トリガスイッチ４３０の作動に行う補助スイッチまたはコンタクト４３５も含む。図６８に示されるように、補助コンタクト４２５は、例えば工具５５の検知端子４４０のような情報端子、および工具５５の負端子４３４に接続される。
【０１０４】
ユーザが、トリガスイッチ４３０を押し下げたとき（スイッチ４３０、およびバッテリ５０から工具５５への回路を従来のように完全に閉じる）の動作において、工具５５における補助コンタクト４２５も閉じる。バッテリ５０におけるマイクロコントローラ１４０は、検知端子１２０または他の情報端子を介して、補助スイッチ４２５の閉鎖を検出する。マイクロコントローラ１４０は、工具５５に給電するために、半導体スイッチ１８０を導電状態に駆動する。
【０１０５】
この構成において、マイクロコントローラ１４０は、バッテリ４０と工具５５との間の通信ライン４４０の存在を検出することができ、短絡接続と開放接続とを識別することができる。バッテリ５０は、非バウンド化に変えること（switch debounce）、汚れた接点の検出、耐震性(vibration proofness)、最小オンおよびオフ時間などを提供するために、通信ラインインタフェース４４５を含むこともできる。
【０１０６】
同様に図２１Ｃに示されるように、バッテリ５０に含まれる回路１３０は、電動工具５５に含まれるマイクロコントローラ４２０に充電状態情報を通信することができる。この構成において、電動工具５５に含まれる回路４２０は、工具５５のハウジング上または工具５５のハウジング内に含まれるフューエルゲージ１５５ａに、バッテリの充電状態情報を表示することができる。この構成において、フューエルゲージ１５５ａは、バッテリ５０に含まれるフューエルゲージ１５５に類似することができ、同様な方法で動作することができる（例えば、自動表示モード、手動表示モードなど）。いくつかの構成において、フューエルゲージ１５５ａは、押しボタン１６０を含むことができ、示されかつ記載されたものより多いまたは少ないＬＥＤ（例えば、ＬＥＤ１７０ａ−１７０ｄ）を含むことができる。
【０１０７】
図２３に示されるように、バッテリ５０に含まれる回路１３０は、電動工具５５のような電気装置の動作を制御するために使用されることもできる。示される構成において、電動工具５５は、モータ４５０、ユーザによって作動されるトリガスイッチ４９１、速度制御回路４９２、電気クラッチ４９３、およびブレーキ４９４を含む。工具５５は、バッテリ５０の正端子１０５に接続された正端子９００と、バッテリ５０の負端子１１５に接続された負端子９０１と、バッテリ５０の２つの検知端子１２０ａおよび１２０ｂにそれぞれ接続された２つの検知端子９０２ａおよび９０２ｂも含む。別の構成において、電動工具５５およびバッテリ５０は、示されかつ記載されるより多くのまたは少ない端子を含むことができる。
【０１０８】
この構成において、回路１３０は、工具速度制御を提供することができ、ならびにバッテリパックパラメータまたは特性を監視することができる。パワーＭＯＳＦＥＴまたはスイッチ１８０は、工具５５の速度制御回路のスイッチング機能を制御することができる。この構成において、速度制御回路４９２に使用されるパワーＭＯＳＦＥＴは、電動工具５５よりむしろバッテリ５０に含まれることができる。
【０１０９】
図２４に示されるように、バッテリ５０は、また、充電器６０のような電気装置に接続されるように構成される。充電器６０は、ハウジング５００を含む。ハウジング５００は、バッテリ５０に接続される連結部５０５を提供する。連結部５０５は、バッテリ５０を充電器６０に電気接続するための１つ以上の電気デバイス端子（図示せず）を含む。充電器６０に含まれる端子は、バッテリ５０に含まれる端子とかみ合い、かつバッテリ５０から電力および情報を伝えかつ受け入れるように構成される。
【０１１０】
いくつかの構成およびいくつかの態様において、充電器６０は、また、マイクロプロセッサまたはマイクロコントローラ５１０を含む。マイクロコントローラ５１０は、バッテリ５０と充電器６０との間の電力の移送を制御する。いくつかの構成において、マイクロコントローラ５１０は、バッテリ５０と充電器６０との間の情報の伝送を制御する。いくつかの構成において、マイクロコントローラ５１０は、バッテリ５０から受信した信号に基づき、バッテリ５０の１つ以上の特性または状態を識別しかつ／または判断する。また、マイクロコントローラ５１０は、バッテリ５０の識別した特性に基づき充電器６０の動作を制御することができる。
【０１１１】
いくつかの構成およびいくつかの態様において、充電器６０は、バッテリ５０の温度に関するバッテリ５０の充電スキーマまたは充電方法に基づく。ある構成において、充電器６０は、バッテリ５０の温度を周期的に検出および監視する間に、バッテリ５０に充電電流を供給する。バッテリ５０が、マイクロプロセッサを含まないならば、充電器６０は、所定の時間の期間後、サーミスタ１５０のようなサーミスタの抵抗値を周期的に測定する。バッテリ５０が、マイクロプロセッサ１４０のようなマイクロプロセッサを含むならば、充電器６０は、１）バッテリの温度を判断するために、および／またはバッテリ温度が適切な動作範囲外にあるかどうかを判断するために、マイクロプロセッサ１４０に周期的に問合せるか、または２）バッテリ温度が適切な動作範囲にないことを示す信号を、マイクロプロセッサ１４０から受信することを待つ。
【０１１２】
いくつかの構成において、バッテリ温度が、所定の閾値を超える、または適切な動作範囲内にないとき、充電器６０は、受電電流を中断する。充電器６０は、バッテリの温度を周期的に検出するか、または監視することを継続し、またはバッテリ温度が適切な動作範囲内にあることを示す信号を、マイクロプロセッサ１４０から受信することを待つ。バッテリ温度が適切な動作範囲内にあるとき、充電器６０は、バッテリ５０に供給される充電電流を再開することができる。充電器６０は、バッテリ温度を監視することを継続し、検出されたバッテリ温度に基づき充電電流の中断および再開を継続する。いくつかの構成において、充電器６０は、所定の期間後、または現在のバッテリの充電状態が所定の閾値に達したときに充電を終了する。
【０１１３】
いくつかの構成およびいくつかの態様において、バッテリ５０および／または電動工具５５および充電器６０のような電気装置は、バッテリ５０内の非平衡なバッテリセルを検出することができる。いくつかの構成において、各バッテリセル８０ａ−８０ｅを個別に監視するより、例えばマイクロプロセッサ１４０、４２０、４９０、および／または５１０（監視マイクロプロセッサ）のようなマイクロプロセッサは、バッテリセル８０の２つのグループだけを監視し、２つのセルグループの電圧比を使用してセル非平衡を判断する。
【０１１４】
例えば、バッテリ６００は、図２５に一部が示されている。いくつかの構成において、バッテリ６００は、バッテリ５０に類似し、マイクロプロセッサ１４０を含む。別の構成において、バッテリ６００は、マイクロプロセッサを含まない。図示された構成において、バッテリ６００は、それぞれ、例えば約４Ｖのような実質的に同一の公称電圧を有する、５つのバッテリセル６０５ａ、６０５ｂ、６０５ｃ、６０５ｄ、および６０５ｅを含む。
【０１１５】
バッテリセル６０５ａ−６０５ｅは、２つのグループ６１０および６１５に構成される。グループ６１０は、バッテリセル６０５ａおよび６０５ｂを含み、グループ６１５は、バッテリセル６０５ｃ、６０５ｄ、および６０５ｅを含む。
【０１１６】
バッテリ６００は、グループ６１５にわたる電圧Ｖ６１５を提供するリードまたはタップ６２０も含む（すなわち、バッテリセル６０５ｃ、６０５ｄ、および６０５ｅの全体電圧）。バッテリセル６０５ａ−６０５ｅは、ほぼ完全に充電されると、グループ６１５の電圧Ｖ６１５は、約１２Ｖに等しい。電圧ＶＴは、バッテリセル６０５ａ−６０５ｅのすべてを横切る電圧である。バッテリセル６０５ａ−６０５ｅが、ほぼ完全に充電されると、電圧ＶＴは、約２０Ｖに等しい。
【０１１７】
監視マイクロプロセッサは、電圧Ｖ６１５およびＶＴを監視するようにプログラムされる。いくつかの構成において、監視マイクロプロセッサは、電圧Ｖ６１５およびＶＴを連続的にまたは周期的に監視し、測定された電圧Ｖ６１５とＶＴとの比Ｒを計算する。比Ｒは、式
Ｒ＝Ｖ６１５／ＶＴ
によって判断される。
【０１１８】
セル６０５ａ−６０５ｅが実質的に平衡になると、比Ｒは、ほぼ０．６に等しくなる。第１のグループ６１０の１つ以上のセルが、充電または放電の間に非平衡になったなら（すなわち、他のセルよりも低い現在の充電状態またはセル電圧を有する）、比Ｒは、０．６よりも高くなる。第２のグループ６１５の１つ以上のセルが、充電または放電の間に非平衡になったなら、比Ｒは、０．６よりも低くなる。１つのセルは第１のグループ６１０のセルで１つのセルは第２のグループ６１５のセル（例えば、セル６０５ａおよびセル６０５ｅ）である２つのセルが、充電または放電の間に非平衡になったなら、比Ｒは、０．６よりも高くなる。換言すれば、非平衡なセルが生じると、比Ｒは、０．６の平衡な比からプラスまたはマイナスに逸脱する。監視マイクロプロセッサが、セル非平衡を検出すると、すなわち、０．６の平衡比より実質的に高いまたは低い比Ｒを計算すると、バッテリ６００の動作（すなわち、充電および／または放電）は中断されるかまたは変更される。いくつかの構成およびいくつかの態様において、バッテリ６００の動作は、比Ｒが約０．５５から約０．６５の範囲内に含まれないときに、中断されるかまたは変更される。
【０１１９】
図２６および図２７は、非平衡がバッテリ６００内に発生したときの近似例と、この発生の間に、比Ｒがその平衡比からいかに逸脱するかを示すグラフである。この例において、各セル６０５ａ−６０５ｅは、約４Ｖの公称電圧を有し、比Ｒの非平衡比は、約０．６すなわち６０％である。
【０１２０】
図示された構成において、軸７００は、秒単位で時間を示し、軸７０５は、ボルトで電圧を示し、軸７１０は、ボルト／ボルトで比またはパーセンテージを示す。ライン７１５ａは、時間にわたるセル６０５ａの電圧を示し、ライン７１５ｂは、時間にわたるセル６０５ｂの電圧を示し、ライン７１５ｃは、時間にわたるセル６０５ｃの電圧を示す。ライン７１５ｄは、時間にわたるセル６０５ｄの電圧を示し、ライン７１５ｅは、時間にわたるセル６０５ｅの電圧を示し、ライン７２０は、時間にわたる比Ｒを示す。
【０１２１】
示された例において、非平衡（符号７２５でグラフに示される）が、ほぼ８６秒で発生する。非平衡７２５は、グループ６１５に含まれるセル６１５ｅによって引き起こされる。このとき（ｔ＝８６ｓ）、比７２０は、０．６の平衡比（すなわち６０％）から低減しまたは逸脱し始める。比７２０が減少するので、非平衡なセルがグループ６１５内にあることを判断することができる。比Ｒが、ほぼ９１秒で５５．０％に近づくと（符号７３０で図２８に示される）、セル６０５ｅの電圧は約１Ｖである。いくつかの構成において、監視マイクロプロセッサは、比Ｒが約５５．０％に低下したことを検出し、セル６０５ｅのさらなる放電を回避するために、バッテリ６００の動作を終了する。
【０１２２】
いくつかの構成において、監視マイクロプロセッサは、例えばマイクロプロセッサ１４０のような比に基づく監視方法を使用する代わりに、各バッテリセルの電圧を監視する。前述のように、バッテリ５０は、バッテリセル８０の電圧測定を提供するための複数の抵抗器２６０を含む。複数の抵抗器２６０は、マイクロプロセッサ１４０が、ほぼ同時に各バッテリセル８０ａ−８０ｇの電圧を測定できるように構成される。いくつかの構成において、マイクロプロセッサ１４０は、１つ以上のセル８０が、約１Ｖに達したときに、バッテリ５０内の非平衡を検出する。
【０１２３】
いくつかの構成およびいくつかの態様において、バッテリ５０または６００は、非平衡が検出されたときに、セル８０ａ−８０ｇまたは６０５ａ−６０５ｅを再び平衡にすることができる。いくつかの構成において、監視マイクロプロセッサは、平衡比Ｒがもはや許容可能な範囲内に含まれないときに、バッテリ５０または６００を無効にする（例えば、バッテリ動作を中断する、バッテリ動作を妨げるなど）。バッテリ５０または６００が無効にされた後、監視マイクロプロセッサは、セル８０ａ−８０ｅまたは６０５ａ−６０５ｅが非平衡であるかどうか（低電圧セル）を判断する。
【０１２４】
いくつかの構成において、監視マイクロプロセッサは、トランジスタ２６５ａ−２６５ｆのようなそれぞれのトランジスタを作動またはオンにし、トランジスタ２６５ａ−２６５ｆは、低い現在の充電状態ではない（すなわち、低電圧セルよりも高い現在の充電状態を有するセル）これらのセル８０ａ−８０ｇまたは６０５ａ−６０５ｅに電気接続される。監視マイクロプロセッサは、高い充電状態のセル８０ａ−８０ｇまたは６０５ａ−６０５ｅの制御された放電を開始する。例えば、監視マイクロプロセッサは、それぞれのトランジスタを介して平衡セル８０ａ−８０ｅまたは６０５ａ−６０５ｅから流れるわずかな放電電流を制御する。監視マイクロプロセッサは、制御された放電プロセスを通して、セル８０ａ−８０ｇまたは６０５ａ−６０５ｅの電圧測定を継続して行う。監視マイクロプロセッサは、セル８０ａ−８０ｇまたは６０５ａ−６０５ｅのよりも高い充電状態の現在の充電状態が、前の低い電圧セルにほぼ等しく減少したときに、制御された放電プロセスを終了する。
【０１２５】
いくつかの構成において、監視マイクロプロセッサは、例えば、フューエルゲージ１５５上のすべての点滅ＬＥＤ１７０ａ−１７０ｄのようなインジケータに給電するために、制御された放電プロセスを使用する。この構成において、例えば点滅ＬＥＤ１７０ａ−１７０ｄは、バッテリ５０または６００が無効にされていること、および／またはセル８０ａ−８０ｇまたは６０５ａ−６０５ｅを再平衡にするプロセスに現在あることを、操作者またはユーザに示す。
【０１２６】
バッテリ５０のさらなる概略図が、図２８に概略的に図示されている。いくつかの構成において、回路１３０は、例えば識別用抵抗器７５０のような電装品を含み、識別用抵抗器７５０は設定された抵抗器を有することができる。別の構成において、電装品は、コンデンサ、インダクタ、トランジスタ、半導体素子、電子回路、または抵抗値を有するあるいは例えばマイクロプロセッサ、デジタル論理構成部品のような電子信号を送ることができる他の構成部品であることができる。図示された構成において、識別用抵抗器７５０の抵抗値は、バッテリセル８０の公称電圧および化学的特性のようなバッテリ５０の特性に基づき選択されることができる。検知端子１２０は、識別用抵抗器７５０に電気接続することができる。
【０１２７】
図２８に概略的に示されるバッテリ５０は、電力を受けるまたは移送するための充電器８２０（同様に概略的に示される）のような電気装置に電気接続することができる。充電器８２０は、正端子８２５、負端子８２８、および検知端子８３０を含むことができる。充電器８２０の各端子８２０、８２８、８３０は、バッテリ５０の対応する端子１１０、１１５、１２０（それぞれ）に電気接続することができる。充電器８２０は、例えば第１の抵抗器８３５、第２の抵抗器８４０、固体電気回路または半導体８５５、コンパレータ８６０、およびプロセッサまたはマイクロコントローラ（図示せず）のような電装品を有する回路も含むことができる。いくつかの構成において、半導体８５５は、飽和または「オン」状態で動作することができ、かつカットオフまたは「オフ」状態で動作することができるトランジスタを含むことができる。いくつかの構成において、コンパレータ８６０は、専用の電圧監視装置、マイクロプロセッサ、または処理ユニットであることができる。別の構成において、コンパレータ８６０は、マイクロコントローラ（図示せず）に含まれることができる。
【０１２８】
いくつかの構成において、マイクロコントローラ（図示せず）は、識別用抵抗器７５０のようなバッテリ５０における電装品の抵抗値を識別するようにプログラムされることができる。マイクロコントローラは、例えばバッテリ５０の電池化学的性質および公称電圧のようなバッテリ５０の１つ以上の特性を判断するようにプログラムされることもできる。前述のように、識別用抵抗器７５０の抵抗値は、１つ以上のあるバッテリ特性に関連する専用の値に対応することができる。例えば、識別用抵抗器７５０の抵抗値は、バッテリ５０の化学的性質および公称電圧に対応する抵抗値の範囲に含まれることができる。
【０１２９】
いくつかの構成において、マイクロコントローラは、識別用抵抗器７５０の複数の抵抗値の範囲を認識するようにプログラムされることができる。これらの構成において、各範囲は、例えばＮｉＣｄ、ＮｉＭＨ、Ｌｉイオンのような１つの電池化学的性質に対応する。いくつかの構成において、マイクロコントローラは、それぞれ他の電池化学的性質または他のバッテリ特性に対応する、さらなる抵抗値範囲を認識することができる。
【０１３０】
いくつかの構成において、マイクロコントローラは、複数の電圧範囲を認識するようにプログラムされることができる。電圧範囲に含まれる電圧は、マイクロコントローラが、測定された電圧に基づき抵抗器７５０の値を判断することができるように、識別用抵抗器７５０の抵抗値に基づき、または識別用抵抗器７５０の抵抗値に対応することができる。
【０１３１】
いくつかの構成において、識別用抵抗器７５０の抵抗値は、バッテリ５０の各可能な公称電圧値に特有であるようにさらに選択されることができる。例えば、抵抗値のある範囲において、第１の専用の抵抗値は、２１Ｖの公称電圧に対応することができ、第２の専用の抵抗値は、１６．８Ｖの公称電圧に対応することができ、第３の専用の抵抗値は、１２．６Ｖの公称電圧に対応することができる。いくつかの構成において、それぞれ抵抗値範囲に関連するバッテリ５０の可能な公称電圧に対応する、より多くのまたはより少ない専用の抵抗値が存在することができる。
【０１３２】
例示的な実施において、バッテリ５０は、充電器８２０を電気接続する。第１のバッテリ特性を識別するために、半導体８５５は、さらなる回路（図示せず）の制御の下で「オン」状態に切り替える。半導体８５５が、「オン」状態であると、識別用抵抗器７５０ならびに抵抗器８３５および８４０は、分圧器ネットワークを作る。ネットワークは、第１の参照ポイント８７５で電圧ＶＡを確立する。抵抗器８４０の抵抗値は、抵抗器８３５の抵抗値よりかなり低いなら、電圧ＶＡは、識別用抵抗器７５０および抵抗器８４０の抵抗値に応じる。この実施において、電圧ＶＡは、識別用抵抗器７５０の抵抗値によって判断される範囲にある。マイクロコントローラ（図示せず）は、第１の参照ポイント８７５で電圧ＶＡを測定し、電圧ＶＡに基づき識別用抵抗器７５０の抵抗値を判断する。この実施において、マイクロコントローラは、バッテリ特性を判断するために、複数の電圧範囲に対して電圧ＶＡを比較する。
【０１３３】
いくつかの構成において、識別される第１のバッテリ特性は、電池化学的性質を含むことができる。例えば、１５０ｋオームよりも低い任意の抵抗値は、バッテリ５０が、ＮｉＣｄまたはＮｉＭＨの化学物質を有することを示すことができ、約１５０ｋオーム以上の任意の抵抗値は、バッテリ５０が、ＬｉまたはＬｉイオンの化学物質を有することを示すことができる。マイクロコントローラが、バッテリ５０の化学物質を判断しかつ識別すると、適切な充電アルゴリズムまたは方法が選択されることができる。別の構成において、上述の例とは異なる他の電池化学的性質にそれぞれ対応するより多くの抵抗値範囲がある。
【０１３４】
例示的な実施に続いて、第２のバッテリ特性を識別するために、半導体８５５は、さらなる回路の制御の下で「オフ」状態に切り替える。半導体８５５が、「オフ」状態に切り替わると、識別用抵抗器７５０および抵抗器８３５は、分圧器ネットワークを作る。第１の参照ポイント８７５での電圧ＶＡは、識別用抵抗器７５０および抵抗器８３５の抵抗値によって判断される。識別用抵抗器７５０の抵抗値は、第２の参照ポイント８８０での電圧ＶＢＡＴＴがバッテリ５０の公称電圧に実質的に等しいときに、第１の参照ポイント８７５で電圧ＶＡが、第３の参照ポイント８８５での電圧ＶＲＥＦに実質的に等しいように、選択される。第１の参照ポイント８７５での電圧ＶＡが、第３の参照ポイント８８５での電圧ＶＲＥＦを超えるなら、コンパレータ８６０の出力ＶＯＵＴは、状態を変える。いくつかの構成において、出力ＶＯＵＴは、充電を終了するために、または保守ルーチン、等化ルーチン、放電機能、さらなる充電スキーマのようなさらなる機能を開始するためのインジケータとして行為するために使用されることができる。いくつかの構成において、電圧ＶＲＥＦは、固定された参照電圧であることができる。
【０１３５】
いくつかの構成において、識別される第２のバッテリ特性は、バッテリ５０の公称電圧を含むことができる。例えば、識別用抵抗器７５０の抵抗値を計算するための一般式は、
【０１３６】
【数１】
2005151794.tif 000003
【０１３７】
であり、ここで、Ｒ１００は、識別用抵抗器７５０の抵抗値であり、Ｒ１３５は、抵抗器８３５の抵抗値であり、ＶＢＡＴＴは、バッテリ５０の公称電圧であり、ＶＲＥＦは、例えば２．５Ｖのような固定電圧である。例えば、Ｌｉイオン化学物質に関する抵抗値の範囲において（上記に示される）、識別用抵抗器７５０に関する約１５０ｋオームの抵抗値は、約２１Ｖの公称電圧に対応することができ、約１９４ｋオームの抵抗値は、約１６．８Ｖの公称電圧に対応することができ、約２７４．７ｋオームの抵抗値は、約１２．６Ｖの公称電圧に対応することができる。別の構成において、より多くのまたはより少ない専用の抵抗値が、さらなるまたは異なるバッテリパック公称電圧値に対応することができる。
【０１３８】
図示された構成において、識別用抵抗器７５０および第３の参照ポイント８８５の両方は、電流検知抵抗器８９０の「高い」側に配置されることができる。識別用抵抗器７５０および第３の参照ポイント８８５がこのように配置することにより、充電電流が存在するときに、ＶＡとＶＲＥＦとの間の任意の相対的な電圧変動を低減することができる。電圧変動は、識別用抵抗器７５０および第３の参照ポイント８８５がグランド８９５に対して参照され、充電電流がバッテリ５０に印加されるなら、電圧ＶＡに現れることがある。
【０１３９】
いくつかの構成において、充電器８２０は、充電制御機能を含むこともできる。前述のように、電圧ＶＡが、実質的に電圧ＶＲＥＦに等しいとき（バッテリ５０の公称電圧に等しい電圧ＶＢＡＴＴを示す）、コンパレータ８６０の出力ＶＯＵＴは、状態を変える。いくつかの構成において、充電電流は、コンパレータ８６０の出力ＶＯＵＴが状態を変えるとき、バッテリ５０にもはや供給されない。充電電流が中断されたとき、バッテリ電圧ＶＢＡＴＴは、減少始める。電圧ＶＢＡＴＴが低閾値に達すると、コンパレータ８６０の出力ＶＯＵＴが再び状態を変える。いくつかの構成において、電圧ＶＢＡＴＴの低閾値は、ヒステリシス抵抗器８９８の抵抗値によって判断される。充電電流は、コンパレータ８６０の出力ＶＯＵＴが再び状態を変えと、再確立される。いくつかの構成において、このサイクルは、マイクロコントローラによって判断されるような所定の時間に関して繰り返し、またはコンパレータ８６０になされるある状態量に関して繰り返す。いくつかの構成において、このサイクルは、バッテリ５０が充電器８２０から取り外されるまで繰り返す。
【０１４０】
いくつかの構成およびいくつかの態様において、バッテリ５０の回路１３０は、１つ以上のバッテリ特性も含むことができる。いくつかの構成において、バッテリ特性は、例えば、公称電圧およびバッテリ５０の温度を含む。回路１３０は、電子識別構成部品または識別用抵抗器９１０、温度検知デバイスまたはサーミスタ９１４、第１の電流制限装置または保護ダイオード９１８、第２の電流制限装置または保護ダイオード９２２、およびコンデンサ９２６を含む。識別用抵抗器９１０は、１つ以上のあるバッテリ特性に対応する設定された抵抗値を有する。いくつかの構成において、識別用抵抗器９１０の抵抗値は、バッテリ５０またはバッテリセル８０の公称電圧に対応する。いくつかの構成において、抵抗値は、バッテリ５０の化学物質に対応する。いくつかの構成において、抵抗値は、２つ以上のバッテリ特性に対応し、または異なるバッテリ特性に対応する。サーミスタ９１４の抵抗値は、バッテリセル８０の温度を示し、バッテリセル８０の温度が変わると変更する。検知端子９３０は、回路１３０に電気接続する。
【０１４１】
図２９に概略的に示されるバッテリ５０は、充電器９４２（同様に概略的に示される）のような電気装置を電気接続する。充電器９４２は、正端子９４６、負端子９５０、および検知端子９５４を含む。図２８に図示されたバッテリ５０および充電器８２０と同様の方法で、バッテリ５０の正端子９３４、負端子９３８、および検知端子９３０は、それぞれ充電器９４２の正端子９４６、負端子９５０、および検知端子９５４に電気接続する。充電器９４２は、制御装置、プロセッサ、マイクロコントローラまたはコントローラ９５８のような制御回路、および電装品または抵抗器９６２も含む。
【０１４２】
バッテリ５０および充電器９４２の動作は、図２９および図３０Ａ〜図３０Ｂを参照して論述される。いくつかの構成において、バッテリ５０が充電器９４２と電気接続し、コンデンサ９２６が初期的に放電されると、コントローラ９５８は、第１の参照ポイント９６４で、電圧ＶＡをほぼ第１の閾値に増大する。いくつかの構成において、第１の閾値は約５Ｖである。図３０Ａに示されるように、コントローラ９５８は、ほぼ時間Ｔ１で電圧ＶＡを第１の閾値に増大する。
【０１４３】
第１の閾値は、第１の参照ポイント９４６で加えられるとき、第１の電流経路は、バッテリ５０および充電器９４２内で確立される。第１の電流経路は、抵抗器９６２、コンデンサ９２６、第１のダイオード９１８、および識別用抵抗器９１０を含む。電圧ＶＡが、ほぼ第１の閾値に上昇すると、コントローラ９５８は、第２の参照ポイント９６６で電圧ＶＯＵＴを測定する。第２の参照ポイント９６６で電圧ＶＯＵＴは、識別用抵抗器９１０、抵抗器９６２、およびダイオード９１８を横切る前方電圧低下で構成される電圧分割ネットワークによって判断される電圧に迅速に上昇する。いくつかの構成において、電圧ＶＯＵＴは、ほぼ０Ｖから電圧ＶＡよりわずかに低いまでの範囲である。図３０Ｂに示されるように、電圧ＶＯＵＴにおける上昇は、ほぼ時間Ｔ２で生じ、コントローラ９５８は、ほぼ時間Ｔ２でまたはわずかに時間Ｔ２後で、電圧ＶＯＵＴを測定する。いくつかの構成において、時間Ｔ２は、ほぼ時間Ｔ１に等しい。いくつかの構成において、時間Ｔ２は、ほぼ時間Ｔ１の直後で発生する。時間Ｔ２は、測定における公差に基づき後であることができる。
【０１４４】
ある構成において、コントローラ９５８によって測定される電圧ＶＯＵＴは、識別用抵抗器９１０に関する抵抗値に対応する。その抵抗値は、バッテリ５０の公称電圧に対応する。いくつかの構成において、識別用抵抗器９１０の抵抗値が減少すると、電圧ＶＯＵＴも減少する。
【０１４５】
図示された構成において、電圧ＶＯＵＴは、コンデンサ９２６が完全に充電されると、最終的にほぼ電圧ＶＡに上昇する。コンデンサ９２６が完全に充電される後で、コントローラ９５８は、第１の参照ポイント９６４で、電圧ＶＡを第２の閾値に減少する。いくつかの構成において、第２の閾値はほぼ０Ｖである。図３０Ａに示されるように、コントローラ９５８は、ほぼ時間Ｔ３で、電圧ＶＡを第２の閾値に低減する。
【０１４６】
第２の閾値は、第１の参照ポイント９６４で加えられるとき、第２の電流経路が、バッテリ５０および充電器９４２内に確立される。第２の電流経路は、抵抗器９６２、コンデンサ９２６、第２のダイオード９２２、およびサーミスタ９１４を含む。電圧ＶＡが、ほぼ第２の閾値に低下すると、コントローラ９５８は、第２の参照ポイント９６６で電圧ＶＯＵＴを測定する。第２の参照ポイント９６６で電圧ＶＯＵＴは、サーミスタ９１４、抵抗器９６２、およびダイオード９２２を横切る前方電圧低下で構成される電圧分割ネットワークによって判断される電圧に迅速に低下する。いくつかの構成において、電圧ＶＯＵＴは、ほぼ０Ｖから電圧ＶＡよりわずかに低いまでの範囲である。図３０Ｂに示されるように、電圧ＶＯＵＴにおける低下は、ほぼ時間Ｔ４で生じ、コントローラ９５８は、ほぼ時間Ｔ４でまたはわずかに時間Ｔ４後で、電圧ＶＯＵＴを測定する。いくつかの構成において、時間Ｔ４は、ほぼ時間Ｔ３に等しい。いくつかの構成において、時間Ｔ４は、ほぼ時間Ｔ３の直後で発生する。時間Ｔ４は、測定における公差に基づき後であることができる。
【０１４７】
ある構成において、時間Ｔ４でコントローラ９５８によって測定された電圧ＶＯＵＴは、サーミスタ９１４に関する抵抗値に対応する。その抵抗値は、バッテリ５０の温度に対応する。いくつかの構成において、サーミスタ９１４の抵抗値が減少すると、電圧ＶＯＵＴは増加する。
【０１４８】
いくつかの構成において、コンデンサ９２６は、ＤＣ遮断機能を備える。コンデンサ９２６は、存在する充電器（例えば、ＬｉまたはＬｉイオン化学物質のような新たな電動工具電池化学的性質を認識しない、およびそのような新たな化学物質に関する必要な対応する充電アルゴリズムを有さない充電器など）が、回路１３０を有するバッテリパックを充電することを妨げる。
【０１４９】
存在する電動工具用バッテリ９６８は、図３１に概略的に図示され、バッテリ９７０のさらなる構成が、図３２に概略的に図示される。図３１〜図３４を参照すると、他のバッテリ充電システムは、両方のバッテリ９６８および９７０、存在する充電器９７２（図３３に示される）、および本発明の態様を実現する充電器９７４（図３４に示される）を含む。
【０１５０】
図３１を参照すると、存在するバッテリ９６８は、それぞれ化学物質を有し、かつ公称電圧を提供する１つ以上のバッテリセル９７６を含む。一般に、バッテリセル９７６の化学物質は、鉛酸、ＮｉＣｄ、またはＮｉＭＨである。バッテリセル９７６は、正端子９７８および負端子９８０を含む。正端子９８２は、セル９７６の正端子９７８を電気接続し、負端子９８４は、セル９７６の負端子９８０を電気接続する。
【０１５１】
バッテリ９６８は、電気装置またはサーミスタ９８６も含む。サーミスタ９８６の抵抗値は、バッテリセル９７６の温度を示し、バッテリセル９７６の温度が変わると変わる。いくつかの構成において、サーミスタ９８６の抵抗値は、抵抗値の第１の範囲に含まれる。存在する充電器９７２は、この第１の範囲内でサーミスタ９８６の抵抗値を識別することができ、存在するバッテリ９６８に応じて変わる。例えば、この抵抗値の第１の範囲は、ほぼ１３０ｋオーム以下の抵抗値を含む。サーミスタ９８６の抵抗値は、抵抗値の第１の範囲に含まれないなら、存在する充電器９７２は、存在するバッテリ９６８を充電できない。存在するバッテリ９６８は、サーミスタ９８６に電気接続された検知端子９８８も含む。
【０１５２】
図３２に示されるように、バッテリ９７０は、それぞれ化学物質を有し、かつバッテリ９７０の公称電圧を備える１つ以上のバッテリセル９９０を含む。一般に、バッテリセル９９０の化学物質は、例えばＬｉ、Ｌｉイオン、または他のＬｉベース化学物質を含む。バッテリセル９９０は、正端子９９２および負端子９９３を含む。正端子９９４は、セル９９０の正端子９９２を電気接続し、負端子９９５は、セル９９０の負端子９９３を電気接続する。
【０１５３】
バッテリ９７０は、２つの検知端子９９６および９９７も含む。第１の検知端子９９６は、第１の電装品または識別用抵抗器９９８を電気接続し、第２の検知端子９９７は、第２の電装品または温度検知デバイスすなわちサーミスタ９９９を電気接続する。いくつかの構成において、識別用抵抗器９９８の抵抗値は、存在する充電器９７２によって識別されることができる第１の抵抗値の範囲に含まれない。例えば、識別用抵抗器９９８の抵抗値は、ほぼ１５０ｋオーム以上である。サーミスタ９８６の抵抗値は、バッテリセル９９０の温度を示し、バッテリセル９９０の温度が変わったときに変わる。
【０１５４】
図３４に示されるように、ほとんどの構成において、充電器９７４は、正端子１００１、負端子１００２、第１の検知端子１００３、および第２の検知端子１００４を含む。充電器９７４の第１の検知端子１００３は、バッテリ９７０の第１の検知端子９９６、または存在するバッテリ９６８の検知端子９８８のいずれかを電気接続する。
【０１５５】
図３３に示されるように、いくつかの構成において、存在する充電器９７２は、正端子１００５、負端子１００６、および検知端子１００７を含む。存在する充電器９７２の検知端子１００７は、バッテリ９７０の第１の検知端子９９６、または存在するバッテリ９６８の検知端子９８８のいずれかを電気接続する。
【０１５６】
存在するバッテリ９６８が、充電器９７４を電気接続すると、充電器９７４の第２の検知端子１００４は、任意のバッテリ端子を電気接続しない。いくつかの構成において、新たな充電器９７４に含まれる制御装置、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、またはコントローラ１００８は、第１の検知端子１００３を介してサーミスタ９８６の抵抗値を判断し、ＮｉＣｄまたはＮｉＭＨ化学物質を有するとしてバッテリ９６８を識別する。コントローラ１００８は、バッテリ９６８の化学物質および温度に基づき存在するバッテリ９６８に関する適切な充電方法またはアルゴリズムを選択する。充電器９７４は、応じて存在するバッテリ９６８を充電する。
【０１５７】
バッテリ９７０は、充電器９７４を電気接続するとき、充電器９７４の第２の検知端子１００４は、バッテリ９７０の第２の検知端子９９７を電気接続する。いくつかの構成において、コントローラ１００８は、識別用抵抗器９９８の抵抗値を判断し、例えば、Ｌｉ、Ｌｉイオン、または他のＬｉベース化学物質を有するとしてバッテリ９７０を識別する。例えば、識別用抵抗器９９８に関するほぼ１５０ｋオーム以上の抵抗値は、Ｌｉ、Ｌｉイオン、または他のＬｉベース化学物質に対応する。
【０１５８】
いくつかの構成において、識別用抵抗器９９８の抵抗値は、バッテリ９７０の公称電圧に基づきさらに選択される。例えば、識別用抵抗器９９８に関するほぼ１５０ｋオーム以上の抵抗値は、バッテリ９７０が、約２１Ｖの公称電圧を有することを示す。約３００ｋオームの抵抗値は、約１６．８Ｖの公称電圧に対応することができ、約４５０ｋオームの抵抗値は、約１２．６Ｖの公称電圧に対応することができる。いくつかの構成において、識別用抵抗器９９８の抵抗値が増加するとき、バッテリ９７０の公称電圧は低下する。いくつかの構成において、コントローラ１００８は、サーミスタ３８５の抵抗値も判断する。コントローラ１００８は、その化学物質、公称電圧、および／または温度に基づき、バッテリ９７０に関する適切な充電方法またはアルゴリズムを選択する。充電器９７４は、応じてバッテリ９７０を充電する。
【０１５９】
存在するバッテリ９６８が、存在する充電器９７２に電気接続されると、充電器９７２の検知端子１００７は、存在するバッテリ９６８の検知端子９８８を電気接続する。いくつかの構成において、存在する充電器９７２に含まれるマイクロコントローラ１００９は、サーミスタ９８６の抵抗値を判断し、サーミスタ９８６の抵抗値が、第１の抵抗値の範囲に含まれるなら、ＮｉＣｄまたはＮｉＭＨ化学物質を有するとしてバッテリ９６８を識別する。存在する充電器９７２は、バッテリ９６８の抵抗値に基づき存在するバッテリ９６８の温度を判断し、その温度に基づきバッテリ９６８に関する適切な充電方法またはアルゴリズムを選択する。存在する充電器９７２は、応じて存在するバッテリ９６８を充電する。
【０１６０】
存在するバッテリ９７０が、存在する充電器９７２に電気接続されると、存在する充電器９７２の検知端子１００７は、バッテリ９７０の第１の検知端子９９６を電気接続する。バッテリ９７０の第２の検知端子９９７は、存在する充電器９７２のどの充電器端子にも電気接続されない。いくつかの構成において、マイクロコントローラ１００９は、識別用抵抗器９９８の抵抗値を判断する。いくつかの構成において、識別用抵抗器９９８の抵抗値が、マイクロコントローラ１００９によって認識される第１の抵抗値の範囲に含まれない。マイクロコントローラ１００９が、バッテリ９７０を識別できないので、存在する充電器９７２は、充電方法またはアルゴリズムを実施できない。充電器９７２は、存在する充電器９７２によって充電されることを電気的に妨げられ、または「ロックアウト（閉塞)」される。
【０１６１】
本発明の態様を実現する他のバッテリ１０３０は、図３５〜図３７、図４０〜図４１、図４８Ａ、図４９〜図５２に図示される。バッテリ１０３０は、図１〜図５に図示されるバッテリ５０に類似することができる。例えば、バッテリ１０３０は、電動工具１０３４を選択して給電するために、例えばコードレス電動工具１０３４（図４８Ａに示される）のような電気装置または機器に接続可能である。バッテリ１０３０は、電動工具１０３４から取り外されることができ、充電器１０３８によって再充電可能である（図４０〜図４４に示される）。
【０１６２】
図３５〜図３７に示されるように、バッテリ１０３０は、ハウジング１０４２、およびハウジング１０４２によって支持される少なくとも１つの再充電可能なバッテリセル１０４６（図４１に概略的に図示される）を含むことができる。図示された構成において、バッテリ１０３０は、直列に接続された５つの約３．６Ｖのバッテリセル１０４６（１つが示されている）を含む１８Ｖのバッテリパックであることができ、または直列に接続された５つの約４．２Ｖのバッテリセル１０４６（１つが示されている）を含む２１Ｖのバッテリパックであることができる。他の構成（示されていない）において、バッテリ１０３０は、電子機器に給電するために、例えば、９．６Ｖ、１２Ｖ、１４．４Ｖ、２４Ｖ、２８Ｖなど他の公称電圧を有することができ、充電器１０３８によって充電されることができる。他の構成（示されていない）において、バッテリセル１０４６は、異なる公称セル電圧を有することができ、および／または例えば並列または並列／直列の組合せのような他の構成で接続されることができることは、理解されるべきである。
【０１６３】
バッテリセル１０４６は、例えば、ニッケルカドニウム（ＮｉＣｄ）、ニッケル水素化金属（ＮｉＭＨ）、リチウム（Ｌｉ）、リチウムイオン（Ｌｉイオン）、他のＬｉベースの化学物質、他の再充電可能なバッテリセル化学物質のような任意の再充電可能なバッテリセル化学物質のタイプであることができる。図示された構成において、バッテリセル１０４６は、Ｌｉイオンバッテリセルである。
【０１６４】
ハウジング１０４２は、電動工具１０３４または充電器１０３８のような電気装置にバッテリ１０３０を支持する支持部分１０５０を提供することができる。図示された構成において、支持部分１０５０は、電気装置の相補的なＴ形状断面支持部分に接続可能なＣ形状断面（図３７を参照）を提供することができる。図３５〜図３７に示されるように、支持部分１０５０は、支持軸１０５８に沿って延在し、かつ溝１０６２を画定するレール１０５４を含むことができる。中間リッジ１０６６は、電気装置支持部分の表面と係合するように提供されることもできる。リセス（凹所、収納部）１０７０（図３５〜図３６を参照）は、リッジ１０６６が側方に外側に延在される部分１０７２を有するように、リッジ１０６６で画定されることができる。
【０１６５】
バッテリ１０３０は、例えば電動工具１０３４のような電気装置および／または充電器１０３８に、バッテリ１０３０を固定するように動作することができる固定アセンブリ１０７４も含む（図３５〜図３７を参照）ことができる。いくつかの構成において、固定アセンブリ１０７４は、係止部材１０７８を含むことができ、係止部材１０７８は、電気装置にバッテリ１０３０を固定するために、係止部材１０７８が電気装置に対応する係止部材に係合する固定された位置と、固定されていない位置との間で可動である。固定アセンブリ１０７４は、固定された位置と固定されていない位置との間で係止部材１０７８を移動するためのアクチュエータ１０８２を含むこともできる。バイアス部材（図示せず）は、固定された位置に向かって係止部材１０７８をバイアスすることができる。
【０１６６】
バッテリ１０３０は、バッテリセル１０４６を電気装置における回路に電気接続するように動作可能である端子アセンブリ１０８６を含む（図３５〜図３９および図４１参照）こともできる。端子アセンブリ１０８６は、ハウジング１０４２によって提供される端子ハウジング１０９０を含む（図３５〜図３７）ことができる。図示された構成において、およびいくつかの態様において、窓または開口１０９４は、端子ハウジング１０９０に提供されることができる。端子アセンブリ１０８６は、正バッテリ端子１０９８、グラウンド端子１１０２、第１の検知端子１１０６、および第２の検知端子１１１０を含む（図３５、図３７〜図３９、および図４１）ことができる。図４１に概略的に図示されるように、端子１０９８および１１０２は、セルの反対側端部または一連のセル１０４６に接続される。
【０１６７】
検知端子１１０６および１１１０は、バッテリ１０３０の回路で接続される、それぞれ電装品１１１４および１１１８に接続されることができる。検知端子１１０６および１１１０は、電気装置にバッテリ１０３０に関する情報を通信することができる。例えば、検知端子１１０６に接続された電装品１１１４のような１つの電装品は、例えばバッテリセル１０４６の化学的性質、バッテリ１０３０の公称電圧のようなバッテリ１０３０の特性の識別を通信するために、抵抗器のような識別構成部品であることができる。検知端子１１１０に接続された電装品１１１８のような他の電装品は、バッテリ１０３０および／またはバッテリセル１０４６の温度を通信するために温度検知デバイスまたはサーミスタであることができる。
【０１６８】
別の構成において、電装品１１１４および１１１８は、例えばマイクロプロセッサ、コントローラ、デジタル論理構成部品のような電子信号を発生することができる他の適切な電装品であることができ、または電装品１１１４および１１１８は、例えば抵抗器、コンデンサ、インダクタ、ダイオードのような他の適切な受動電子部品であることができる。
【０１６９】
他の構成（図示せず）において、電装品１１１４および１１１８は、他のタイプの電装品であることができ、バッテリ１０３０に関するおよび／またはバッテリセル１０４６の他の特性または情報を通信することができることを理解すべきである。電装品１１１４および１１１８に関して使用される「通信」および「通信する」とは、電装品１１１４および／または１１１８の状況または状態を判断することができる、センサまたは装置によって検知される状況または状態を有するか、またはセンサまたは装置によって検知される状況または状態である電装品１１１４および／または１１１８を包含することもできる。
【０１７０】
図３９に示されるように、端子１０９８、１１０２、および１１０６は、実質的に互いに並列であるそれぞれの面Ｐ１、Ｐ２、およびＰ３に向けられることができる。端子１１１０は、面Ｐ４に向けられることができ、面Ｐ４は、他の面Ｐ１、Ｐ２、およびＰ３の少なくとも１つに非平行であるように向けられ、図示された構成において、他の面Ｐ１、Ｐ２、およびＰ３のすべてに非平行であるように向けられる。１つの構成において、面Ｐ４は、面Ｐ１、Ｐ２、およびＰ３に垂直であることができる。端子１０９８、１１０２、１１０６、および１１１０は、それぞれ軸Ａ１、Ａ２、Ａ３、およびＡ４に沿って延在することができ、図示された構成において、端子軸Ａ１、Ａ２、Ａ３、およびＡ４は、支持軸１０５８に平行（図３５および図３７を参照）である。
【０１７１】
図４０〜図４４に示されるように、本発明の態様を実現する充電器１０３８は、バッテリ１０３０に接続可能であり（図４０に示されるように）、バッテリ１０３０を充電するように動作可能である。充電器１０３８は、充電器ハウジング１１２２と、ハウジング１１２２によって支持され、かつ電源（図示せず）に接続可能な充電回路１１２６（図４１に概略的に図示される）とを含むことができる。充電回路１１２６は、バッテリ１０３０の端子アセンブリ１０８６（図４１に概略的に図示される）に接続可能であり、バッテリセル１０４６を充電するために、バッテリ１０３０に電力を伝送するように動作可能である。
【０１７２】
いくつかの構成およびいくつかの態様において、充電回路１１２６は、参照によって本明細書に組み込まれる、２００２年９月２４日に発行された特許文献１、および２００１年４月２４日に発行された特許文献２に記載される方法と同様な方法で、バッテリ１０３０を充電するために動作することができる。別の構成において、充電回路１１２６は、参照によってその全体が本明細書に組み込まれる、２００３年１月１７日に出願された米国特許出願第６０／４４０６９２号の明細書に記載される方法と同様な方法で、バッテリ１０３０を充電するために動作することができる。
【０１７３】
図４２〜図４４に示されるように、ハウジング１１２２は、バッテリ１０３０を支持するバッテリ支持部分１１３０を提供することができる。支持部分１１３０は、バッテリ１０３０の支持部分１０５０のＣ形状断面に対して相補的であることができる、一般にＴ形状断面を有する（図４２を参照）ことができる。支持部分１１３０は、支持軸１１３８に沿って延在し、かつ溝１１４２を画定するレール１１３４を含むことができる（図４２〜図４４参照）。支持部分１１３０は、リッジ１０６６と係合可能である表面１１４６を含むこともできる。
【０１７４】
突出部またはリブ１１５０は、表面１１４６から延在することができる。バッテリ１０３０が、支持部材１１３０上に配置されると、係止部材１０７８を固定位置に維持するために、リブ１１５０は一般に係止部材１０７８と側方に整列されることができる。一構成において、リブ１１５０は、リブ１１５０が、バッテリ１０３０が充電器１０３８に接続されることを防ぐバッテリ１０３０の支持部材１０５０にリッジ１０６６と係合しないことを確実にするように低くされる。
【０１７５】
充電器１０３８は、充電回路１１２６をバッテリ１０３０の端子アセンブリ１０８６（図４１に概略的に図示されるような）に電気接続するように動作可能である端子アセンブリ１１５４も含む（図４１〜図４７）ことができる。図４２〜図４４、および図４６〜図４７に示されるように、端子アセンブリ１１５４は、支持部材１１３０によって提供される端子ハウジング１１５８を含むことができる。端子アセンブリ１１５４は、正端子１１６２、負端子１１６６、第１の検知端子１１７０、および第２の検知端子１１７４を含む（図４１〜図４７を参照）ことができる。充電器端子１１６２、１１６６、１１７０、および１１７４は、それぞれバッテリ端子１０９８、１１０２、１１０６、および１１１０に接続されることができる（図４１に概略的に図示されるように）。
【０１７６】
充電器端子１１６２、１１６６、１１７０、および１１７４は、充電回路１１２６に接続されることができる。充電回路１１２６は、バッテリ１０３０の充電を制御するマイクロコントローラ１１７８を含むことができる。コントローラ１１７８は、例えば、バッテリ１０３０の公称電圧、バッテリセル１０４６の化学的性質、バッテリ１０３０および／またはバッテリセル１０４６の温度のようなバッテリ１０３０の１つ以上の特性および／または状態を識別するために、バッテリ１０３０の電装品１１１４および１１１８の状況または状態を通信するか、または検知するように動作可能である。コントローラ１１７８によって行われた判断に基づいて、コントローラ１１７８は、適切にバッテリ１０３０を充電するように充電回路１１２６を制御することができる。
【０１７７】
図３５、図３７〜図３９に示されるように、バッテリ端子１０９８、１１０２、および１１０６は、雄ブレード端子であることができる。図４２に示されるように、充電器端子１１６２、１１６６、および１１７０は、雄ブレード端子１０９８、１１０２、および１１０６を受けるように動作可能である雌端子であることができる。バッテリ端子１１１０（図３５〜図３９を参照）および充電器端子１１７４（図４２〜図４４を参照）は、カンチレバーばねタイプの係合を提供することができる。図示された構成（図４２〜図４４を参照）において、充電器端子１１７４は、スライド係合およびバッテリ端子１１１０との接触を提供するために、支持軸１１３８に一般に垂直方向に延在することができる。
【０１７８】
バッテリ１０３０は、工具１０３４に給電するために、例えば電動工具１０３４（図４８Ａに示される）のような電子機器に接続されることができる。電動工具１０３４は、バッテリ１０３０によって選択的に給電される電子モータ１１８４（概略的に図示される）を支持するハウジング１１８２を含む。ハウジング１１８２は、バッテリ１０３０が支持されることができる支持部材１１８６を提供する（図４８Ｂを参照）ことができる。支持部材１１８６は、バッテリ１０３０の支持部分１０５０のＣ形状断面に対して相補的であることができる、一般にＴ形状断面を有することができる。支持部材１１８６は、係止部材１０７８が、電動工具１０３４にバッテリ１０３０を固定するように係合されることができる係止リセス１１８８（１つが示される）も画定することができる。
【０１７９】
電動工具１０３４は、パワーが、バッテリ１０３０から電動工具１０３４へ伝送可能であるように、バッテリ１０３０の端子アセンブリ１０８６に接続可能である端子アセンブリ１１９０（図４８Ｂに部分的に示される）も含むことができる。図示された構成において、端子アセンブリ１１９０は、それぞれバッテリ１０３０の端子１０９８および１１０２に接続される、正端子１１９４および負端子１１９８を含むことができる。
【０１８０】
別の構成において（図示せず）、例えば、バッテリ１０３０の１つ以上の特性および／またはバッテリ１０３０の状態のようなバッテリ１０３０に関する情報が、電動工具１０３４によって通信されまたは検知されることができるように、端子アセンブリ１１９０は、検知端子１１０６および／または１１１０に接続されることができるさらなる端子（図示せず）を含むことができることを理解すべきである。そのような構成において、電動工具１０３４は、バッテリ１０３０に関する通信されたまたは検知された情報を判断し、この情報に基づき電動工具１０３４の動作を制御するコントローラ（図示せず）を含むことができる。
【０１８１】
本発明の態様を実現するバッテリ１０３０Ａの代わりの構成が、図５３〜図５６に図示される。共通の要素は、同一の参照符号「Ａ」によって識別される。
【０１８２】
図５３〜図５６に示されるように、バッテリ１０３０Ａは、１つ以上のセル（示されていないがセル１０４６に類似する）を支持するハウジング１０４２Ａを含むことができる。バッテリ１０３０Ａは、一般にＣ形状断面を有する（図５６を参照）支持部分１０５０Ａを含むことができる。Ｃ形状断面は、充電器１０３８の支持部分１１３０に対して（図４２を参照）、およびバッテリ１０３０Ａが充電器１０３８および電動工具１０３４に接続可能であるように、電動工具１０３４の支持部分１１８６に対して（図４８Ｂを参照）相補的であることができる。
【０１８３】
図５３〜図５６に示されるように、支持部分１０５０Ａは、リッジ１０６６Ａを含むことができる。図５５に示されるように、リッジ１０６６Ａは、側方に外側に延在される部分１０７２Ａを提供するように、一側面（図５５における下側面）にさらに延在することができる。
【０１８４】
いくつかの構成およびいくつかの態様に対して、バッテリ１０３０Ａのさらなる独立特性、および動作が、より詳細に上記された。
【０１８５】
バッテリ１０３０Ａが、充電器１０３８の支持部分１１３０に配置されると、低いリブ１１５０（図４２に示される）は、バッテリ１０３０Ａが充電器１０３８に接続されることを防ぐように、バッテリ１０３０Ａの支持部分１０５０Ａ上のリッジ１０６６Ａの延在された部分１０７２Ａと係合しない（図５５を参照）。
【０１８６】
図５７〜図６１は、従来技術のバッテリ１２３０を図示する。バッテリ１２３０は、ハウジング１２４２と、ハウジング１２４２によって支持される少なくとも１つの再充電可能なバッテリセル１２４６（図６１に概略的に図示される）とを含むことができる。図示された構成において、バッテリ１２３０は、直列に接続された１５個の約１．２Ｖのバッテリセル１２４６を含む、１８Ｖのバッテリパックである。別の構成において（図示せず）、バッテリ１２３０は、電子機器に給電するために例えば９．６Ｖ、１２Ｖ、１４．４Ｖ、２４Ｖのような他の公称電圧を有することができ、充電器１０３８によって充電されることができる。別の構成において（図示せず）、バッテリセル１２４６は、異なる公称セル電圧を有することができ、かつ／または、例えば並列、または並列直列の組合せのような他の構成で接続されることができることは理解されるべきである。バッテリセル１２４６は、例えばＮｉＣｄまたはＮｉＭＨのような再充電可能なバッテリセル化学物質のタイプであることができる。
【０１８７】
図５７〜図６０に示されるように、ハウジング１２４２は、電動工具１０３４（図４８に示される）または充電器１０３８（図４２に示される）のような電気装置にバッテリ１２３０を支持する支持部分１２５０を提供することができる。図示された構成において、支持部分１２５０は、電気装置に相補的なＴ形状断面の支持部分に接続されることができるＣ形状断面を提供する（図６０を参照）ことができる（電動工具１０３４上の支持部分１１８６（図４８Ｂに示される）、および／または充電器１０３８上のバッテリ支持部分１１３０（図４２に示される））。図５７〜図６０に示されるように、支持部分１２５０は、支持軸１２５８に沿って延在し、かつ溝１２６２を画定するレール１２５４を含むことができ、中間リッジ１２６６は、電気装置支持部分の表面と係合するために提供されることができる。リッジ１２６６は、実質的に線形であり、中断されない側面１２７２を有することができる。リッジ１２６６は、側方に外側に延在する部分を提供しない（（図３６に示される）バッテリ１０３０の延在する部分１０７２、または（図５５に示される）バッテリ１０３０Ａの延在する部分１０７２Ａと同様に）。
【０１８８】
バッテリ１２３０は、例えば電動工具１０３４（図４８Ａに示される）のような電気装置および／または充電器に、バッテリ１２３０を固定するように動作することができる固定アセンブリ１２７４も含む（図５７〜図６０を参照）ことができる。固定アセンブリ１２７４は、係止部材１２７８を含むことができ（図５７〜図６０に示される）、係止部材１２７８は、電気装置（電動工具１０３４上の固定アセンブリ１１８８）にバッテリ１２３０を固定するために、係止部材１２７８が電気装置に対応する係止部材に係合する固定された位置と、固定されていない位置との間で可動である。固定アセンブリ１２７４は、固定された位置と固定されていない位置との間で係止部材１２７８を移動するためのアクチュエータ１２８２を含むこともできる。バイアス部材（図示せず）は、固定された位置に向かって係止部材１２７８をバイアスすることができる。
【０１８９】
バッテリ１２３０は、バッテリセル１２４６を電気装置における回路に電気接続するように動作可能である端子アセンブリ１２８６を含む（図５８および図６０参照）こともできる。端子アセンブリ１２８６は、ハウジング１２４２によって提供される端子ハウジング１２９０を含むことができる。端子アセンブリ１２８６は、正バッテリ端子１２９８、グラウンド端子１３０２、および検知端子１３０６を含むことができる。図５８および図６０に示されるように、端子１２９８、１３０２、および１３０６は、実質的に互いに平行である面に向けられることができ、支持軸１２５８に平行なそれぞれの軸に沿って延在することができる。
【０１９０】
図６１に概略的に図示されるように、端子１２９８および１３０２は、セルの反対側縁部または一連のセル１２４６に接続されることができる。検知端子１３０６は、バッテリ１２３０の回路に接続される電装品１３１４に接続されることができる。図示された構成において、電装品１３１４は、バッテリ１２３０および／またはバッテリセル１２４６の温度を通信するための温度検知デバイスまたはサーミスタであることができる。
【０１９１】
図６１に概略的に図示されるように、バッテリ１２３０は、充電器１０３８に接続されることができ、充電器１０３８は、バッテリ１２３０を充電するように動作可能である。バッテリ端子１２９８、１３０２、および１３０６は、それぞれ３つの充電器端子１１６２、１１６６、および１１７０に接続可能である。マイクロコントローラ１１７８は、バッテリ１２３０を識別することができ（またはバッテリ１２３０が、バッテリ１０３０でないかまたはバッテリ１０３０Ａでないかを判断する）、バッテリ１２３０の温度を検知するために、電装品１３１４またはサーミスタの状態を識別することができる。マイクロコントローラ１１７８は、バッテリ１２３０の充電を制御することができる。
【０１９２】
バッテリ１２３０は、充電器１０３８の支持部分１１３０上に支持されることができる。リブ１１５０（図４２に示される）は、バッテリ１２３０が、充電器１０３８に接続されることを防がないように、バッテリ１２３０の支持部分１２５０（図５７〜図６０に示される）上のリッジ１２６６と係合しないことがある。
【０１９３】
バッテリ１２３０は、電動工具１０３４に給電するために、例えば電動工具１０３４（図４８Ａに示される）のような電子機器を接続されることができる。バッテリ１２３０は、電動工具１０３４の支持部材１１８６（図４８Ｂに示される）上に支持されることができ、モータ１１８４に給電するためにモータ１１８４（図４８Ａに概略的に図示される）に接続されることができる。
【０１９４】
図６２〜図６５は、他の充電器１３３８を図示する。充電器１３３８は、充電器ハウジング１３４２と、ハウジング１３４２によって支持され、かつ電源（図示せず）に接続可能な充電回路１３４６（図６５に概略的に図示される）とを含むことができる。充電回路１３４６は、バッテリ１２３０の端子アセンブリ１２８６に接続されることができ、バッテリセル１２４６を充電するために、電力をバッテリ１２３０に伝送するように動作されることができる。
【０１９５】
図６２〜図６４に示されるように、ハウジング１３４２は、バッテリ１２３０を支持するバッテリ支持部分１３５０を提供することができる。支持部分１３５０は、（図６０に示される）バッテリ１２３０の支持部分１２５０のＣ形状断面に対して相補的であることができる、一般にＴ形状断面を有する（図６２を参照）ことができる。支持部分１３５０は、支持軸１３５８に沿って延在し、かつ溝１３６２を画定するレール１３５４を含むことができる（図６２〜図６４参照）。支持部分１３５０は、リッジ１２６６と係合可能である表面１３６６を含むこともできる。
【０１９６】
突出部またはリブ１３７０は、表面１３６６から延在することができる。リブ１３７０は、充電器１０３８の表面１１４６から延在するリブ１１５０（図４３〜図４４を参照）より、表面１３６６からさらに延在することができる。バッテリ１２３０が、支持部材１３５０上に支持されると、バッテリ１２３０が充電器１３３８に接続可能であるように、リブ１３７０はリッジ１２６６の側方縁部に沿って（図５９を参照）スライドすることができる。バッテリ１２３０のリッジ１２６６は、バッテリ１０３０のリッジ１０６６より（図３６を参照）側方向においてより狭くあることができ、延在する部分１０７２を含まないことができる。
【０１９７】
図６２〜図６５に示されるように、充電器１３３８は、充電回路１３４６をバッテリ１２３０の端子アセンブリ１２８６に電気接続するように動作できる端子アセンブリ１３７４を含むことができる。端子アセンブリ１３７４は、支持部分１３５０によって提供される端子アセンブリ１３７８を含むことができる（図６２〜図６４を参照）。端子アセンブリ１３７４は、正端子１３８２、負端子１３８６、および検知端子１３９０を含むこともできる。図６５に概略的に図示されるように、充電器端子１３８２、１３８６、および１３９０は、それぞれバッテリ端子１２９８、１３０２、および１３０６に接続されることができる。
【０１９８】
充電回路１３４６は、バッテリ１２３０の充電を制御するマイクロコントローラ１３９４を含むことができる。コントローラ１３９４は、電装品１３１４またはサーミスタの状態を検知することによって、バッテリ１２３０の温度を判断することができる。コントローラ１３９４によってなされる判断に基づいて、コントローラ１３９４は、バッテリ１２３０を適切に充電するように、充電回路１３４６を制御することができる。
【０１９９】
例示的な実施において、ユーザが、バッテリ１０３０を充電器１３３８に接続しようと試みると、上方に延在したリブ１３７０（図６２に示される）のような充電器１３３８の一部は、バッテリ１０３０が充電器１３３８に接続されることを防ぐことができる。バッテリ１０３０が、支持部分１３５０上に配置されると、バッテリ１０３０が充電器１３３８に完全に接続されること防ぐように、リブ１３７０は、（図３６に示される）バッテリ１０３０の支持部分１０５０のリッジ１０６６の側方により広く延在した部分１０７２と係合する。バッテリ１０３０の端子アセンブリ１０８６が、充電器１３３８の端子アセンブリ１３７４に接続できないように、リブ１３７０は、支持部分１３５０上に配置される。
【０２００】
いくつかの態様において、本発明は、バッテリ１０３０または１０３０Ａのようなバッテリ、および／またはさらなる通信または検知経路を有する充電器１０３８のような充電器を提供する。いくつかの態様において、本発明は、バッテリ１０３０または１０３０Ａのようなさらなる通信または検知経路を有するバッテリパックを充電することができる、充電器１０３８のような充電器と、バッテリ１２３０のようなさらなる通信または検知経路を有さないバッテリとを提供する。いくつかの態様において、本発明は、バッテリ１０３０または１０３０Ａのようなバッテリが、存在する充電器１３３８のような充電器に接続されることを防ぐ「機械的ロットアウト」を提供し、一方、バッテリ１０３０または１０３０Ａのようなバッテリは、電動工具１０３４のような対応し存在する電気装置とともに使用されることができる。
【０２０１】
図６９に示されるように、バッテリ５０は、作動可能なバッテリセル４４８０を含むこともできる。バッテリ５０に含まれる１つの以上のセル４４８０で故障が発生すると、作動可能なセル４４８０は、グループまたはパッケージ４４８５として取替えられることができる。図６９に示されるように、セル４４８０は、ともにまとめられることができ、かつプラスチックカバー４４９０で包まれることができる。パッケージ４４８５は、その一部が図７０に示される、バッテリ５０のハウジング６５に挿入されることができる。
【０２０２】
図６９〜図７０を参照すると、パッケージ４４８５は、ハウジング６５のエンドキャップ４４９５内に配置される。適切な電気リード（図示せず）は、正端子１１０、負端子１１５、および回路１３０（例えば、スイッチ１８０、マイクロコントローラ１４０など）と、セル４４８０との間で接続される。
【０２０３】
別の構成において（図７１に示される）、作動可能なセル４４２０は、端子ブロック１０５（および正端子１１０、負端子１１５、および検知端子１２０）とともに、単一のパッケージ４５００にまとめられる。図７１に示されるように、セル４４８０は、導電ストラップまたはリンク１００でともに接続される。第１のセル４４８０ａは、また、正端子１２０に接続される。
【０２０４】
セル４４８０は、プラスチックカバーまたは適切な絶縁ハウジング４５０５で包まれる。ハウジング４５０５（概略的に図示される）は、端子ブロック１０５を露出する。パッケージ４５００は、同様に、マイクロコントローラ１４０および半導体スイッチ１８０のような回路１３０（図７０には図示せず）と、セル４４８０および端子ブロック１０５との間に電気接続を確立するためのいくつかの電気コネクタ４５１０を含む。一構成において、パッケージ４５００は、正端子１１０をマイクロコントローラ１４０の正入力に接続する第１のコネクタ４５１５と、検知端子１２０をマイクロコントローラ１４０の検知入力に接続する第２のコネクタ４５２０とを含む。この構成において、パッケージ４５００は、また、負端子１１５を半導体スイッチ１８０のドレイン１９５に接続する第３のコネクタ４５２５と、半導体スイッチ１８０のソース１９０を最後のバッテリセル４４８０ｅの負端子９５に接続する第４のコネクタ４５３０とを含む。
【０２０５】
この構成において、パッケージ４５００は、セル４４８０と端子ブロック１０５との間に電力接続を提供しかつ確立する。パッケージ４５００は、回路１３０（例えば、半導体スイッチ１８０、マイクロコントローラ１４０など）を含むハウジング６５内に配置される。
【０２０６】
上述されかつ図で示された構成は、例示だけとして示され、本発明の概念および原理を制限するものではない。そのように、要素における様々な変形およびそれらの構成および配置は、特許請求の範囲の各請求項に記載された本発明の範囲を逸脱することなく可能であることは、当業者には理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【０２０７】
【図１】バッテリの斜視図である。
【図２】他のバッテリの斜視図である。
【図３】さらなるバッテリの斜視図である。
【図４】電動工具のような第１の電気装置とともに使用する、図３に示されるバッテリのようなバッテリの斜視図である。
【図５】電動工具のような第２の電気装置とともに使用する、図３に示されるバッテリのようなバッテリの概略図である。
【図６Ａ】図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリの概略図である。
【図６Ｂ】図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリの他の概略図である。
【図６Ｃ】図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリのさらなる概略図である。
【図６Ｄ】図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリのさらなる他の概略図である。
【図７】図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリのさらなる他の概略図である。
【図８】図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリのさらなる他の概略図である。
【図９】図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリのさらなる他の概略図である。
【図１０】図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリのさらなる他の概略図である。
【図１１Ａ】図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリのさらなる他の斜視図である。
【図１１Ｂ】図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリのさらなる他の概略図である。
【図１１Ｃ】図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリのさらなる他の概略図である。
【図１１Ｄ】図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリのさらなる他の概略図である。
【図１１Ｅ】図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリのさらなる他の概略図である。
【図１１Ｆ】図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリのさらなる他の概略図である。
【図１２Ａ】図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリのさらなる他の概略図である。
【図１２Ｂ】図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリのさらなる他の概略図である。
【図１２Ｃ】図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリのさらなる他の概略図である。
【図１３Ａ】いくつかの部分が取り除かれ、ＦＥＴおよび放熱板を示す、図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリの部分の斜視図である。
【図１３Ｂ】図１３Ａに示されるバッテリの部分の平面図である。
【図１３Ｃ】いくつかの部分が取り除かれ、バッテリ内のＦＥＴ、放熱板、および電気接続を示す、図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリの部分の斜視図である。
【図１４Ａ】図１３Ａに示されるバッテリのいくつかの部分を含む図である。
【図１４Ｂ】図１３Ａに示されるバッテリのいくつかの部分を含む図である。
【図１４Ｃ】図１３Ａに示されるバッテリのいくつかの部分を含む図である。
【図１４Ｄ】図１３Ａに示されるバッテリのいくつかの部分を含む図である。
【図１４Ｅ】図１３Ａに示されるバッテリのいくつかの部分を含む図である。
【図１５】いくつかの部分が取り除かれ、ＦＥＴおよび放熱板を示す、図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリの部分の斜視図である。
【図１６】いくつかの部分が取り除かれ、ＦＥＴおよび放熱板を示す、図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリの部分の他の斜視図である。
【図１７】相変化物質を含むバッテリの代わりの構成の部分の断面斜視図である。
【図１８】相変化物質および放熱板を含むバッテリの他の代わりの構成の部分の断面図である。
【図１９】相変化物質および放熱板を含むバッテリのさらに他の代わりの構成の部分の断面図である。
【図２０Ａ】いくつかの部分が取り除かれた、図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリの部分の断面斜視図である。
【図２０Ｂ】いくつかの部分が取り除かれた、図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリの部分の断面斜視図である。
【図２１Ａ】電動工具のような電気装置とともに使用する、図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリの概略図である。
【図２１Ｂ】電動工具のような電気装置とともに使用する、図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリの概略図である。
【図２１Ｃ】電動工具のような電気装置とともに使用する、図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリの概略図である。
【図２２】電動工具のような電気装置とともに使用する、図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリの他の概略図である。
【図２３】電動工具のような電気装置とともに使用する、図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリのさらに他の概略図である。
【図２４】充電器のような他の電気装置とともに使用する、図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリの側面図である。
【図２５】図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリの部分概略図である。
【図２６】セル電圧および時間にわたるセル電圧の比を示すグラフである。
【図２７】セル電圧および時間にわたるセル電圧の比を示すグラフである。
【図２８】バッテリ充電システムの構成の概略図である。
【図２９】バッテリ充電システムの他の構成の概略図である。
【図３０Ａ】図２９に示されるようなバッテリ充電システムの動作を示す図である。
【図３０Ｂ】図２９に示されるようなバッテリ充電システムの動作を示す図である。
【図３１】従来のバッテリの概略図である。
【図３２】バッテリ充電システムのさらなる構成に含まれるバッテリの概略図である。
【図３３】従来の充電器の概略図である。
【図３４】さらなる含まれる充電器の概略図である。
【図３５】バッテリの斜視図である。
【図３６】図３５に示されるバッテリの上面図である。
【図３７】図３５に示されるバッテリの背面図である。
【図３８】図３５に示されるバッテリの端子アセンブリの背面斜視図である。
【図３９】図３５に示されるバッテリの端子アセンブリの前面斜視図である。
【図４０】図３５に示されるバッテリおよび充電器のような電装品の側面図である。
【図４１】バッテリおよび図４０に示される充電器の概略図である。
【図４２】図４０に示される充電器の斜視図である。
【図４３】図４０に示される充電器の他の斜視図である。
【図４４】図４０に示される充電器の上面図である。
【図４５】図４０に示される充電器の端子アセンブリの斜視図である。
【図４６】図４０に示される充電器のハウジングの内側部分の斜視図である。
【図４７】充電器の端子アセンブリを示す、図４６に示される充電器の部分の拡大斜視図である。
【図４８Ａ】図３５に示されるバッテリとともに使用する、電動工具のような電気装置の斜視図である。
【図４８Ｂ】図４８Ａに示される電動工具の支持部分の斜視図である。
【図４９】図３５に示されるバッテリの右側面図である。
【図５０】図３５に示されるバッテリの左側面図である。
【図５１】図３５に示されるバッテリの前面図である。
【図５２】図３５に示されるバッテリの底面図である。
【図５３】バッテリの代わりの構成の前面斜視図である。
【図５４】図５３に示されるバッテリの後面斜視図である。
【図５５】図５３に示されるバッテリの上面図である。
【図５６】図５３に示されるバッテリの背面図である。
【図５７】従来技術のバッテリの前面斜視図である。
【図５８】図５７に示されるバッテリの背面斜視図である。
【図５９】図５７に示されるバッテリの上面図である。
【図６０】図５７に示されるバッテリの背面図である。
【図６１】図５７に示される従来技術のバッテリ、および図４０に示される充電器の概略図である。
【図６２】従来技術の充電器の斜視図である。
【図６３】図６２に示される充電器の側面図である。
【図６４】図６２に示される充電器の他の図である。
【図６５】図５７に示される従来技術のバッテリ、および図６２に示される従来技術の充電器の概略図である。
【図６６】図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリの稼動の第１のモードのグラフ表示の図である。
【図６７】図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリの稼動の第２のモードのグラフ表示の図である。
【図６８】電動工具のような電気装置とともに使用する、図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリの他の概略図である。
【図６９】図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリの部分の斜視図である。
【図７０】図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリの他の部分の斜視図である。
【図７１】図１から図３に示されるバッテリの１つのようなバッテリのさらなる部分の斜視図である。
【符号の説明】
【０２０８】
５０  バッテリパックまたはバッテリ（電池）
５５  電動工具
５６  丸型（円形）のこぎり
５８  ドライバドリル
６０  充電器
６５  ハウジング
７０  端子サポート
８０  バッテリセル
８０ａ〜８０ｇ  バッテリセル
９０  正端子
１００  導電リンクまたはストラップ
１０５  端子ブロック
１１０  正端子
１１５  負端子
１２０  検知端子
１３０  回路
１４０  マイクロプロセッサ（マイクロコントローラ）
１４５  プリント基板
１５０  サーミスタ
１５５  フューエルゲージ
１５９  ハウジングの側面
１６０  押しボタンスイッチ
１６１  ハウジングの底面
１６２  ハウジング６５の背面
１７０ａ〜１７０ｄ  ＬＥＤ
１７１  昇圧回路
１７１ａ〜１７１ｆ  昇圧回路
１７２  バッテリセル
１７３  昇圧機構
１７４  コンデンサ
１７５  トランジスタまたはスイッチ
１７６ａ〜１７６ｆ  入力
１７７  出力
１７８  コンデンサ
１７９  低電圧入力
１８０  パワー電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）（半導体スイッチ）
１８５  トランジスタ
１９０  ソース
１９５  ドレイン
２１０  ボディダイオード
２１５  スイッチ
２２０  第１の位置
２２５  負荷
２３０  方向
２３５  第２の位置
２４０  方向
２５０  回路
２２０６  第１のモード
２２０８  バッテリ電圧
２２１０、２２２０、２２２５、２２３０、２２４５、２２５０  時点
２２３４  第２のモード
２２５５、２２６０、２２６５  時点
２５９  電圧検出回路
２６０  抵抗器
２６０ａ−２６０ｄ  抵抗器
２６５トランジスタ  
２６５ａ〜２６５ｆ  トランジスタ
２７０  トランジスタ
２７３  電圧レギュレータ（電圧調整器、電圧安定器）
２７５  放熱板
３００  相変化物質
３０５  バッテリセルの外面
３２０  内筒部分
３２５  外筒部分
３３５  空間
３３０  径方向リブ
３４０  クッション部材または「バンパー」
３４５  バッテリハウジングの内面
３５０  エンドキャップ
４００  ハウジング
４０５  連結部
４２０  バッテリの放電プロセスを制御するための回路（マイクロプロセッサ）
４２５  補助スイッチまたは補助コンタクト
４３０  端子
４３２  正端子
４３４  負端子
４３５  負端子
４３８  モータ
４４０  検知端子
４４５  通信ラインインタフェース
４５０  モータ
４７０  ファンまたはブロア
４８０  出口通風孔（孔）
４８５  モータ
４９０  マイクロプロセッサ
４９１  トリガスイッチ
４９２  速度制御回路
４９３  電気クラッチ
４９４  ブレーキ
５１０  マイクロコントローラ（監視マイクロプロセッサ）
６００  バッテリ
６０５ａ〜６０５ｅ  バッテリセル
６１０、６１５  グループ
７００、７０５、７１０  軸
７１５ａ〜７１５ｅ  ライン
７２０  ライン
７２５  非平衡
７５０  識別用抵抗器
８２０  充電器
８２５  正端子
８２８  負端子
８３０  検知端子
８３５  第１の抵抗器
８４０  第２の抵抗器
８５５  固体電気回路または半導体
８６０  コンパレータ
８７５  第１の参照ポイント
８８０  第２の参照ポイント
８８５  第３の参照ポイント
８９０  電流検知抵抗器
８９５  グランド
９００  正端子
９０１  負端子
９１０  識別用抵抗器
９１４  温度検知デバイスまたはサーミスタ
９１８  第１の電流制限装置または保護ダイオード
９２２  第２の電流制限装置または保護ダイオード
９２６  コンデンサ
９３０  検知端子
９３４  正端子
９３８  負端子
９４２  充電器
９４６  正端子
９５０  負端子
９５４  検知端子
９５８  制御回路(コントローラ)
９６２  電装品または抵抗器
９６４  第１の参照ポイント
９６２  抵抗器
９６６  第２の参照ポイント
９６８  電動工具用バッテリ
９７０  バッテリ
９７２  充電器
９７４  充電器
９７６  バッテリセル
９７８  正端子
９８０  負端子
９８２  正端子
９８４  負端子
９８６  電気装置またはサーミスタ
９８８  検知端子
９９０  バッテリセル
９９２  正端子
９９３  負端子
９９４  正端子
９９５  負端子
９９６,９９７  検知端子
９９８  第１の電装品または識別用抵抗器
９９９  第２の電装品または温度検知デバイスすなわちサーミスタ
１００１  正端子
１００２  負端子
１００３  第１の検知端子
１００４  第２の検知端子
１００５  正端子
１００６  負端子
１００７  検知端子
１００８  コントローラ
１００９  マイクロコントローラ
１０３０  バッテリ
１０３４  コードレス電動工具
１０３８  電気装置および／または充電器
１０４２  ハウジング
１０４６  バッテリセル
１０５０  支持部分
１０５４  レール
１０５８  支持軸
１０６２  溝
１０６６  中間リッジ
１０７０  リセス（凹所、収納部）
１０７２  外側に延在される部分
１０７４  固定アセンブリ
１０７８  係止部材
１０８２  アクチュエータ
１０８６  端子アセンブリ
１０９０  端子ハウジング
１０９４  窓または開口
１０９８  正バッテリ端子
１１０２  グラウンド端子
１１０６  第１の検知端子
１１１０  第２の検知端子
１１１４、１１１８  電装品
１１２２  充電器ハウジング
１１２６  充電回路
１１３０  バッテリ支持部分
１１３４  レール
１１３８  支持軸
１１４２  溝
１１４６  表面
１１５０  突出部またはリブ
１１５４  端子アセンブリ
１１５８  端子ハウジング
１１６２  正端子
１１６６  負端子
１１７０  第１の検知端子
１１７４  第２の検知端子
１１７８  コントローラ
１１８２  ハウジング
１１８４  電子モータ
１１８６  支持部材
１１８８  係止リセス
１１９０  端子アセンブリ
１１９４  正端子
１１９８  負端子
１２３０  バッテリ
１２４２  ハウジング
１２４６  バッテリセル
１２５０  支持部分
１２５４  レール
１２５８  支持軸１２５８
１２６２  溝
１２６６  中間リッジ
１２７４  固定アセンブリ
１２７８  係止部材
１２８２  アクチュエータ
１２８６  端子アセンブリ
１２９０  端子ハウジング
１２９８  正バッテリ端子
１３０２  グラウンド端子
１３０６  検知端子
１３１４  電装品
１３３８  充電器
１３４２  充電器ハウジング
１３４６  充電回路
１３５０  バッテリ支持部分
１３５４  レール
１３５８  支持軸
１３６２  溝
１３６６  表面
１３７０  突出部またはリブ
１３７４  端子アセンブリ
１３７８  端子アセンブリ
１３８２  正端子
１３８６  負端子
１３９０  検知端子
１３９４  マイクロコントローラ
４４２０  セル
４４８０  第１のバッテリセル
４４８５  グループまたはパッケージ
４４９５  エンドキャップ
４５００  単一のパッケージ
４５０５  絶縁ハウジング
４５１０  電気コネクタ
４５１５  第１のコネクタ
４５２０  第２のコネクタ
４５２５  第３のコネクタ
４５３０  第４のコネクタ
【図１】
2005151794.tif 000004
【図２】
2005151794.tif 000005
【図３】
2005151794.tif 000006
【図４】
2005151794.tif 000007
【図５】
2005151794.tif 000008
【図６Ａ】
2005151794.tif 000009
【図６Ｂ】
2005151794.tif 000010
【図６Ｃ】
2005151794.tif 000011
【図６Ｄ】
2005151794.tif 000012
【図７】
2005151794.tif 000013
【図８】
2005151794.tif 000014
【図９】
2005151794.tif 000015
【図１０】
2005151794.tif 000016
【図１１Ａ】
2005151794.tif 000017
【図１１Ｂ】
2005151794.tif 000018
【図１１Ｃ】
2005151794.tif 000019
【図１１Ｄ】
2005151794.tif 000020
【図１１Ｅ】
2005151794.tif 000021
【図１１Ｆ】
2005151794.tif 000022
【図１２Ａ】
2005151794.tif 000023
【図１２Ｂ】
2005151794.tif 000024
【図１２Ｃ】
2005151794.tif 000025
【図１３Ａ】
2005151794.tif 000026
【図１３Ｂ】
2005151794.tif 000027
【図１３Ｃ】
2005151794.tif 000028
【図１４Ａ】
2005151794.tif 000029
【図１４Ｂ】
2005151794.tif 000030
【図１４Ｃ】
2005151794.tif 000031
【図１４Ｄ】
2005151794.tif 000032
【図１４Ｅ】
2005151794.tif 000033
【図１５】
2005151794.tif 000034
【図１６】
2005151794.tif 000035
【図１７】
2005151794.tif 000036
【図１８】
2005151794.tif 000037
【図１９】
2005151794.tif 000038
【図２０Ａ】
2005151794.tif 000039
【図２０Ｂ】
2005151794.tif 000040
【図２１Ａ】
2005151794.tif 000041
【図２１Ｂ】
2005151794.tif 000042
【図２１Ｃ】
2005151794.tif 000043
【図２２】
2005151794.tif 000044
【図２３】
2005151794.tif 000045
【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０Ａ】
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【図３０Ｂ】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８Ａ】
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【図４８Ｂ】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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【図５５】
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【図５６】
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【図５７】
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【図５８】
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【図５９】
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【図６０】
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【図６１】
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【図６２】
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【図６３】
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【図６４】
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【図６５】
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【図６６】
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【図６７】
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【図６８】
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【図６９】
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【図７０】
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【図７１】
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【外国語明細書】
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