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電動工具用バッテリーにおける異常検出時の制御フロー

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電動工具用バッテリーにおける異常検出時の制御フロー

電動工具用バッテリーにおける異常検出時の制御フローをご紹介します。 これはBMS(バッテリーマネジメントシステム)が、異常を検知した瞬間から安全停止に至るまでに何を判断し、どう制御するかを追った流れです。

🔁 異常検出時の制御フロー

🔹【Step 1】常時監視状態

BMSは動作中、以下をリアルタイム監視しています。
・各セルの電圧
・バッテリーの温度
・出力・充電時の電流値
・充電・出力の通信状態

🔹【Step 2】異常検出トリガー(いずれかに該当)

検知項目 代表的な異常値の目安
セル過充電 > 4.25V
セル過放電 < 2.5V
過電流 工具仕様以上(例:30A超)
温度異常 > 60℃(BMS or セル温度)
短絡 抵抗 0Ωに近い/突発電流検出

🔹【Step 3】異常種別の分類と初動対応

異常種別 初期対応
セル電圧異常 該当セルを遮断/バランス制御開始
過電流 出力MOSFETを強制遮断(シャットダウン)
温度異常 放電・充電を一時停止、冷却待機
短絡/急激な電流 即時遮断(安全ヒューズ作動の場合も)

🔹【Step 4】異常継続時間の判定と状態保持

・一時的異常(短時間)→ 復帰処理待機状態へ
・長時間または複数回繰り返し検出 → 保護モードへ遷移
例 温度が5秒以上異常 → 強制停止&LED点滅で通知

🔹【Step 5】通知・通信処理

・LED点灯/点滅パターンで異常コード表示
高機能BMSでは
・工具本体に異常信号を送信 → 出力抑制/動作拒否
・スマホアプリや専用診断ツールへ通知(BT搭載機のみ)

🔹【Step 6】復帰条件の判定

状況 処理
温度が安全範囲内に戻る 放電・充電再開
一時的電圧異常解消 自動バランス後再開
過電流・短絡継続 永続遮断 → ユーザー介入必要(再起動不可)

✅ まとめ

BMSの異常制御フローは、単なるON/OFFではなく、 多段階的に判断・遮断・通知・再判定を繰り返す「安全アルゴリズム」です。 これにより、電動工具の誤動作や火災事故を未然に防ぐ役割を果たしています。

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