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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024045174
(43)【公開日】2024-04-02
(54)【発明の名称】ガスエンジン代替装置のためのバッテリ構成
(51)【国際特許分類】
H02J 7/00 20060101AFI20240326BHJP
【ＦＩ】
H02J7/00 302C
H02J7/00 302D
H02J7/00 X
H02J7/00 A
【審査請求】有
【請求項の数】73
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2024000262
(22)【出願日】2024-01-04
(62)【分割の表示】P 2022534668の分割
【原出願日】2020-12-08
(31)【優先権主張番号】62/945,697
(32)【優先日】2019-12-09
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】598073073
【氏名又は名称】ミルウォーキー エレクトリック ツール コーポレイション
(74)【代理人】
【識別番号】100107766
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠重
(74)【代理人】
【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
(74)【代理人】
【識別番号】100135079
【弁理士】
【氏名又は名称】宮崎 修
(72)【発明者】
【氏名】スプレイグ、コナー、ピー．
(72)【発明者】
【氏名】グランツァー、エヴァン、エム．
(72)【発明者】
【氏名】コーラー、ジョン、イー．
(72)【発明者】
【氏名】ギャラガー、パトリック、ディー．
(57)【要約】 （修正有）
【課題】稼働時間を増加させるバッテリ駆動のガスエンジン代替装置を提供する。
【解決手段】ガスエンジン代替装置１０は、ハウジングと、ハウジングに接続された第１のバッテリパック及び第２のバッテリパックと、ハウジング内のモータ３６と、モータ３６と第１のバッテリパック及び第２のバッテリパックに結合され、且つモータ３６を駆動するパワースイッチング回路網３１０と、パワースイッチング回路網３１０に結合されたモータ３６を駆動するために、パワースイッチング回路網３１０に対して第１のバッテリパック及び第２のバッテリパックを順次放電させるように構成された電子プロセッサ３０２と、を備える。
【選択図】図９
【解決手段】ガスエンジン代替装置１０は、ハウジングと、ハウジングに接続された第１のバッテリパック及び第２のバッテリパックと、ハウジング内のモータ３６と、モータ３６と第１のバッテリパック及び第２のバッテリパックに結合され、且つモータ３６を駆動するパワースイッチング回路網３１０と、パワースイッチング回路網３１０に結合されたモータ３６を駆動するために、パワースイッチング回路網３１０に対して第１のバッテリパック及び第２のバッテリパックを順次放電させるように構成された電子プロセッサ３０２と、を備える。
【選択図】図９
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ハウジングと、
前記ハウジングに提供された第１のバッテリレセプタクル及び第２のバッテリレセプタクルと、
前記第１のバッテリレセプタクルに受け入れられた第１のバッテリパックと、
前記第２のバッテリレセプタクルに受け入れられた第２のバッテリパックと、
前記ハウジング内のモータと、
前記モータ、前記第１のバッテリパック及び前記第２のバッテリパックに接続されたパワースイッチング回路網と、
前記パワースイッチング回路網に前記第１のバッテリパックを接続するように構成された第１のスイッチと、
前記パワースイッチング回路網に前記第２のバッテリパックを接続するように構成された第２のスイッチと、
前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ及び前記パワースイッチング回路網に接続された電子プロセッサであって、
前記第１のスイッチを使用して、前記パワースイッチング回路網に前記第１のバッテリパックを接続することと、
前記第１のバッテリパックの充電状態が所定の閾値未満であるか否かを判定することと、
前記第１のバッテリパックの前記充電状態が前記所定の閾値未満である場合、
前記第２のスイッチを使用して、前記パワースイッチング回路網に前記第２のバッテリパックを接続することと、
前記第１のスイッチを使用して、前記パワースイッチング回路網から前記第１のバッテリパックを切断することと
を行うように構成された電子プロセッサと、
を含む、
ガスエンジン代替装置。
前記ハウジングに提供された第１のバッテリレセプタクル及び第２のバッテリレセプタクルと、
前記第１のバッテリレセプタクルに受け入れられた第１のバッテリパックと、
前記第２のバッテリレセプタクルに受け入れられた第２のバッテリパックと、
前記ハウジング内のモータと、
前記モータ、前記第１のバッテリパック及び前記第２のバッテリパックに接続されたパワースイッチング回路網と、
前記パワースイッチング回路網に前記第１のバッテリパックを接続するように構成された第１のスイッチと、
前記パワースイッチング回路網に前記第２のバッテリパックを接続するように構成された第２のスイッチと、
前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ及び前記パワースイッチング回路網に接続された電子プロセッサであって、
前記第１のスイッチを使用して、前記パワースイッチング回路網に前記第１のバッテリパックを接続することと、
前記第１のバッテリパックの充電状態が所定の閾値未満であるか否かを判定することと、
前記第１のバッテリパックの前記充電状態が前記所定の閾値未満である場合、
前記第２のスイッチを使用して、前記パワースイッチング回路網に前記第２のバッテリパックを接続することと、
前記第１のスイッチを使用して、前記パワースイッチング回路網から前記第１のバッテリパックを切断することと
を行うように構成された電子プロセッサと、
を含む、
ガスエンジン代替装置。
【請求項2】
前記第１のバッテリレセプタクルは、前記ハウジングの上面と前記ハウジングの第１の側面との間に延び、
前記第２のバッテリレセプタクルは、前記ハウジングの前記上面と第２の側面との間に延び、及び
前記第２の側面は、前記第１の側面の反対側にある、
請求項１に記載のガスエンジン代替装置。
前記第２のバッテリレセプタクルは、前記ハウジングの前記上面と第２の側面との間に延び、及び
前記第２の側面は、前記第１の側面の反対側にある、
請求項１に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項3】
前記第１のバッテリレセプタクルは、前記第１のバッテリパックが前記ガスエンジン代替装置の上部から摺動されて、前記第１のバッテリレセプタクルに受け入れられるように構成される、請求項２に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項4】
前記第１のバッテリパックの一部分は、前記第１のバッテリレセプタクルに受け入れられたとき、前記ハウジングの前記上面と前記第１の側面との交差部分の外側に突出する、請求項２に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項5】
前記ハウジングの上部に提供され、且つ前記第１のバッテリパックの前記一部分を支持するように延びる支持部を更に含む、請求項４に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項6】
前記ハウジングに提供され、且つ前記ハウジングの前記第１の側面から前記第２の側面まで延びる第１のハンドル及び第２のハンドルを更に含み、
前記第１のバッテリレセプタクルは、前記第１の側面上で前記第１のハンドルと前記第２のハンドルとの間にあり、及び前記第２のバッテリレセプタクルは、前記第２の側面上で前記第１のハンドルと前記第２のハンドルとの間にある、
請求項２に記載のガスエンジン代替装置。
前記第１のバッテリレセプタクルは、前記第１の側面上で前記第１のハンドルと前記第２のハンドルとの間にあり、及び前記第２のバッテリレセプタクルは、前記第２の側面上で前記第１のハンドルと前記第２のハンドルとの間にある、
請求項２に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項7】
前記モータから前記第１のバッテリパックに伝達される振動を抑制するために前記第１のバッテリレセプタクル上に配置されたエラストマー部材を更に含む、請求項１に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項8】
前記電子プロセッサは、
前記第１のバッテリパックの接続状態の第１の指示を提供することであって、接続状態の前記第１の指示は、前記第１のバッテリパックが前記ガスエンジン代替装置によって放電されているか否かを示す、提供することと、
前記第２のバッテリパックの接続状態の第２の指示を提供することであって、接続状態の前記第２の指示は、前記第２のバッテリパックが前記ガスエンジン代替装置によって放電されているか否かを示す、提供することと、 を行うように更に構成される、
請求項１に記載のガスエンジン代替装置。
前記第１のバッテリパックの接続状態の第１の指示を提供することであって、接続状態の前記第１の指示は、前記第１のバッテリパックが前記ガスエンジン代替装置によって放電されているか否かを示す、提供することと、
前記第２のバッテリパックの接続状態の第２の指示を提供することであって、接続状態の前記第２の指示は、前記第２のバッテリパックが前記ガスエンジン代替装置によって放電されているか否かを示す、提供することと、 を行うように更に構成される、
請求項１に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項9】
前記第１のバッテリパックを充電するように構成されたオンボード充電回路であって、前記第１のバッテリパックは、充電スイッチを通して前記オンボード充電回路に接続される、オンボード充電回路を更に含む、請求項１に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項10】
前記ハウジングに提供され、且つ前記オンボード充電回路に充電電力を提供するように構成された電源コードを更に含む、請求項９に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項11】
前記電子プロセッサは、前記第１のスイッチ及び前記充電スイッチに接続され、且つ
前記モータを動作させるために、前記パワースイッチング回路網に前記第１のバッテリパックを接続することと、
前記第１のバッテリパックを充電するために、前記オンボード充電回路に前記第１のバッテリパックを接続することと、
を行うように更に構成される、
請求項９に記載のガスエンジン代替装置。
前記モータを動作させるために、前記パワースイッチング回路網に前記第１のバッテリパックを接続することと、
前記第１のバッテリパックを充電するために、前記オンボード充電回路に前記第１のバッテリパックを接続することと、
を行うように更に構成される、
請求項９に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項12】
前記第１のバッテリパックは、少なくとも８０ボルトの公称電圧を有する、請求項１に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項13】
前記ハウジングの側面から突出し、且つ前記モータからトルクを受け取る動力取出シャフトを更に含む、請求項１に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項14】
前記ハウジングの前記側面に提供されたフランジであって、前記動力取出シャフトは、前記フランジから突出する、フランジを更に含む、請求項１３に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項15】
前記フランジは、前記ガスエンジン代替装置によって駆動される動力機器の第２のボルトパターンと整列するように構成された第１のボルトパターンを含む、請求項１４に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項16】
中間取り付け部材は、前記フランジと、前記ガスエンジン代替装置によって駆動される動力機器との間に配置されるように構成される、請求項１４に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項17】
ガスエンジン代替装置の稼働時間を増加させるための方法であって、前記ガスエンジン代替装置は、第１のスイッチを通してパワースイッチング回路網に接続された第１のバッテリパックと、第２のスイッチを通して前記パワースイッチング回路網に接続された第２のバッテリパックとを含み、前記方法は、
前記第１のスイッチを使用して、前記パワースイッチング回路網に前記第１のバッテリパックを接続することと、
前記ガスエンジン代替装置の電子プロセッサを使用して、前記第１のバッテリパックの充電状態が所定の閾値未満であるか否かを判定することと、
前記第１のバッテリパックの前記充電状態が前記所定の閾値未満である場合、
前記パワースイッチング回路網に前記第２のバッテリパックを接続することと、
前記パワースイッチング回路網から前記第１のバッテリパックを切断することと、
を含む、
方法。
前記第１のスイッチを使用して、前記パワースイッチング回路網に前記第１のバッテリパックを接続することと、
前記ガスエンジン代替装置の電子プロセッサを使用して、前記第１のバッテリパックの充電状態が所定の閾値未満であるか否かを判定することと、
前記第１のバッテリパックの前記充電状態が前記所定の閾値未満である場合、
前記パワースイッチング回路網に前記第２のバッテリパックを接続することと、
前記パワースイッチング回路網から前記第１のバッテリパックを切断することと、
を含む、
方法。
【請求項18】
前記第１のバッテリパックの接続状態の第１の指示を提供することであって、接続状態の前記第１の指示は、前記第１のバッテリパックが前記ガスエンジン代替装置によって放電されているか否かを示す、提供することと、
前記第２のバッテリパックの接続状態の第２の指示を提供することであって、接続状態の前記第２の指示は、前記第２のバッテリパックが前記ガスエンジン代替装置によって放電されているか否かを示す、提供することと、
を更に含む、
請求項１７に記載の方法。
前記第２のバッテリパックの接続状態の第２の指示を提供することであって、接続状態の前記第２の指示は、前記第２のバッテリパックが前記ガスエンジン代替装置によって放電されているか否かを示す、提供することと、
を更に含む、
請求項１７に記載の方法。
【請求項19】
前記第１のバッテリパックは、充電スイッチを通してオンボード充電回路に接続される、請求項１７に記載の方法。
【請求項20】
前記ガスエンジン代替装置のモータを動作させるために、前記第１のスイッチを使用して、前記パワースイッチング回路網に前記第１のバッテリパックを接続することと、
前記第１のバッテリパックを充電するために、前記充電スイッチを使用して、前記オンボード充電回路に前記第１のバッテリパックを接続することと、
を更に含む、
請求項１９に記載の方法。
前記第１のバッテリパックを充電するために、前記充電スイッチを使用して、前記オンボード充電回路に前記第１のバッテリパックを接続することと、
を更に含む、
請求項１９に記載の方法。
【請求項21】
前記第１のバッテリパックは、少なくとも８０ボルトの公称電圧を有する、請求項１７に記載の方法。
【請求項22】
ハウジングと、
前記ハウジングに提供されたバッテリレセプタクル及びモジュールポートと、
前記バッテリレセプタクルに受け入れられるように構成された第１のバッテリパックと、
前記モジュールポートに接続されたバッテリモジュールであって、第２のバッテリパックは、前記バッテリモジュールに受け入れられるように構成される、バッテリモジュールと、
前記ハウジング内のモータと、
前記モータ、前記第１のバッテリパック及び前記モジュールポートに接続されたパワースイッチング回路網と、
前記パワースイッチング回路網に前記第１のバッテリパックを接続するように構成された第１のスイッチと、
前記パワースイッチング回路網に前記モジュールポートを接続するように構成された第２のスイッチと、
前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ及び前記パワースイッチング回路網に接続された電子プロセッサであって、
前記第１のスイッチを使用して、前記パワースイッチング回路網に前記第１のバッテリパックを接続することと、
前記第１のバッテリパックの充電状態が所定の閾値未満であるか否かを判定することと、
前記第１のバッテリパックの前記充電状態が前記所定の閾値未満である場合、
前記第２のスイッチを使用して、前記パワースイッチング回路網に前記モジュールポートを接続することと、
前記第１のスイッチを使用して、前記パワースイッチング回路網から前記第１のバッテリパックを切断することと、
を行うように構成された電子プロセッサと、
を含む、
ガスエンジン代替装置。
前記ハウジングに提供されたバッテリレセプタクル及びモジュールポートと、
前記バッテリレセプタクルに受け入れられるように構成された第１のバッテリパックと、
前記モジュールポートに接続されたバッテリモジュールであって、第２のバッテリパックは、前記バッテリモジュールに受け入れられるように構成される、バッテリモジュールと、
前記ハウジング内のモータと、
前記モータ、前記第１のバッテリパック及び前記モジュールポートに接続されたパワースイッチング回路網と、
前記パワースイッチング回路網に前記第１のバッテリパックを接続するように構成された第１のスイッチと、
前記パワースイッチング回路網に前記モジュールポートを接続するように構成された第２のスイッチと、
前記第１のスイッチ、前記第２のスイッチ及び前記パワースイッチング回路網に接続された電子プロセッサであって、
前記第１のスイッチを使用して、前記パワースイッチング回路網に前記第１のバッテリパックを接続することと、
前記第１のバッテリパックの充電状態が所定の閾値未満であるか否かを判定することと、
前記第１のバッテリパックの前記充電状態が前記所定の閾値未満である場合、
前記第２のスイッチを使用して、前記パワースイッチング回路網に前記モジュールポートを接続することと、
前記第１のスイッチを使用して、前記パワースイッチング回路網から前記第１のバッテリパックを切断することと、
を行うように構成された電子プロセッサと、
を含む、
ガスエンジン代替装置。
【請求項23】
前記電子プロセッサは、
前記第１のバッテリパックの接続状態の第１の指示を提供することであって、接続状態の前記第１の指示は、前記第１のバッテリパックが前記ガスエンジン代替装置によって放電されているか否かを示す、提供することと、
前記第２のバッテリパックの接続状態の第２の指示を提供することであって、接続状態の前記第２の指示は、前記第２のバッテリパックが前記ガスエンジン代替装置によって放電されているか否かを示す、提供することと、
を行うように更に構成される、
請求項２２に記載のガスエンジン代替装置。
前記第１のバッテリパックの接続状態の第１の指示を提供することであって、接続状態の前記第１の指示は、前記第１のバッテリパックが前記ガスエンジン代替装置によって放電されているか否かを示す、提供することと、
前記第２のバッテリパックの接続状態の第２の指示を提供することであって、接続状態の前記第２の指示は、前記第２のバッテリパックが前記ガスエンジン代替装置によって放電されているか否かを示す、提供することと、
を行うように更に構成される、
請求項２２に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項24】
前記モータから前記第１のバッテリパックに伝達される振動を抑制するために前記バッテリレセプタクル上に配置されたエラストマー部材を更に含む、請求項２２に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項25】
前記バッテリモジュールは、モジュールバッテリレセプタクルを含むモジュールハウジングであって、前記第２のバッテリパックは、前記モジュールバッテリレセプタクルに受け入れられるように構成される、モジュールハウジングを更に含む、請求項２２に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項26】
前記モジュールハウジングは、入力コネクタポートと出力コネクタポートとを含み、及び
コードは、前記バッテリモジュールに受け入れられた前記第２のバッテリパックから動作電流を提供するために、前記モジュールポートに前記出力コネクタポートを結合するために使用される、
請求項２５に記載のガスエンジン代替装置。
コードは、前記バッテリモジュールに受け入れられた前記第２のバッテリパックから動作電流を提供するために、前記モジュールポートに前記出力コネクタポートを結合するために使用される、
請求項２５に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項27】
前記バッテリモジュールは、第１のバッテリモジュールであり、
第２のバッテリモジュールは、前記第１のバッテリモジュールの前記入力コネクタポートに接続され、
前記第２のバッテリモジュールは、第３のバッテリパックを受け入れるように構成され、及び
前記第１のバッテリモジュールは、前記第２のバッテリモジュールからの動作電流を、前記第１のバッテリモジュールからの動作電流とともに、前記ガスエンジン代替装置に渡す、
請求項２６に記載のガスエンジン代替装置。
第２のバッテリモジュールは、前記第１のバッテリモジュールの前記入力コネクタポートに接続され、
前記第２のバッテリモジュールは、第３のバッテリパックを受け入れるように構成され、及び
前記第１のバッテリモジュールは、前記第２のバッテリモジュールからの動作電流を、前記第１のバッテリモジュールからの動作電流とともに、前記ガスエンジン代替装置に渡す、
請求項２６に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項28】
前記バッテリモジュールは、第１のバッテリモジュールであり、
前記モジュールポートは、前記第１のバッテリモジュール及び第２のバッテリモジュールに接続されるように構成され、及び
前記第２のバッテリモジュールは、第３のバッテリパックを受け入れるように構成される、
請求項２２に記載のガスエンジン代替装置。
前記モジュールポートは、前記第１のバッテリモジュール及び第２のバッテリモジュールに接続されるように構成され、及び
前記第２のバッテリモジュールは、第３のバッテリパックを受け入れるように構成される、
請求項２２に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項29】
前記モジュールポートに前記第２のバッテリパックを接続するように構成された第３のスイッチと、
前記モジュールポートに前記第３のバッテリパックを接続するように構成された第４のスイッチと、
を更に含み、
前記電子プロセッサは、前記モジュールポートに対して前記第２のバッテリパック及び前記第３のバッテリパックを選択的に接続及び切断するように前記第３のスイッチ及び前記第４のスイッチを制御するように更に構成される、
請求項２８に記載のガスエンジン代替装置。
前記モジュールポートに前記第３のバッテリパックを接続するように構成された第４のスイッチと、
を更に含み、
前記電子プロセッサは、前記モジュールポートに対して前記第２のバッテリパック及び前記第３のバッテリパックを選択的に接続及び切断するように前記第３のスイッチ及び前記第４のスイッチを制御するように更に構成される、
請求項２８に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項30】
前記モジュールポートに提供され、且つ前記第２のスイッチに前記第２のバッテリパック及び前記第３のバッテリパックの少なくとも一方を接続するように構成された多極スイッチを更に含む、請求項２８に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項31】
前記電子プロセッサは、
前記パワースイッチング回路網に前記第１のバッテリパックを接続することと、
前記第１のバッテリパックの前記充電状態が前記所定の前記閾値未満であるか否かを判定することと、
前記第１のバッテリパックの前記充電状態が前記所定の閾値未満である場合、
充電状態に基づいて、前記第２のバッテリパックと前記第３のバッテリパックとの間の一方を選択し、且つ前記第２のバッテリパック及び前記第３のバッテリパックの前記選択された一方を前記パワースイッチング回路網に接続することと、
前記パワースイッチング回路網から前記第１のバッテリパックを切断することと、
を行うように構成される、
請求項２８に記載のガスエンジン代替装置。
前記パワースイッチング回路網に前記第１のバッテリパックを接続することと、
前記第１のバッテリパックの前記充電状態が前記所定の前記閾値未満であるか否かを判定することと、
前記第１のバッテリパックの前記充電状態が前記所定の閾値未満である場合、
充電状態に基づいて、前記第２のバッテリパックと前記第３のバッテリパックとの間の一方を選択し、且つ前記第２のバッテリパック及び前記第３のバッテリパックの前記選択された一方を前記パワースイッチング回路網に接続することと、
前記パワースイッチング回路網から前記第１のバッテリパックを切断することと、
を行うように構成される、
請求項２８に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項32】
前記電子プロセッサは、前記第２のバッテリパックの充電状態が前記第３のバッテリパックの充電状態よりも高い場合、前記第２のバッテリパックを選択するように構成される、請求項３１に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項33】
前記第１のバッテリパックを充電するように構成されたオンボード充電回路であって、前記第１のバッテリパックは、充電スイッチを通して前記オンボード充電回路に接続される、オンボード充電回路を更に含む、請求項２２に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項34】
前記ハウジングに提供され、且つ前記オンボード充電回路に充電電力を提供するように構成された電源コードを更に含む、請求項３３に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項35】
前記電子プロセッサは、前記充電スイッチに接続され、且つ
前記モータを動作させるために、前記パワースイッチング回路網に前記第１のバッテリパックを接続することと、
前記第１のバッテリパックを充電するために、前記オンボード充電回路に前記第１のバッテリパックを接続することと、
を行うように更に構成される、
請求項３３に記載のガスエンジン代替装置。
前記モータを動作させるために、前記パワースイッチング回路網に前記第１のバッテリパックを接続することと、
前記第１のバッテリパックを充電するために、前記オンボード充電回路に前記第１のバッテリパックを接続することと、
を行うように更に構成される、
請求項３３に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項36】
前記第１のバッテリパックは、少なくとも８０ボルトの公称電圧を有する、請求項２２に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項37】
前記ハウジングの側面から突出し、且つ前記モータからトルクを受け取る動力取出シャフトを更に含む、請求項２２に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項38】
前記ハウジングの前記側面に提供されたフランジであって、前記動力取出シャフトは、前記フランジから突出する、フランジを更に含む、請求項３７に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項39】
前記フランジは、前記ガスエンジン代替装置によって駆動される動力機器の第２のボルトパターンと整列するように構成された第１のボルトパターンを含む、請求項３８に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項40】
中間取り付け部材は、前記フランジと、前記ガスエンジン代替装置によって駆動される動力機器との間に配置されるように構成される、請求項３８に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項41】
ガスエンジン代替装置の稼働時間を増加させるための方法であって、前記ガスエンジン代替装置は、第１のスイッチを通してパワースイッチング回路網に接続された第１のバッテリパックと、第２のスイッチを通して前記パワースイッチング回路網に接続されたモジュールポートとを含み、前記方法は、
前記第１のスイッチを使用して、前記パワースイッチング回路網に前記第１のバッテリパックを接続することと、
前記ガスエンジン代替装置の電子プロセッサを使用して、前記第１のバッテリパックの充電状態が所定の閾値未満であるか否かを判定することと、
前記第１のバッテリパックの前記充電状態が前記所定の閾値未満である場合、
前記パワースイッチング回路網に前記モジュールポートを接続することと、
前記パワースイッチング回路網から前記第１のバッテリパックを切断することと、
を含む、
方法。
前記第１のスイッチを使用して、前記パワースイッチング回路網に前記第１のバッテリパックを接続することと、
前記ガスエンジン代替装置の電子プロセッサを使用して、前記第１のバッテリパックの充電状態が所定の閾値未満であるか否かを判定することと、
前記第１のバッテリパックの前記充電状態が前記所定の閾値未満である場合、
前記パワースイッチング回路網に前記モジュールポートを接続することと、
前記パワースイッチング回路網から前記第１のバッテリパックを切断することと、
を含む、
方法。
【請求項42】
第２のバッテリパックを受け入れるバッテリモジュールに前記モジュールポートを接続することであって、前記パワースイッチング回路網に前記モジュールポートを接続することは、前記第２のバッテリパックから前記パワースイッチング回路網に動作電流を提供することを含む、接続することを更に含む、請求項４１に記載の方法。
【請求項43】
前記第１のバッテリパックの接続状態の第１の指示を提供することであって、接続状態の前記第１の指示は、前記第１のバッテリパックが前記ガスエンジン代替装置によって放電されているか否かを示す、提供することと、
前記第２のバッテリパックの接続状態の第２の指示を提供することであって、接続状態の前記第２の指示は、前記第２のバッテリパックが前記ガスエンジン代替装置によって放電されているか否かを示す、提供することと、
を更に含む、
請求項４２に記載の方法。
前記第２のバッテリパックの接続状態の第２の指示を提供することであって、接続状態の前記第２の指示は、前記第２のバッテリパックが前記ガスエンジン代替装置によって放電されているか否かを示す、提供することと、
を更に含む、
請求項４２に記載の方法。
【請求項44】
前記第１のバッテリパックは、充電スイッチを通してオンボード充電回路に接続される、請求項４１に記載の方法。
【請求項45】
前記ガスエンジン代替装置のモータを動作させるために、前記第１のスイッチを使用して、前記パワースイッチング回路網に前記第１のバッテリパックを接続することと、
前記第１のバッテリパックを充電するために、前記充電スイッチを使用して、前記オンボード充電回路に前記第１のバッテリパックを接続することと、
を更に含む、
請求項４４に記載の方法。
前記第１のバッテリパックを充電するために、前記充電スイッチを使用して、前記オンボード充電回路に前記第１のバッテリパックを接続することと、
を更に含む、
請求項４４に記載の方法。
【請求項46】
前記第１のバッテリパックは、少なくとも８０ボルトの公称電圧を有する、請求項４２に記載の方法。
【請求項47】
ハウジングと、
前記ハウジングに提供され、且つバッテリパックを受け入れるように構成されたバッテリレセプタクルと、
前記ハウジングに提供されたオンボード充電回路であって、前記バッテリパックを充電するように構成されたオンボード充電回路と、
前記ハウジング内のモータと、
前記モータ及び前記バッテリパックに接続されたパワースイッチング回路網と、
前記パワースイッチング回路網に前記バッテリパックを接続するように構成された放電スイッチと、
前記オンボード充電回路に前記バッテリパックを接続するように構成された充電スイッチと、
前記オンボード充電回路に充電電力を提供する電源コードと、
前記放電スイッチ、前記充電スイッチ及び前記パワースイッチング回路網に接続された電子プロセッサであって、
前記モータを動作させるために、前記放電スイッチを使用して、前記パワースイッチング回路網に前記バッテリパックを接続することと、
前記バッテリパックを充電するために、前記充電スイッチを使用して、前記オンボード充電回路に前記バッテリパックを接続することと、
を行うように構成された電子プロセッサと、
含む、
ガスエンジン代替装置。
前記ハウジングに提供され、且つバッテリパックを受け入れるように構成されたバッテリレセプタクルと、
前記ハウジングに提供されたオンボード充電回路であって、前記バッテリパックを充電するように構成されたオンボード充電回路と、
前記ハウジング内のモータと、
前記モータ及び前記バッテリパックに接続されたパワースイッチング回路網と、
前記パワースイッチング回路網に前記バッテリパックを接続するように構成された放電スイッチと、
前記オンボード充電回路に前記バッテリパックを接続するように構成された充電スイッチと、
前記オンボード充電回路に充電電力を提供する電源コードと、
前記放電スイッチ、前記充電スイッチ及び前記パワースイッチング回路網に接続された電子プロセッサであって、
前記モータを動作させるために、前記放電スイッチを使用して、前記パワースイッチング回路網に前記バッテリパックを接続することと、
前記バッテリパックを充電するために、前記充電スイッチを使用して、前記オンボード充電回路に前記バッテリパックを接続することと、
を行うように構成された電子プロセッサと、
含む、
ガスエンジン代替装置。
【請求項48】
前記バッテリレセプタクルは、第１のバッテリレセプタクルであり、及び前記バッテリパックは、第１のバッテリパックであり、前記ガスエンジン代替装置は、前記ハウジングに提供され、且つ第２のバッテリパックを受け入れるように構成された第２のバッテリレセプタクルを更に含む、請求項４７に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項49】
前記第１のバッテリレセプタクルは、前記ハウジングの上面と前記ハウジングの第１の側面との間に延び、
前記第２のバッテリレセプタクルは、前記ハウジングの前記上面と第２の側面との間に延び、及び
前記第２の側面は、前記第１の側面の反対側にある、
請求項４８に記載のガスエンジン代替装置。
前記第２のバッテリレセプタクルは、前記ハウジングの前記上面と第２の側面との間に延び、及び
前記第２の側面は、前記第１の側面の反対側にある、
請求項４８に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項50】
前記第１のバッテリレセプタクルは、前記第１のバッテリパックが前記ガスエンジン代替装置の上部から摺動されて、前記第１のバッテリレセプタクルに受け入れられるように構成される、請求項４９に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項51】
前記第１のバッテリパックの一部分は、前記第１のバッテリレセプタクルに受け入れられたとき、前記ハウジングの前記上面と前記第１の側面との交差部分の外側に突出する、請求項４９に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項52】
前記ハウジングの上部に提供され、且つ前記第１のバッテリパックの前記一部分を支持するように延びる支持部を更に含む、請求項５１に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項53】
前記ハウジングに提供され、且つ前記ハウジングの前記第１の側面から前記第２の側面まで延びる第１のハンドル及び第２のハンドルを更に含み、
前記第１のバッテリレセプタクルは、前記第１の側面上で前記第１のハンドルと前記第２のハンドルとの間にあり、及び前記第２のバッテリレセプタクルは、前記第２の側面上で前記第１のハンドルと前記第２のハンドルとの間にある、
請求項４９に記載のガスエンジン代替装置。
前記第１のバッテリレセプタクルは、前記第１の側面上で前記第１のハンドルと前記第２のハンドルとの間にあり、及び前記第２のバッテリレセプタクルは、前記第２の側面上で前記第１のハンドルと前記第２のハンドルとの間にある、
請求項４９に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項54】
前記モータから前記第１のバッテリパックに伝達される振動を抑制するために前記第１のバッテリレセプタクル上に配置されたエラストマー部材を更に含む、請求項４８に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項55】
前記電子プロセッサは、
前記パワースイッチング回路網に前記第１のバッテリパックを接続することと、
前記第１のバッテリパックの充電状態が所定の閾値未満であるか否かを判定することと、
前記第１のバッテリパックの前記充電状態が前記所定の閾値未満である場合、
前記パワースイッチング回路網に前記第２のバッテリパックを接続することと、
前記パワースイッチング回路網から前記第１のバッテリパックを切断することと、
を行うように更に構成される、
請求項４８に記載のガスエンジン代替装置。
前記パワースイッチング回路網に前記第１のバッテリパックを接続することと、
前記第１のバッテリパックの充電状態が所定の閾値未満であるか否かを判定することと、
前記第１のバッテリパックの前記充電状態が前記所定の閾値未満である場合、
前記パワースイッチング回路網に前記第２のバッテリパックを接続することと、
前記パワースイッチング回路網から前記第１のバッテリパックを切断することと、
を行うように更に構成される、
請求項４８に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項56】
前記パワースイッチング回路網に前記第２のバッテリパックを接続するように構成された第１のスイッチを更に含み、
前記電子プロセッサは、前記パワースイッチング回路網に対して前記第１のバッテリパック及び前記第２のバッテリパックを選択的に接続及び切断するように前記放電スイッチ及び前記第１のスイッチを制御するように更に構成される、
請求項５５に記載のガスエンジン代替装置。
前記電子プロセッサは、前記パワースイッチング回路網に対して前記第１のバッテリパック及び前記第２のバッテリパックを選択的に接続及び切断するように前記放電スイッチ及び前記第１のスイッチを制御するように更に構成される、
請求項５５に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項57】
前記電子プロセッサは、
前記第１のバッテリパックの接続状態の第１の指示を提供することであって、接続状態の前記第１の指示は、前記第１のバッテリパックが前記ガスエンジン代替装置によって放電されているか否かを示す、提供することと、
前記第２のバッテリパックの接続状態の第２の指示を提供することであって、接続状態の前記第２の指示は、前記第２のバッテリパックが前記ガスエンジン代替装置によって放電されているか否かを示す、提供することと、
を行うように更に構成される、
請求項５５に記載のガスエンジン代替装置。
前記第１のバッテリパックの接続状態の第１の指示を提供することであって、接続状態の前記第１の指示は、前記第１のバッテリパックが前記ガスエンジン代替装置によって放電されているか否かを示す、提供することと、
前記第２のバッテリパックの接続状態の第２の指示を提供することであって、接続状態の前記第２の指示は、前記第２のバッテリパックが前記ガスエンジン代替装置によって放電されているか否かを示す、提供することと、
を行うように更に構成される、
請求項５５に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項58】
前記バッテリパックは、第１のバッテリパックであり、前記ガスエンジン代替装置は、前記ハウジングに提供され、且つバッテリモジュールに結合するように構成されたモジュールポートであって、第２のバッテリパックは、前記バッテリモジュールに受け入れられるように構成される、モジュールポートを更に含む、請求項４７に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項59】
前記モータから前記第１のバッテリパックに伝達される振動を抑制するために前記バッテリレセプタクル上に配置されたエラストマー部材を更に含む、請求項５８に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項60】
前記バッテリモジュールは、モジュールバッテリレセプタクルを含むモジュールハウジングであって、前記第２のバッテリパックは、前記モジュールバッテリレセプタクルに受け入れられるように構成される、モジュールハウジングを更に含む、請求項５８に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項61】
前記モジュールハウジングは、入力コネクタポートと出力コネクタポートとを含み、及び
コードは、前記バッテリモジュールに受け入れられた前記第２のバッテリパックから動作電流を提供するために、前記モジュールポートに前記出力コネクタポートを結合するために使用される、
請求項６０に記載のガスエンジン代替装置。
コードは、前記バッテリモジュールに受け入れられた前記第２のバッテリパックから動作電流を提供するために、前記モジュールポートに前記出力コネクタポートを結合するために使用される、
請求項６０に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項62】
前記バッテリモジュールは、第１のバッテリモジュールであり、
第２のバッテリモジュールは、前記第１のバッテリモジュールの前記入力コネクタポートに接続され、
前記第２のバッテリモジュールは、第３のバッテリパックを受け入れるように構成され、及び
前記第１のバッテリモジュールは、前記第２のバッテリモジュールからの動作電流を、前記第１のバッテリモジュールからの動作電流とともに、前記ガスエンジン代替装置に渡す、
請求項６１に記載のガスエンジン代替装置。
第２のバッテリモジュールは、前記第１のバッテリモジュールの前記入力コネクタポートに接続され、
前記第２のバッテリモジュールは、第３のバッテリパックを受け入れるように構成され、及び
前記第１のバッテリモジュールは、前記第２のバッテリモジュールからの動作電流を、前記第１のバッテリモジュールからの動作電流とともに、前記ガスエンジン代替装置に渡す、
請求項６１に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項63】
前記バッテリモジュールは、第１のバッテリモジュールであり、
前記モジュールポートは、前記第１のバッテリモジュール及び第２のバッテリモジュールに接続されるように構成され、及び
前記第２のバッテリモジュールは、第３のバッテリパックを受け入れるように構成される、
請求項５８に記載のガスエンジン代替装置。
前記モジュールポートは、前記第１のバッテリモジュール及び第２のバッテリモジュールに接続されるように構成され、及び
前記第２のバッテリモジュールは、第３のバッテリパックを受け入れるように構成される、
請求項５８に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項64】
前記パワースイッチング回路網に前記モジュールポートを接続するように構成された第１のスイッチを更に含み、
前記電子プロセッサは、前記パワースイッチング回路網に対して前記第１のバッテリパック及び前記モジュールポートを選択的に接続及び切断するように前記放電スイッチ及び前記第１のスイッチを制御するように更に構成される、
請求項６３に記載のガスエンジン代替装置。
前記電子プロセッサは、前記パワースイッチング回路網に対して前記第１のバッテリパック及び前記モジュールポートを選択的に接続及び切断するように前記放電スイッチ及び前記第１のスイッチを制御するように更に構成される、
請求項６３に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項65】
前記モジュールポートに前記第２のバッテリパックを接続するように構成された第２のスイッチと、
前記モジュールポートに前記第３のバッテリパックを接続するように構成された第３のスイッチと、
を更に含み、
前記電子プロセッサは、前記モジュールポートに対して前記第２のバッテリパック及び前記第３のバッテリパックを選択的に接続及び切断するように前記第２のスイッチ及び前記第３のスイッチを制御するように更に構成される、
請求項６４に記載のガスエンジン代替装置。
前記モジュールポートに前記第３のバッテリパックを接続するように構成された第３のスイッチと、
を更に含み、
前記電子プロセッサは、前記モジュールポートに対して前記第２のバッテリパック及び前記第３のバッテリパックを選択的に接続及び切断するように前記第２のスイッチ及び前記第３のスイッチを制御するように更に構成される、
請求項６４に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項66】
前記モジュールポートに提供され、且つ前記第１のスイッチに前記第２のバッテリパック及び前記第３のバッテリパックの少なくとも一方を接続するように構成された多極スイッチを更に含む、請求項６４に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項67】
前記電子プロセッサは、
前記パワースイッチング回路網に前記第１のバッテリパックを接続することと、
前記第１のバッテリパックの充電状態が所定の閾値未満であるか否かを判定することと、
前記第１のバッテリパックの前記充電状態が前記所定の閾値未満である場合、
充電状態に基づいて、前記第２のバッテリパックと前記第３のバッテリパックとの間の一方を選択し、且つ前記第２のバッテリパック及び前記第３のバッテリパックの前記選択された一方を前記パワースイッチング回路網に接続することと、
前記パワースイッチング回路網から前記第１のバッテリパックを切断することと、
を行うように構成される、
請求項６４に記載のガスエンジン代替装置。
前記パワースイッチング回路網に前記第１のバッテリパックを接続することと、
前記第１のバッテリパックの充電状態が所定の閾値未満であるか否かを判定することと、
前記第１のバッテリパックの前記充電状態が前記所定の閾値未満である場合、
充電状態に基づいて、前記第２のバッテリパックと前記第３のバッテリパックとの間の一方を選択し、且つ前記第２のバッテリパック及び前記第３のバッテリパックの前記選択された一方を前記パワースイッチング回路網に接続することと、
前記パワースイッチング回路網から前記第１のバッテリパックを切断することと、
を行うように構成される、
請求項６４に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項68】
前記電子プロセッサは、前記第２のバッテリパックの充電状態が前記第３のバッテリパックの充電状態よりも高い場合、前記第２のバッテリパックを選択するように構成される、請求項６７に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項69】
前記バッテリパックは、少なくとも８０ボルトの公称電圧を有する、請求項４７に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項70】
前記ハウジングの側面から突出し、且つ前記モータからトルクを受け取る動力取出シャフトを更に含む、請求項４７に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項71】
前記ハウジングの前記側面に提供されたフランジであって、前記動力取出シャフトは、前記フランジから突出する、フランジを更に含む、請求項７０に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項72】
前記フランジは、前記ガスエンジン代替装置によって駆動される動力機器の第２のボルトパターンと整列するように構成された第１のボルトパターンを含む、請求項７１に記載のガスエンジン代替装置。
【請求項73】
中間取り付け部材は、前記フランジと、前記ガスエンジン代替装置によって駆動される動力機器との間に配置されるように構成される、請求項７１に記載のガスエンジン代替装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
（関連出願）
本出願は、２０１９年１２月９日出願の米国仮特許出願第６２／９４５，６９７号明細書の利益を主張するものであり、この仮特許出願の内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本出願は、２０１９年１２月９日出願の米国仮特許出願第６２／９４５，６９７号明細書の利益を主張するものであり、この仮特許出願の内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0002】
（技術分野）
本出願は、ガスエンジン代替装置のためのバッテリ構成に関する。
本出願は、ガスエンジン代替装置のためのバッテリ構成に関する。
【背景技術】
【0003】
動力機器と一般に呼ばれる屋外動力機器（例えば、園芸用機器）及び建設機器（例えば、コンクリートミキサ、プレートコンパクタ）は、機器を稼働させるためにガスエンジンを含み得る。しかしながら、ガスエンジンは、排ガスを生成し、一般に動力機器の最適な性能に適合可能ではない。
【0004】
ガスエンジンは、排ガスを生成し、様々な種類の機器の特定の用途に対して容易に構成可能ではない。例えば、リチウムイオンバッテリパック及び電気ブラシレスモータを使用する、パワーヘッドとも呼ばれるガスエンジン代替装置には、ガスエンジンに比べて幾つかの利点がある。しかしながら、ガソリンの出力密度は、現在のリチウムイオンバッテリの化学作用又は他の広く利用可能なバッテリ技術よりも高い。そのため、バッテリ駆動のガスエンジン代替装置では、一般に、同程度のサイズのガソリン駆動エンジンに比べて稼働時間が限られる。換言すれば、バッテリパックを備えたガスエンジン代替のサイズが、燃料の供給を伴うガスエンジンのサイズと同程度である場合、ガスエンジン代替に電力を供給する取り付けられたバッテリパックは、ガスエンジンが自らのガソリン燃料の供給を使い果たすよりも速く完全に放電されやすい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
したがって、例えば、ガスエンジンと同様の稼働時間を提供するために、バッテリ駆動のガスエンジン代替装置の稼働時間を増加させることが必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
１つの実施形態は、ハウジングと、ハウジングに提供された第１のバッテリレセプタクル及び第２のバッテリレセプタクルを有する電源とを含むガスエンジン代替装置を提供する。ガスエンジン代替装置はまた、第１のバッテリレセプタクルに受け入れられた第１のバッテリパックと、第２のバッテリレセプタクルに受け入れられた第２のバッテリパックとを含む。ガスエンジン代替装置は、ハウジング内のモータと、モータと第１のバッテリパック及び第２のバッテリパックとの間に結合されたパワースイッチング回路網とを含む。第１のバッテリパックは、第１のスイッチを通してパワースイッチング回路網に結合され、及び第２のバッテリパックは、第２のスイッチを通してパワースイッチング回路網に結合される。ガスエンジン代替装置は、第１のスイッチ、第２のスイッチ及びパワースイッチング回路網に結合された電子プロセッサも含む。電子プロセッサは、パワースイッチング回路網に第１のバッテリパックを接続し、且つ第１のバッテリパックの充電状態が所定の閾値未満であるか否かを判定するように構成される。電子プロセッサは、第１のバッテリパックの充電状態が所定の閾値未満である場合、パワースイッチング回路網に第２のバッテリパックを接続し、且つパワースイッチング回路網から第１のバッテリパックを切断するように更に構成される。
【0007】
別の実施形態は、ガスエンジン代替装置の稼働時間を増加させるための方法を提供する。ガスエンジン代替装置は、第１のスイッチを通してパワースイッチング回路網に結合された第１のバッテリパックと、第２のスイッチを通してパワースイッチング回路網に結合された第２のバッテリパックとを含む。本方法は、パワースイッチング回路網に第１のバッテリパックを接続することと、第１のバッテリパックの充電状態が所定の閾値未満であるか否かを判定することとを含む。本方法はまた、第１のバッテリパックの充電状態が所定の閾値未満である場合、パワースイッチング回路網に第２のバッテリパックを接続することと、パワースイッチング回路網から第１のバッテリパックを切断することとを含む。
【0008】
別の実施形態は、ハウジングと、ハウジングに提供されたバッテリレセプタクル及びモジュールポートを有する電源とを含むガスエンジン代替装置を提供する。ガスエンジン代替装置はまた、バッテリレセプタクルに受け入れられた第１のバッテリパックと、モジュールポートに結合されたバッテリモジュールとを含む。第２のバッテリパックは、バッテリモジュールに受け入れられる。ガスエンジン代替装置は、ハウジング内のモータと、モータと第１のバッテリパック及びモジュールポートとの間に結合されたパワースイッチング回路網とを含む。第１のバッテリパックは、第１のスイッチを通してパワースイッチング回路網に結合され、及びバッテリモジュールは、第２のスイッチを通してパワースイッチング回路網に結合される。ガスエンジン代替装置は、第１のスイッチ、第２のスイッチ及びパワースイッチング回路網に結合された電子プロセッサも含む。電子プロセッサは、パワースイッチング回路網に第１のバッテリパックを接続し、且つ第１のバッテリパックの充電状態が所定の閾値未満であるか否かを判定するように構成される。電子プロセッサは、第１のバッテリパックの充電状態が所定の閾値未満である場合、パワースイッチング回路網にバッテリモジュールを接続し、且つパワースイッチング回路網から第１のバッテリパックを切断するように更に構成される。
【0009】
別の実施形態は、ガスエンジン代替装置の稼働時間を増加させるための方法を提供する。ガスエンジン代替装置は、第１のスイッチを通してパワースイッチング回路網に結合された第１のバッテリパックと、第２のスイッチを通してパワースイッチング回路網に結合されたモジュールポートとを含む。モジュールポートは、第２のバッテリパックを受け入れるバッテリモジュールに結合されるように構成される。本方法は、パワースイッチング回路網に第１のバッテリパックを接続することと、第１のバッテリパックの充電状態が所定の閾値未満であるか否かを判定することとを含む。本方法はまた、第１のバッテリパックの充電状態が所定の閾値未満である場合、パワースイッチング回路網にバッテリモジュールを接続することと、パワースイッチング回路網から第１のバッテリパックを切断することとを含む。
【0010】
別の実施形態は、ハウジングと、ハウジングに提供されたバッテリレセプタクルと、バッテリレセプタクルに受け入れられたバッテリパックと、バッテリパックを充電するためのオンボード充電回路とを含むガスエンジン代替装置を提供する。ガスエンジン代替装置は、ハウジング内のモータと、モータと第１のバッテリパック及び第２のバッテリパックとの間に結合されたパワースイッチング回路網とを含む。バッテリパックは、放電スイッチを通してパワースイッチング回路網に結合され、及びバッテリパックは、充電スイッチを通してオンボード充電回路に結合される。ガスエンジン代替装置はまた、オンボード充電回路に充電電力を提供する電源コードと、放電スイッチ、充電スイッチ及びパワースイッチング回路網に結合された電子プロセッサとを含む。電子プロセッサは、モータを動作させるためにパワースイッチング回路網にバッテリパックを接続し、且つバッテリパックを充電するためにオンボード充電回路にバッテリパックを接続するように構成される。
【0011】
他の特徴及び態様は、以下の詳細な説明及び添付の図面を検討することで明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】一実施形態によるガスエンジン代替装置の斜視図である。
【図10】一実施形態によるガスエンジン代替装置の斜視図である。
【図11A】一実施形態によるガスエンジン代替装置の斜視図である。
【図11B】一実施形態によるガスエンジン代替装置の斜視図である。
【図14】幾つかの実施形態によるガスエンジン代替装置の斜視図である。
【図17A】幾つかの実施形態による、デイジーチェーン接続されたバッテリパックがガスエンジン代替装置１０に電力を供給することを可能にするデイジーチェーン回路を示す。
【図17B】幾つかの実施形態による、デイジーチェーン接続されたバッテリパックがガスエンジン代替装置１０に電力を供給することを可能にするデイジーチェーン回路を示す。
【図18】幾つかの実施形態によるガスエンジン代替装置の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【0013】
各実施形態を詳細に説明する前に、実施形態は、以下の説明に記載された又は以下の図面に示された構造の細部及び構成要素の配置にその適用が限定されないことを理解されたい。本明細書で説明する実施形態は、様々な方法で実施又は実行することが可能である。また、本明細書で用いる表現及び用語は、説明のためのものであり、限定するものとして見なされるべきではないことを理解されたい。本明細書での「包含する」、「含む」又は「有する」及びそれらの変形例の使用は、それ以降に挙げる項目及びその均等物並びに追加項目を包含することを意味する。用語「取り付けられる」、「接続される」及び「結合される」は、広義に用いられ、直接的及び間接的の両方の取り付け、接続及び結合を包含する。更に、「接続される」及び「結合される」は、物理的又は機械的な接続又は結合に限定されず、直接的又は間接的に関わらず、電気的な接続又は結合を含むことができる。加えて、項目のリストとともに本明細書で用いるように、「及び／又は」とは、項目が全て一緒に、サブセットにおいて又は代替として解釈され得ることを意味する（例えば、「Ａ、Ｂ及び／又はＣ」は、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ａ及びＢ、Ｂ及びＣ、Ａ及びＣ又はＡ、Ｂ及びＣを意味する）。
【0014】
複数のハードウェア及びソフトウェアベースの装置並びに複数の異なる構造的構成部品は、本明細書で説明する実施形態を実装するために利用され得ることに留意されたい。更に、後続の段落において説明するように、図面に示す特定の構成は、例示的な実施形態として意図されたものであり、他の代替の構成が可能である。用語「プロセッサ」、「中央処理装置」及び「ＣＰＵ」は、特に指定のない限り交換可能である。用語「プロセッサ」又は「中央処理装置」若しくは「ＣＰＵ」が、特定の機能を実行するユニットを識別するものとして用いられる場合、特に指定のない限り、それらの機能は、単一のプロセッサ又は並列プロセッサ、直列プロセッサ、タンデムプロセッサ若しくはクラウド処理／クラウドコンピューティング構成を含む任意の形態で配置される複数のプロセッサによって実行され得ることを理解されたい。
【0015】
加えて、実施形態は、ハードウェア、ソフトウェア及び電子構成部品又はモジュールを含み得、これらは、検討の目的のために、構成部品の大部分がハードウェアのみで実装されているかのように図示及び説明する可能性があることを理解されたい。しかし、当業者は、この詳細な説明を読むことに基づいて、少なくとも１つの実施形態において、電子ベースの態様が、マイクロプロセッサ及び／又は特定用途向け集積回路（「ＡＳＩＣ」）等の１つ又は複数の処理ユニットによって実行可能なソフトウェア（例えば、非一時的コンピュータ可読媒体に格納されたソフトウェア）において実装され得ることを認識するはずである。このため、複数のハードウェア及びソフトウェアベースの装置並びに複数の異なる構造的構成部品は、実施形態を実装するために利用され得ることに留意されたい。
【0016】
図１及び図２に示すように、動力機器とともに用いるためのガスエンジン代替装置１０は、第１の側面１８と、第１の側面１８に隣接する第２の側面２２と、第２の側面２２の反対側にある第３の側面２６と、第１の側面１８の反対側にある第４の側面２８と、第２の側面２２と第３の側面２６との間に延びる第５の側面３０と、第５の側面３０の反対側にある第６の側面３２とを有するハウジング１４を含む。ガスエンジン代替装置１０はまた、第１の側面１８でハウジング１４に結合されたフランジ３４と、ハウジング１４内に配置された電気モータ３６と、第２の側面２２から突出し、且つモータ３６からのトルクを受け取る動力取出シャフト３８とを含む。以下で更に詳細に説明するように、幾つかの実施形態において、動力取出シャフト３８は、第１の側面１８及びフランジ３４から突出する。図３に示すように、ガスエンジン代替装置１０は、ハウジング１４内に配置され、配線及びコントローラ４６も含み、モータ３６に電気的に接続される制御電子機器４２を含む。同様のガスエンジン代替装置１０は、２０１９年８月２６日出願の米国特許出願公開第１６／５５１，１９７号明細書に記載及び図示されており、この特許出願公開の内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0017】
図１～図６に示すように、ガスエンジン代替装置１０は、ハウジング１４のバッテリレセプタクル５４に取り外し可能に受け入れられて、バッテリパック５０－１、５０－２から制御電子機器４２を介してモータ３６に電流を伝達するバッテリパック５０－１、５０－２も含む。バッテリパック５０－１、５０－２は、バッテリパック５０と単数で呼ばれることもある。図４～図６を参照すると、バッテリパック５０は、支持部６２と、バッテリパックハウジング５８によって支持される複数のバッテリセル６８に電気的に接続される第１の端子６６とを有するバッテリパックハウジング５８を含む。支持部６２は、突出部／凹部７０がバッテリレセプタクル５４の相補突出部／凹部７４（図６に示す）と協働することによりスライドオン構成を提供する。図４～図６に示す実施形態において、バッテリパック５０の突出部／凹部７０は、ガイドレールであり、バッテリレセプタクル５４の突出部／凹部７４は、ガイド凹部である。同様のバッテリパックは、２０１８年７月２日出願の米国特許出願公開第２０１９／０００６９８０号明細書に記載及び図示されており、この特許出願公開の内容全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【0018】
図４Ａ及び図４Ｂは、バッテリパック５０の実施形態を示す。バッテリパック５０は、所望の放電出力（例えば、公称電圧（例えば、２０Ｖ、４０Ｖ、６０Ｖ、８０Ｖ、１２０Ｖ）及び電流容量）を提供するために直列に接続された幾つか（例えば、１０）のバッテリセル６８をそれぞれ有する１つ又は複数のセルストリングを含み得る。図４Ａは、２０Ｓ２Ｐ構成を有するバッテリパック５０－１を示す。バッテリパック５０－１は、２０個の直列接続されたセルから構成される２つのセルストリングを含み、セルストリングは並列に接続されている。図５Ｂは、図４Ａのバッテリパック５０－１の断面図であり、バッテリパックハウジング５８のパーティション７３によって隔てられた第１のセルストリング７１及び第２のセルストリング７２を示す。図４Ｂは、２０Ｓ１Ｐ構成を有するバッテリパック５０－２を示す。バッテリパック５０－２は、２０個の直列接続されたセルから構成される１つのセルストリングを含む。他の実施形態では、バッテリセルの他の組み合わせも可能である。図５Ａは、図４Ｂのバッテリパック５０－２の断面図であり、バッテリパックハウジング５８におけるセルストリングの断面図を示す。
【0019】
幾つかの実施形態において、バッテリセル６８は、最大約８０Ｖの公称電圧を有する。幾つかの実施形態において、バッテリセル６８は、最大約１２０Ｖの公称電圧を有する。幾つかの実施形態において、バッテリパック５０は、最大約６ｌｂの重量を有する。幾つかの実施形態において、バッテリセル６８のそれぞれは、最大２１ｍｍの直径及び最大約７１ｍｍの長さを有する。幾つかの実施形態において、バッテリパック５０は、最大２０個のバッテリセル６８を含む。幾つかの実施形態において、バッテリセル６８は直列に接続される。幾つかの実施形態において、バッテリセル６８は、約４０Ａ～約６０Ａの間の持続動作放電電流を出力するように動作可能である。幾つかの実施形態において、バッテリセル６８のそれぞれは、約３．０Ａｈ～約５．０Ａｈの容量を有する。
【0020】
図６は、幾つかの実施形態によるガスエンジン代替装置１０のバッテリレセプタクル５４を示す。バッテリレセプタクル５４は、突出部／凹部７４と、第２の端子７８と、ラッチ機構８２と、電力切断スイッチ８６とを含む。突出部／凹部７４は、バッテリパック５０をガスエンジン代替装置１０のバッテリレセプタクル５４に装着するようにバッテリパック５０の突出部／凹部７０と協働する。バッテリパック５０がガスエンジン代替装置１０に装着されると、第２の端子７８と第１の端子６６とは互いに電気的に接続される。ラッチ機構８２は、バッテリレセプタクル５４の表面から突出し、バッテリパック５０と係合してバッテリパック５０とバッテリレセプタクル５４との間の係合を維持するように構成される。したがって、バッテリパック５０は、バッテリパック５０がガスエンジン代替装置１０のハウジング１４によって支持可能であるように、バッテリレセプタクル５４に接続可能であり、それによって支持可能である。幾つかの実施形態において、バッテリレセプタクル５４は、モータ３６からバッテリパック５０に伝達される振動を抑制するために、モータ３６とバッテリパック５０との間に最大可能離間距離を生じる位置においてハウジング１４上に配置される。幾つかの実施形態において、エラストマー部材が、モータ３６からハウジング１４を介してバッテリパック５０に伝達される振動を抑制するために、バッテリレセプタクル５４上に配置される。
【0021】
他の実施形態（図示せず）において、ラッチ機構８２は、ラッチ機構８２がバッテリパック５０上の対応する構造と係合してバッテリパック５０とバッテリレセプタクル５４との間の係合を維持するように、様々な位置（例えば、バッテリレセプタクル５４の側壁、端壁、上端壁等）に配設され得る。ラッチ機構８２は、ラッチ部材９４と動作可能に係合する枢動自在なアクチュエータ又はハンドル９０を含む。ラッチ部材９４は、バッテリレセプタクル５４のボア９９内に摺動自在に配設され、付勢部材１００（例えば、ばね）によってラッチ位置に向かって付勢されて、バッテリレセプタクル５４の表面を通って、バッテリパック５０内のキャビティ内に突出する。
【0022】
ラッチ機構８２は、ラッチ部材９４をバッテリパック５０から引き出すハンドル９０の作動中、バッテリパック５０をバッテリレセプタクル５４から電気的に接続／切断することを容易にする電力切断スイッチ８６（例えば、マイクロスイッチ）も含む。電力切断スイッチ８６は、バッテリレセプタクル５４からバッテリパック５０を取り外す前に、ガスエンジン代替装置１０からバッテリパック５０を電気的に切断するように作用し得る。電力切断スイッチ８６は、ラッチ部材９４がラッチ位置（即ちラッチ部材９４が完全にバッテリパック５０のキャビティ内部にある場合）から中間位置に移動すると作動する。電力切断スイッチ８６は、コントローラ４６に電気的に接続されており、バッテリパック５０がガスエンジン代替装置１０から切断されていることを示す割込を生成し得る。コントローラ４６が割込を受信すると、コントローラ４６は、電源切断動作を開始して、ガスエンジン代替装置１０の制御電子機器４２を安全に電源切断する。同様のラッチ機構及び切断スイッチは、米国特許出願公開第２０１９／０００６９８０号明細書に記載及び図示されており、この特許出願公開は、参照により本明細書に組み込まれる。
【0023】
図７に示すように、モータ３６は、外径９７を有するモータハウジング９６と、最大約８０ｍｍの公称外径１０１を有する固定子９８と、出力シャフト１０６を有し、固定子９８内部で回転するために支持される回転子１０２と、ファン１０８とを含む。同様のモータは、米国特許出願公開第２０１９／０００６９８０号明細書に記載及び図示されており、この特許出願公開は、参照により本明細書に組み込まれる。幾つかの実施形態において、モータ３６は、ブラシレス直流モータである。幾つかの実施形態において、モータ３６は、少なくとも約２７６０Ｗの電力出力を有する。幾つかの実施形態において、モータ３６の電力出力は、動作中に２７６０Ｗ未満に低下する可能性がある。幾つかの実施形態において、ファン１０８は、モータハウジング９６のより大きい直径９７である直径１０９を有する。幾つかの実施形態において、モータ３６は、迅速な過負荷制御のために電子クラッチ（図示せず）により停止させることができる。幾つかの実施形態において、モータ３６は、最大約４４３，６１９ｍｍ３の体積を有する。幾つかの実施形態において、モータ３６は、最大約４．６ｌｂの重量を有する。ハウジング１４は、入口ベント及び出口ベントを含み、それにより、モータファン１０８は、空気を、入口ベントを通して制御電子機器４２に沿って引き込んで、空気が出口ベントを通して排出される前に制御電子機器４２を冷却する。図７に示す実施形態において、モータ３６は内部回転子モータであるが、他の実施形態において、モータ３６は、最大約８０ｍｍの公称外径（即ち回転子１０２の公称外径）を有する外部回転子モータとすることができる。
【0024】
図８を参照すると、モータ３６は、様々な構成で動力取出シャフト３８にトルクを伝達することができる。幾つかの実施形態において、出力シャフト１０６は、モータ３６がいかなる中間歯車列も欠いて動力取出シャフト３８を直接駆動するような動力取出シャフト３８でもある。例えば、モータ３６は、直接駆動式多極数モータであり得る。図８に示すように、他の実施形態において、ガスエンジン代替装置１０は、モータ３６から動力取出シャフト３８にトルクを伝達する歯車列１１０を含む。幾つかの実施形態において、歯車列１１０は、モータ３６から動力取出シャフト３８へのトルクの伝達を中断する機械クラッチ（図示せず）を含むことができる。幾つかの実施形態において、歯車列１１０は、出力シャフト１０６から動力取出シャフト３８にトルクを伝達する遊星トランスミッションを含み得、出力シャフト１０６の回転軸は、動力取出シャフト３８の回転軸と同軸である。幾つかの実施形態において、歯車列１１０は、出力シャフト１０６の回転軸が、動力取出シャフト３８の回転軸からオフセットされ、それと平行となるように、回転子１０２の出力シャフト１０６と係合する平歯車を含む。幾つかの実施形態において、歯車列１１０は、出力シャフト１０６の回転軸が動力取出シャフト３８の回転軸に対して垂直となるように傘歯車を含む。傘歯車を利用する他の実施形態において、出力シャフト１０６の回転軸は、動力取出シャフト３８の回転軸に対して垂直、平行又は同軸ではなく、動力取出シャフト３８はフランジ３４から突出している。
【0025】
幾つかの実施形態において、ガスエンジン代替装置１０は、オン／オフインジケータ（図示せず）を含む。幾つかの実施形態において、ガスエンジン代替装置１０は、空中浮遊デブリをモータ３６及び制御電子機器４２内に入れないようにするフィルタ（図示せず）を含む。幾つかの実施形態において、フィルタは、汚れフィルタセンサ（図示せず）及び自己洗浄機構（図示せず）を含んでいる。幾つかの実施形態において、モータ３６は、減速するか又は動きが取れなくなる等の抵抗に遭遇する場合、ガスエンジン応答を模倣する。幾つかの実施形態において、ガスエンジン代替装置１０は、制御電子機器４２（図１及び図２）を空冷するためのヒートシンク２０２をハウジング１４内に含む。幾つかの実施形態において、ガスエンジン代替装置１０は液冷式である。
【0026】
幾つかの実施形態において、回転子１０２の出力シャフト１０６は、以下で更に説明するように、前進及び後退の両方の能力を有する。幾つかの実施形態において、前進及び後退能力は、余分な歯車及び時間遅延なしに前進／後退能力を達成することができないガスエンジンと比較して、歯車列１１０の歯車をシフトすることなく制御可能である。したがって、ガスエンジン代替装置１０は、高速化、軽量化、低コスト化をもたらす。ガスエンジン代替装置１０は、ガスエンジンと比較して、より少ない可動部品を有し、燃焼システムを持たないため、追加の速度、重量及びコストの利点も提供する。
【0027】
ガスエンジン代替装置１０は、長期間にわたって地面に対して任意の向き（垂直、水平、上下逆）で動作することが可能であり、１つの向き及びわずかな傾きで短時間のみ動作することができる４サイクルガスエンジンに優る利点を与える。ガスエンジン代替装置１０は、ガス、オイル又は他の流体を必要としないため、漏れ又は溢れを生じることなく、上下逆に又は任意の所与の側面で運転し、輸送し、保管することができる。
【0028】
動作時、ガスエンジンシステムの代替としてガスエンジン代替装置１０を用いることができる。具体的には、ガスエンジン代替装置１０は、フランジ３４内の複数のアパーチャによって画定される第１のボルトパターンを第２のボルトパターンと整列させることにより、第２のボルトパターンを有する動力機器に取り付けることができる。幾つかの実施形態において、フランジ３４は、アダプタがフランジ３４を動力機器に結合するように、フランジ３４自体と第２のボルトパターンを有する動力機器のフランジとの間に配置される１つ又は複数の中間取付部材又はアダプタを含み得る。これらの実施形態において、アダプタは、フランジ３４の第１のボルトパターンがアダプタの第１のボルトパターンと整列し、アダプタの第２のボルトパターンが動力機器に画定される第２のボルトパターンと整列し、それによってガスエンジン代替装置１０のフランジ３４が動力機器に結合されることを可能にするように、第２のボルトパターン及び第１のボルトパターンの両方を含む。
【0029】
代わりに、ガスエンジン代替装置１０は、動力取出シャフト３８と機器ビットとを動作可能に接続するベルトを提供することにより、ベルトシステムを用いて動力機器に接続され得る。このようにして、ガスエンジン代替装置１０の動力取出シャフト３８は、機器を駆動するために使用され得る。
【0030】
動作中、ガスエンジン代替装置１０のハウジング１４は、ガスエンジン代替装置１０において燃焼がないため、内燃ユニットのハウジングよりも比較的はるかに低温である。具体的には、ガスエンジンユニットの運転時、ガスエンジンユニットのハウジングは２２０℃以上となる。対照的に、ガスエンジン代替装置１０の運転時、ハウジング１４の外面の全ては、９５℃未満である。
【0031】
図９は、１つの例示的な実施形態によるガスエンジン代替装置１０の簡略化したブロック図を示す。図９に示すように、ガスエンジン代替装置１０は、電子プロセッサ３０２と、メモリ３０６と、電源３０８と、パワースイッチング回路網３１０と、モータ３６と、回転子位置センサ３１４と、電流センサ３１８と、電圧センサ３２０と、ユーザ入力装置３２２（例えば、トリガ又は電源ボタン）と、トランシーバ３２６と、インジケータ３３０（例えば、発光ダイオード）とを含む。幾つかの実施形態において、ガスエンジン代替装置１０は、図９に示すものよりも少ない又は追加のコンポーネントを含む。例えば、ガスエンジン代替装置１０は、バッテリパック燃料計、作業灯、追加センサ、キルスイッチ、電力切断スイッチ８６等を含み得る。幾つかの実施形態において、電子プロセッサ３０２、メモリ３０６、パワースイッチング回路網３１０、回転子位置センサ３１４、電流センサ３１８、電圧センサ３２０、ユーザ入力装置３２２（例えば、トリガ又は電源ボタン）、トランシーバ３２６及びインジケータ３３０（例えば、発光ダイオード）の１つ又は複数を含む、図９に示すガスエンジン代替装置１０の要素は、図３に示す制御電子機器４２の少なくとも一部を形成し、電子プロセッサ３０２及びメモリ３０６は、図３に示すコントローラ４６の少なくとも一部を形成する。
【0032】
メモリ３０６は、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、他の非一時的コンピュータ可読媒体又はそれらの組み合わせを含む。電子プロセッサ３０２は、メモリ３０６と通信してデータを格納し、格納されたデータを取り出すように構成される。電子プロセッサ３０２は、メモリ３０６から命令及びデータを受信し、とりわけ命令を実行するように構成される。特に、電子プロセッサ３０２は、メモリ３０６に格納された命令を実行して、本明細書で説明する方法を実行する。メモリ３０６は、ガスエンジン代替装置１０の構成可能な装置設定を含むファームウェアも格納する。電子プロセッサ３０２は、メモリ３０６に格納されたファームウェアにアクセスして、ファームウェアにおける装置設定にしたがってモータ３６を制御する。
【0033】
上述のように、幾つかの実施形態において、電源３０８は、ハウジング１４上のバッテリレセプタクル５４に受け入れられた１つ又は複数のバッテリパック５０を含み得る。電源３０８は、ガスエンジン代替装置１０に結合された１つ又は複数のバッテリモジュール１５８も含み得る。
【0034】
パワースイッチング回路網３１０は、電子プロセッサ３０２がモータ３６の動作を制御することを可能にする。一般に、ユーザ入力装置３２２が押下される（又は他の方法で作動される）と、電流が、パワースイッチング回路網３１０を介してバッテリパック５０からモータ３６に供給される。ユーザ入力装置３２２が押下されていない（又は他の方法で作動されていない）場合、電流は、バッテリパック５０からモータ３６に供給されない。幾つかの実施形態において、ユーザ入力装置３２２が押下される量は、モータ３６の所望の回転速度に関連するか又はそれに対応する。他の実施形態において、ユーザ入力装置３２２が押下される量は、所望のトルクに関連するか又はそれに対応する。他の実施形態において、モータ３６に対して所望の回転速度又はトルクを提供するために電子プロセッサ３０２と通信する別個の入力装置（例えば、スライダ、ダイヤル等）がガスエンジン代替装置１０に含まれる。
【0035】
電子プロセッサ３０２がユーザ入力装置３２２から駆動要求信号を受信したことに応じて、電子プロセッサ３０２はパワースイッチング回路網３１０を作動させてモータ３６に電力を提供する。パワースイッチング回路網３１０を通して、電子プロセッサ３０２は、モータ３６に利用可能な電流の量を制御し、それによってモータ３６の速度及びトルク出力を制御する。パワースイッチング回路網３１０は、多数の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、バイポーラトランジスタ又は他の種類の電気スイッチを含み得る。例えば、パワースイッチング回路網３１０は、電子プロセッサ３０２からパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を受信してモータ３６を駆動する６－ＦＥＴブリッジを含み得る。
【0036】
回転子位置センサ３１４、電流センサ３１８及び電圧センサ３２０は、電子プロセッサ３０２に結合され、ガスエンジン代替装置１０、モータ３６、電源３０８又はそれらの組み合わせの異なるパラメータを示す様々な制御信号を電子プロセッサ３０２に伝達する。幾つかの実施形態において、回転子位置センサ３１４は、１つ又は複数のホールセンサを含む。他の実施形態において、回転子位置センサ３１４は、モータ３６に取り付けられる直角位相エンコーダを含む。回転子位置センサ３１４は、モータ３６の回転子の磁石がホールセンサの面を横切って回転するときの指標（例えば、パルス）等のモータフィードバック情報を電子プロセッサ３０２に出力する。更に他の実施形態において、回転子位置センサ３１４は、例えば、モータコイルにおいて生成される逆起電力（逆ｅｍｆ）の指標を提供する電圧又は電流センサを含む。電子プロセッサ３０２は、回転子位置センサ３１４、即ち電圧又は電流センサから受信された逆起電力信号に基づいて回転子位置、回転子速度及び回転子加速度を特定し得る。回転子位置センサ３１４は、電流センサ３１８と組み合わされて、電流及び回転子位置複合センサを形成することができる。この実施例において、複合センサは、モータ３６のアクティブ相コイルに流れる電流を提供し、また、モータ３６の１つ又は複数の非アクティブ相コイル内に電流を提供する。電子プロセッサ３０２は、アクティブ相コイルに流れる電流に基づいてモータに流れる電流を測定し、非アクティブ相コイル内の電流に基づいてモータ速度を測定する。
【0037】
回転子位置センサ３１４からのモータフィードバック情報に基づいて、電子プロセッサ３０２は、回転子の位置、速度及び加速度を特定することができる。モータフィードバック情報及びユーザ入力装置３２２からの信号に応じて、電子プロセッサ３０２は、制御信号を送信して、パワースイッチング回路網３１０を制御して、モータ３６を駆動する。例えば、パワースイッチング回路網３１０のＦＥＴを選択的に有効及び無効にすることにより、バッテリパック５０から受け取る電力を、モータ３６の回転子１０２を回転させるために周期的にモータ３６の固定子巻線に選択的に印加する。モータフィードバック情報は、電子プロセッサ３０２によって用いられて、パワースイッチング回路網３１０への制御信号の適切なタイミングを確保し、場合によっては、閉ループフィードバックを提供して、モータ３６の速度を所望のレベルになるように制御する。例えば、モータ３６を駆動するため、回転子位置センサ３１４からのモータ位置決め情報を用いて、電子プロセッサ３０２は、回転子磁石が固定子巻線に対してどこにあるかを特定し、（ａ）所定のパターンで次の固定子巻線対（又は複数の対）を励磁して所望の回転方向に回転子磁石に対して磁力を与え、（ｂ）先に励磁された固定子巻線対（又は複数の対）を消磁して回転子の回転方向と反対にある回転子磁石への磁力の印加を防ぐ。
【0038】
電圧センサ３２０は、電源３０８の充電状態に対応する電源３０８の電圧を測定し、電子プロセッサ３０２に充電状態を示す信号を提供するように構成される。幾つかの実施形態において、電圧センサ３２０は電源３０８に組み込まれ、電源３０８（例えば、電源３０８の電子プロセッサ）は電源３０８の充電状態を示す信号を伝達する。電源３０８が複数のバッテリパックを含む場合、電圧センサは、各パックの電圧を測定し、各パックの対応する充電状態を示す信号を提供するように構成される。
【0039】
トランシーバ３２６は、有線又は無線通信ネットワーク３３４による電子プロセッサ３０２と外部装置３３８（例えば、スマートフォン、タブレット又はラップトップコンピュータ）との間の通信を可能にする。幾つかの実施形態において、トランシーバ３２６は、別個の送信及び受信コンポーネントを含み得る。幾つかの実施形態において、トランシーバ３２６は、ガスエンジン代替装置１０に取り付けられた無線アダプタを含み得る。幾つかの実施形態において、トランシーバ３２６は、電子プロセッサ３０２から受信した情報を搬送波無線信号に符号化し、通信ネットワーク３３４を介して外部装置３３８に符号化した無線信号を送信する無線トランシーバである。トランシーバ３２６は、通信ネットワーク３３４を介して外部装置３３８から受信した無線信号から情報も復号し、復号した情報を電子プロセッサ３０２に提供する。
【0040】
通信ネットワーク３３４は、ガスエンジン代替装置１０と外部装置３３８との間の有線又は無線接続を提供する。通信ネットワーク３３４は、近距離ネットワーク、例えばＢＬＵＥＴＯＯＴＨ（登録商標）ネットワーク、Ｗｉ－Ｆｉネットワーク等、又は長距離ネットワーク、例えばインターネット、セルラーネットワーク等を含み得る。
【0041】
図９に示すように、インジケータ３３０は、電子プロセッサ３０２にも結合され、電子プロセッサ３０２から制御信号を受信して、ガスエンジン代替装置１０の異なる状態に基づいてオン及びオフにするか又は他の場合に情報を伝達する。インジケータ３３０は、例えば、１つ又は複数の発光ダイオード（「ＬＥＤ」）又は表示画面を含む。インジケータ３３０は、ガスエンジン代替装置１０の状態又はそれに関連する情報を表示するように構成され得る。例えば、インジケータ３３０は、ガスエンジン代替装置１０の測定された電気的特性、ガスエンジン代替装置１０の状態、ガスエンジン代替装置１０のモード、バッテリパック５０の状態等を示すように構成される。インジケータ３３０は、可聴又は触覚出力を通してユーザに情報を伝達する要素も含み得る。幾つかの実施形態において、インジケータ３３０は、動作中に負荷によって使用されている電力量を示すエコインジケータを含む。
【0042】
ガスエンジン代替装置１０のコンポーネント間に示されている接続は、図９では簡略化している。実際には、ガスエンジン代替装置１０のコンポーネントが電力及び制御信号のための幾つかの配線によって相互接続されるため、ガスエンジン代替装置１０の配線はより複雑である。例えば、パワースイッチング回路網３１０の各ＦＥＴは制御ラインによって電子プロセッサ３０２に別々に接続され、パワースイッチング回路網３１０の各ＦＥＴはモータ３６の端子に接続され、バッテリパック５０からパワースイッチング回路網３１０への電力ラインは正電線及び負／接地電線を含む、等である。加えて、電力線は、増加した電流を処理するために大きいゲージ／直径を有することができる。更に、図示していないが、追加の制御信号及び電力ラインが、ガスエンジン代替装置１０の追加のコンポーネントを相互接続するために用いられる。
【0043】
上述のように、ガスエンジン代替装置１０は、同程度のサイズのガスエンジンよりも稼働時間が短い。図１０～図１８は、ガスエンジン代替装置１０の稼働時間を増加させる、ガスエンジン代替装置１０の幾つかのバッテリ構成を示す。図１０、図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、複数のバッテリレセプタクル５４は、ガスエンジン代替装置１０のハウジング１４に提供されて、複数のバッテリパック５０を受け入れ得る。図１０では、複数のバッテリレセプタクル５４は、第１のバッテリレセプタクル５４Ａ及び第２のバッテリレセプタクル５４Ｂを含み、且つ第１のバッテリレセプタクル５４Ａ及び第２のバッテリレセプタクル５４Ｂとして個々に符号を付与され、複数のバッテリパック５０は、第１のバッテリ５０Ａ及び第２のバッテリ５０Ｂを含み、且つ第１のバッテリ５０Ａ及び第２のバッテリ５０Ｂとして個々に符号を付与されている。
【0044】
図１０に示すように、バッテリレセプタクル５４は、上面（第４の側面２８）と側面（第５の側面３０及び第６の側面３２）との間に延びるハウジング１４上に提供される。第１のバッテリレセプタクル５４Ａが第４の側面２８と第５の側面３０との間に延び、第２のバッテリレセプタクル５４Ｂが第４の側面２８と第６の側面３２との間に延びる。幾つかの実施形態において、バッテリパック５０は、バッテリパック５０がハウジング１４の上部から下方にバッテリレセプタクル５４Ａ及び５４Ｂ内に摺動するように第４の側面２８から受け入れられ得る。幾つかの実施形態において、バッテリパック５０は、バッテリパック５０がハウジング１４の側面から上方にバッテリレセプタクル５４Ａ及び５４Ｂ内に摺動するように第５の側面３０及び第６の側面３２からそれぞれ受け入れられ得る。他の実施形態において、バッテリパック５０は、バッテリパック５０が第２の側面２２から第３の側面２６又はその逆にバッテリレセプタクル５４Ａ及び５４Ｂ内に摺動するように第２の側面２２及び／又は第３の側面２６から受け入れられ得る。バッテリパック５０は、第４の側面２８、第５の側面３０及び第６の側面３２においてハウジング１４の外側に突出する。
【0045】
図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、ハウジング１４は、第５の側面３０から第６の側面３２まで延びる第１のハンドル１５０Ａ及び第２のハンドル１５０Ｂを含む。第１のハンドル１５０Ａは、第２の側面２２に近い方に提供され、及び第２のハンドル１５０Ｂは、第３の側面２６に近い方に提供される。第１のバッテリレセプタクル５４Ａ及び第２のバッテリレセプタクル５４Ｂは、それぞれ第５の側面３０及び第６の側面３２において第１のハンドル１５０Ａと第２のハンドル１５０Ｂとの間に提供される。バッテリパック５０は、バッテリパック５０がハウジング１４の上部から下方にバッテリレセプタクル５４Ａ及び５４Ｂ内に摺動するように第４の側面２８から取り付けられる。バッテリパック５０は、第５の側面３０及び第６の側面３２に提供された凹部内に受け入れられる。したがって、バッテリパック５０は、第５の側面３０及び第６の側面３２においてハウジング１４を越えて延びない。バッテリパック５０は、第４の側面２８においてハウジング１４の上部を越えて突出する。バッテリパック５０のハウジング１４の上部を越えて突出する部分の長さと略等しく延びる支持部１５４がハウジング１４の上部に提供され得る。支持部１５４は、ガスエンジン代替装置１０によって生じる振動を抑える、バッテリパック５０のための追加の支持を提供する。バッテリパック５０及び支持部１５４は、第１のハンドル１５０Ａ及び第２のハンドル１５０Ｂを越えて延びない。第１のハンドル１５０Ａ及び第２のハンドル１５０Ｂは、落下イベントの際のバッテリパック５０に対する追加的な保護を提供する。
【0046】
図１２は、１つの例示的な実施形態による電源３０８の簡略化したブロック図である。電源３０８は、第１のバッテリパック５０Ａと第２のバッテリパック５０Ｂとを含み、図１０～図１１Ｂの複数のバッテリパックガスエンジン代替装置１０に対応する。パワースイッチング回路網３１０は、第１のスイッチ３５０を通して第１のバッテリパック５０Ａに結合され、第２のスイッチ３５４を通して第２のバッテリパック５０Ｂに結合される。第１のスイッチ３５０及び第２のスイッチ３５４は、例えば、電子プロセッサ３０２によって有効及び無効にされるように制御されるＦＥＴである。第１のスイッチ３５０が有効にされると、第１のスイッチ３５０により、第１のバッテリパック５０Ａからパワースイッチング回路網３１０に電流を流すことができる。第１のスイッチ３５０が無効にされると、第１のスイッチ３５０により、第１のバッテリパック５０Ａからパワースイッチング回路網３１０への電流が遮断される。第２のスイッチ３５４は、同様に、電子プロセッサ３０２により、第２のバッテリパック５０Ｂからパワースイッチング回路網３１０に電流を流し且つ遮断するように制御される。
【0047】
動作中、電子プロセッサ３０２は、幾つかの実施形態において、（パック間のスイッチング時に一時的に重なることを除く）動作中の所与の時間において、第１のバッテリパック５０Ａ及び第２のバッテリパック５０Ｂの一方のみをパワースイッチング回路網３１０に接続し得る。電子プロセッサ３０２は、第１のバッテリパック５０Ａ及び第２のバッテリパック５０Ｂを順次放電して、ガスエンジン代替装置１０の稼働時間を増加させる。図１３は、ガスエンジン代替装置１０の稼働時間を増加させるための例示的な方法４００のフローチャートである。図示の例では、方法４００は、（ブロック４０４において）第１のスイッチ３５０を使用して、パワースイッチング回路網３１０に第１のバッテリパック５０Ａを接続することを含む。電子プロセッサ３０２は、第１のバッテリパック５０Ａからパワースイッチング回路網３１０に電流を流すことができるように第１のスイッチ３５０を制御する。第１のスイッチ３５０を有効にする前に、電子プロセッサ３０２は、第１のバッテリパック５０Ａが第１のバッテリレセプタクル５４Ａに受け入れられたか否か及び第１のバッテリパック５０Ａの充電状態が所定の閾値を超える否かを判定し得る。
【0048】
方法４００は、（ブロック４０８において）第１のバッテリパック５０Ａの充電状態が所定の閾値未満であるか否かを判定することを含む。幾つかの実施形態において、ガスエンジン代替装置１０は、第１のバッテリパック５０Ａ及び／又は第２のバッテリパック５０Ｂの電圧を測定する電圧センサ（例えば、電圧センサ３２０）を含む。電子プロセッサ３０２は、電圧センサを使用して第１のバッテリパック５０Ａの充電状態を判定する。他の実施形態において、第１のバッテリパック５０Ａは、第１のバッテリパック５０Ａの充電状態を判定する内部電圧センサを含む。電子プロセッサ３０２は、第１のバッテリパック５０Ａのバッテリ電子プロセッサと通信して、バッテリ電子プロセッサから第１のバッテリパック５０Ａの充電状態を受信する。例えば、第１のバッテリパック５０Ａは、グループリードの際に充電状態情報を電子プロセッサ３０２に提供する。
【0049】
第１のバッテリパック５０Ａの充電状態が所定の閾値を超える場合、方法４００は、ブロック４０４に戻り、第１のバッテリパック５０Ａを使用してガスエンジン代替装置１０を動作させ続ける。第１のバッテリパック５０Ａの充電状態が所定の閾値未満である場合、方法４００は、（ブロック４１２において）第２のスイッチ３５４を使用して、パワースイッチング回路網３１０に第２のバッテリパック５０Ｂを接続することを含む。電子プロセッサ３０２は、第２のバッテリパック５０Ｂからパワースイッチング回路網３１０に電流を流すことができるように第２のスイッチ３５４を制御する。上で述べたのと同様に、第２のスイッチ３５４を有効にする前に、電子プロセッサ３０２は、第２のバッテリパック５０Ｂが第２のバッテリレセプタクル５４Ｂに受け入れられたか否か及び第２のバッテリパック５０Ｂの充電状態が所定の閾値を超える否かを判定し得る。
【0050】
方法４００は、（ブロック４１６において）第１のスイッチ３５０を使用して、パワースイッチング回路網３１０から第１のバッテリパック５０Ａを切断することも含む。電子プロセッサ３０２は、第１のバッテリパック５０Ａからパワースイッチング回路網３１０への電流を遮断するように第１のスイッチ３５０を制御する。図１３に示す例では、第２のバッテリパック５０Ｂを接続することは、第１のバッテリパック５０Ａを切断することの前に実行される。ただし、これらの工程は逆の順序で実行され得ることを理解されたい。即ち、電子プロセッサ３０２は、パワースイッチング回路網３１０に第２のバッテリパック５０Ｂを接続する前に、パワースイッチング回路網３１０から第１のバッテリパック５０Ａを切断し得る。更に、幾つかの実施形態において、電子プロセッサ３０２は、パワースイッチング回路網３１０に第２のバッテリパック５０Ｂを接続するのと同時に、パワースイッチング回路網３１０から第１のバッテリパック５０Ａを切断し得る。
【0051】
幾つかの実施形態において、電子プロセッサ３０２は、バッテリパック５０の状態をユーザに示すためにインジケータ３３０を作動させ得る。例えば、電子プロセッサ３０２は、インジケータ３３０を使用して、バッテリパック５０が接続、切断及び／又は放電されたことを示し得る。１つの例では、電子プロセッサ３０２は、上記の状態のそれぞれに関連付けられた異なるインジケータ３３０を点灯させ得るか、又はバッテリパック５０の状態に基づいて異なる色において、バッテリパック５０に関連付けられたインジケータ３３０を点灯させ得る。その後、ユーザは、第２のバッテリパック５０Ｂが使い果たされたときに方法４００が第１のバッテリパック５０Ａを接続するのを繰り返すことができるように、使い果たされたバッテリパック５０を完全又は部分的に充電されているバッテリパック５０と交換し得る。これにより、方法４００は、ユーザが、動作の際にバッテリパック５０を交替させながらガスエンジン代替装置１０を連続的に動作させることを可能にする。このような用途は、例えば、ガスエンジン代替装置１０が、（連続運転を要する）ポンプ、資材運搬台車／バギー（ユーザが充電器の近くにいるときに、使い果たされたバッテリパック５０が交換され得るように）、コンクリートミキサ及びフラットコンクリートソーに使用される場合に役立つ。
【0052】
図１３は、一般に、第１のバッテリパック５０Ａ又は第２のバッテリパック５０Ｂが、ガスエンジン代替装置１０の動作中の所与の時間においてパワースイッチング回路網３１０に接続されるが、両方のパックが接続されるのではない実施形態に関して説明される。他の実施形態では、バッテリパック５０Ａ及び５０Ｂの両方がパワースイッチング回路網に接続される。例えば、バッテリパック５０Ａ及び５０Ｂは、それぞれのパックの充電状態が所定の閾値を超える状態で、パワースイッチング回路網に並列に接続され得る。バッテリパック５０Ａ又は５０Ｂのいずれかの充電状態が、所定の閾値未満に低下した場合、そのバッテリパック５０Ａ又は５０Ｂは、それぞれの第１のスイッチ３５０又は第２のスイッチ３５４を介してパワースイッチング回路網３１０から切断される。このとき、ガスエンジン代替装置１０は、依然として接続されている残りのバッテリパック５０Ａ又は５０Ｂによって電力を供給され、ユーザは、使い果たされたバッテリパック５０Ａ又は５０Ｂを、完全に又は部分的に充電されているバッテリパック５０と交換し得る。交換されると、電子プロセッサ３０２は、関連する第１のスイッチ３５０又は第２のスイッチ３５４を制御して、新たに挿入されたバッテリパック５０を、取り外されなかったバッテリパック５０Ａ又は５０Ｂと並列にパワースイッチング回路網３１０に接続し得る。別の例では、バッテリパック５０Ａ及び５０Ｂは、パワースイッチング回路網に直列に結合されて、ガスエンジン代替装置１０により高い供給電圧を提供する。直列に接続されたバッテリパック５０Ａ及び５０Ｂの幾つかの実施形態において、単一のスイッチ３５０がバッテリパック５０Ａ及び５０Ｂと直列に提供され得る。また、バッテリパック５０Ａ又は５０Ｂのいずれかの充電状態が所定の閾値未満に低下した場合、スイッチ３５０が開いてバッテリパック５０Ａ及び５０Ｂの両方を切断する。
【0053】
図１４は、ガスエンジン代替装置１０のハウジング１４にあるバッテリレセプタクル５４とデイジーチェーン接続され得る幾つかのバッテリモジュール１５８を示す。ガスエンジン代替装置１０は、バッテリモジュール１５８の１つ又は複数に接続するためのモジュールポート１６２を（例えば、ハウジング１４上に）含む。各バッテリモジュール１５８は、モジュールバッテリレセプタクル１６６を含むモジュールハウジング１６４を含む。モジュールバッテリレセプタクル１６６は、ガスエンジン代替装置１０のハウジング１４にあるバッテリレセプタクル５４と同様であり、各モジュールバッテリレセプタクル１６６が、バッテリパック５０と係合するための電気的且つ機械的インターフェースを含む。バッテリパック５０は、モジュールバッテリレセプタクル１６６に受け入れられる。モジュールハウジング１６４は、出力コネクタポート１７０と入力コネクタポート１７４とを含む。第１のコード１７８Ａは、ガスエンジン代替装置１０に第１のバッテリモジュール１５８Ａを結合するために使用される。第１のコード１７８Ａは、モジュールポート１６２に出力コネクタポート１７０を結合して、第１のバッテリモジュール１５８Ａに受け入れられた第１のバッテリパック５０Ａからガスエンジン代替装置１０に動作電流を提供する。第２のコード１７８Ｂは、第１のバッテリモジュール１５８Ａに第２のバッテリモジュール１５８Ｂを結合して、第２のバッテリモジュール１５８Ｂに受け入れられた第２のバッテリパック５０Ｂから第１のバッテリモジュール１５８Ａに動作電流を提供するために使用される。第１のバッテリモジュール１５８Ａは、第２のバッテリモジュール１５８Ｂからの動作電流を第１のバッテリパック５０Ａからの動作電流とともに、第１のコード１７８Ａを通してガスエンジン代替装置１０に渡す。幾つかの実施形態において、バッテリモジュール１５８は、ガスエンジン代替装置１０又はガスエンジン代替装置１０によって電力を供給される動力機器に直接取り付けられ得る。
【0054】
図１５は、別の例示的な実施形態による電源３０８の簡略化したブロック図である。電源３０８は、バッテリパック５０とモジュールポート１６２とを含み、図１４のガスエンジン代替装置１０に対応する。パワースイッチング回路網３１０は、第１のスイッチ３５０を通してバッテリパック５０に結合され、第２のスイッチ３５４を通してモジュールポート１６２に結合される。モジュールポート１６２は、ガスエンジン代替装置１０に１つ又は複数のバッテリモジュール１５８を接続するために使用される。第１のスイッチ３５０及び第２のスイッチ３５４は、例えば、電子プロセッサ３０２によって有効及び無効にされるように制御されるＦＥＴである。第１のスイッチ３５０が有効にされると、第１のスイッチ３５０により、バッテリパック５０からパワースイッチング回路網３１０に電流を流すことができる。第１のスイッチ３５０が無効にされると、第１のスイッチ３５０により、バッテリパック５０からパワースイッチング回路網３１０への電流が遮断される。第２のスイッチ３５４は、同様に、電子プロセッサ３０２により、１つ又は複数のバッテリモジュール１５８からパワースイッチング回路網３１０に電流を流し且つ遮断するように制御される。
【0055】
動作中、電子プロセッサ３０２は、バッテリパック５０及び１つ又は複数のバッテリモジュール１５８の一方のみをパワースイッチング回路網３１０に接続し得る。電子プロセッサ３０２は、バッテリパック５０及び１つ又は複数のバッテリモジュール１５８を順次放電して、ガスエンジン代替装置１０の稼働時間を増加させる。図１６は、ガスエンジン代替装置１０の稼働時間を増加させるための例示的な方法４３０のフローチャートである。図示の例では、方法４３０は、（ブロック４３４において）第１のスイッチ３５０を使用して、パワースイッチング回路網３１０にバッテリパック５０を接続することを含む。電子プロセッサ３０２は、バッテリパック５０からパワースイッチング回路網３１０に電流を流すことができるように第１のスイッチ３５０を制御する。第１のスイッチ３５０を有効にする前に、電子プロセッサ３０２は、バッテリパック５０がバッテリレセプタクル５４に受け入れられたか否か及びバッテリパック５０の充電状態が所定の閾値を超える否かを判定し得る。
【0056】
方法４３０は、（ブロック４３８において）バッテリパック５０の充電状態が所定の閾値未満であるか否かを判定することを含む。幾つかの実施形態において、ガスエンジン代替装置１０は、バッテリパック５０の電圧を測定する電圧センサ（例えば、電圧センサ３２０）を含む。電子プロセッサ３０２は、電圧センサを使用してバッテリパック５０の充電状態を判定する。他の実施形態において、バッテリパック５０は、バッテリパック５０の充電状態を判定する内部電圧センサを含む。電子プロセッサ３０２は、バッテリパック５０のバッテリ電子プロセッサと通信して、バッテリ電子プロセッサからバッテリパック５０の充電状態を受信する。例えば、バッテリパック５０は、グループリードの際に充電状態情報を電子プロセッサ３０２に提供する。
【0057】
バッテリパック５０の充電状態が所定の閾値を超える場合、方法４３０は、ブロック４３４に戻り、バッテリパック５０を使用してガスエンジン代替装置１０を動作させ続ける。バッテリパック５０の充電状態が所定の閾値未満である場合、方法４００は、（ブロック４４２において）第２のスイッチ３５４を使用して、パワースイッチング回路網３１０にモジュールポート１６２を接続することを含む。電子プロセッサ３０２は、モジュールポート１６２からパワースイッチング回路網３１０に電流を流すことができるように第２のスイッチ３５４を制御する。換言すれば、取り付けられたバッテリパック５０を有するバッテリモジュール１５８がモジュールポート１６２に結合され、モジュールポート１６２が第２のスイッチ３５４を介してパワースイッチング回路網３１０に接続された場合、バッテリモジュール１５８のバッテリパック５０からの電力がパワースイッチング回路網３１０に接続され、ガスエンジン代替装置１０に電力を供給する。上で述べたのと同様に、第２のスイッチ３５４を有効にする前に、電子プロセッサ３０２は、バッテリパック５０を含むバッテリモジュール１５８がモジュールポート１６２に接続されているか否か及びバッテリモジュール１５８に受け入れられバッテリパック５０の充電状態が所定の閾値を超えるか否か判定し得る。
【0058】
方法４３０は、（ブロック４４６において）第１のスイッチ３５０を使用して、パワースイッチング回路網３１０からバッテリパック５０を切断することも含む。電子プロセッサ３０２は、バッテリパック５０からパワースイッチング回路網３１０への電流を遮断するように第１のスイッチ３５０を制御する。図１６に示す例では、モジュールポート１６２を接続することは、バッテリパック５０を切断することの前に実行される。ただし、これらの工程は逆の順序で実行され得る。即ち、電子プロセッサ３０２は、パワースイッチング回路網３１０にモジュールポート１６２を接続する前に、パワースイッチング回路網３１０からバッテリパック５０を切断し得る。更に、幾つかの実施形態において、電子プロセッサ３０２は、パワースイッチング回路網３１０にモジュールポート１６２を接続するのと同時に、パワースイッチング回路網３１０からバッテリパック５０を切断し得る。
【0059】
これにより、方法４３０は、ユーザが、動作中、現在取り付けられているバッテリパック５０を取り外すことなく追加のバッテリパック５０をデイジーチェーン接続させながらガスエンジン代替装置１０を連続的に動作させることを可能にする。このような用途は、例えば、バッテリモジュール１５８が動力機器に取り付けられる、ポンプ、コンクリート／モルタルミキサー等の据え置き型用途に役立つ。方法４３０はまた、より多くのバッテリを実装するための最大限の柔軟性という利点をもたらす。特に、ユーザは、タスクに必要とされるバッテリの数を決定し得る。追加的に、この実施形態では、追加のバッテリレセプタクル５４がガスエンジン代替装置１０のハウジング１４に必要とされず、それによってガスエンジン代替装置１０のより良いフォームファクタが提供される。
【0060】
図１６は、一般に、バッテリパック５０又はモジュールポート１６２がガスエンジン代替装置１０の動作中の所与の時間においてパワースイッチング回路網３１０に接続されるが、両方のパックが接続されるのではない実施形態に関して説明される。他の実施形態では、バッテリパック５０とモジュールポート１６２との両方がパワースイッチング回路網に接続される。例えば、バッテリパック５０とモジュールポート１６２とは、図１３に関して上述した代替的な実施形態と同様に、並列又は直列に接続され得る。
【0061】
幾つかの実施形態において、電子プロセッサ３０２が電源間でスイッチングされる場合、モータ３６が一時的に停止され得るし、モータ３６の動作が一時的に制限され得る。例えば、電子プロセッサ３０２は、第１のバッテリパック５０Ａ又はバッテリパック５０が使い果たされたと判定した後、モータ３６を停止するようにパワースイッチング回路網３１０を制御し得る。次いで、電子プロセッサ３０２は、第１のスイッチ３５０を有効にし、第２のスイッチ３５４を無効にした後、モータ３６の動作を再開させる。幾つかの実施形態において、モータ３６を停止させるのではなく、電子プロセッサ３０２は、電源間をスイッチングしながら、モータ３６を惰性で動作させ得る。
【0062】
図１７Ａ～図１７Ｂは、デイジーチェーン接続されたバッテリパック５０を図１４及び図１５のモジュールポート１６２に接続して、パワースイッチング回路網３１０、ひいてはガスエンジン代替装置１０に電力を供給できるようにする２つのデイジーチェーン回路４５０Ａ及び４５０Ｂをそれぞれ示す。図１７Ａでは、モジュールポート１６２は、それぞれのバッテリパック５０を有する２つのモジュールハウジング１６４（それぞれ個別に１６４Ａ及び１６４Ｂと特定される）に結合される。図示のように、コード１７８Ａ及び１７８Ｂはモジュールポート１６２へのＤＣバスリンクを形成し、それによってモジュールハウジング１６４Ａのバッテリパック５０は第３のスイッチ４５２を介してバスリンクに結合され、モジュールポート１６４Ｂのバッテリパック５０は第４のスイッチ４５４を介してバスリンク１７８に結合される。第３のスイッチ４５２及び第４のスイッチ４５４は、電子プロセッサ３０２によって選択的に制御される。したがって、モジュールハウジング１６４Ａ及びモジュールハウジング１６４Ｂのそれぞれのバッテリパック５０は、モジュールポート１６２、ひいてはパワースイッチング回路網３１０に選択的に結合され得る。図１６のブロック４４２に戻り、モジュールポート１６２が第２のスイッチ３５４を介してパワースイッチング回路網３１０に接続される場合、電子プロセッサ３０２は、モジュールハウジング１６４Ａ～Ｂに結合されたバッテリ５０の一方又は両方を選択してパワースイッチング回路網３１０に電力を提供するために、第３のスイッチ４５２、第４のスイッチ４５４又はそれらの両方に制御信号を更に提供し得る。制御信号は、電子プロセッサ３０２からモジュールポートを介してコード１７８Ａ～Ｂのデータラインを通して提供され得る。例えば、モジュールハウジング１６４ごとに制御ラインが提供され得るか、又は共有制御ラインが、制御信号を受信するためにモジュールハウジング１６４を特定する関連するアドレス有する制御信号によって使用され得る。次に、モジュールハウジング１６４（又はモジュールハウジング１６４のそれぞれのスイッチ）は、自らを対象とした制御信号に応じて動作し、他のモジュールハウジング１６４を対象とした制御信号を除外し得る。
【0063】
図１７Ｂでは、モジュールポート１６２は、それぞれのバッテリパック５０を有する２つのモジュールハウジング１６４（それぞれ個別に１６４Ａ及び１６４Ｂと特定される）にここでも結合される。図示のように、コード１７８Ａ及び１７８Ｂは、モジュールポート１６２へのＤＣバスリンクを形成し、それによってモジュールハウジング１６４Ａ及び１６５Ｂのバッテリパック５０はバスリンクに結合される。モジュールハウジング１６４Ａ～Ｂ内に個々のスイッチを含む代わりに、多極スイッチ４５６がガスエンジン代替装置１０のモジュールポート１６２の一部として含まれる。幾つかの実施形態において、多極スイッチ４５６は、モジュールハウジング１６４の１つ内に組み込まれ得る。ＤＣバスリンクは、モジュールハウジング１６４にモジュールポート１６２を接続する別個の電力供給ラインを、各モジュールハウジング１６４に１本ずつ含む。多極スイッチ４５６は、電子プロセッサ３０２により、ＤＣバスリンクの電力供給ラインの１つを選択するように選択的に制御される。したがって、モジュールハウジング１６４Ａ及びモジュールハウジング１６４Ｂのそれぞれのバッテリパック５０は、モジュールポート１６２、ひいてはパワースイッチング回路網３１０に選択的に結合され得る。図１６のブロック４４２に戻り、モジュールポート１６２が第２のスイッチ３５４を介してパワースイッチング回路網３１０に接続される場合、電子プロセッサ３０２は、モジュールハウジング１６４Ａ～Ｂに結合されたバッテリ５０の一方又は両方を選択してパワースイッチング回路網３１０に電力を提供するために、多極スイッチ４５６に制御信号を更に提供し得る。
【0064】
３つの電力供給ライン及び３対１の多極スイッチが図１７Ｂのコード１７８Ａ及び１７８Ｂの一部として示されているが、幾つかの実施形態において、より少ない又はより多い電力供給ラインが含まれ、対応する数の入力を有する多極スイッチ４５６が提供される。一般に、含まれる各電力供給ラインについて、バッテリパック５０を有する１つの追加のモジュールハウジング１６４がモジュールポート１６２にデイジーチェーン方式で結合され得る。
【0065】
図１７Ａ及び図１７Ｂの実施形態に関連して、電子コントローラ３０２は、バッテリ５０の充電状態に基づいて、デイジーチェーン接続された複数のバッテリ５０からバッテリ５０を選択し得る。バッテリパック５０は、自らのそれぞれの充電状態を測定し、測定した充電状態をコード１７８Ａ及び１７８Ｂのデータラインを介して電子コントローラ３０２に提供する電圧センサ又は他のセンサを含み得るし、ガスエンジン代替装置１０は、モジュールポート１６２を介して結合されるいずれかのバッテリパック５０の充電状態を測定する電圧センサ又は他のセンサを含み得る。幾つかの実施形態において、（例えば、図１６のステップ４４２において）モジュールポート１６２が電力を提供するために選択される場合、電子コントローラ３０２は、デイジーチェーンを介してモジュールポート１６２に接続された各バッテリパック５０の充電状態を判定し、最も高い充電状態を有するバッテリパック５０を選択する。その後、電子コントローラ３０２は、選択されたバッテリパック５０の充電状態を監視し、充電状態が所定の閾値未満に低下した場合、その時点で最も高い充電状態を有するバッテリパック５０に切り替え得る。幾つかの実施形態において、他のバッテリパック５０の選択基準及び技法が、モジュールポート１６２に結合されたバッテリパック５０から選択するために使用される。
【0066】
幾つかの実施形態において、図１８及び図１９に示すように、ガスエンジン代替装置１０は、ガスエンジン代替装置１０に接続されたバッテリパック５０を充電するオンボード充電回路４６０を含む。ガスエンジン代替装置１０は、充電電力を受け取ってバッテリパック５０を充電するために、電源コンセント（例えば、１２０ＶＡＣ／６０Ｈｚの壁コンセント又は他の標準電源コンセント）に差し込まれ得る電源コード４６４を含む。オンボード充電回路４６０は、電源コード４６４から充電電力を受け取り、有効にされた場合、バッテリパック５０を充電する充電電流を提供する。
【0067】
図１９は、別の例示的な実施形態による電源３０８の簡略化したブロック図である。電源３０８は、バッテリパック５０と、バッテリパック５０を充電するオンボード充電回路４６０とを含む。バッテリパック５０は、放電スイッチ４６８を通してパワースイッチング回路網３１０に結合される。オンボード充電回路４６０は、充電スイッチ４７２を通してバッテリパック５０に結合される。放電スイッチ４６８及び充電スイッチ４７２は、例えば、電子プロセッサ３０２によって有効及び無効にされるように制御されるＦＥＴである。放電スイッチ４６８が有効にされると、放電スイッチ４６８により、バッテリパック５０からパワースイッチング回路網３１０に電流を流すことができる。放電スイッチ４６８が無効にされると、放電スイッチ４６８により、バッテリパック５０からパワースイッチング回路網３１０への電流が遮断される。充電スイッチ４７２が有効にされると、充電スイッチ４７２により、バッテリパック５０を充電するためにオンボード充電回路４６０からバッテリパック５０に電流を流すことができる。充電スイッチ４７２が無効にされると、充電スイッチ４７２により、オンボード充電回路４６０からバッテリパック５０への電流が遮断される。
【0068】
幾つかの実施形態において、電子プロセッサ３０２は、放電スイッチ４６８及び充電スイッチ４７２の両方が同時に有効にされないように、放電スイッチ４６８及び充電スイッチ４７２を制御し得る。したがって、ガスエンジン代替装置１０のモータ３６は、バッテリパック５０が充電されている間には動作しないようにされ得る。
【0069】
幾つかの実施形態において、電子プロセッサ３０２は、放電スイッチ４６８及び充電スイッチ４７２の両方が同時に有効にされるように、放電スイッチ４６８及び充電スイッチ４７２を制御し得る。したがって、ガスエンジン代替装置１０のモータ３６は、バッテリパック５０が充電されている間に動作するようにされ得る。例えば、充電回路４６０は、電源コード４６４がＡＣ電源に結合される場合、バッテリパック５０にトリクル充電を提供し得る。更に、パワースイッチング回路網３１０とバッテリパック５０とを接続するＤＣバスにＤＣ出力を提供するＡＣ／ＤＣ整流回路が、ガスエンジン代替装置１０に（例えば、オンボード充電回路４６０に）提供され得る。このようにして、パワースイッチング回路網３１０は整流器からＤＣ電力を引き出し、電源コード４６４からのＡＣ電力はモータ３６に電力を供給する。更に、電源コード４６４に結合された壁コンセントに対して、整流器から引き出された電流が特定の電流制限値未満である場合、超過電流（現在の引き出されている電流と電流制限値との間の電流量）がバッテリパック５０に充電される。幾つかの実施形態において、ＤＣバスは、正のＤＣバスラインと負のＤＣバスラインとの間に、ＤＣバス上のリップルを平滑化するコンデンサを含み、充電電流はコンデンサから引き出される。
【0070】
幾つか実施形態において、ガスエンジン代替装置１０は、ユーザによって作動され得る充電有効化スイッチを含む。充電有効化スイッチが作動されると、電子プロセッサ３０２は、放電スイッチ４６８を無効にし、充電スイッチ４７２を有効にして、バッテリパック５０の充電を開始する。幾つかの実施形態において、電子プロセッサ３０２が、（例えば、上述のように、電圧センサ３２０を使用して、又はバッテリパック５０からの指示を受け取って）バッテリパック５０の充電状態が所定の閾値未満に低下したと判定した場合、電子プロセッサは、充電有効化スイッチを作動させ、放電スイッチ４６８を停止し、オンボード充電回路４６０はバッテリパック５０の充電を開始する。
【0071】
１つの例では、図１８～図１９のガスエンジン代替装置１０は、レンタルフリートに使用される。機器レンタル会社は、盗難防止のためにレンタル機器の特定の機能をロックすることを好む場合がある。ガスエンジン代替装置１０の場合、レンタル会社は、ガスエンジン代替装置１０からバッテリパック５０を取り外すことができないように、ガスエンジン代替装置１０にバッテリパック５０をロックしたいと望む場合がある。これらの状況では、オンボード充電回路４６０は、バッテリパック５０がガスエンジン代替装置１０に結合されている間にバッテリパック５０を充電するために使用され得る。
【0072】
図１～図１８は、ガスエンジン代替装置１０の別個の実施形態を含むものとして示されている。しかしながら、これらの実施形態のいずれかの特徴が他の実施形態の特徴と組み合わされ得ることを理解されたい。例えば、ガスエンジン代替装置１０は、複数のバッテリレセプタクル５４と、１つ又は複数のバッテリモジュール１５８に接続するモジュールポート１６２とを含み得る。加えて、ガスエンジン代替装置１０は、オンボード充電回路４６０と、複数のバッテリレセプタクル５４及び／又はモジュールポート１６２とを含み得る。更に、１つ又は複数のバッテリレセプタクル５４は、任意の構成のバッテリパック５０を受け入れ得ることを理解されたい。例えば、第１のバッテリレセプタクル５４Ａは、第１の構成を有するバッテリパック５０－１を受け入れ、第２のバッテリレセプタクル５４Ｂは、第２の構成を有するバッテリパック５０－２を受け入れ得る。加えて、ユーザは、第１の構成を有し、バッテリレセプタクル５４に受け入れられたバッテリパック５０－１を、第２の構成を有するバッテリパック５０－２に交換し得る。このように、上述のガスエンジン代替装置１０の実施形態の幾つかにおいて、ガスエンジン代替装置１０は、異なる種類のバッテリパック５０に結合されるように構成される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17A】
【図17B】
【図18】
【図19】
【外国語明細書】