JP2006034032A

JP2006034032A - 二次電池を有する電池パック及びその電池パックを使用した充電システム装置

Info

Publication number: JP2006034032A
Application number: JP2004211490A
Authority: JP
Inventors: Junji Nishida; 淳二西田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2004-07-20
Filing date: 2004-07-20
Publication date: 2006-02-02
Also published as: CN1728317A; CN100593222C; US20060028168A1; US20080211454A1

Abstract

【課題】専用の充電装置以外の装置での充電を禁止し、電池パック単独の場合又は電池パックが想定外の機器に接続された場合には電池パックへの電力の供給を禁止し、電池パック及び充電装置の故障や不具合の発生を防止できる二次電池を有する電池パック及びその電池パックを使用した充電システム装置を得る。
【解決手段】充電制御回路２１は、電池パック２の充電を開始する前に、電池パック２との通信が行えるかどうかを調べ、通信が行えない場合は電池パック２への充電を行わず、通信が可能な場合は電池パック２のＩＤ情報を調べ、ＩＤ情報がない場合や、得られたＩＤ情報が無効である場合は、本体３で充電が行えない電池パックの可能性があるため、電池パック２に対して充電又は充放電を禁止するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、二次電池を有する電池パック及びその電池パックを使用した充電システム装置に関し、特に二次電池を有する電池パックを識別するためのＩＤ情報を有する電池パックの充放電制御に関するものである。

従来の電池パック充電器は、特定の種類の電池パックしか充電できないように、電池パックの形状に特徴を持たせ、他の種類の電池パックは充電器に取り付けできないようにしていた。しかし、電池の容量は技術の進歩と共に増加しており、同じ形状の電池パックでも、新しい電池ほど容量が大きくなっている。
従来の電池パック充電器は、取り付けられた電池パックに対し常に同じ充電制御を行うようにしている。このため、形状が同じでも容量の大きな電池パックが装着された場合は充電時間が長くかかり、逆に容量の小さい電池パックの場合は定格以上の充電電流を供給して電池寿命を縮めてしまったりしていた。
そこで、電池パックに固有の識別情報であるＩＤ情報を持たせ、充電を開始するときに、充電器が電池パックのＩＤ情報を取得し、このＩＤ情報から電池の容量等の情報を得て、充電制御に利用することが考えられる（例えば、特許文献１参照。）。
特公平６−８１４２５号公報

しかし、従来の充電器は、電池パックの形状等で特定の電池パックしか取り付けできないようにしているため、電池パックのＩＤ情報が得られない場合や、電池パックから取得したＩＤ情報が充電器側で記憶しているＩＤ情報の中にないといった状況を想定していない。このことから、従来の充電器は、このような状況ではどのような充電制御を行ってよいか分からず、電池パック及び充電器の故障の原因になる場合があった。

また、電池パックがＩＤ情報を持っていても、充電器側がそのＩＤ情報を認識する機能がない場合は、前記と同様不適切な充電を行い電池パック及び充電器の故障の原因や電池パックの寿命を縮める要因になっていた。
更に、電池パックが想定外の機器に接続されたり、電池パック単体の場合に電池パックの電極をショートされたりして、想定外の大電流を取り出された場合は電池パックに不具合が発生する可能性があった。

本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであり、専用の充電装置以外の装置での充電を禁止し、電池パック単独の場合又は電池パックが想定外の機器に接続された場合には電池パックへの電力の供給を禁止し、電池パック及び充電装置の故障や不具合の発生を防止できる二次電池を有する電池パック及びその電池パックを使用した充電システム装置を得ることを目的とする。

この発明に係る電池パックは、少なくとも１つの二次電池を有し、所定の機器に電源を供給する電池パックにおいて、
前記二次電池の充電を行う外部の充電装置から所定の指令が入力されるまで、前記充電装置からの二次電池に対する充電電流を遮断して前記二次電池への充電を停止するものである。

また、前記二次電池の充電を行う外部の充電装置から所定の指令が入力されるまで、前記二次電池の外部への放電を遮断するようにした。

具体的には、前記二次電池の充電を行う外部の充電装置と通信を行う第１通信回路部と、
前記充電装置からの二次電池に対する充電電流の遮断制御を行う第１スイッチ回路部と、
前記第１通信回路部で受信した情報から該第１スイッチ回路部の動作制御を行う制御回路部と、
を備え、
前記制御回路部は、第１通信回路部を介して前記充電装置から所定の指令が入力されるまで、前記第１スイッチ回路部に対して前記充電装置からの二次電池に対する充電電流を遮断して前記二次電池への充電を停止させるようにした。

また、前記制御回路部は、第１通信回路部を介して前記充電装置から前記所定の指令が入力されると、前記第１スイッチ回路部に対して前記充電装置からの充電電流を前記二次電池に供給させて該二次電池への充電を行わせるようにした。

また、前記二次電池からの放電電流の遮断制御を行う第２スイッチ回路部を備え、前記制御回路部は、第１通信回路部を介して前記所定の指令が入力されるまで、該第２スイッチ回路部に対して二次電池の放電を遮断して外部への電源供給を停止させるようにした。

また、前記制御回路部は、第１通信回路部を介して前記所定の指令が入力されると、該第２スイッチ回路部に対して二次電池を放電させて外部への電源供給を行わせるようにした。

また、所定の情報を記憶する記憶回路部を備え、前記制御回路部は、外部の充電装置から該所定の情報の送信を要求されると、該記憶回路部から該情報を読み出し前記第１通信回路部を介して送信するようにした。

具体的には、前記記憶回路部に記憶された所定の情報は、電池パック固有のＩＤ情報である。

また、前記二次電池の残存容量を検出して前記制御回路部に出力する残量検出回路部を備え、該残量検出回路部は、少なくとも前記二次電池の電圧情報、充放電電流情報及び温度情報を取得するようにした。

この場合、前記制御回路部は、外部の充電装置からの要求に応じて、前記残量検出回路部で得られた各情報を前記第１通信回路部を介して該外部の充電装置に送信するようにした。

また、この発明に係る充電システム装置は、少なくとも１つの二次電池を有する電池パックと、該電池パックに対して充電制御を行う充電装置とを備えた充電システム装置において、
前記充電装置は、前記二次電池を充電するための直流電源が供給されると、電池パックと所定の方法で通信を行い、該通信が行えなかった場合は、前記電池パックの二次電池への充電電流の供給を停止するものである。

また、前記充電装置は、前記通信が行えた場合、該通信によって電池パックから所定のＩＤ情報の読み出しを行い、電池パック内から該ＩＤ情報が読み出せなかったとき又は電池パック内から読み出したＩＤ情報が無効であると判断したときは、前記電池パックに対して二次電池の充電を禁止する指令を出力し、電池パックは、該充電禁止指令が入力されると二次電池に供給される前記充電電流を遮断して二次電池の充電を停止するようにした。

更に、前記電池パックは、前記充電禁止指令が入力されると二次電池の外部への放電を遮断するようにした。

具体的には、前記電池パックは、
前記充電装置と通信を行う第１通信回路部と、
前記充電装置からの二次電池に対する充電電流の遮断制御を行う第１スイッチ回路部と、
前記第１通信回路部で受信した情報から該第１スイッチ回路部の動作制御を行う制御回路部と、
を備え、
前記制御回路部は、第１通信回路部を介して前記充電装置から所定の指令が入力されるまで、前記第１スイッチ回路部に対して前記充電装置からの二次電池に対する充電電流を遮断して前記二次電池への充電を停止させるようにした。

この場合、前記制御回路部は、第１通信回路部を介して前記充電装置から前記所定の指令が入力されると、前記第１スイッチ回路部に対して前記充電装置からの充電電流を前記二次電池に供給させて該二次電池への充電を行わせるようにした。

更に、前記電池パックは、前記二次電池からの放電電流の遮断制御を行う第２スイッチ回路部を備え、前記制御回路部は、第１通信回路部を介して充電装置から前記所定の指令が入力されるまで、該第２スイッチ回路部に対して二次電池の放電を遮断して外部への電源供給を停止させるようにした。

また、前記制御回路部は、第１通信回路部を介して充電装置から前記所定の指令が入力されると、該第２スイッチ回路部に対して二次電池を放電させて外部への電源供給を行わせるようにした。

また、前記電池パックは、所定の情報を記憶する記憶回路部を備え、前記制御回路部は、充電装置から該所定の情報の送信を要求されると、該記憶回路部から該情報を読み出し前記通信回路部を介して前記充電装置に送信するようにした。

また、前記電池パックは、前記二次電池の残存容量を検出して制御回路部に出力する残量検出回路部を備え、該残量検出回路部は、少なくとも前記二次電池の電圧情報、充放電電流情報及び温度情報を取得するようにした。

また、前記制御回路部は、充電装置からの要求に応じて、前記残量検出回路部で得られた各情報を前記第１通信回路部を介して該充電装置に送信するようにした。

具体的には、前記充電装置は、
前記電池パックの第１通信回路部と通信を行う第２通信回路部と、
前記電池パックの充電制御を行う充電制御回路部と、
を備え、
前記充電制御回路部は、充電用の直流電源が供給されたときに第２通信回路部を用いて電池パックと通信を行い、該通信が正常に行えない場合は電池パックへの充電電流の供給を停止するようにした。

具体的には、前記充電制御回路部は、第１通信回路部及び第２通信回路部を介して電池パックの制御回路部と通信を行い、所定のＩＤ情報の要求に対して、制御回路部から該ＩＤ情報が得られない場合又は制御回路部から得られたＩＤ情報が無効であると判断した場合は、電池パックの制御回路部に対して、第１スイッチ回路部に二次電池への充電電流を遮断させるようにした。

また、前記充電制御回路部は、所定のＩＤ情報の要求に対して、制御回路部から該ＩＤ情報が得られない場合又は制御回路部から得られたＩＤ情報が無効であると判断した場合は、電池パックの制御回路部に対して、第２スイッチ回路部に二次電池の放電を遮断させるようにした。

また、前記充電制御回路部は、第１通信回路部及び第２通信回路部を介して電池パックの制御回路部と通信を行い、所定のＩＤ情報の要求に対して制御回路部から得られたＩＤ情報が有効であると判断した場合は、電池パックの制御回路部に対して、前記二次電池に充電電流が流れるように前記第１スイッチ回路部を制御させるようにした。

また、前記充電制御回路部は、所定のＩＤ情報の要求に対して制御回路部から得られたＩＤ情報が有効であると判断した場合は、電池パックの制御回路部に対して、二次電池を放電させるように第２スイッチ回路部を制御させるようにした。

本発明の電池パック及びその電池パックを使用した充電システム装置によれば、電池パックと通信を行えない状態、すなわち電池パックが充電装置に接続されていない単独の状態の場合、電池パックが想定外の機器に取り付けられた場合、又は不適合な充電装置に接続された状態等の場合は、電池パック内の第１スイッチ回路部を遮断状態にすることで、不適合な充電装置による充電を防止することができる。また、本電池パックを想定外の機器に接続して使用することを防止できるため、規格外の充放電を防止し、電池パックの故障や寿命を短縮するといった不具合を防止することができ、電池パックと充電装置の両方に対して安全性を確保することができる。

また、電池パックの充電を開始する前に該電池パックのＩＤ情報を調べ、ＩＤ情報がない場合や、ＩＤ情報が無効であると判断した場合は、正常に充電を行うことができない電池パックの可能性があるため、該電池パックへの充電を禁止するようにした。このようにすることで、電池パックと充電装置の不適合によって生じる不具合を防止することができ、電池パックと充電装置の両方に対して安全性を確保することができる。

また、電池パックから得られたＩＤ情報が有効な場合、電池パックの残量検出回路部で取得した各情報を用いて、接続された電池パックに最適な充電方法を選択して充電することができる。

次に、図面に示す実施の形態に基づいて、本発明を詳細に説明する。
第１の実施の形態．
図１は、本発明の第１の実施の形態における二次電池の充電装置の構成例を示した図であり、二次電池を有する電池パックを使用したシステム装置を例にして示している。
図１において、システム装置１は、二次電池を有する電池パック２と、電池パック２の充電機能を有し電池パック２が接続されて所定の機能をなす本体３とで構成され、本体３には、電池パック２を充電するための充電用直流電源１０が接続される。

電池パック２は、リチウム電池で構成された少なくとも１つの二次電池１１と、電池パック２に内蔵された電子回路を制御する制御回路１２と、本体３と情報の送受信を行うための通信回路１３と、二次電池１１の充放電電流、電圧及び温度等を測定して二次電池１１の残量を検出する残量検出回路１４とを備えている。また、電池パック２は、ＮＭＯＳトランジスタＭ１，Ｍ２と、二次電池１１の充電期間中に何らかの異常を検出した場合に二次電池１１への充電電流をＮＭＯＳトランジスタＭ１をオフさせてカットし、二次電池１１の放電期間中に何らかの異常を検出した場合に二次電池１１の放電電流をＮＭＯＳトランジスタＭ２をオフさせてカットする保護回路１５とを備えている。

更に、電池パック２は、二次電池１１の充放電電流を検出するための電流検出抵抗Ｒ１と、二次電池１１の温度を測定する温度センサ１６と、電池パック２の固有の各種情報を記憶したＩＤ記憶回路１７とを備え、制御回路１２、通信回路１３、残量検出回路１４、保護回路１５及びＩＤ記憶回路１７は、内部バス１８で接続されている。なお、制御回路１２は制御回路部を、通信回路１３は第１通信回路部を、残量検出回路１４，温度センサ１６及び抵抗Ｒ１は残量検出回路部をそれぞれなしている。また、保護回路１５及びＮＭＯＳトランジスタＭ１は第１スイッチ回路部を、保護回路１５及びＮＭＯＳトランジスタＭ２は第２スイッチ回路部を、ＩＤ記憶回路１７は記憶回路部それぞれなす。

二次電池１１の正側電極は電池パック２の電源端子Ｖａ＋に接続され、二次電池１１の負側電極と電池パック２の電源端子Ｖａ−との間には抵抗Ｒ１、ＮＭＯＳトランジスタＭ２及びＭ１が直列に接続されている。ＮＭＯＳトランジスタＭ１は、電源端子Ｖａ−からＮＭＯＳトランジスタＭ２の方向に寄生ダイオードＤ１が形成されるようにサブストレートゲートが接続されている。また、ＮＭＯＳトランジスタＭ２は、抵抗Ｒ１からＮＭＯＳトランジスタＭ１の方向に寄生ダイオードＤ２が形成されるようにサブストレートゲートが接続されている。

通信回路１３は電池パック２の通信端子である入出力端子ＩＦａに接続され、電源端子Ｖａ＋の電圧は残量検出回路１４に入力されている。また、残量検出回路１４は、温度センサ１６が接続され、抵抗Ｒ１の両端電圧が入力されている。保護回路１５は、内部バス１８を介して制御回路１２から入力される制御信号に応じてＮＭＯＳトランジスタＭ１及びＭ２のスイッチング制御を行う。電池パック２内の各回路はすべて二次電池１１から電源供給を受けているが、図１ではその接続を省略している。

次に、本体３は、電池パック２の二次電池１１への充電を制御する充電制御回路２１と、電池パック２と情報の送受信を行うための通信回路２２と、所定の機能を有する負荷２３とを備え、充電制御回路２１と通信回路２２は内部バス２４で接続されている。充電制御回路２１は、本体３の電源端子Ｖｂ＋及びＶｂ−にそれぞれ接続され、更に充電用直流電源１０の正側電極が接続される電源入力端子ＤＣｉｎ＋に接続されている。また、通信回路２２は、本体３の電源端子Ｖｂ＋及びＶｂ−にそれぞれ接続され、更に本体３の通信端子である入出力端子ＩＦｂに接続されている。なお、本体３は充電装置を、充電制御回路２１は充電制御回路部を、通信回路２２は第２通信回路部をそれぞれなす。

負荷２３は、本体３の電源端子Ｖｂ＋及びＶｂ−にそれぞれ接続されている。本体３の電源端子Ｖｂ−は電源入力端子ＤＣｉｎ−に接続され、電源入力端子ＤＣｉｎ−には充電用直流電源１０の負側電極が接続されている。電池パック２が本体３に取り付けられると、電池パック２の電源端子Ｖａ＋は本体３の電源端子Ｖｂ＋に、電池パック２の電源端子Ｖａ−は本体３の電源端子Ｖｂ−に、電池パック２の入出力端子ＩＦａは本体３の入出力端子ＩＦｂにそれぞれ接続される。

このような構成において、制御回路１２は、残量検出回路１４から二次電池１１の電圧が所定値αまで低下したこと検出し、このまま放置すると二次電池１１が過放電状態になると判断すると、保護回路１５に対してＮＭＯＳトランジスタＭ２をオフさせ、二次電池１１から流れる放電電流を遮断して二次電池１１が過放電状態になることを防止する。また、制御回路１２は、残量検出回路１４から二次電池１１の電圧が所定値αまで低下していないと判断しているときは、保護回路１５に対してＮＭＯＳトランジスタＭ２はオンさせている。このようなＮＭＯＳトランジスタＭ２に対する動作は、通信回路１３が通信を行えない状態、すなわち電池パック２が本体３に接続されていない単独の状態や、電池パック２が本体３以外の通信が正常に行えない不適合な機器に取り付けられたときにも行われる。

次に、図２は、図１のシステム装置１における二次電池１１の充電制御の動作例を示したフローチャートであり、図２を用いてシステム装置１における充電動作について説明する。
図２において、まず最初に、充電制御回路２１は、電源入力端子ＤＣｉｎ＋及びＤＣｉｎ−に充電用直流電源１０が接続されたか否かの検出を行い（ステップＳ１）、充電用直流電源１０が接続されたことを検出していない場合（ＮＯ）は、引き続き充電用直流電源１０が接続された否かの検出を行う。また、充電制御回路２１は、充電用直流電源１０が接続されたことを検出すると（ＹＥＳ）、充電制御回路２１は通信回路２２を介して電池パック２との通信が可能かどうかを調べる（ステップＳ２）。ステップＳ２で、充電制御回路２１は、通信ができなければ（ＮＯ）、電池パック２が接続されていないか、想定外の電池パックが接続されている可能性があるので、電池パック２への充電電流の供給を停止して（ステップＳ１２）、本フローは終了する。

また、充電制御回路２１は、ステップＳ２で通信が可能であれば（ＹＥＳ）、通信回路２２を介して電池パック２と通信を行い、電池パック２のＩＤ情報の読み取りを行う（ステップＳ３）。この際、充電制御回路２１は、通信回路２２を介して電池パック２に対してＩＤ情報を要求する。次に、充電制御回路２１は、電池パック２からＩＤ情報が送られてくるか否かを検出し（ステップＳ４）、ＩＤ情報が送られてこない場合（ＮＯ）は、後述するステップＳ１３に進み、電池パック２からＩＤ情報が取得できた場合（ＹＥＳ）は、取得したＩＤ情報が充電対象の電池パックを示す有効なＩＤ情報かどうかを調べる（ステップＳ５）。

ここで、充電制御回路２１からＩＤ情報を要求されたときの電池パック２の動作について説明する。充電制御回路２１は、通信回路２２を介して電池パック２に対してＩＤ情報を要求し、該要求は電池パック２の通信回路１３で受信され、内部バス１８を介して制御回路１２に送られる。制御回路１２は、充電制御回路２１からのＩＤ情報の要求に従って内部バス１８を介してＩＤ情報記憶回路１７からＩＤ情報を読み出し、該読み出したＩＤ情報を内部バス１８及び通信回路１３を介して、通信回路２２に送信する。通信回路２２は受信したＩＤ情報を充電制御回路２１に送る。

充電制御回路２１は、ステップＳ５で、無効なＩＤ情報であると判断した場合（ＮＯ）は、後述するステップＳ１３に進み、有効なＩＤ情報であると判断する（ＹＥＳ）と、通信回路１３と通信回路２２を経由して電池パック２から電池情報を取得する（ステップＳ６）。該電池情報は、ＩＤ記憶回路１７に記憶されているＩＤ情報の他に、残量検出回路１４で検出した二次電池１１の電圧、温度、電流及び残存容量等の情報も含む。次に、充電制御回路２１は、電池パック２から取得した電池情報を解析して、充電方法を決定する（ステップＳ７）。該充電方法では、二次電池１１の全容量と現在の残量から、定電流充電を行うのか、又は定電圧充電を行うのかを決定すると共に、定電流充電を行う場合であれば充電電流値を何アンペアにするのかといった充電の仕様を決定する。

充電方法が決定したら、次に、充電制御回路２１は、電池パック２の二次電池１１に充電電流を供給すると共に、通信回路２２と通信回路１３を介して電池パック２に充電を許可する指令を送り、該指令を受けた制御回路１２は、保護回路１５に対してＮＭＯＳトランジスタＭ１をオンさせる（ステップＳ８）。この時点で、二次電池１１の充電が開始する。充電制御回路２１は、二次電池１１の充電が行われている間、制御回路１２から内部バス１８、通信回路１３及び通信回路２２を介して、充電制御に必要な二次電池１１の電池情報を逐次取得する（ステップＳ９）。この後、充電制御回路２１は、取得した電池情報から充電が完了したか否かを調べ（ステップＳ１０）、充電が完了した場合（ＹＥＳ）は、電池パック２への充電電流の出力を停止し（ステップＳ１１）、本フローは終了する。また、充電制御回路２１は、ステップＳ１０で、充電が完了していない場合（ＮＯ）は、ステップＳ９に戻る。

ここで、充電制御回路２１は、ステップＳ４でＩＤ情報がない（ＮＯ）、又はステップＳ５で取得したＩＤ情報が無効であると判断する（ＮＯ）と、電池パック２への充電電流の供給を停止すると共に、電池パック２に対して充電を禁止するように指令し、制御回路１２は、該指令を受信すると保護回路１５に対してＮＭＯＳトランジスタＭ１をオフさせ、二次電池１１に充電電流が流れないようにして（ステップＳ１３）、本フローを終了する。この場合、充電制御回路２１側と電池パック２側との通信が可能であるから、正規の電池パックが取り付けられているが、電池パック２が故障している可能性がある。このため、不具合の発生を防止する目的でＮＭＯＳトランジスタＭ１をオフさせる。ＮＭＯＳトランジスタＭ１をオフさせるためには、充電制御回路２１から通信回路２２及び通信回路１３を介して制御回路１２に指令し、制御回路１２は、保護回路１５に対してＮＭＯＳトランジスタＭ１をオフさせて本フローは終了する。

ここで、保護回路１５は、通信回路１３が通信を行えない状態、すなわち電池パック２が本体３に接続されていない単独の状態のときや、電池パック２が不適合な機器に取り付けられたときは、制御回路１２からの指令に基づいてＮＭＯＳトランジスタＭ２をオフさせる。また、保護回路１５は、電池パック２が不適合な充電器に接続されたとき等は、制御回路１２からの指令に基づいてＮＭＯＳトランジスタＭ１をオフさせる。このようにすることで、電池パック２が想定外の機器に接続された場合に充電動作をすることを防止でき、不適合な充電器による充電を防止することができる。更に、電池パック２が本体３以外の別の機器に接続された場合、二次電池１１の放電を許可するが二次電池１１への充電を禁止するようにしたことから、電池パック２の故障や寿命を短縮するといった不具合の発生を防止することができる。

一方、前記説明では、充電制御回路２１は、電池パック２と通信ができない場合、電池パック２からＩＤ情報が取得できない場合、又は電池パック２から取得したＩＤ情報が無効と判断した場合は、電池パック２への充電電流の供給を停止すると共に制御回路１２に充電を禁止する指令を出力して保護回路１５に対してＮＭＯＳトランジスタＭ１をオフさせるようにした。これに対して、充電制御回路２１は、電池パック２と通信ができない場合、電池パック２からＩＤ情報が取得できない場合、又は電池パック２から取得したＩＤ情報が無効と判断した場合は、前記のように電池パック２への充電を禁止すると共に電池パック２の放電も禁止するようにしてもよい。この場合、充電制御回路２１は、電池パック２への充電電流の供給を停止すると共に制御回路１２に充電及び放電をそれぞれ禁止する指令を出力して保護回路１５に対してＮＭＯＳトランジスタＭ１及びＭ２をそれぞれオフさせる。

このようにした場合、図２のフローチャートは図３のようになる。なお、図３では、図２と同じか又は同様の処理を行うフローは同じ符号で示しており、ここではその説明を省略すると共に図２との相違点のみ説明する。
図３における図２との相違点は、図２のステップＳ１３をステップＳ２１の処理に置き換えたことにある。
図３において、充電制御回路２１は、ステップＳ４でＩＤ情報がない（ＮＯ）、又はステップＳ５で取得したＩＤ情報が無効であると判断する（ＮＯ）と、ステップＳ２１で、電池パック２への充電電流の供給を停止すると共に、電池パック２に対して充電及び放電を禁止するように指令し、制御回路１２は、該指令を受信すると保護回路１５に対してＮＭＯＳトランジスタＭ１及びＭ２をそれぞれオフさせ、二次電池１１に充電電流が流れないようにすると共に二次電池１１が放電しないようにして、本フローは終了する。

この場合、充電制御回路２１側と電池パック２側との通信が可能であるから、正規の電池パックが取り付けられているが、電池パック２が故障している可能性がある。このため、不具合の発生を防止する目的でＮＭＯＳトランジスタＭ１及びＭ２をそれぞれオフさせる。ＮＭＯＳトランジスタＭ１及びＭ２をそれぞれオフさせるためには、充電制御回路２１から通信回路２２及び通信回路１３を介して制御回路１２に指令し、制御回路１２は、保護回路１５に対してＮＭＯＳトランジスタＭ１及びＭ２をそれぞれオフさせて本フローは終了する。

このように、電池パック２の充電を開始する前に、電池パック２との通信が行えるかどうかを調べ、通信が行えない場合は充電を行わず、通信が可能な場合は電池パック２のＩＤ情報を調べ、ＩＤ情報がない場合や、無効なＩＤ情報である場合は、本体３で充電が行えない電池パックの可能性があるため、充電又は充放電を禁止するようにした。このため、電池パックと充電装置の不適合によって生じる不具合を防止することができる。また、ＩＤ情報が有効な場合は、電池パックの残量検出回路１４で取得した電池情報と合せて、接続された電池パックに最適な充電方法を選んで充電することができる。

本発明の第１の実施の形態における二次電池の充電装置の構成例を示した図である。図１のシステム装置１における二次電池１１の充電制御の動作例を示したフローチャートである。図１のシステム装置１における二次電池１１の充電制御の他の動作例を示したフローチャートである。

符号の説明

１システム装置
２電池パック
３本体
１０充電用直流電源
１１二次電池
１２制御回路
１３，２２通信回路
１４残量検出回路
１５保護回路
１６温度センサ
１７ＩＤ記憶回路
１８内部バス
２１充電制御回路
２３負荷
Ｒ１抵抗
Ｍ１，Ｍ２ＮＭＯＳトランジスタ

Claims

少なくとも１つの二次電池を有し、所定の機器に電源を供給する電池パックにおいて、
前記二次電池の充電を行う外部の充電装置から所定の指令が入力されるまで、前記充電装置からの二次電池に対する充電電流を遮断して前記二次電池への充電を停止することを特徴とする電池パック。
前記二次電池の充電を行う外部の充電装置から所定の指令が入力されるまで、前記二次電池の外部への放電を遮断することを特徴とする請求項１記載の電池パック。
前記二次電池の充電を行う外部の充電装置と通信を行う第１通信回路部と、
前記充電装置からの二次電池に対する充電電流の遮断制御を行う第１スイッチ回路部と、
前記第１通信回路部で受信した情報から該第１スイッチ回路部の動作制御を行う制御回路部と、
を備え、
前記制御回路部は、第１通信回路部を介して前記充電装置から所定の指令が入力されるまで、前記第１スイッチ回路部に対して前記充電装置からの二次電池に対する充電電流を遮断して前記二次電池への充電を停止させることを特徴とする請求項１又は２記載の電池パック。
前記制御回路部は、第１通信回路部を介して前記充電装置から前記所定の指令が入力されると、前記第１スイッチ回路部に対して前記充電装置からの充電電流を前記二次電池に供給させて該二次電池への充電を行わせることを特徴とする請求項３記載の電池パック。
前記二次電池からの放電電流の遮断制御を行う第２スイッチ回路部を備え、前記制御回路部は、第１通信回路部を介して前記所定の指令が入力されるまで、該第２スイッチ回路部に対して二次電池の放電を遮断して外部への電源供給を停止させることを特徴とする請求項３又は４記載の電池パック。
前記制御回路部は、第１通信回路部を介して前記所定の指令が入力されると、該第２スイッチ回路部に対して二次電池を放電させて外部への電源供給を行わせることを特徴とする請求項５記載の電池パック。
所定の情報を記憶する記憶回路部を備え、前記制御回路部は、外部の充電装置から該所定の情報の送信を要求されると、該記憶回路部から該情報を読み出し前記第１通信回路部を介して送信することを特徴とする請求項３、４、５又は６記載の電池パック。
前記記憶回路部に記憶された所定の情報は、電池パック固有のＩＤ情報であることを特徴とする請求項７記載の電池パック。
前記二次電池の残存容量を検出して前記制御回路部に出力する残量検出回路部を備え、該残量検出回路部は、少なくとも前記二次電池の電圧情報、充放電電流情報及び温度情報を取得することを特徴とする請求項３、４、５、６、７又は８記載の電池パック。
前記制御回路部は、外部の充電装置からの要求に応じて、前記残量検出回路部で得られた各情報を前記第１通信回路部を介して該外部の充電装置に送信することを特徴とする請求項９記載の電池パック。
少なくとも１つの二次電池を有する電池パックと、該電池パックに対して充電制御を行う充電装置とを備えた充電システム装置において、
前記充電装置は、前記二次電池を充電するための直流電源が供給されると、電池パックと所定の方法で通信を行い、該通信が行えなかった場合は、前記電池パックの二次電池への充電電流の供給を停止すること特徴とする充電システム装置。
前記充電装置は、前記通信が行えた場合、該通信によって電池パックから所定のＩＤ情報の読み出しを行い、電池パック内から該ＩＤ情報が読み出せなかったとき又は電池パック内から読み出したＩＤ情報が無効であると判断したときは、前記電池パックに対して二次電池の充電を禁止する指令を出力し、電池パックは、該充電禁止指令が入力されると二次電池に供給される前記充電電流を遮断して二次電池の充電を停止することを特徴とする請求項１１記載の充電システム装置。
前記電池パックは、前記充電禁止指令が入力されると二次電池の外部への放電を遮断することを特徴とする請求項１２記載の充電システム装置。
前記電池パックは、
前記充電装置と通信を行う第１通信回路部と、
前記充電装置からの二次電池に対する充電電流の遮断制御を行う第１スイッチ回路部と、
前記第１通信回路部で受信した情報から該第１スイッチ回路部の動作制御を行う制御回路部と、
を備え、
前記制御回路部は、第１通信回路部を介して前記充電装置から所定の指令が入力されるまで、前記第１スイッチ回路部に対して前記充電装置からの二次電池に対する充電電流を遮断して前記二次電池への充電を停止させることを特徴とする請求項１１、１２又は１３記載の充電システム装置。
前記制御回路部は、第１通信回路部を介して前記充電装置から前記所定の指令が入力されると、前記第１スイッチ回路部に対して前記充電装置からの充電電流を前記二次電池に供給させて該二次電池への充電を行わせることを特徴とする請求項１４記載の充電システム装置。
前記電池パックは、前記二次電池からの放電電流の遮断制御を行う第２スイッチ回路部を備え、前記制御回路部は、第１通信回路部を介して充電装置から前記所定の指令が入力されるまで、該第２スイッチ回路部に対して二次電池の放電を遮断して外部への電源供給を停止させることを特徴とする請求項１４又は１５記載の充電システム装置。
前記制御回路部は、第１通信回路部を介して充電装置から前記所定の指令が入力されると、該第２スイッチ回路部に対して二次電池を放電させて外部への電源供給を行わせることを特徴とする請求項１６記載の充電システム装置。
前記電池パックは、所定の情報を記憶する記憶回路部を備え、前記制御回路部は、充電装置から該所定の情報の送信を要求されると、該記憶回路部から該情報を読み出し前記通信回路部を介して前記充電装置に送信することを特徴とする請求項１４、１５、１６又は１７記載の充電システム装置。
前記記憶回路部に記憶された所定の情報は、電池パック固有のＩＤ情報であることを特徴とする請求項１８記載の充電システム装置。
前記電池パックは、前記二次電池の残存容量を検出して制御回路部に出力する残量検出回路部を備え、該残量検出回路部は、少なくとも前記二次電池の電圧情報、充放電電流情報及び温度情報を取得することを特徴とする請求項１４、１５、１６、１７、１８又は１９記載の充電システム装置。
前記制御回路部は、充電装置からの要求に応じて、前記残量検出回路部で得られた各情報を前記第１通信回路部を介して該充電装置に送信することを特徴とする請求項２０記載の充電システム装置。
前記充電装置は、
前記電池パックの第１通信回路部と通信を行う第２通信回路部と、
前記電池パックの充電制御を行う充電制御回路部と、
を備え、
前記充電制御回路部は、充電用の直流電源が供給されたときに第２通信回路部を用いて電池パックと通信を行い、該通信が正常に行えない場合は電池パックへの充電電流の供給を停止することを特徴とする請求項１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０又は２１記載の充電システム装置。
前記充電制御回路部は、第１通信回路部及び第２通信回路部を介して電池パックの制御回路部と通信を行い、所定のＩＤ情報の要求に対して、制御回路部から該ＩＤ情報が得られない場合又は制御回路部から得られたＩＤ情報が無効であると判断した場合は、電池パックの制御回路部に対して、第１スイッチ回路部に二次電池への充電電流を遮断させることを特徴とする請求項２０記載の充電システム装置。
前記充電制御回路部は、所定のＩＤ情報の要求に対して、制御回路部から該ＩＤ情報が得られない場合又は制御回路部から得られたＩＤ情報が無効であると判断した場合は、電池パックの制御回路部に対して、第２スイッチ回路部に二次電池の放電を遮断させることを特徴とする請求項２３記載の充電システム装置。
前記充電制御回路部は、第１通信回路部及び第２通信回路部を介して電池パックの制御回路部と通信を行い、所定のＩＤ情報の要求に対して制御回路部から得られたＩＤ情報が有効であると判断した場合は、電池パックの制御回路部に対して、前記二次電池に充電電流が流れるように前記第１スイッチ回路部を制御させることを特徴とする請求項２３又は２４記載の充電システム装置。
前記充電制御回路部は、所定のＩＤ情報の要求に対して制御回路部から得られたＩＤ情報が有効であると判断した場合は、電池パックの制御回路部に対して、二次電池を放電させるように第２スイッチ回路部を制御させることを特徴とする請求項２５記載の充電システム装置。