JP2012130174A - Charging system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は充電システムに関し、詳しくは多直列充電電池とそれを充電するための充電装置からなる充電システムに関する。 The present invention relates to a charging system, and more particularly to a charging system including a multi-series charging battery and a charging device for charging the battery.
従来の充電システムを図4に、従来の電池検出フローを図5に示す。図4において、充電電池401、電池制御回路402と充電電池401への充電、放電電流をオン/オフ制御する充放電スイッチ403を備えた電池パック404と、この電池パック404と正/負極端子、電池接続検出端子T及び通信端子Dで接続され、AC/DCコンバータの1次側回路405から電力の供給を受けて前記電池パック404の充電電池401に充電する充電電流および充電制御電圧を制御する、またはその出力を接続された電池パック404に供給するための出力スイッチの動作を制御する、または電池パック404との通信を行うことができる充電制御回路407を備えた充電装置411で構成されている。
A conventional charging system is shown in FIG. 4, and a conventional battery detection flow is shown in FIG. In FIG. 4, a
従来の技術は、電池パック404が充電装置411に接続されると電池パック404の電池接続検出端子Tと負極端子−間に内設されたプルダウン抵抗408によって充電制御回路407が電圧を検出し、出力スイッチ406がオンし、充電装置411の出力電圧により電池パック404の電池制御回路402が起動し、電池パック404から充電装置411へ起動信号を送信する。そして、充電装置411は電池接続検出を行い、充電を開始するものである(例えば特許文献1参照)。
In the conventional technology, when the
リチウムイオン蓄電池の普及により、多直列電池を駆動源にした機器が増加している。そのような背景の中で、例えば10セル以上の多直列の電池電圧は42V以上となるためその充電装置の出力も42V以上の高電圧を出力しなければならないため感電等の危険があり安全対策が必要となる。 Due to the widespread use of lithium ion storage batteries, devices using multi-series batteries as driving sources are increasing. Against this background, for example, the battery voltage of multiple series of 10 cells or more is 42V or more, so the output of the charging device must also output a high voltage of 42V or more. Is required.
従来の充電システムでは、電池パックを接続検出するまで充電装置の出力端子に電圧を出力しないようにしているが、電池接続を検出する端子が異物等で短絡された場合、充電装置は電池パックが接続されたと認識して出力端子に高電圧を出力する。 In the conventional charging system, the voltage is not output to the output terminal of the charging device until the connection of the battery pack is detected. However, if the terminal for detecting the battery connection is short-circuited by a foreign object or the like, the charging device It recognizes that it is connected and outputs a high voltage to the output terminal.
また、電池パックと充電装置で通信を行い、接続検出や充電制御を行う充電システムがある。しかしながら、電池パックは、一定期間経過すると電池制御回路の消費電力を小さくするために電池制御回路をシャットダウンさせている。 There is also a charging system that communicates between a battery pack and a charging device to detect connection and control charging. However, the battery pack shuts down the battery control circuit in order to reduce the power consumption of the battery control circuit after a certain period of time.
この場合、電池パックが充電装置に接続されても通信はできず、電池パックの接続検出はできないため、充電装置は電池接続検出端子を設ける必要があり、また接続を検出した後は高電圧が出力され手で触れると感電する恐れがあるいう課題を有していた。 In this case, communication is not possible even when the battery pack is connected to the charging device, and connection detection of the battery pack cannot be performed. Therefore, the charging device must be provided with a battery connection detection terminal, and a high voltage is detected after detecting the connection. There was a problem that there was a risk of electric shock when it was output and touched with a hand.
本発明は、充電装置の電池パック接続検出から充電開始までの電池検出動作フローに対して、安全性の高い充電システムを提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide a highly safe charging system with respect to the battery detection operation | movement flow from the battery pack connection detection of a charging device to a charge start.
上記目的を達成するために本発明の充電システムは、充電電池と電池制御回路と充電電池への充電、放電電流をオン/オフ制御する充放電スイッチを備えた電池パックと、この電池パックと正/負極端子及び通信端子で接続され、AC/DCコンバータの1次側回路から電力の供給を受けて前記電池パックの充電電池に充電する充電電流および充電制御電圧を制御する、またはその出力を接続された電池パックに供給するための出力スイッチの動作を制御する、または電池パックとの通信を行うことができる充電制御回路とで構成される充電装置を備えた充電システムにおいて、前記電池パックの負極端子と通信端子間に抵抗を設け、充電装置に通信端子と充電制御回路の間に通信切替スイッチを設け、上記電池パックが接続されると通信端子の前記抵抗を検出し、通信切替スイッチを通信ライン側に切り替えるとともに、出力スイッチをオンし、充電装置の出力電圧により前記電池パックの電池制御回路が起動し、電池パックから送信される起動信号を充電装置の充電制御回路が受信して、充電器が電池パックの接続認識をした後、前記電池制御回路により前記電池パックの充放電スイッチをオンさせ、充電を開始するように構成したものである。 In order to achieve the above object, a charging system according to the present invention includes a battery pack including a charging battery, a battery control circuit, a charging / discharging switch for controlling on / off of charging / discharging current of the charging battery, and the battery pack. / Connected at the negative electrode terminal and communication terminal, controls the charging current and charging control voltage for charging the charging battery of the battery pack by receiving power supply from the primary side circuit of the AC / DC converter, or connecting its output In a charging system including a charging device configured to control an operation of an output switch for supplying to a battery pack that has been connected or to communicate with the battery pack, the negative electrode of the battery pack A resistor is provided between the terminal and the communication terminal, a communication switch is provided between the communication terminal and the charge control circuit in the charging device, and the communication terminal is connected when the battery pack is connected. The resistance of the battery pack is detected, the communication switch is switched to the communication line side, the output switch is turned on, the battery control circuit of the battery pack is activated by the output voltage of the charging device, and the activation signal transmitted from the battery pack is After the charging control circuit of the charging device receives and the charger recognizes the connection of the battery pack, the battery control circuit turns on the charging / discharging switch of the battery pack and starts charging. .
また充電装置が電池パックの接続認識をした後、前記電池パックの充放電スイッチがオンし、充電を開始するまでの充電装置の出力電圧が充電制御電圧よりも低くなるよう構成したものである。 In addition, after the charging device recognizes the connection of the battery pack, the charging / discharging switch of the battery pack is turned on, and the output voltage of the charging device is started to be lower than the charging control voltage.
本発明の充電システムでは、充電装置が電池パックの接続検出後、充電装置は低電圧を出力して、電池制御回路を起動し充電装置と電池パックで通信を行い、充電可能な状態であることを認識した後、充電に必要な高電圧を出力し、充電を開始する。本充電システムにおいて充電装置の電池パック接続検出は通信用端子と兼ねることができる。また、電池パック検出後の充電装置は、充電可能の状態まで高電圧を出力しないため、異物等の付着による誤検出によって高電圧が出力されることが防止できる。 In the charging system of the present invention, after the charging device detects the connection of the battery pack, the charging device outputs a low voltage, activates the battery control circuit, communicates with the charging device and the battery pack, and is in a chargeable state. After recognizing, the high voltage required for charging is output and charging is started. In this charging system, the battery pack connection detection of the charging device can also serve as a communication terminal. In addition, since the charging device after detecting the battery pack does not output a high voltage until it can be charged, it is possible to prevent a high voltage from being output due to erroneous detection due to adhesion of a foreign substance or the like.
本発明の充電システムは、充電電池と電池制御回路と充電電池への充電、放電電流をオン/オフ制御する充放電スイッチを備えた電池パックと、この電池パックと正/負極端子及び通信端子で接続され、AC/DCコンバータの1次側回路から電力の供給を受けて前記電池パックの充電電池に充電する充電電流および充電制御電圧を制御する、またはその出力を接続された電池パックに供給するための出力スイッチの動作を制御する、または電池パックとの通信を行うことができる充電制御回路とで構成される充電装置を備えた充電システムにおいて、前記電池パックの負極端子と通信端子間に抵抗を設け、充電装置に通信端子と充電制御回路の間に通信切替スイッチを設け、上記電池パックが接続されると通信端子の前記抵抗を検出し、通信切替スイッチを通信ライン側に切り替えるとともに、出力スイッチをオンし、充電装置の出力電圧により前記電池パックの電池制御回路が起動し、電池パックから送信される起動信号を充電装置の充電制御回路が受信して、充電器が電池パックの接続認識をした後、前記電池制御回路により前記電池パックの充放電スイッチをオンさせ、充電を開始するように構成したものである。 A charging system according to the present invention includes a battery pack including a charging battery, a battery control circuit, a charging / discharging switch for controlling charging / discharging current on / off, a battery pack, a positive / negative terminal, and a communication terminal. Connected, receives power from the primary circuit of the AC / DC converter, controls the charging current and charging control voltage for charging the charging battery of the battery pack, or supplies the output to the connected battery pack In a charging system comprising a charging device configured to control the operation of an output switch for charging or to communicate with a battery pack, a resistance is provided between the negative electrode terminal and the communication terminal of the battery pack. A charging switch is provided between the communication terminal and the charging control circuit, and when the battery pack is connected, the resistance of the communication terminal is detected and The changeover switch is switched to the communication line side, the output switch is turned on, the battery control circuit of the battery pack is activated by the output voltage of the charging device, and the activation control signal transmitted from the battery pack is received by the charging control circuit of the charging device Then, after the charger recognizes the connection of the battery pack, the battery control circuit turns on the charge / discharge switch of the battery pack to start charging.
また充電装置が電池パックの接続認識をした後、前記電池パックの充放電スイッチがオンし、充電を開始するまでの充電装置の出力電圧が充電制御電圧よりも低くなるよう構成したものである。 In addition, after the charging device recognizes the connection of the battery pack, the charging / discharging switch of the battery pack is turned on, and the output voltage of the charging device is started to be lower than the charging control voltage.
充電装置が電池パックの接続検出後、充電装置は低電圧を出力して、電池制御回路を起動し充電装置と電池パックで通信を行い、充電可能な状態であることを認識した後、充電に必要な高電圧を出力し、充電を開始する。本充電システムにおいて充電装置の電池パック接続検出は通信用端子と兼ねることができる。また、電池パック検出後の充電装置は、充電可能の状態まで高電圧を出力しないため、異物等の付着による誤検出によって高電圧が出力されることが防止できる。 After the charging device detects the connection of the battery pack, the charging device outputs a low voltage, activates the battery control circuit, communicates with the charging device and the battery pack, recognizes that charging is possible, and then charges the battery. Output the necessary high voltage and start charging. In this charging system, the battery pack connection detection of the charging device can also serve as a communication terminal. In addition, since the charging device after detecting the battery pack does not output a high voltage until it can be charged, it is possible to prevent a high voltage from being output due to erroneous detection due to adhesion of a foreign substance or the like.
以下本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1である充電システムのブロック図を示している。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows a block diagram of a charging system according to Embodiment 1 of the present invention.
図1に示すように、本発明の充電システムは、充電電池101、電池パックと充電装置との通信や電池制御を行う電池制御回路102、電池パックの充放電スイッチ103、電池パック104、AC/DCコンバータ1次側回路105、出力のオンとオフを切り替える出力スイッチ106、AC/DCコンバータ1次側回路から電力の供給を受けて電池パックの充電電池に充電する充電電流および充電制御電圧を制御するなどの機能を有する充電制御回路107、電池接続検出用抵抗108、電池接続検出から充電装置111と電池パック104との通信へ切り替える通信切替スイッチ109とで構成している。このときの電池検出動作フロー図を図2に示す。
As shown in FIG. 1, the charging system of the present invention includes a
本発明における充電システムにおいて、電池パック104が充電装置111に接続されると通信端子Dと負極端子−間に設けた電池接続検出用抵抗108によって充電装置111は電池パック104が装着されたことを検出する。
In the charging system according to the present invention, when the
そして、充電制御回路107によって出力スイッチ106はオンになり、出力スイッチ106がオンするのと同じタイミングで充電装置111に設けた通信切替スイッチ109により電池接続検出から通信ができる状態に切り替わる。
Then, the
出力スイッチ106がオンすることによって充電装置111の出力は電池パック104へ供給される。この供給された出力により電池パック104に設けた電池制御回路102は起動し、充電装置111と電池パック104とで通信が行われる。
When the
そして、充電可能な状態であることが認識されると充放電スイッチ103をオンさせて充電を開始する。
When it is recognized that charging is possible, charging /
(実施の形態2)
図3に示すように実施の形態2の基本構成は実施の形態1の図1に示すものとほぼ同一であり、充電電池301、電池パックと充電装置との通信や電池制御を行う電池制御回路302、電池パックの充放電スイッチ303、電池パック304、AC/DCコンバータ1次側回路305、出力のオンとオフを切り替える出力スイッチ306、AC/DCコンバータ1次側回路から電力の供給を受けて電池パックの充電電池に充電する充電電流および充電制御電圧を制御するなどの機能を有する充電制御回路307、電池接続検出用抵抗308、電池接続検出から充電装置と電池パックとの通信へ切り替える通信切替スイッチ309、出力のレンジを切り替える出力切替回路310とで構成している。
(Embodiment 2)
As shown in FIG. 3, the basic configuration of the second embodiment is almost the same as that shown in FIG. 1 of the first embodiment, and a battery control circuit for performing communication and battery control between the
本発明における充電システムにおいて、電池パック304が充電装置311に接続されると通信端子Dと負極端子−間に設けた電池接続検出用抵抗308によって充電装置311は電池パック304が装着されたことを検出する。
In the charging system according to the present invention, when the
そして、充電制御回路307によって出力スイッチ306はオンになる。このときの出力は充電制御回路307によって充電制御電圧より低い電圧で設定される。出力スイッチ306がオンするのと同じタイミングで充電装置311に設けた通信切替スイッチ309により電池接続検出から通信ができる状態に切り替わる。出力スイッチ306がオンすることによって充電装置311の出力は電池パック304へ供給される。この供給された出力により電池パック304に設けた電池制御回路302は起動し、充電装置311と電池パック304とで通信が行われる。そして、充電可能な状態であることが認識されると、充電装置311の出力切替回路310によって充電に必要な高電圧へ切り替え、さらに充放電スイッチ303をオンさせて充電を開始する。
Then, the
本発明の充電システムでは、充電装置が電池パックの接続検出後、充電装置は低電圧を出力して、電池制御回路を起動し充電装置と電池パックで通信を行い、充電可能な状態であることを認識した後、充電に必要な高電圧を出力し、充電を開始する。本充電システムにおいて充電装置の電池パック接続検出は通信用端子と兼ねることができるので端子を増設する手間やコストアップはない。 In the charging system of the present invention, after the charging device detects the connection of the battery pack, the charging device outputs a low voltage, activates the battery control circuit, communicates with the charging device and the battery pack, and is in a chargeable state. After recognizing, the high voltage required for charging is output and charging is started. In the present charging system, the battery pack connection detection of the charging device can also serve as a communication terminal, so there is no need to add a terminal or increase the cost.
また、電池パック検出後の充電装置は、充電可能の状態まで高電圧を出力しないため、異物等の付着による誤検出によって高電圧が出力されることがなく安全性の高い充電システムを容易に構築することができる。 In addition, since the charging device after detecting the battery pack does not output a high voltage until it can be charged, a high-safety charging system can be easily constructed without high voltage being output due to erroneous detection due to adhesion of foreign matter, etc. can do.
101 充電電池
102 電池制御回路
103 充放電スイッチ
104 電池パック
105 AC/DCコンバータ1次側回路
106 出力スイッチ
107 充電制御回路
108 電池接続検出用抵抗
109 通信切替スイッチ
111 充電装置
301 充電電池
302 電池制御回路
303 充放電スイッチ
304 電池パック
305 AC/DCコンバータ1次側回路
306 出力スイッチ
307 充電制御回路
308 電池接続検出用抵抗
309 通信切替スイッチ
310 出力切替回路
311 充電装置
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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-
2010
- 2010-12-16 JP JP2010280150A patent/JP2012130174A/en active Pending
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