JP2020137308A - 充電装置および充電方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明の実施の形態1に係る充電装置100の構成を示す図である。
電池パック120は、蓄電池モジュール121と、蓄電池モジュール121を安全に制御するためのBMU(Battery Management Unit)122とを備えている。また、電池パック120には、当該電池パック120を一意に識別可能なIDが付与されている。
蓄電池モジュール121は、単セルが直並列接続された構成を有している。なお、単セルは、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、鉛蓄電池等の充放電可能な二次電池によって構成されている。
BMU122は、蓄電池モジュール121の過充電、過放電、過電圧、過電流、温度異常等を防止する。この目的のために、BMU122は、蓄電池モジュール121の上下限電圧、定格充放電電流、最大充放電電流、最大セル温度等を記憶しており、蓄電池モジュール121の状態を常時監視する。
充電装置100は、電圧検知部101と、充電量推定部102と、時刻取得部103と、使用履歴記録部104と、使用履歴解析部105と、充電制御部106とを備えている。
電圧検知部101は、電池パック120の電圧を検知する。詳細には、電圧検知部101は、充電端子110の端子電圧を常時監視しており、端子電圧の値に基づいて、電池パック120の接続の有無および接続時の電圧を検知する。
充電量推定部102は、電圧検知部101によって検知された電池パック120の電圧に基づいて、電池パック120の充電量を推定する。
時刻取得部103は、電池パック120の使用開始時刻および使用終了時刻を取得する。ここで、使用開始時刻は、電池パック120が充電端子110から取り外されたことが、電圧検知部101によって検知された時刻である。また、使用終了時刻は、電池パック120が充電端子110に接続されたことが、電圧検知部101によって検知された時刻である。
使用履歴記録部104は、各日および曜日について、電池パック120の使用開始時刻、使用開始時刻における充電量、使用終了時刻、使用終了時刻における充電量を記録する。図4は、使用履歴記録部104によって記録された電池パック120の使用履歴の一例である。
使用履歴解析部105は、使用履歴記録部104によって記録された図4に示されるような使用履歴を統計的に解析して、電池パック120の予想使用開始時刻および予想消費容量を推定する。この統計処理の詳細については、後述する。
充電制御部106は、使用履歴解析部105によって予想された電池パック120の予想使用開始時刻および予想消費容量に基づいて、電池パック120への充電を制御する。
表示パネル111は、充電量推定部102によって推定された、充電端子107に接続されている電池パック120の充電量を表示する。表示パネル111は、液晶デイスプレイ、LED等の一般的な表示デバイスによって構成されている。ユーザは、表示パネル上の表示を見ることによって、電池パック120の現在の充電量を知ることができる。
ユーザは、上述した予想使用開始時刻および予想消費容量に基づく充電開始制御ではなく、充電を即時開始したい場合には、電池パック120を充電端子110に接続する際に、併せて強制充電スイッチ112をONにする。これにより、電池パック120への充電が即時開始される。
ユーザは、強制充電スイッチ112による充電の際に、充電量設定器113によって目標充電量を設定することができる。目標充電量が設定されると、強制充電スイッチ112による充電の際に、目標充電量までの充電が行われる。目標充電量が設定されない場合には、電池パック120の満充電量まで充電が行われる。このように、ユーザが任意に目標充電量を設定する機能を有することにより、電池パック120の満充電状態を確実に回避することができ、電池パック120の長寿命化が可能になる。
次に、図5、図6のフローチャートを参照して、本発明の実施の形態1に係る充電装置100の動作を説明する。
次に、使用履歴解析部105における統計処理の詳細について、コードレスクリーナ用の電池パックの使用履歴の統計処理を行う場合を例にして説明する。
Claims (13)
- 電池パックの電圧を検知する電圧検知部と、
前記電池パックの充電量を推定する充電量推定部と、
前記電池パックの使用開始時刻を取得する時刻取得部と、
前記電池パックの前記使用開始時刻、前記使用開始時刻における充電量および前記電池パックの使用終了時刻における充電量を含む、使用履歴を記録する使用履歴記録部と、
前記使用履歴を統計的に解析して、前記電池パックの予想使用開始時刻および予想消費容量を推定する使用履歴解析部と、
前記電池パックの前記予想使用開始時刻および前記予想消費容量に基づいて、前記電池パックへの充電を制御する充電制御部と
を備える、充電装置。 - 前記充電制御部は、前記予想使用開始時刻において、前記予想消費容量の充電が完了しているように、前記電池パックへの充電開始時刻を決定し、該充電開始時刻になると、前記電池パックへの充電を自動的に開始する、請求項1に記載の充電装置。
- 前記使用履歴記録部は、各日および曜日について、前記電池パックの前記使用履歴を記録する、請求項1または2に記載の充電装置。
- 前記使用履歴解析部は、前記電池パックの前記使用開始時刻の区間推定を実施し、信頼区間の下限を前記予想使用開始時刻とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の充電装置。
- 前記使用履歴解析部は、前記使用開始時刻が正規分布に従うと判定される場合にのみ、前記区間推定を実施する、請求項4に記載の充電装置。
- 前記使用履歴解析部は、前記電池パックの消費する容量の区間推定を実施し、信頼区間の上限を前記予想消費容量とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の充電装置。
- 前記使用履歴解析部は、前記消費する容量が正規分布に従うと判定される場合にのみ、前記区間推定を実施する、請求項6に記載の充電装置。
- 前記充電量推定部は、前記電圧検知部によって検知された前記電池パックの電圧と、前記電池パックのSOC−OCV曲線とに基づいて、前記電池パックの充電量を推定する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の充電装置。
- 前記電池パックへの充電を即時開始する、強制充電スイッチをさらに備える、請求項1〜8のいずれか一項に記載の充電装置。
- 前記強制充電スイッチによる充電の際の目標充電量を設定する、目標充電量設定器をさらに備える、請求項1〜9に記載の充電装置。
- 前記充電制御部は、前記電池パックの使用開始時刻を設定する機能を有する、請求項1〜10のいずれか一項に記載の充電装置。
- 前記電池パックは、コードレスクリーナに搭載される電池パックである、請求項1〜11のいずれか一項に記載の充電装置。
- 電池パックの電圧を検知するステップと、
前記電池パックの充電量を推定するステップと、
前記電池パックの使用開始時刻を取得するステップと、
前記電池パックの前記使用開始時刻、前記使用開始時刻における充電量および前記電池パックの使用終了時刻における充電量を含む、使用履歴を記録するステップと、
前記使用履歴を統計的に解析して、前記電池パックの予想使用開始時刻および予想消費容量を推定するステップと、
前記電池パックの前記予想使用開始時刻および前記予想消費容量に基づいて、前記電池パックへの充電を制御するステップと
を含む、充電方法。
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