JP4177789B2 - 充電装置 - Google Patents
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Description
(1)第1の構成は、疑似電池ユニットに二次電池の性能に関連する第2の情報を記憶するメモリを備え、電池収容部に上記疑似電池ユニットが装着された場合に、充電ユニットにより、当該疑似電池ユニットのメモリから上記第2の情報を読み出し、充電ユニット内の記憶手段に記憶されている充電制御情報を第1の情報から上記読み出された第2の情報に書き換えるものである。
この構成であれば、第2の情報をメモリに記憶させることにより、二次電池の性能に関連する情報をその形式や量に関係なく正確に保持することができ、また疑似電池ユニットの生産性を高めることができる。
(i)疑似電池ユニットに上記メモリを外部に接続するための第1の通信端子を設けるとともに、充電ユニットに上記第1の通信端子に接続される第2の通信端子を設ける。そして、充電ユニットは、電池収容部に疑似電池ユニットが装着された状態で、上記第1及び第2の通信端子を介して上記疑似電池ユニットのメモリから上記第2の情報を読み出す。
このように構成すると、メモリを用いる場合に比べ疑似電池ユニットを安価に実現できる。
このような構成によれば、充電ユニットが備える既存の充電端子を使用して回路素子から回路定数を取得することができる。
このような構成においても、充電装置内の記憶手段に記憶されたしきい値を自動変更することができ、以後この充電装置を使用して同種の二次電池を充電する場合には、第1の充電モードにより最大容量まで充電を行うことが可能となる。
この発明の第1の実施形態は、充電ユニットと、疑似二次電池とを備え、疑似二次電池に二次電池の充電制御情報が記憶された不揮発性メモリ及びこの不揮発性メモリに記憶された情報を読み出すための通信端子を設け、一方充電ユニットには上記疑似二次電池の通信端子に接続可能な通信端子を設ける。そして、上記二次電池の充電に先立ち、疑似二次電池を充電ユニットの電池収容部に装着した時に、疑似二次電池内の不揮発性メモリから上記各通信端子を介して充電制御情報を充電ユニット内に取り込み、充電ユニットはこの取り込んだ充電制御情報に基づいて、充電ユニット内のメモリに記憶されている充電制御情報を変更する。そして、以後この変更された充電制御情報に従い上記二次電池に対する充電を行うようにしたものである。
この充電装置は、充電ユニット1Aと、疑似二次電池4Aとから構成される。充電ユニット1Aは、箱形をなす筐体の上面部に電池収容部10を設けたもので、この電池収容部10の相対向する2つの内側面にはそれぞれ電源接続端子21〜24,31〜34が配設してある。これらの電源接続端子21〜24,31〜34は4対の充電端子を構成し、充電対象の二次電池はこれらの充電端子間に装着される。また、電池収容部10の底面部には通信接続端子5が設けてある。この通信接続端子5は、後述する疑似二次電池4Aから充電制御情報を取り込むための端子として使用される。なお、6は商用電源用のACプラグである。
疑似二次電池4Aは、性能の異なる複数種類の二次電池の各々に対応して用意され、それぞれ対応する二次電池の充電制御情報がROM43に記憶されている。一方、充電ユニット1AのEEPROM14には、充電対象として予め定められた通常の二次電池の充電制御情報が予め書き込まれている。
この発明の第2の実施形態は、疑似二次電池の両端に通信接続端子を設けると共に、充電ユニットの電源接続端子の一部を通信兼用端子とする。また充電ユニットには切替スイッチを設け、電池収容部に疑似二次電池が装着されたとき、この切替スイッチを切り替えることで上記充電ユニットの電源接続端子への充電電流の供給を遮断し、この状態で上記電源接続端子及び疑似二次電池の通信接続端子を介して疑似二次電池のROMから充電制御情報を読み出して充電ユニットのEEPROMに記憶するようにしたものである。
疑似二次電池4Bは、二次電池と同一形状でかつ同一サイズの2個の円筒体を並列に並べて一体化した構造を有する。これらの円筒体のうち、一方の円筒体の両端部には電源接続端子411B,412Bが設けられ、また他方の円筒体の両端部には通信接続端子421B,422Bが設けられている。また疑似二次電池4B内には、図4に示すようにROM43と、ROM電源回路44が設けられている。ROM43には、充電対象の二次電池の性能に関連する充電制御情報が予め記憶されている。
この発明の第3の実施形態は、疑似二次電池の周面外装部に、対応する二次電池の充電制御情報を表すマークを表示しておき、当該疑似二次電池を充電ユニットの電池収容部に装着したとき、この電池収容部に設けた光学撮影素子により上記マーク部を読み取る。そして、読み取られたマーク部に対応する充電制御情報を充電制御情報テーブルから読み出し、EEPROMの制御情報を上記読み出された充電制御情報に更新するようにしたものである。
疑似二次電池4Cの周面外装部にはマーク部45が印刷されている。このマーク部45は、対応する二次電池の充電制御情報を識別するためのもので、充電制御情報ごとに予め定められた色に着色されている。図6は上記疑似二次電池に表示されるマーク部45の色と充電制御情報との対応関係を示す図である。なお、上記マーク部45は、充電制御情報を色により識別するもの以外に、線の幅や本数、マークの形状等により充電制御情報を識別するものであってもよい。
この発明の第4の実施形態は、疑似二次電池に、二次電池の充電制御しきい値に対応付けて予め抵抗値が設定された抵抗分圧回路と、この抵抗分圧回路の抵抗値を測定するための抵抗測定端子を設ける。そして、上記疑似二次電池が装着されたとき、充電ユニットにおいて、上記抵抗測定端子を介しての抵抗分圧回路の抵抗値を測定し、測定された抵抗値をもとに充電制御しきい値を算出して、EEPROMの制御情報を上記算出された充電制御しきい値に更新するようにしたものである。
充電制御しきい値=α*分圧電圧値+β(α,βは定数)。
この発明の第5の実施形態は、疑似二次電池に、二次電池に対応して予め抵抗値が定められた識別抵抗器を設け、一方充電ユニットには、上記識別抵抗器の両端間の電圧値を電源接続端子を介して検出する回路と、上記識別抵抗器に流れる電流値を検出する電流測定回路とを設ける。そして、検出された電圧値または測定された電流値をもとに充電制御値を算出し、EEPROMに記憶されている充電制御情報を上記算出された新たな充電制御値に更新するようにしたものである。
疑似二次電池4Eは、充電対象の二次電池と同形状でかつ同サイズに構成された円筒形をなすもので、その両端には抵抗測定端子481,482が設けてある。また、疑似二次電池4E内には、図10に示すように識別抵抗器49が設けられている。この識別抵抗器49の抵抗値は、対応する二次電池の充電制御値に対応付けて予めユニークな値に設定されている。
充電制御値=α*電流測定値+β(α,βは定数)。
この発明の関連技術1は、二次電池に対し急速充電モードで充電を行っている状態で、充電ユニットにおいて、充電時間が予め充電制御値として記憶されたしきい値を超えたか否かと、当該二次電池が満充電に達したか否かをそれぞれ監視する。そして、上記充電時間がしきい値を超えた時点で上記二次電池がまだ満充電に達していない場合には、充電モードを急速充電モードから小電流充電モードに切り替えて引き続き充電を行う。そして、この小電流充電モードによる充電中に当該二次電池が満充電に達したか否かを監視し、二次電池が満充電に達したと判定された時点で通算充電時間を算出して、この算出された通算充電時間をもとに上記充電時間のしきい値を新たな値に更新するようにしたものである。
充電制御値の更新制御機能は、二次電池60に対し急速充電モードで充電を行っている状態で、充電時間がしきい値を超えたか否かと、二次電池60が満充電に達したか否かをそれぞれ監視する。そして、上記充電時間がしきい値を超えた時点で二次電池60がまだ満充電に達していない場合には、充電モードを急速充電モードから小電流充電モードに切り替えて引き続き充電を行う。そして、この小電流充電モードによる充電中に二次電池60が満充電に達したか否かを監視し、二次電池60が満充電に達したと判定された時点で通算充電時間を算出して、この算出された通算充電時間をもとに上記充電時間のしきい値を新たな値に更新する。
二次電池60を充電装置に装着すると、CPU52Aはステップ11aによりEEPROM54から充電タイマのしきい値を読み出した後、ステップ11bにおいて充電制御スイッチ55をオンし、これにより先ず急速充電モードによる充電制御を開始する。また、このとき同時に充電タイマの計時をスタートさせる。
この発明の関連技術2は、急速充電モードによる充電中において、二次電池が満充電に達する前に充電タイマ時間がしきい値を超えた場合に、その旨をユーザに報知する。そして、この報知に対しユーザが容量測定を促す操作を行った場合に、充電モードを小電流充電モードに切り替えて引き続き充電を行い、この小電流充電により二次電池が満充電に達すると、以後当該二次電池を強制放電させてその放電量を求め、この放電量から新たな充電時間しきい値を算出してEEPROMの値を更新するようにしたものである。
充電ユニット1Fには容量測定スイッチ61及びLED62が設けてある。LED62は、二次電池60が満充電に達する前に充電タイマ時間がしきい値を超えた場合に点灯する。容量測定スイッチ61は、ユーザが充電ユニット1Fに二次電池60の容量測定動作を行わせる際に操作するスイッチである。
急速充電期間中にCPU52Bは、ステップ11cにより満充電の監視を行いながら、ステップ11dにおいて充電タイマの計時値を上記読み出されたしきい値と比較する。そして、充電タイマの計時値がしきい値に達する前に満充電になったことが検出されると、CPU52Bはこの時点で充電制御スイッチ55をオフし、急速充電を終了する。
疑似電池ユニットに、対応する二次電池の性能に関連する充電制御情報を記憶した無線ICタグを取着する。そして、充電ユニットにおいて無線ICタグリーダにより上記無線ICタグから充電制御情報を読み取り、この読み取った情報をもとにメモリの記憶情報を更新するようにしてもよい。このようにすると、疑似電池ユニットの情報を非接触で読み取ることができる。また、無線ICタグを疑似電池ユニットに設けることで、すべての二次電池に無線ICタグを取着する場合に比べ、二次電池の価格上昇を抑えることができる。
要するにこの発明は、上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、各実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
Claims (7)
- 充電端子が設けられた電池収容部を備える充電ユニットと、
性能の異なる複数種の二次電池の各々に対応して用意され、前記充電ユニットの電池収容部に着脱自在に装着される複数の疑似電池ユニットと
を具備し、
前記疑似電池ユニットは、対応する二次電池の性能に関連する情報を保持し、
前記充電ユニットは、
前記二次電池の充電動作を制御するための充電制御情報を記憶する記憶手段と、
前記電池収容部に前記疑似電池ユニットが装着された場合に、当該疑似電池ユニットから前記保持された二次電池の性能に関連する情報を取得する取得手段と、
前記取得された二次電池の性能に関連する情報に基づいて、前記記憶手段に記憶されている充電制御情報を第1の情報から第2の情報に変更する変更手段と
前記電池収容部に、前記疑似電池ユニットに替えて当該疑似電池ユニットに対応する二次電池が装着された場合に、当該二次電池に対し前記記憶手段に記憶された充電制御情報に従い充電を行う充電制御手段と
を備えることを特徴とする充電装置。 - 前記疑似電池ユニットは、前記二次電池の性能に関連する情報として前記第2の情報を記憶するメモリを備え、
前記取得手段は、前記電池収容部に前記疑似電池ユニットが装着された場合に、当該疑似電池ユニットのメモリから前記第2の情報を読み出し、
前記変更手段は、前記記憶手段に記憶されている充電制御情報を第1の情報から前記読み出された第2の情報に書き換えることを特徴とする請求項1記載の充電装置。 - 前記疑似電池ユニットは、前記メモリを外部に接続するための第1の通信端子を備え、
前記取得手段は、
前記電池収容部に前記疑似電池ユニットが装着された状態で、前記第1の通信端子に接続される第2の通信端子と、
前記第1及び第2の通信端子を介して前記疑似電池ユニットのメモリから前記第2の情報を読み出す手段と
を備えることを特徴とする請求項2記載の充電装置。 - 前記疑似電池ユニットは、前記電池収容部に装着された状態で前記充電端子に接続される通信端子を備え、
前記取得手段は、
前記電池収容部に前記疑似電池ユニットが装着された状態で、前記充電端子への充電電流の供給を遮断する手段と、
前記充電電流の供給が遮断された状態で、前記充電端子及び通信端子を介して前記疑似電池ユニットのメモリから前記第2の情報を読み出す手段と
を備えることを特徴とする請求項2記載の充電装置。 - 前記疑似電池ユニットは、前記二次電池の性能に関連する情報が表示された表示部を備え、
前記取得手段は、前記電池収容部に前記疑似電池ユニットが装着された場合に、当該疑似電池ユニットの前記表示部から前記二次電池の性能に関連する情報を光学的に読み取ることを特徴とする請求項1記載の充電装置。 - 前記疑似電池ユニットは、前記二次電池の性能に関連する情報を回路定数により表した回路素子を備え、
前記取得手段は、前記電池収容部に前記疑似電池ユニットが装着された場合に、当該疑似電池ユニットの前記回路素子からその回路定数を検出することを特徴とする請求項1記載の充電装置。 - 前記疑似電池ユニットは、前記電池収容部に装着された状態で前記回路素子を前記充電端子に接続する端子を備え、
前記取得手段は、
前記電池収容部に前記疑似電池ユニットが装着された状態で、前記充電端子を介して前記回路素子に対し検出電流を供給する手段と、
前記回路素子を介して流れる検出電流の値と当該回路素子の両端に発生する電圧値とから回路定数を検出することを特徴とする請求項6記載の充電装置。
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