JP6489222B2 - 電池診断装置及び電池パック - Google Patents

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Description

本発明は、電池パックを診断する電池診断装置及び電池パックに関するものである。
一般的に、販売店等の管理者は電池パックに付属する保証書から保証期間内か否かを判断している。また、電池パックは、不具合等(例えば電池容量の低下等)の理由により必要に応じて市場(ユーザ)から販売店等に回収される場合がある。回収の際には、ユーザからの申し出を待って電池パックの交換等の対応がなされるのが一般的である。
特開2001−283931号公報
しかしながら、管理者側は保証書を確認しながら保証期間か否かを判断しているため手間がかかっていた。また、管理者側には回収された電池パック(以降、旧電池パックとする)と、交換する電池パック(以降、新電池パックとする)が混在しており、誤って旧電池パックが市場に出回ってしまうという懸念がある。また、保証期間に旧電池パックを新電池パックに交換してしまうと、特定のユーザにおける旧電池パックと新電池パックの情報(使用情報)を纏めて管理できないという懸念がある。
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、ユーザが所有する電池パックが保証対象か否かを容易に判断することを目的としている。また、旧電池パックと新電池パックの区別を明確に行い、旧電池パックを市場で使用できないようにすることを目的とする。また、特定のユーザが使用した電池パックの管理をより確実に行うことを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は、コードレス電気機器の電源となり充電器で充電可能な電池パックの状態を診断する電池診断装置であって、前記電池パックが保有する情報を、前記電池パックとは別の第2の電池パックに書き込むことを特徴とする電池診断装置を提供している。
また、本発明は、コードレス電気機器の電源となり充電器で充電可能な電池パックの状態を診断する電池診断装置であって、前記電池パックが保証対象か否かを判断することを特徴とする電池診断装置を提供している。
また、本発明は、コードレス電気機器の電源となり充電器で充電可能な電池パックの状態を診断する電池診断装置であって、前記電池パックを診断した後、前記電池パックを前記コードレス電気機器又は前記充電器に接続しても前記コードレス電気機器又は前記充電器の使用を不能にすることが可能であることを特徴とする電池診断装置を提供している。
本発明によれば、ユーザが所有する電池パックが保証対象か否かを容易に判断することができる。また、旧電池パックと新電池パックの区別を明確に行い、旧電池パックを市場で使用できないようにすることができる。また、特定のユーザが使用した電池パックの管理をより確実に行うことができる。
本発明となる電池診断装置を示す構成図の一例である。 電池パックが保有する情報を示す図の一例である。 本発明となる電池診断装置を示す回路図の一例である。 本発明となる電池診断装置の制御フローチャートの一例である。 本発明となる電池診断装置の診断結果を示すアプリケーション画面の一例である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1に示すように、電池診断装置(電池診断システム)10は、電池パック1と、充電器と同形状で電池パック1を装着する装着部3aを有するアダプタ3と、ケーブル4を介してアダプタ3と接続するコンピュータ装置2によって主に構成される。
電池診断装置10は、電池パック1をアダプタ3に装着した状態でアダプタ3とコンピュータ装置2とをケーブル4を介して接続する。その後、コンピュータ装置2のアプリケーションを起動して実行する。なお、電池パック1、アダプタ3及びコンピュータ装置2はどの順に接続しても良い。
コンピュータ装置2のアプリケーションを実行すると、電池パック1とコンピュータ装置2はアダプタ3及びケーブル4を経由して電池パック1が保有する情報を送受信する。コンピュータ装置2はこの情報に基づいて電池パック1が管理対象か否かを判断し、その判断結果をコンピュータ装置2に表示させる。詳細については後述する。
ここで、電池パック1が保有する情報の内容について図2を用いて説明する。電池パック1は大きく分けて3つの情報を持っている。第1の情報は、電池パック1又は電池セルの公称電池電圧、電池パック1又は電池セルの公称電池容量、電池セルの接続形態(電池セルの直並列接続数)等を示す電池情報(通番1)と、製造年月日や製造工場を示す製造情報(通番2)とからなる、電池パック1が工場出荷時から所有している固有情報である。
第2の情報は、旧電池パックと新電池パックの充電回数を合計した合計充電回数(Total充電回数、通番3)と、旧電池パックから情報を引き継いだ保証終了日(通番4)と、新電池パックの補給回数(通番5)からなる引き継ぎ情報である。なお、充電回数は、ある所定のユーザが電池パック1をどの程度充電するかを把握するために合計充電回数を記録している。また、保証終了日は、旧電池パックの購入日となる保証開始日から所定期間であり、新電池パックに交換しても保証開始日はリセットされない。
第3の情報は、廃棄フラグ、充電回数、過放電回数、過充電回数、高温回数、長期放置回数等(通番6〜12)の使用履歴を示す回数情報である。なお、放電回数を記録しても良い。通番12は、例えば、過充電後の充電回数等の情報である。廃棄フラグは、市場(ユーザ)から販売店(メーカ)等に回収され、電池が寿命だと判断された場合(例えば、放電容量が公称容量の半分以下になった等)や、電池セルが異常状態であると判断された場合(例えば、重負荷工具で過酷に使用されることが多く電池電圧のセルバランスが崩れ過充電となる電池セルがある等)に、廃棄電池パックと判断されたことを示すフラグであり、後述するようにこの廃棄フラグがある電池パック1は使用できなくなる。なお、放電容量は公称容量より少ないが、電池異常が見られない場合は、多少は劣化が進んでいるものの寿命ではないので、そのまま旧電池パックをユーザに返却する場合もある。
充電回数は電池パック1が充電器で充電された回数、過放電回数は電池パック1がコードレス電動工具等で使用された際に、電池パック1(電池セル)の電圧が所定の閾値(過放電閾値)よりも低下した過放電状態となった回数、過充電回数は電池パック1を充電器で充電した際に、電池パック1(電池セル)の電圧が所定の閾値(過充電)を超えた過充電状態となった回数、高温回数は例えば充電時において電池パック1の温度が高温で充電を開始できなかった回数、長期放置回数は超過放電となった回数であり、前回の放電の際に過放電で停止し、充電をせずに放置した場合に、コードレス電気機器又は充電器に接続されて後述するマイコン108が起動し、電池電圧が低い(例えば過放電閾値よりも低い2V/電池セル)場合にカウントされる回数、をそれぞれ示している。
次に、電池診断装置10の回路構成について図3を用いて説明する。電池パック1は、コードレス電気機器(例えば、インパクトドライバ等の電動工具や、ラジオ等の電気機器)で使用される電池パックであり、出力プラス端子101及び出力マイナス端子102と、アダプタ3に接続されたか否かの情報を受信するアダプタ認識端子103と、コンピュータ装置2からの情報を受信する情報受信端子104と、コンピュータ装置2に電池パック1の情報を送信する情報送信端子105と、を備えている。なお、電池パック1は、アダプタ3の装着部3aと同形状を有する充電器に接続することにより充電可能である。
電池パック1は、例えばリチウムイオン電池からなる電池セル(二次電池)を1個又は複数個接続して構成される電池組106と、電池組106を構成する電池セルの各セル電圧等を監視して電池セルが異常(過充電、過放電等)の場合に異常信号を出力する保護IC107と、電池パック1の情報の送信及びコンピュータ装置2からの情報の受信等を制御する制御部となるマイコン108と、電池組106の電圧をマイコン108の駆動電圧に変換する降圧回路109と、マイコン108を起動させると共にマイコン108の起動状態を維持させるマイコン起動部110を内蔵する。また、電池パック1は所定の公称電圧(例えば3.6Vの電池セルを4個直列接続した場合には14.4V)、所定の電池容量(例えば電池セルを並列接続しなければ3.0Ah、2つの電池セルを並列接続すれば6.0Ah)を有している。これらの固有情報や上記した各情報をマイコン108の記憶部108aに記憶している。
マイコン起動部110は、2つのFET1及びFET2と、抵抗R1〜R4を備えている。マイコン108からダイオードD1を介して入力される信号、又はアダプタ認識端子103からダイオードD2を介して入力される信号のどちらか一方の信号(ハイ信号)がFET2のゲート端子に入力されるとFET2がオンする。FET2がオンするとFET1のゲートとソース間に電圧差が生じることで(なおFET2がオフの場合はゲートとソース間は同電位となる)FET1がオンする。その結果、電池組106の電池電圧がFET1を介して降圧回路109へ供給される。電池電圧は降圧回路109によって例えば5Vに降圧されてマイコン108の電源端子VCCに電源電圧として供給される。
すなわち、コンピュータ装置2に接続されたアダプタ3に電池パック1を接続すると、コンピュータ装置2から出力された信号がアダプタ認識端子103を介してハイ信号として電池パック1に入力される。このハイ信号はダイオードD2を介してマイコン起動部110に入力され、マイコン起動部110が動作してFET1がオンし電源電圧が供給されることでマイコン108が起動する。一旦マイコン108が起動すると、マイコン108は出力ポートからハイ信号を出力する。このハイ信号はダイオードD1を介してマイコン起動部110に入力され、FET1はオン状態を維持することができ、マイコン108への電源電圧の供給を維持することができる。
電池パック1は保護IC107によって各電池セルの状態を監視している。例えば1個又は複数個の電池セルの内の1つでも異常(例えば過放電状態や過充電状態)になった場合にマイコン108へ異常信号(ハイ信号)を出力する。マイコン108は異常検出端子に異常信号が入力されると、図2に示す回数情報の該当する異常内容の回数をカウントアップして記憶部108aに記憶する。なお、電池パック1(マイコン108又は保護IC107)はコードレス電気機器又は充電器に対して異常信号を出力し、電池パック1の使用を禁止させる。
また、マイコン108は、コンピュータ装置2から情報受信端子104を介して受信した情報が入力されるRX端子と、電池パック1が保有する情報を情報送信端子105を介してコンピュータ装置2に送信するTX端子と、グランドに接続されるGND端子と、を有している。
アダプタ3は、電池パック1のアダプタ認識端子103、情報受信端子104、情報送信端子105、マイナス端子102のそれぞれと接続するためのアダプタ認識端子303、情報受信端子304、情報送信端子305、及びマイナス端子302を備えている。また、コンピュータ装置2の後述する各端子と接続するための電源端子306、情報送信端子307、情報受信端子308、及びマイナス端子309を備えている。
アダプタ3は、情報送信端子307と情報受信端子304との接続ラインに設けた第1のレベル変換部310と、情報受信端子308と情報送信端子305との接続ラインに設けた第2のレベル変換部311と、を内蔵する。これらレベル変換部310及び311にはコンピュータ装置2から電源端子306を介して電源5Vが供給されている。更に、アダプタ認識端子303は情報送信端子307と情報受信端子304との接続ラインから分岐している。すなわちアダプタ認識端子303は、情報受信端子307及び情報受信端子304と接続されている。
コンピュータ装置2は、アダプタ3の電源端子306、情報送信端子307、情報受信端子308、及びマイナス端子309のそれぞれと接続するための電源端子206、情報送信端子207、情報受信端子308、及びマイナス端子209を備えている。コンピュータ装置2側の端子206〜209とアダプタ3側の端子306〜309はケーブル4を介して接続される。また、後述する電池パック1の診断結果を表示する表示部(ディスプレイ)201を備えている。なお、本実施の形態ではコンピュータ装置2は電源端子306、情報送信端子307、情報受信端子308、マイナス端子302を介してアダプタ3と接続しているが、例えば、シリアル−USB変換ケーブルをアダプタ3へ内蔵することで、アダプタ3とコンピュータ装置2とはUSB端子を介して接続しても良い。
次に、電池パック1とコンピュータ装置2と通信について説明する。電池パック1の情報送信端子104をコンピュータ装置2の情報受信端子207へ、電池パック1の情報受信端子105をコンピュータ装置2の情報送信端子208へ、それぞれ第1及び第1のレベル変換部310、311を介して接続することで、電池パック1とコンピュータ装置2は通信を行うことができる。
通信信号はハイ信号又はロー信号であり、本実施の形態ではレベル変換部310及び311を設けてハイ信号とロー信号を変換するよう構成している。例えば、電池パック1のマイコン108のTX端子からハイ信号が出力された場合は、電池パック1の情報送信端子105へハイ信号が出力される。このハイ信号はアダプタ3の第2のレベル変換部311を介すことでロー信号に変換されてコンピュータ装置2の情報受信端子208に送信される。マイコン108のRXに入力される信号についても同様である。
電池パック1の情報受信端子104及び情報送信端子105を、充電器と接続して充電する際の充電制御を行うための端子(例えば電池パック異常時に充電器側に異常信号を出力する端子)、及びコードレス電気機器と接続して放電する際の放電制御を行うための端子(例えば電池パック異常時に機器側に異常信号を出力する端子)として共用する場合、電池パック1の構成、マイコン108の仕様によっては信号のレベル変換が必要となる。本実施の形態ではこの場合を想定してアダプタ3に2つのレベル変換部310及び311を設けている。なお、通信信号のレベル変換が不要な場合には第1及び第2のレベル変換部310及び311を設ける必要はない。また、電池パック1のマイコン108の電源電圧が例えば5Vではなく3.3Vの場合には、コンピュータ装置2とアダプタ3の電源5Vと電源電圧が異なるため、電池パック1にレベル変換部を設ける必要がある。
次に、本実施の形態となる電池診断装置10の一連の動作を図4のフローチャート、図5の診断結果を示すアプリケーション画面の一例を用いて説明する。初めに、販売店等の管理者は電池パック1とコンピュータ装置2をアダプタ3及びケーブル4を介して接続する。ここで、電池診断にかけられる電池パック1は、電池容量が少なく(例えば公称容量の50%以下)、寿命が近い又は不良である電池パック1として説明する。
次いで、コンピュータ装置2において、電池診断対応したアプリケーションを起動すると(S401)、図5(a)に示す画面が表示部201に表示される。画面には、診断開始ボタン201aと、後述する廃棄フラグボタン201b及び補給フラグボタン201cが表示される。管理者によって表示部201に電池パック1の購入日が入力され、アプリケーションの診断開始ボタン201aが押されると(S402)、コンピュータ装置2にアダプタ3が接続されているか否かを確認(判断)する(S403)。診断開始ボタン201aが押されると、コンピュータ装置2は情報送信端子207から電池パック1のマイコン108のRX端子に対して所定の信号を出力する。マイコン108はこの信号を受信すると、TX端子から所定の信号を受信したことを知らせる信号をコンピュータ装置2に対して出力する。この通信によってアダプタ3の接続を判断する。
S403において、アダプタ3が接続されていないと判断した場合(S403でNo)には、電池パック1とコンピュータ装置2との間で通信できない。すなわち、電池パック1側からコンピュータ装置2からの信号を受信したことを知らせる信号がコンピュータ装置2に入力されない。そのため、診断不可となりコンピュータ装置2の表示部201にエラーメッセージを表示させて(S404)、S402に戻りアプリケーションは初期表示となる。
一方、S403において、アダプタ3が接続されていると判断した場合(S403でYes)には、電池診断を開始する(S405)。コンピュータ装置2(アプリケーション)は電池パック1から図2に示す電池パック1が保有する情報(内容)を読み出す。すなわち、電池診断を開始すると、コンピュータ装置2の情報送信端子207から電池パック1のマイコン108のRX端子に対して電池診断開始信号が出力される。マイコン108はこの信号を受信すると、TX端子からコンピュータ装置2の情報受信端子208に図2に示す電池パック1の保有情報を出力する。コンピュータ装置2は電池パック1の保有情報を記憶する。
例えば、電池パック1のマイコン108は、TX端子から図2に示す電池パック1が保有する情報を通番順に所定の信号としてコンピュータ装置2に出力する。ここで、所定の信号は、通番(送信する情報)に応じて異なる信号であり、例えばハイ信号とロー信号の周期が異なる信号(例えば、通番1の場合にはハイ信号とロー信号が第1の周期で変化する信号、通番2の場合には第2の周期で変化する信号等)、或いはハイ信号とロー信号の順番が異なる信号(例えば通番3の場合にはハイ信号とロー信号が交互に変化する信号、通番4の場合にはハイ信号が2回連続した後にロー信号となる信号等)等である。この異なる信号によってコンピュータ装置2はどの情報が受信(入力)されたかを判断することができる。また、別の方法として、通番毎にコンピュータ装置2と電池パック1が通信するようにしても良い。例えば、コンピュータ装置2から図2に示す情報の中で必要な情報に対応した所定の信号を電池パック1に出力する。電池パック1はこの信号によってコンピュータ装置2が必要としている情報を判断することができるため、対応する情報をコンピュータ装置2に出力すれば良い。一回目の通信が終了したら二回目以降の通信を行うことで、通番毎に通信を行うことができる。なお、通信した電池パック1の情報はコンピュータ装置2の記憶部に記憶される。
電池パック1とコンピュータ装置2との通信が成功し、電池パック1の保有情報の読み出しが成功すると、診断成功となり(S406でYes)、図5(b)又は(c)に示すように電池パック1の診断結果をコンピュータ装置2の表示部201に表示する(S408)。一方、何らかの理由(例えば端子間の接触不良や通信線の断線等)により通信が成功しなかった場合(S406でNo)には、コンピュータ装置2の表示部201にエラーメッセージを表示させて(S407)、S402に戻りアプリケーションは初期表示となる。
本実施の形態では診断結果として保証対象又は保証対象外のみを表示部201に表示しているが、図2に示す電池パック1が保有する情報を任意に表示しても良い。保証対象か否かは、例えば合計充電回数や製造年月日等から判断することができる。ここでの保証対象とは、例えば、あるユーザにおいて電池パック1の使用状態を示す合計充電回数(旧電池パック及び新電池パックの充電回数を合計した回数)が所定回数以内(例えば1500回以内)の場合や、新電池パックに交換した補給回数が例えば5回以内等、引継情報や回数情報に基づいて各回数が所定回数以下の場合や、製造年月日や製造工場等の固有情報に基づいて最初に電池パック1(コードレス電気機器)を購入した日或いは製造年月日から所定期間内(保証期間内)の場合が該当する。なお、合計充電回数は、メーカがカタログ等で保証している回数であっても良い。この場合、旧電池パックで保証回数に達せずに電池容量の低下等が生じてしまった場合には、新電池パックにその情報を引き継ぎ、合計回数が保証回数に達するまでは保証するようにしても良い。また、購入日は電池診断を開始する際に管理者が保証書に記載された日付をアプリケーションに入力し記録させる。
ここで、診断結果は、コンピュータ装置2の表示部201に図5(b)又は(c)に示す情報、或いは上記した電池パック1が保有する情報として表示されるため、管理者(販売店側)は容易に電池パック1の状態を把握することができる。S409において、診断した電池パック1が保証対象であった場合(S409でYes)には、管理者は診断した電池パック1(旧電池パック)を回収して新しい電池パック1(新電池パック)と交換し、新電池パックをユーザへ返却する。一方、保証対象外であった場合(S409でNo)には、表示部201に図5(c)に示す情報、或いは電池パック1が保有する情報を表示し(S410)、S402に戻りアプリケーションは初期表示になる。この場合、管理者は必要に応じて旧電池パックを回収することはあるが、新電池パックをユーザに返却することはしない。
保証対象の場合には、旧電池パック1に廃棄フラグを書き込む(S411)。具体的には、アプリケーションは、廃棄フラグボタン201bが押されると、コンピュータ装置2の情報送信端子207から所定の信号をマイコン108のRX端子に出力する。マイコン108はこの信号を受信すると記憶部108aに廃棄フラグを書込み、TX端子から廃棄フラグを書き込んだことを表す所定の信号を出力する。コンピュータ装置2はこの信号を受信することによって廃棄フラグの書き込み処理が終了したことを判断する。この動作により、診断した旧電池パックには廃棄フラグが書き込まれ、万が一、この旧電池パックが誤って市場に出回ってしまった場合でも、アプリケーションで診断すれば管理者は廃棄フラグが書き込まれた旧電池パックと認識することができ、余分な電池パック1の交換を防ぐことができる。また、電池パック1に廃棄フラグが書き込まれた場合には、電池パック1の充放電を禁止する構成とすることで、市場での使用を防ぐことができる。充放電を禁止しない場合には、交換した新電池パックにもかかわらず使用時間(放電可能時間や充電可能回数)が短い場合や寿命が短い場合等、異常状態が生じてしまう虞がある。充放電を禁止することでこのような異常状態を防止することができる。
充放電を禁止するためには、電池パック1の情報受信端子104及び情報送信端子105を利用して電池パック1から相手側(機器、充電器)に信号を出力する。電池パック1を充電器と接続した場合には、情報受信端子104及び情報送信端子105の一方を電池異常信号端子として利用し、当該端子に接続された充電器側端子に電池パック1の異常信号(例えば過充電信号)を出力し続けることで、充電器側のマイコンに電池異常と判断させて充電できないようにすれば良い。一方、電池パック1をコードレス電気機器に接続した場合には、情報受信端子104及び情報送信端子105の他方を電池異常信号端子として利用し、当該端子に接続された機器側端子に電池パック1の異常信号(例えば過放電信号)を出力し続けることで、例えば放電経路に設けられたスイッチング素子を遮断させることで放電できないようにすれば良い。また、情報受信端子104及び情報送信端子105とは別に、電気機器及び充電器に接続する端子を設けて、その端子から異常信号を出力するようにしても良い。また、電池パック1側の充放電経路にスイッチング素子を有する場合には、異常信号によって電池パック1自身のスイッチング素子を遮断すれば、充放電を不能にすることができる。或いは両方のスイッチング素子を遮断するようにしても良い。また、電池パック1のマイコン108と電気機器又は充電器のマイコンとで通信を行うことで使用を禁止するようにしても良い。なお、異常信号を出力し続けるのではなく周期的(定期的)に出力しても良く、接続された相手側が駆動しないようにできれば良い。この構成によれば、回収された電池パックが相手機器に接続されても動作しないため、無駄な時間を費やすことなく電池パックが一旦回収されたものと判断することができる。
旧電池パック1に廃棄フラグを書き込むと、次に新電池パックへ補給フラグを書き込む処理を行う。S411の状態ではアダプタ3に旧電池パックが接続されているので、アダプタ3に接続する電池パックを新電池パックに交換する必要がある。S412において、アダプタ3に旧電池パックが接続されたままの場合や、アダプタ3に電池パックが接続されていない場合(S412でNo)には、新電池パックの接続を促すエラーメッセージを表示部201に表示する(S413)。旧電池パックが接続されたままの場合には、電池パックから送信される電池パックの情報が、通信によってコンピュータ装置2に記憶した情報と一致するため、新電池パックに交換されていないと判断できる。また、電池パックが接続されていない場合には、電池パックから信号が入力されないので判断できる。
廃棄フラグを書き込んだ旧電池パックと新電池とは、電池パックが保有する情報(例えば図2に示す固有情報)が異なる。そのため、新電池パックに交換されていれば、電池パックからコンピュータ装置2に入力される電池パックの情報(例えば固有情報となるシリアルナンバー)が、コンピュータ装置2に記憶した旧電池パックの情報と一致しない。従って、S412において、アプリケーションは記憶した電池パックの情報と新たに受信した情報が一致しない場合(S412でYes)には新電池パックに交換されたと判断してS414に進む。本実施の形態ではアプリケーションが自動的に電池パックの交換を判断したが手動で行っても良い。具体的には、表示部201に電池交換ボタンを設け、電池パックを交換したときに当該ボタンを操作するようにしても良い。
S414において、新電池パックに補給フラグを書き込む。具体的には、図5に示す補給フラグボタン201cが押されると、コンピュータ装置2の情報送信端子207から所定の信号をマイコン108のRX端子に出力する。マイコン108はこの信号を受信すると記憶部108aに補給フラグを書込み、TX端子から廃棄フラグを書き込んだことを表す所定の信号を出力する。コンピュータ装置2はこの信号を受信することによって補給フラグの書き込み処理が終了したことを判断する。更にS414において、旧電池パックから出力されコンピュータ装置2に記憶した旧電池パックの情報を新電池パックに引き継ぐ(記憶させる)。コンピュータ装置2から新電池パックへの通信方法は上記した方法と同じで良い。新電池パックは旧電池パックの情報を記憶したら、TX端子から信号を出力し、コンピュータ装置2はこの信号を受信することで電池診断処理を終了する(S415)。なお、端子間の接触不良等によって正常に引き継ぎができなかった場合にはS407等のようにエラーメッセージを表示すれば良い。
この動作により、旧電池パックと新電池パックとがそれぞれ保有する情報を比較することで、電池パックが交換されたかどうかが明確となり、廃棄フラグや補給フラグの誤書き込みを防ぐことができる。また、S412において、単に電池パックが交換されたか否かを判断するのではなく、固有情報である電池情報(公称電池電圧や公称容量等)を比較し、一致した場合に電池パックが交換されたとすれば、旧電池パックと同じ仕様の新電池パックをユーザへ渡すことができる。
また、新電池パックへ補給フラグを書き込む際は、あるユーザ一人に対しての補給回数をカウントするだけでなく、充電回数等の旧電池パックの情報を旧電池パックから引き継ぐことで、管理者はあるユーザに対して、旧電池パックから新電池パックに交換した場合でも、旧電池パックと新電池パックの合計の充電回数等の使用情報を把握することができ、その合計の充電回数等によっても保証対象か否かを判断することができ、余分な電池パックの交換を防止することができる。
また、電池診断を開始する際に、アプリケーションに電池購入日を入力すれば、最初に電池パックを購入した日すなわち保証開始日を記録することができる。電池購入日は電池パック購入時に販売店にて保証書に記入されるため、保証書を確認しながら入力すれば良い。一度電池診断(電池交換)を行ったユーザであれば、新電池パックは旧電池パックから保証終了日(保証期間)の情報を引き継いでいるため、万が一、保証書を紛失した場合であっても保証期間を把握することができ、保証対象か否かを判断することができる。なお、初めて電池診断を行う際に保証書を紛失している場合には、図2に示す固有情報の製造年月日に基づいて保証期間を設定することができる。この場合には購入日からの保証期間(例えば2年)よりも長い所定期間(例えば3年)を設定すれば良い。
また、旧電池パックから新電池パックに情報を引き継ぐことで、メーカが保証する期間又は所定条件(例えば充電回数)のもとで可能な限りユーザに対して新電池パックを提供することができる。また、電池パック1の使用情報(例えば充電回数等)を引き継ぐことで、ユーザの使い方を分析することができ、電池パック1をより長く使用できるようにアドバイスを提供することができる。また、最初の電池診断時にユーザ情報(例えばユーザ名やパスワード等)を登録できるようにすれば、ユーザを特定することができ、電池情報を引き継ぐことで、その後に再度登録する必要がなく、ユーザ側の負担を抑えることができる。
本実施の形態では、管理者が回収した電池パックのみを使用不能としたが、保証対象外の電池パックを使用不能としても良い。例えば充電回数や放電回数が多くなれば容量が下がり、作業時間が短くなったり、電池セル間のバランスが崩れたりする可能性があり、電池セルの劣化が進む。そのため、それらの回数を寿命の目安として定め、所定回数を超えた場合に電池パックを寿命とみなして使用不能とすることもできる。
1は電池パック、2はコンピュータ装置、3はアダプタ、4はケーブル、10は電池診断装置、101は出力プラス端子(電池パック1)、102は出力マイナス端子(電池パック1)、103はアダプタ認識端子(電池パック1)、104は情報受信端子(電池パック1)、105は情報送信端子(電池パック1)、106は電池組、107は保護IC、108はマイコン、108aは記憶部、109は降圧回路、110はマイコン起動部である。

Claims (14)

  1. コードレス電気機器の電源となり充電器で充電可能な電池パックの状態を診断する電池診断装置であって、
    前記電池パックが保有する情報を、前記電池パックとは別の第2の電池パックに書き込むことを特徴とする電池診断装置。
  2. 前記別の電池パックへの前記情報の書き込みは、診断した前記電池パックが保証対象の場合に実行することを特徴とする請求項1に記載の電池診断装置。
  3. 記電池パックが保証対象か否かを判断することを特徴とする請求項1又は2に記載の電池診断装置。
  4. 前記電池パックが保証対象と診断された場合、前記電池パックを前記コードレス電気機器又は前記充電器に接続しても前記コードレス電気機器又は前記充電器の使用を不能にすることが可能であることを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載の電池診断装置。
  5. 前記電池パックがユーザから管理者に返却された電池パックである場合、前記電池パックを前記コードレス電気機器又は前記充電器に接続しても前記コードレス電気機器又は前記充電器の使用を不能にすることが可能であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の電池診断装置。
  6. 前記電池パックの診断は、前記電池パックが保証対象と判断された場合に実行することを特徴とする請求項5に記載の電池診断装置。
  7. 前記電池パックが保証対象と判断された場合、前記電池パックが保有する情報を、前記電池パックとは別の電池パックに書き込むことを特徴とする請求項3又は6に記載の電池診断装置。
  8. 前記情報は、前記電池パックの公称電池電圧を含む電池情報と前記電池パックの使用回数を含む回数情報とを含み、
    前記電池パックが保証対象か否かは、前記回数情報に基づいて判断されることを特徴とする請求項1、2、7のいずれか一項に記載の電池診断装置。
  9. 前記使用回数が所定回数以下の場合に保証対象と判断することを特徴とする請求項8に記載の電池診断装置。
  10. コードレス電気機器の電源となり充電器で充電可能であり、管理者からユーザに提供される電池パックであって、
    前記電池パックは、前記管理者から前記ユーザに提供される前に、前記ユーザから前記管理者に返却された別の電池パックが保有する情報が書き込まれることを特徴とする電池パック。
  11. 前記別の電池パックから引き継いだ前記情報に基づいて前記管理者によって保証されることを特徴とする請求項10に記載の電池パック。
  12. 前記情報は前記別の電池パックの充電回数を含み、
    前記充電回数及び引き継いだ後の充電回数の合計回数が所定値以下の場合に保証されることを特徴とする請求項11に記載の電池パック。
  13. 記電池パックがユーザから管理者に返却された場合、前記コードレス電気機器又は前記充電器に接続しても、前記コードレス電気機器の駆動を不能にする、又は前記充電器による充電を不能にすることが可能であることを特徴とする請求項10乃至12のいずれか一項に記載の電池パック。
  14. 前記コードレス電気機器又は前記充電器に対して異常信号を出力する端子を有し、
    電池診断装置で診断された後に前記コードレス電気機器又は前記充電器に接続されると、前記端子から前記コードレス電気機器又は前記充電器に対して異常信号を出力することを特徴とする請求項13に記載の電池パック。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6659968B2 (ja) * 2017-03-31 2020-03-04 ミツミ電機株式会社 電池パック、二次電池保護集積回路、電池監視モジュール及びデータ読み出し方法
WO2018199311A1 (ja) * 2017-04-28 2018-11-01 株式会社Gsユアサ 管理装置、蓄電装置および蓄電システム
JP7060020B2 (ja) * 2017-08-10 2022-04-26 工機ホールディングス株式会社 電池パック及び電池パックを用いた電気機器
EP3671891A4 (en) * 2017-08-14 2021-04-14 Koki Holdings Co., Ltd. BATTERY PACK AND ELECTRICAL DEVICE
WO2020003402A1 (ja) * 2018-06-27 2020-01-02 日本電気株式会社 判定装置、判定方法及びプログラム
US20220024340A1 (en) * 2018-11-29 2022-01-27 Honda Motor Co., Ltd. Battery use system, charging device, information processing device, battery use method, program, and storage medium
CN110473307B (zh) * 2019-07-02 2024-05-31 福建星云电子股份有限公司 一种智能电池配对修复方法及***
JP7282018B2 (ja) * 2019-11-29 2023-05-26 株式会社マキタ バッテリチェッカアダプタ

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001283931A (ja) 2000-04-03 2001-10-12 Cadix Inc 充電池交換サービス方法及び装置
JP2002124304A (ja) * 2000-10-18 2002-04-26 Fujitsu Ltd 電子機器及び二次電池の瑕疵保証管理システム
US6906522B2 (en) * 2002-03-29 2005-06-14 Midtronics, Inc. Battery tester with battery replacement output
WO2004031966A1 (ja) * 2002-10-02 2004-04-15 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 不揮発性記憶装置の制御方法
US9496720B2 (en) 2004-08-20 2016-11-15 Midtronics, Inc. System for automatically gathering battery information
FI118656B (fi) 2006-05-05 2008-01-31 Finnish Electric Vehicle Techn Menetelmä ja laitteisto akkukennojen hoitamiseksi
CN100570389C (zh) * 2006-10-12 2009-12-16 中兴通讯股份有限公司 一种用于小电量备用电池的功能测试装置及方法
JP4398489B2 (ja) * 2007-05-29 2010-01-13 レノボ・シンガポール・プライベート・リミテッド 電池パック、機器、および充電制御方法
EP2149796A1 (en) * 2008-08-01 2010-02-03 Iveco S.p.A. Apparatus and method for analysing the state of maintenance and efficiency of batteries, especially for industrial and/or commercial vehicles
JP2010247555A (ja) * 2009-04-10 2010-11-04 Fujitsu Ten Ltd 車両制御装置および車両制御方法
CN101834457B (zh) * 2010-04-30 2012-11-07 重庆长安汽车股份有限公司 一种锂电池管理***
JP2012133903A (ja) * 2010-12-20 2012-07-12 Panasonic Corp 電池パック
DE102011015746A1 (de) * 2011-03-31 2012-10-04 Li-Tec Battery Gmbh Verfahren zur Steuerung und Handhabung von elektrochemischen Zellen bzw. von Batterien, elektrochemische Zelle und Batterie
JP5382072B2 (ja) 2011-07-21 2014-01-08 株式会社豊田自動織機 電池情報更新システム
EP2575235B1 (en) * 2011-09-27 2019-04-10 Nilfisk A/S Batery pack with a battery control system
JP2013140055A (ja) * 2011-12-29 2013-07-18 Toyota Central R&D Labs Inc 電池監視システム
CN102682371B (zh) * 2012-05-25 2015-07-29 无锡职业技术学院 一种电动汽车电池管理***及其管理方法
JP5915398B2 (ja) 2012-06-13 2016-05-11 株式会社リコー 電動工具
US20140095656A1 (en) * 2012-10-01 2014-04-03 Bjoern Aage Brandal Remote Monitoring of Battery Packs
JP6093253B2 (ja) * 2013-06-21 2017-03-08 株式会社マキタ バッテリユニット
CN104898068B (zh) * 2015-06-26 2017-09-15 北方联创通信有限公司 便携式多功能蓄电池检测***及其控制方法

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