JP6628501B2 - 充電制御装置、充電器及び充電システム - Google Patents
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Description
充電器は、バッテリ温度が予め設定された充電可能温度範囲内にある場合にバッテリの充電を行うことが可能に構成されていてもよい。その場合、閾値決定部は、充電可能温度範囲内においては、その充電可能温度範囲内のバッテリ温度によって異なる少なくとも2種類の閾値決定方法のうち、温度取得部により取得されたバッテリ温度に対応した閾値決定方法を用いて、完了閾値を決定するように構成されていてもよい。
また、本発明の別の局面は、充電器であって、装着検出部と、温度取得部と、電圧取得部と、閾値決定部と、判断部と、完了処理部と、を備える。
また、本発明の別の局面は、バッテリを有するバッテリパックであって、装着検出部と、温度取得部と、電圧取得部と、閾値決定部と、判断部と、送信部と、を備える。
[第1実施形態]
(1)充電システムの概略構成
図1に示すように、本第1実施形態の充電システムは、バッテリパック1と、充電器10とを備える。バッテリパック1は、例えば充電式電動工具、充電式掃除機、充電式草刈機などの各種の充電式電動機器に着脱自在に装着されて、その動力源(例えばモータ)に電力供給を行うことが可能に構成されている。充電器10は、バッテリパック1内のバッテリ30(図2参照)を充電することが可能に構成されている。
次に、バッテリパック1の具体的構成について、図2を用いて説明する。図2に示すように、バッテリパック1は、充電器10に装着されたときに充電器10と電気的に接続される端子として、正極端子21、負極端子22、V1出力端子23、V2出力端子24、温度出力端子25、及び通信端子26を備えている。また、バッテリパック1には、バッテリ30が収容されている。
次に、充電器10の具体的構成について、図3を用いて説明する。充電器10は、バッテリパック1が装着されたときにバッテリパック1と電気的に接続される端子として、正極端子41、負極端子42、V1入力端子43、V2入力端子44、温度入力端子45、及び通信端子46を備えている。
SW電源回路51は、電源コード17を介して外部電源から供給された交流電力に基づいて、バッテリ充電用の充電電力(充電電流、充電電圧)を生成し、正極端子41及び負極端子42を介してバッテリパック1へ供給する。SW電源回路51による充電電力の生成は、制御部52により制御される。
セカンドプロテクト回路59は、V1入力端子43から入力される電圧、V2入力端子44から入力される電圧、及び正極端子41の電圧に基づいて、バッテリ30の各セル電圧V1,V2,V3及びバッテリ電圧Vbの各電圧を監視する。そして、各電圧のうち何れかが所定の過電圧条件を満たしている場合は、出力FET53を強制的にオフさせるための強制オフ指令を充電経路制御回路55へ出力する。充電経路制御回路55は、セカンドプロテクト回路59から強制オフ指令が入力された場合は、制御部52からの切替制御指令の内容にかかわらず出力FET53を強制的にオフさせる。
本実施形態の充電器10において、制御部52は、バッテリパック1が装着された場合に、無条件ですぐにCCCV充電方式に基づく充電制御を開始するわけではなく、一旦、動作モードを充電待機モードに設定する。充電待機モードでは、充電開始許可条件が成立しているか否かを判断し、成立するまでは充電待機モードを継続する。そして、充電開始許可条件が成立した場合に、動作モードを充電待機モードから充電モードに移行させて、バッテリ30を充電するための充電制御を開始する。
次に、充電器10にバッテリパック1が装着されたときに行われる完了判定について、具体的に説明する。充電器10の制御部52は、バッテリパック1が装着されたとき、最大セル電圧が完了閾値以上である場合は、バッテリ30が既に満充電に近い状態になっていると考えられるため、充電完了と判定して所定の充電完了処理を行い、充電は行わない。
各演算方法の具体的内容は種々考えられるが、本実施形態では、第1演算方法として、第1充電電圧Vch1から所定値減算する方法を採用し、第2演算方法として、第2充電電圧Vch2から所定値減算する方法を採用し、第3演算方法として、第3充電電圧Vch3から所定値減算する方法を採用している。
次に、充電器10の制御部52が実行する、上記の完了判定を含む充電処理について、図5を用いて説明する。充電器10の制御部52は、充電器10にバッテリパック1が装着されたことを検出すると、図5の充電処理を開始する。具体的には、CPU52aが、メモリ52bに記憶されている図5の充電処理のプログラムを読み込んで実行する。
以上説明したように、本実施形態の充電器10は、バッテリパック1が装着されたとき、現在のバッテリ温度(Tnow)に基づいて、完了閾値を決定する。具体的に、バッテリ温度に対応した演算方法を用いて完了閾値を決定する。そして、完了判定の結果、最大セル電圧が完了閾値以上である場合(つまりすでに満充電またはそれに近い状態である場合)は、充電制御を行うことなく、充電完了処理を行う。そのため、バッテリ30が過度に充電されてしまうことを、効果的に、且つバッテリ温度に応じて適切に、抑制することができる。
上記第1実施形態では、完了判定を充電器10が実行する例を示したが、本実施形態では、完了判定をバッテリパックが実行する例について説明する。
なお、バッテリパック70から充電器への各通知の送信方法は、データ通信を用いた送信方法に限定されない。データ通信以外の他の情報伝達方法によって各通知を送信するようにしてもよい。また、各通知をどのような信号形態で送信するか(例えばアナログ信号及びデジタル信号のどちらで送信するか)についても適宜決めることができる。
[他の実施形態]
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得る。
Claims (10)
- バッテリを有するバッテリパックが充電器に装着されたことを検出するように構成された装着検出部と、
前記バッテリの温度であるバッテリ温度を取得するように構成された温度取得部と、
前記バッテリ全体の電圧及び前記バッテリの一部の電圧の少なくとも一方を取得するように構成された電圧取得部と、
前記装着検出部により前記バッテリパックが前記充電器に装着されたことが検出された場合に、前記温度取得部により取得された前記バッテリ温度に基づき、前記バッテリの充電の要否を判断するための、そのバッテリ温度に対応した完了閾値を決定するように構成された閾値決定部と、
前記装着検出部により前記バッテリパックが前記充電器に装着されたことが検出された場合に、前記電圧取得部により取得された電圧である取得電圧が前記閾値決定部により決定された前記完了閾値以上であるか否か判断し、前記取得電圧が前記完了閾値以上であると判断した場合はその判断後は前記取得電圧が前記完了閾値以上であるか否かの判断を行わないように構成された判断部と、
前記判断部により前記取得電圧が前記完了閾値以上と判断された場合、前記バッテリの充電を実行することなく、前記充電器による前記バッテリの充電が不要であることを示す所定の充電完了処理を行うように構成された完了処理部と、
を備え、
前記充電完了処理は、前記バッテリの充電が不要であることを報知する処理を含み、
前記充電器は、前記バッテリパックが装着された後、所定の充電開始条件が成立した場合に、前記バッテリを充電するための充電制御を開始するように構成されており、
前記判断部は、前記装着検出部により前記バッテリパックが前記充電器に装着されたことが検出された場合、前記判断を、前記充電開始条件が成立するまでの間において前記取得電圧が前記完了閾値以上と判断するまで繰り返し実行するように構成されている、
充電制御装置。 - 請求項1に記載の充電制御装置であって、
前記閾値決定部は、予め用意された、前記バッテリ温度によって異なる少なくとも2種類の閾値決定方法のうち、前記温度取得部により取得された前記バッテリ温度に対応した前記閾値決定方法を用いて、前記完了閾値を決定するように構成されている、
充電制御装置。 - 請求項2に記載の充電制御装置であって、
前記充電器は、前記バッテリ温度が予め設定された充電可能温度範囲内にある場合に前記バッテリの充電を行うことが可能に構成されており、
前記閾値決定部は、前記充電可能温度範囲内においては、その充電可能温度範囲内の前記バッテリ温度によって異なる少なくとも2種類の閾値決定方法のうち、前記温度取得部により取得された前記バッテリ温度に対応した前記閾値決定方法を用いて、前記完了閾値を決定するように構成されている、
充電制御装置。 - 請求項3に記載の充電制御装置であって、
前記充電器は、前記取得電圧が、前記充電可能温度範囲内において予め設定された、前記バッテリ温度によって異なる少なくとも2種類の充電電圧のうち、前記温度取得部により取得された前記バッテリ温度に対応した前記充電電圧となるように、前記バッテリを充電するよう構成されており、
前記閾値決定部は、前記温度取得部により取得された前記バッテリ温度が前記充電可能温度範囲内である場合、そのバッテリ温度に対応した前記充電電圧よりも、その充電電圧に対応した所定値だけ低い値を、前記完了閾値として決定するように構成されている、
充電制御装置。 - 請求項4に記載の充電制御装置であって、
前記充電電圧は、前記充電可能温度範囲内において、所定の第1の充電用境界温度より低い充電用第1領域、前記第1の充電用境界温度以上で所定の第2の充電用境界温度より低い充電用第2領域、及び前記第2の充電用境界温度以上の充電用第3領域、の各領域毎に個別に、少なくとも前記充電用第2領域の前記充電電圧が、前記充電用第1領域及び前記充電用第3領域の各前記充電電圧よりも高い値となるように、設定されており、
前記閾値決定部は、前記各領域毎に個別に、その領域に対応した前記充電電圧よりも、その充電電圧に対応した所定値だけ低い値を、前記完了閾値として決定するように構成されている、
充電制御装置。 - 請求項4に記載の充電制御装置であって、
前記充電電圧は、前記充電可能温度範囲内において、所定の第1の充電用境界温度より低い充電用第1領域、前記第1の充電用境界温度以上で所定の第2の充電用境界温度より低い充電用第2領域、及び前記第2の充電用境界温度以上の充電用第3領域、の各領域毎に個別に、少なくとも前記充電用第2領域の前記充電電圧が、前記充電用第1領域及び前記充電用第3領域の各前記充電電圧よりも高い値となるように、設定されており、
前記閾値決定部は、前記充電可能温度範囲内において、所定の第1の閾値用境界温度より低い閾値用第1領域では、前記充電用第1領域に対応した前記充電電圧よりもその充電電圧に対応した所定値だけ低い値を前記完了閾値として決定し、前記第1の閾値用境界温度以上で所定の第2の閾値用境界温度より低い閾値用第2領域では、前記充電用第2領域に対応した前記充電電圧よりもその充電電圧に対応した所定値だけ低い値を前記完了閾値として決定し、前記第2の閾値用境界温度以上の閾値用第3領域では、前記充電用第3領域に対応した前記充電電圧よりもその充電電圧に対応した所定値だけ低い値を前記完了閾値として決定するように構成されており、
前記閾値決定部において、前記第1の閾値用境界温度を前記第1の充電用境界温度よりも低い値に設定すること、及び前記第2の閾値用境界温度を前記第2の充電用境界温度よりも高い値に設定すること、のうち少なくとも一方が採用されている、
充電制御装置。 - 請求項3〜請求項6の何れか1項に記載の充電制御装置であって、
前記閾値決定部は、前記温度取得部により取得された前記バッテリ温度が前記充電可能温度範囲外である場合、前記完了閾値を、前記充電可能温度範囲内の温度のうちその取得されたバッテリ温度に最も近い温度での前記完了閾値に決定するように構成されている、
充電制御装置。 - バッテリを有するバッテリパックが充電器に装着されたことを検出するように構成された装着検出部と、
前記バッテリの温度であるバッテリ温度を取得するように構成された温度取得部と、
前記バッテリ全体の電圧及び前記バッテリの一部の電圧の少なくとも一方を取得するように構成された電圧取得部と、
前記装着検出部により前記バッテリパックが前記充電器に装着されたことが検出された場合に、前記温度取得部により取得された前記バッテリ温度に基づき、前記バッテリの充電の要否を判断するための、そのバッテリ温度に対応した完了閾値を決定するように構成された閾値決定部と、
前記装着検出部により前記バッテリパックが前記充電器に装着されたことが検出された場合に、前記電圧取得部により取得された電圧である取得電圧が前記閾値決定部により決定された前記完了閾値以上であるか否か判断し、前記取得電圧が前記完了閾値以上であると判断した場合はその判断後は前記取得電圧が前記完了閾値以上であるか否かの判断を行わないように構成された判断部と、
前記判断部により前記取得電圧が前記完了閾値以上と判断された場合、前記バッテリの充電を実行することなく、前記充電器による前記バッテリの充電が不要であることを示す所定の充電完了処理を行うように構成された完了処理部と、
を備え、
前記充電完了処理は、前記バッテリの充電が不要であることを報知する処理を含み、
前記充電器は、前記バッテリ温度が予め設定された充電可能温度範囲内にある場合に前記バッテリの充電を行うことが可能に構成されており、
前記充電器は、前記取得電圧が、前記充電可能温度範囲内において予め設定された、前記バッテリ温度によって異なる少なくとも2種類の充電電圧のうち、前記温度取得部により取得された前記バッテリ温度に対応した前記充電電圧となるように、前記バッテリを充電するよう構成されており、
前記充電電圧は、前記充電可能温度範囲内において、所定の第1の充電用境界温度より低い充電用第1領域、前記第1の充電用境界温度以上で所定の第2の充電用境界温度より低い充電用第2領域、及び前記第2の充電用境界温度以上の充電用第3領域、の各領域毎に個別に、少なくとも前記充電用第2領域の前記充電電圧が、前記充電用第1領域及び前記充電用第3領域の各前記充電電圧よりも高い値となるように、設定されており、
前記閾値決定部は、前記温度取得部により取得された前記バッテリ温度が、所定の第1の閾値用境界温度より低い閾値用第1領域内の温度である場合は、前記充電用第1領域に対応した前記充電電圧よりもその充電電圧に対応した所定値だけ低い値を前記完了閾値として決定し、前記温度取得部により取得された前記バッテリ温度が、前記第1の閾値用境界温度以上で所定の第2の閾値用境界温度より低い閾値用第2領域内の温度である場合は、前記充電用第2領域に対応した前記充電電圧よりもその充電電圧に対応した所定値だけ低い値を前記完了閾値として決定し、前記温度取得部により取得された前記バッテリ温度が、前記第2の閾値用境界温度以上の閾値用第3領域内の温度であるは、前記充電用第3領域に対応した前記充電電圧よりもその充電電圧に対応した所定値だけ低い値を前記完了閾値として決定するように構成されており、
前記閾値決定部において、前記第1の閾値用境界温度を前記充電可能温度範囲内であって前記第1の充電用境界温度よりも低い値に設定すること、及び前記第2の閾値用境界温度を前記充電可能温度範囲内であって前記第2の充電用境界温度よりも高い値に設定すること、のうち少なくとも一方が採用されている、
充電制御装置。 - 充電器であって、
バッテリを有するバッテリパックが当該充電器に装着されたことを検出するように構成された装着検出部と、
前記バッテリの温度であるバッテリ温度を取得するように構成された温度取得部と、
前記バッテリ全体の電圧及び前記バッテリの一部の電圧の少なくとも一方を取得するように構成された電圧取得部と、
前記装着検出部により前記バッテリパックが装着されたことが検出された場合に、前記温度取得部により取得された前記バッテリ温度に基づき、前記バッテリの充電の要否を判断するための、そのバッテリ温度に対応した完了閾値を決定するように構成された閾値決定部と、
前記装着検出部により前記バッテリパックが装着されたことが検出された場合に、前記電圧取得部により取得された電圧である取得電圧が前記閾値決定部により決定された前記完了閾値以上であるか否か判断し、前記取得電圧が前記完了閾値以上であると判断した場合はその判断後は前記取得電圧が前記完了閾値以上であるか否かの判断を行わないように構成された判断部と、
前記判断部により前記取得電圧が前記完了閾値以上と判断された場合、前記バッテリの充電を実行することなく、前記充電器による前記バッテリの充電が不要であることを示す所定の充電完了処理を行うように構成された完了処理部と、
を備え、
前記充電完了処理は、前記バッテリの充電が不要であることを報知する処理を含み、
前記充電器は、前記バッテリパックが装着された後、所定の充電開始条件が成立した場合に、前記バッテリを充電するための充電制御を開始するように構成されており、
前記判断部は、前記装着検出部により前記バッテリパックが前記充電器に装着されたことが検出された場合、前記判断を、前記充電開始条件が成立するまでの間において前記取得電圧が前記完了閾値以上と判断するまで繰り返し実行するように構成されている、
充電器 - バッテリを有するバッテリパックと、
充電器と、
を備える充電システムであって、
前記バッテリパックは、
前記バッテリパックが前記充電器に装着されたことを検出するように構成された装着検出部と、
前記バッテリの温度であるバッテリ温度を取得するように構成された温度取得部と、
前記バッテリ全体の電圧及び前記バッテリの一部の電圧の少なくとも一方を取得するように構成された電圧取得部と、
前記装着検出部により前記充電器に装着されたことが検出された場合に、前記温度取得部により取得された前記バッテリ温度に基づき、前記バッテリの充電の要否を判断するための、そのバッテリ温度に対応した完了閾値を決定するように構成された閾値決定部と、
前記装着検出部により前記充電器に装着されたことが検出された場合に、前記電圧取得部により取得された電圧である取得電圧が前記閾値決定部により決定された前記完了閾値以上であるか否か判断し、前記取得電圧が前記完了閾値以上であると判断した場合はその判断後は前記取得電圧が前記完了閾値以上であるか否かの判断を行わないように構成された判断部と、
前記判断部により前記取得電圧が前記完了閾値以上と判断された場合、前記充電器による前記バッテリの充電が不要であることを示す情報を前記充電器へ送信する第1送信部と、
前記装着検出部により前記バッテリパックが前記充電器に装着されたことが検出された後、所定の充電開始条件が成立した場合に、充電許可通知を前記充電器へ送信する第2送信部と、
を備え、
前記充電器は、前記バッテリパックが装着された後、前記第2送信部により送信された前記充電許可通知を受信した場合に、前記バッテリを充電するための充電制御を開始するように構成されており、
前記充電器は、前記第1送信部により送信された前記情報を受信した場合、前記バッテリの充電を実行することなく、前記バッテリの充電が不要であることを報知する処理を含む、前記充電器による前記バッテリの充電が不要であることを示す所定の充電完了処理を行うように構成されており、
前記判断部は、前記装着検出部により前記バッテリパックが前記充電器に装着されたことが検出された場合、前記判断を、前記充電開始条件が成立するまでの間において前記取得電圧が前記完了閾値以上と判断するまで繰り返し実行するように構成されている、
充電システム。
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