JP7240994B2 - バッテリパックおよび充電システム - Google Patents

Description

本開示は、バッテリパックおよび充電システムに関する。

バッテリパックと、充電器と、を備える充電システムがある。バッテリパックは、充電器からの充電電流によって充電されるバッテリセルを備えている。充電器は、充電電流として出力する出力電流を時間経過とともに一定量（例えば、予め定められた最大電流変化量）ずつ増加させるとともに、充電電流を目標電流値に制御する制御処理を実行するように構成されている（特許文献１）。

また、充電システムは、バッテリパックの破損を抑制するために、バッテリセルの電圧（以下、バッテリセル電圧ともいう）が予め定められた許容上限値を超えた場合には、充電動作を停止する充電停止機能を備えるものがある。

なお、充電器は、単一種類のバッテリパックのみに対応した構成に限られず、複数種類のバッテリパックに接続可能に構成されたものが提案されている。このような充電器は、複数種類のバッテリパックを充電することができ、様々な場面で利用することができる。

特許第３９７２９３０号公報

しかし、複数種類のバッテリパックに対応する充電器を用いる場合、充電対象のバッテリパックの種類によっては、充電器による充電電流の増加に伴うバッテリセル電圧の上昇量が大きすぎて、バッテリセル電圧が許容上限値を超えてしまい、充電停止機能が作動する可能性がある。

なお、バッテリパックとしては、バッテリセルの電気的特性（例えば、バッテリセルの内部抵抗値、バッテリセル充電容量など）が異なる複数種類のバッテリパックが存在する。そして、バッテリセルの内部抵抗値が大きいバッテリパックにおいては、バッテリセルの内部抵抗値が小さいバッテリパックに比べて、充電電流の単位変化量（例えば、最大電流変化量だけ増加）に対するバッテリセル電圧の上昇量が大きくなる。このため、バッテリセルの内部抵抗値が大きいバッテリパックは、十分には充電されていない状態でも上記のように充電停止機能が作動してしまい、バッテリパックを十分に充電できない状態で充電が停止する可能性がある。このような状態は、例えば、早期充電停止ともいう。

これに対して、最大電流変化量を小さく設定することで、内部抵抗値が大きいバッテリパックにおいても、上記のような充電停止機能が作動することを抑制できる可能性はある。しかし、最大電流変化量を小さく設定した場合、１回の電流変更における充電電流の増加量が小さくなるため、充電電流が目標値に到達するまでの時間が長くなり、バッテリパックを十分に充電するまでの充電時間が長くなる可能性がある。

そこで、本開示の一局面においては、充電電流の増加に伴うバッテリセル電圧の上昇により充電停止機能が働くことを抑制できるとともに、充電時間を短縮できるバッテリパック、および充電システムを提供できることが望ましい。

本開示の一局面におけるバッテリパックは、バッテリセルと、記憶部と、目標電流演算部と、情報通知部と、を備える。
バッテリセルは、充電器からの充電電流により充電されるように構成されている。記憶部は、最大電流変化量を記憶するように構成されている。最大電流変化量は、充電制御時における充電電流の変化量の最大値である。

目標電流演算部は、バッテリセルに供給する充電電流の制御目標値である目標電流値を演算するように構成されている。目標電流演算部は、前回演算時の目標電流値に最大電流変化量を加算した値を新たな目標電流値として演算するように構成されている。情報通知部は、新たな目標電流値を含む充電条件情報を充電器に通知するように構成されている。最大電流変化量は、当該バッテリパックの特性に応じて定められている。

このバッテリパックは、バッテリパックの特性に応じて定められた最大電流変化量を用いて新たな目標電流値を演算するため、目標電流値の演算時における１回の電流変更における電流増加量を、バッテリパックの特性に応じた値とすることができる。情報通知部が充電器に対して目標電流値を含む充電条件情報を通知することで、バッテリパックは、バッテリパックの特性に応じた充電電流の目標電流値を充電器に通知できる。

このため、このバッテリパックは、充電器による充電にあたり、１回の電流変更における充電電流の電流増加量（換言すれば、最大電流変化量）が過大となるのを抑制でき、充電電流の変化に伴う充電電圧の変化量を、バッテリパックの特性に応じた範囲内に設定できる。

よって、このバッテリパックは、充電電圧の変化量が過大となるのを抑制できるため、早期充電停止やバッテリセルの破損などを抑制できる。早期充電停止とは、例えば、バッテリセルの充電完了前における充電電圧の異常増大に起因する充電動作の停止のことである。バッテリセルの破損とは、例えば、バッテリセル電圧の許容範囲逸脱によるバッテリセルの破損のことである。

次に、上述のバッテリパックにおいては、最大電流変化量は、バッテリセルの特性に基づいて定められてもよい。バッテリセルの特性は、バッテリセルのインピーダンスを含んでもよい。

充電電流の電流変化に伴う充電電圧の変化量は、例えば、バッテリセルの特性（バッテリセルのインピーダンスなど）に応じて変化する。このため、バッテリセルのインピーダンスに基づいて定められた最大電流変化量を用いることで、充電電圧の変化量をバッテリパックの特性に適した値に設定できる。よって、このバッテリパックは、バッテリセルの特性に応じて充電電圧の変化量が制限されるため、充電電圧の変化量が過大となるのを抑制できる。

次に、上述のバッテリパックにおいては、バッテリセルは、並列接続された複数のセルを備えて構成されてもよい。バッテリセルの特性は、複数のセルの並列接続状態を含んでもよい。

並列接続された複数のセルを備えるバッテリセルにおいては、充電電流の電流変化に伴う充電電圧の変化量は、複数のセルの並列接続状態（例えば、並列の個数）に応じて変化する。そのため、最大電流変化量を定めるためのバッテリセルの特性として、複数のセルの並列接続状態を含むことで、バッテリセルが並列接続された複数のセルを備える場合においても、充電電圧の変化量をバッテリパックの特性に適した値に設定できる。

次に、上述のバッテリパックは、動作情報取得部を備えてもよい。動作情報取得部は、充電動作情報を充電器から取得するように構成されている。充電動作情報は、充電器の充電動作に関する情報である。充電動作情報は、充電器がバッテリパックに対して出力する充電電流の情報を含んでいる。目標電流演算部は、前回演算時の目標電流値に代えて充電動作情報の充電電流を用いて、新たな目標電流値を演算してもよい。

このバッテリパックは、充電器から充電動作情報を取得するため、充電器がバッテリパックへ出力している充電電流を正確に把握できる。このバッテリパックは、新たな目標電流値を演算するにあたり、前回演算時の目標電流値に代えて充電動作情報の充電電流を用いるため、前回演算時の目標電流値と充電電流との間に誤差が生じた場合でも、新たな目標電流値を適切に演算できる。

よって、このバッテリパックは、目標電流演算部で演算された新たな目標電流値が不適切な値になることを抑制でき、充電電圧の変化量が過大となるのを抑制できる。
次に、上述のバッテリパックは、セル電圧比較部を備えてもよい。セル電圧比較部は、バッテリセルのセル電圧と、充電電圧目標値と、を比較し、セル電圧が充電電圧目標値よりも小さいか否かを判断するように構成されている。充電電圧目標値は、充電時のバッテリセルにおけるセル電圧の目標値であってもよい。目標電流演算部は、セル電圧が充電電圧目標値よりも小さいとセル電圧比較部が判断することに応じて、前回演算時の目標電流値に最大電流変化量を加算して新たな目標電流値を演算してもよい。

これにより、このバッテリパックは、バッテリセルのセル電圧を許容範囲に維持しつつ、充電電流を増加させるように新たな目標電流値を演算できる。よって、このバッテリパックは、許容範囲内で充電電流を増加でき、充電開始から充電完了までの充電時間を短縮できる。

次に、上述のバッテリパックにおいては、目標電流演算部は、セル電圧が充電電圧目標値以上であるとセル電圧比較部が判断することに応じて、前回演算時の目標電流値から最大電流変化量を減算して新たな目標電流値を演算してもよい。

これにより、このバッテリパックは、セル電圧が充電電圧目標値以上である場合には目標電流値を減少させることで、バッテリセルのセル電圧が許容範囲を逸脱するのを抑制しつつ、新たな目標電流値を演算できる。よって、このバッテリパックは、セル電圧の許容範囲逸脱による充電停止を抑制しつつ、正常な充電動作を継続できる。

次に、上述のバッテリパックは、充電電流比較部を備えてもよい。充電電流比較部は、暫定電流値と、電流基準値と、を比較し、暫定電流値が電流基準値以下であるか否かを判断するように構成されてもよい。暫定電流値は、前回演算時の目標電流値に最大電流変化量を加算した値である。電流基準値は、充電時のバッテリセルにおいて許容される充電電流の上限値であってもよい。

目標電流演算部は、暫定電流値が電流基準値以下であると充電電流比較部が判断することに応じて、前回演算時の目標電流値に最大電流変化量を加算して新たな目標電流値を演算してもよい。目標電流演算部は、暫定電流値が電流基準値よりも大きいと充電電流比較部が判断することに応じて、電流基準値を新たな目標電流値に設定してもよい。

これにより、このバッテリパックは、バッテリセルの充電電流を許容範囲に維持しつつ、充電電流を増加させるように新たな目標電流値を演算できる。よって、このバッテリパックは、許容範囲内で充電電流を増加でき、充電開始から充電完了までの充電時間を短縮できる。

また、このバッテリパックは、バッテリセルの充電電流が許容範囲を逸脱するのを抑制しつつ、新たな目標電流値を演算できる。よって、このバッテリパックは、充電電流の許容範囲逸脱による充電停止を抑制しつつ、正常な充電動作を継続できる。

本開示の他の一局面における充電システムは、上述のバッテリパックと、充電器と、を備えてもよい。
充電器は、電流出力部と、条件情報取得部と、出力電流設定部と、を備えてもよい。電流出力部は、充電電流を出力するように構成されてもよい。条件情報取得部は、バッテリパックから充電条件情報を取得するように構成されてもよい。出力電流設定部は、電流出力部から出力する充電電流を設定するように構成されてもよい。出力電流設定部は、充電条件情報に基づく新たな目標電流値に基づいて、充電電流を設定するように構成されてもよい。

この充電システムにおいては、バッテリパックから充電器に対して充電条件情報が通知され、充電器は、充電条件情報に基づく新たな目標電流値に基づいて設定された充電電流を出力する。この充電システムは、上記のバッテリパックを備えるため、上記のバッテリパックと同様に、充電電圧の変化量が過大となるのを抑制できるため、早期充電停止やバッテリセルの破損などを抑制できる。

上述の充電システムにおいては、充電器は出力電流比較部を備えてもよい。出力電流比較部は、新たな目標電流値と、出力電流上限値と、を比較し、新たな目標電流値が出力電流上限値以下であるか否かを判断するように構成されてもよい。出力電流上限値は、充電器の温度に応じて定められた充電電流の上限値であってもよい。

出力電流設定部は、新たな目標電流値が出力電流上限値以下であると出力電流比較部が判断することに応じて、新たな目標電流値を充電電流として設定してもよい。出力電流設定部は、新たな目標電流値が出力電流上限値より大きいと出力電流比較部が判断することに応じて、出力電流上限値を充電電流として設定してもよい。

これにより、この充電システムは、充電器がバッテリパックを充電するにあたり、過度な温度上昇に起因して充電器が破損することを抑制できる。

バッテリパックおよび充電器の概要を示すブロック図である。 充電器の機器側ＭＰＵが実行する充電制御処理の処理内容を表したフローチャートである。 バッテリパックのＭＰＵが実行する充電条件設定処理の処理内容を表したフローチャートである。 本実施形態におけるバッテリセル電圧Ｖｎｏｗおよび現在出力電流値Ｉｎｏｗの各波形を示すタイムチャートである。 比較例１におけるバッテリセル電圧Ｖｎｏｗおよび現在出力電流値Ｉｎｏｗの各波形を示すタイムチャートである。 本実施形態におけるバッテリセル電圧Ｖｎｏｗ、現在出力電流値Ｉｎｏｗ、充電容量ＱＶの各波形を示すタイムチャートである。 比較例２におけるバッテリセル電圧Ｖｎｏｗ、現在出力電流値Ｉｎｏｗ、充電容量ＱＶの各波形を示すタイムチャートである。

以下、本開示が適用された実施形態について、図面を用いて説明する。
尚、本開示は、以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることはいうまでもない。

［１．第１実施形態］
［１－１．全体構成］
本実施形態に係る充電システム１の構成について、図１を参照して説明する。

充電システム１は、バッテリパック１００および充電器６００を備える。
バッテリパック１００は、外部機器に接続されて外部機器へ電力を供給するように構成されると共に、外部機器に接続されて外部機器から電力の供給を受けるように構成されている。外部機器は、充電器６００、電動作業機、ライトなどを含む。充電器６００は、バッテリパック１００へ電力を供給する。電動作業機およびライトは、電力の供給を受けて作動する。電動作業機は、ハンマドリル、チェーンソー、グラインダなどの電動工具や、草刈機、ヘッジトリマ、バリカンなどを含む。

図１に示すように、バッテリパック１００は、充電器６００に接続されて充電器６００から電力供給を受けられるように構成されている。
バッテリパック１００は、バッテリセル６０と、Analog Front End６１０（以下、ＡＦＥ６１０ともいう）と、Micro Processing Unit６２０（以下、ＭＰＵ６２０ともいう）と、電源回路１１６と、Self Control Protector１１８（以下、ＳＣＰ１１８ともいう）と、を備える。

さらに、バッテリパック１００は、正極端子１１、負極端子１２、ＣＳ端子１３、ＤＴ端子１４、ＴＲ端子１５、ＤＳ端子１６、充電制御部２００（以下、ＣＳ回路２００ともいう）、検出部３００（以下、ＤＴ回路３００ともいう）、通信部４００（以下、ＵＡＲＴ半二重Ｉ／Ｆ回路４００ともいう）、及び放電制御部５００（以下、ＤＳ回路５００ともいう）、記憶部６２７と、を備える。

バッテリセル６０は、複数のセルを備えて構成されている。複数のセルは、並列接続されている。バッテリセル６０は、充電および放電が可能な二次電池であり、例えば、リチウムイオンバッテリなどである。本実施形態のバッテリセル６０の定格電圧は、例えば１８Ｖである。なお、バッテリセル６０の定格電圧は、１８Ｖに限らず、３６Ｖや７２Ｖ等でもよい。バッテリセル６０は、バッテリパック１００に接続された充電器６００からの充電電流により充電されるように構成されている。

ＭＰＵ６２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＩ／Ｏ等を備えたマイクロコンピュータを含み、バッテリセル６０の充放電制御を含む各種制御を実行する。また、ＭＰＵ６２０は、各種信号が入力される複数の割り込みポートＰＩ（図示省略）を備える。ＭＰＵ６２０は、検出部３００により充電器６００との接続状態が検出され、所定の条件を満たすと、通常動作モード（制御動作状態）から、動作の一部を停止して消費電力を抑えるスリープモード（低電力動作状態）へ移行する。そして、ＭＰＵ６２０は、スリープモード中に、いずれかの割り込みポートＰＩに信号が入力されると、ウェイクアップして、通常動作モードへ移行する。例えば、ＭＰＵ６２０は、検出部３００により充電器６００との接続状態が検出されて、割り込みポートＰＩを介して接続検出情報Ｓａ１が入力されるとウェイクアップする。また、ＭＰＵ６２０は、充電器６００の取り外しが検出され、所定の条件を満たすとスリープモードへ移行する。

つまり、ＭＰＵ６２０は、通常動作モード（制御動作状態）とスリープモード（低電力動作状態）とを含む複数の動作モード（動作状態）のいずれかに切替可能に構成されている。制御動作状態は、バッテリセル６０の充電および放電を制御する動作状態である。低電力動作状態は、バッテリセル６０の充電および放電の制御を行わない動作状態であり、制御動作状態よりも電力消費が少ない動作状態である。

ＡＦＥ６１０は、アナログ回路であり、ＭＰＵ６２０からの指令に従いバッテリセル６０に含まれる複数のセルの各セル電圧を検出するとともに、バッテリセル６０に備えられたサーミスタ（図示省略）を介して、複数のセルのうち少なくとも１つのセルのセル温度を検出する。また、ＡＦＥ６１０は、複数のセルのそれぞれの残容量を均等化させるセルバランス処理を実行する。また、ＡＦＥ６１０は、回路基板に備えられたサーミスタ（図示省略）を介して基板温度を検出する。さらに、ＡＦＥ６１０は、シャント抵抗６７を介して、バッテリセル６０へ流れ込む充電電流及びバッテリセル６０から流れ出る放電電流を検出する。そして、ＡＦＥ６１０は、検出したセル電圧、セル温度、基板温度、及び充放電電流の検出値をデジタル信号に変換し、変換した各デジタル信号をＭＰＵ６２０へ出力する。

また、ＡＦＥ６１０は、検出したバッテリセル６０の状態に基づいて、バッテリセル６０への充電を許可するか禁止するか判定し、充電許可信号または充電禁止信号を生成して充電制御部２００へ出力する。

電源回路１１６は、レギュレータを備える。レギュレータは、バッテリパック１００（詳しくは、ＭＰＵ６２０）がシャットダウンしているとき、ＤＳ端子１６を介して充電器６００の補助電源６２３から電力供給を受け、内部回路駆動用の電源電圧ＶＤＤを生成する。充電器６００は、ＤＳ端子１６と接続される機器側ＤＳ端子６６を備える。機器側ＤＳ端子６６は、補助電源６２３に接続されている。

バッテリパック１００は、過放電状態になるとシャットダウンする。ＭＰＵ６２０は、電源回路１１６によって生成された電源電圧ＶＤＤの供給を受けると、シャットダウン状態から起動し、バッテリセル６０が充電可能な状態であれば充電許可信号を充電器６００に出力する。バッテリ電圧が所定の電圧に到達すると、電源回路１１６に対してバッテリセル６０からの電力が供給される。電源回路１１６は、バッテリセル６０から電力供給を受けて、電源電圧ＶＤＤを生成する。

ＳＣＰ１１８は、バッテリセル６０の正極側と正極端子１１とを接続する正極側接続線上に設けられている。ＳＣＰ１１８は、ヒューズを備え、ＭＰＵ６２０からの指令に応じてヒューズを溶断させる回路を備える。ＳＣＰ１１８のヒューズが溶断されることにより、正極側接続線が断線され、バッテリセル６０は、正極端子１１を介した充電及び放電が不可能な状態になる。すなわち、バッテリセル６０は、再利用不可能な状態になる。

ＭＰＵ６２０は、バッテリパック１００から充電器６００に充電禁止信号を出力しても充電が止まらない場合、及び、バッテリパック１００から外部機器に放電禁止信号を出力しても放電が止まらない場合に、安全を確保するために、最後の手段として、ＳＣＰ１１８へヒューズを溶断させる指令を出す。すなわち、ＳＣＰ１１８は、バッテリセル６０の過充電状態及び過放電状態に対して二重に安全を確保するための回路である。ＳＣＰ１１８は、定期的に、ヒューズを溶断させる回路が正常に作動するか否かを診断し、診断結果をＭＰＵ６２０へ出力してもよい。ＳＣＰ１１８が自己診断機能を有していない場合には、ＭＰＵ６２０がＳＣＰ診断処理を実行することで、ＳＣＰ１１８が正常動作するか否かを判定してもよい。

ＭＰＵ６２０は、入力された各種信号に基づいてバッテリセル６０の状態を判定する。そして、ＭＰＵ６２０は、判定したバッテリセル６０の状態に基づいて、バッテリセル６０への充電を許可するか禁止するかを判定し、充電許可信号または充電禁止信号を生成する。ＭＰＵ６２０は、充電許可信号または充電禁止信号を、ＡＦＥ６１０を介して充電制御部２００へ出力する。また、ＭＰＵ６２０は、判定したバッテリセル６０の状態に基づいて、バッテリセル６０からの放電を許可するか禁止するかを判定し、放電許可信号または放電禁止信号を生成して放電制御部５００へ出力する。また、ＭＰＵ６２０は、外部機器（詳細には、電動作業機）に対する応答性を高くするため、スリープモード中は継続して放電許可信号を生成して放電制御部５００へ出力してもよい。

正極端子１１及び負極端子１２は、バッテリパック１００が外部機器（図示省略）または充電器６００に接続された場合に、外部機器の機器側正極端子および機器側負極端子、または充電器６００の機器側正極端子６１および機器側負極端子６２に接続される。これにより、バッテリパック１００から外部機器への電力の供給、または充電器６００からバッテリパック１００への電力の供給が可能になる。

ＣＳ端子１３は、充電制御部２００（ＣＳ回路２００）に接続されており、バッテリパック１００が充電器６００に接続された場合に、充電器６００へ充電許可信号または充電禁止信号を出力するための端子である。充電制御部２００は、ＡＦＥ６１０から充電許可信号が入力された場合に、ＣＳ端子１３を介して充電許可信号を出力する。また、充電制御部２００は、ＡＦＥ６１０から充電禁止信号が入力された場合に、ＣＳ端子１３を介して充電禁止信号を出力する。

記憶部６２７は、後述する目標電流演算処理で用いる最大電流変化量ΔＩｂａｔを記憶するように構成されている。記憶部６２７は、記憶している各種情報（例えば、最大電流変化量ΔＩｂａｔなど）がＭＰＵ６２０によって読み出し可能な記憶装置（メモリなど）で構成されている。最大電流変化量ΔＩｂａｔは、充電制御時における充電電流の変化量の最大値である。

最大電流変化量ΔＩｂａｔは、バッテリパック１００の特性に応じて設定されている。本実施形態では、最大電流変化量ΔＩｂａｔは、バッテリセル６０の特性に基づいて設定されている。バッテリセル６０の特性は、バッテリセル６０のインピーダンスＺ、複数のセルの並列接続状態（例えば、並列の個数）を含む。このため、バッテリパック１００の種類が異なる場合には、バッテリパック１００ごとに異なる最大電流変化量ΔＩｂａｔが記憶部６２７に記憶されている。具体的には、最大電流変化量ΔＩｂａｔにインピーダンスＺを乗じて算出される電圧変化量ΔＶｉｚが、後述する充電完了電圧値Ｖｃｕｔと後述する充電電圧目標値ＣＶとの差分値ΔＶａ（＝Ｖｃｕｔ－ＣＶ）よりも小さくなるように、最大電流変化量ΔＩｂａｔが設定されている。

充電器６００は、ＣＳ端子１３に接続される機器側ＣＳ端子６３を備える。充電器６００は、機器側ＣＳ端子６３に接続されるインターロック回路６１７を備える。充電器６００は、直流電力を供給する電源としての機器側電源回路６１３を備える。インターロック回路６１７は、バッテリパック１００からの充電許可信号の受信中は、機器側電源回路６１３による電力供給動作を許可し、バッテリパック１００からの充電禁止信号の受信中は、機器側電源回路６１３による電力供給動作を禁止する。機器側電源回路６１３は、商用電源（例えば、ＡＣ１００Ｖ）からの交流電力をＡＣ／ＤＣコンバータなどによって直流電力に変換して、直流電力を供給可能に構成されている。

ＤＴ端子１４は、バッテリパック１００が充電器６００に接続された場合に、充電器６００の機器側通信端子６４に接続される。機器側通信端子６４は、バッテリ検出部６３０に接続されている。ＤＴ端子１４の電位ＶＤＴは、充電器６００が未接続状態か接続状態かに応じて変化する。また、機器側通信端子６４及びＤＴ端子１４の電位ＶＤＴは、バッテリパック１００がシャットダウン状態か非シャットダウン状態かに応じて変化する。

バッテリ検出部６３０は、機器側通信端子６４及びＤＴ端子１４の電位ＶＤＴが、バッテリパック１００のシャットダウン状態を示す電位か、非シャットダウン状態を示す電位か判定する。バッテリ検出部６３０は、判定結果に基づいて、バッテリパック１００がシャットダウン状態か否かを示すシャットダウン情報を検出する。バッテリ検出部６３０は、バッテリパック１００が非シャットダウン状態であることを検出した場合には、正極側接続線上に設けられた放電スイッチ６１５をオンにする。正極側接続線は、機器側正極端子６１と機器側電源回路６１３との間に設けられる電力線である。

これにより、充電器６００からバッテリパック１００への電力供給が行われ、バッテリセル６０の充電が行われる。また、バッテリ検出部６３０は、バッテリパック１００がシャットダウン状態であることを検出した場合には、放電スイッチ６１５をオフにする。

ＤＴ端子１４は、バッテリパック１００の検出部３００に接続されている。検出部３００は、ＤＴ端子１４の電位ＶＤＴを検出し、検出した電位ＶＤＴに基づいて、充電器６００がバッテリパック１００に未接続状態であることを示す電位か否か判定し、未接続状態または接続状態を検出する。検出部３００は、検出結果を割り込みポートＰＩ（図示省略）を介してＭＰＵ６２０へ出力する。なお、検出部３００は、検出結果をＡＦＥ６１０へ出力してもよい。また、検出部３００は、検出結果をＭＰＵ６２０およびＡＦＥ６１０のそれぞれに出力してもよい。

ＭＰＵ６２０は、入力された検出結果に基づいて、未接続情報、オフ情報、及びオン情報を含む機器情報を取得する。機器情報（未接続情報、オフ情報及びオン情報）は、充電器６００からバッテリパック１００へ送信され、バッテリパック１００により受信される情報である。

未接続情報は、充電器６００がバッテリパック１００に未接続状態であることを示す情報である。オフ情報は、充電器６００がバッテリパック１００に接続され且つ放電スイッチ６１５がオフであることを示す情報である。オン情報は、充電器６００がバッテリパック１００に接続され且つ放電スイッチ６１５がオンであることを示す情報である。

ＴＲ端子１５は、通信部４００に接続されたシリアル通信用の端子である。通信部４００は、半二重のUniversal Asynchronous Receiver/Transmitter(UART)回路を備える。
充電器６００は、ＴＲ端子１５に接続される機器側ＴＲ端子６５と、機器側ＴＲ端子６５に接続される機器側通信部６１９と、を備える。機器側通信部６１９は、半二重のUniversal Asynchronous Receiver/Transmitter(UART)回路を備える。

充電器６００は、機器側ＭＰＵ６１１を備える。機器側ＭＰＵ６１１は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＩ／Ｏ等を備えたマイクロコンピュータを含み、充電器６００の充電制御を含む各種制御を実行する。機器側ＭＰＵ６１１は、シャント抵抗６２１を介して、機器側電源回路６１３から流れ出る放電電流を検出する。機器側ＭＰＵ６１１は、検出した放電電流が異常値を示す場合には、例えば、放電スイッチ６１５をオフ状態に切り替えることで、異常値の放電電流によるバッテリセル６０の充電を停止する。

機器側ＭＰＵ６１１は、バッテリパック１００の充電が完了した後、所定の条件を満たすと、通常動作モード（制御動作状態）から、動作の一部を停止して消費電力を抑えるスリープモード（低電力動作状態）へ移行する。機器側ＭＰＵ６１１は、通常動作モードからスリープモードに移行する前に、スリープ移行信号Ｓａ２を機器側通信部６１９を介してＭＰＵ６２０に送信する。スリープ移行信号Ｓａ２は、充電器６００の機器側ＭＰＵ６１１がスリープモードに移行したことを示すパラメータ信号である。

機器側ＭＰＵ６１１は、スリープモード中に、いずれかの割り込みポートＰＩに信号が入力されると、ウェイクアップして、通常動作モードへ移行する。例えば、機器側ＭＰＵ６１１は、バッテリパック１００との接続状態が検出されて、割り込みポートＰＩを介して接続検出情報Ｓｂ１が入力されるとウェイクアップする。また、機器側ＭＰＵ６１１は、バッテリパック１００の取り外しが検出され、所定の条件を満たすとスリープモードへ移行する。

ＭＰＵ６２０および機器側ＭＰＵ６１１は、通信部４００、ＴＲ端子１５、機器側ＴＲ端子６５，機器側通信部６１９を介してシリアル通信を行う。ＭＰＵ６２０および機器側ＭＰＵ６１１は、通信接続が確立されている間は、予め定められた通信周期Ｔｃ（例えば、Ｔｃ＝８［ｓｅｃ］）ごとに通信するように構成されている。ＭＰＵ６２０、通信部４００、ＴＲ端子１５は、充電器６００との間で双方向通信を行うように構成された通信部としての機能を発揮する。

ＤＳ端子１６は、放電制御部５００に接続されている。バッテリパック１００が外部機器（詳しくは、電動作業機）に接続された場合には、ＤＳ端子１６は、外部機器へ放電許可信号または放電禁止信号を出力する。放電制御部５００は、ＭＰＵ６２０から入力される放電許可信号または放電禁止信号に基づいて、ＤＳ端子１６を介して、放電許可信号または放電禁止信号を出力する。また、ＤＳ端子１６は、シャットダウン状態のバッテリパック１００が充電器６００に接続された場合には、機器側ＤＳ端子６６を介して補助電源６２３からの電力が入力される。

充電器６００は、充電器６００の温度を検出するように構成された温度検出部６２５を備える。温度検出部６２５は、検出した温度を表す検出器温度Ｔ１を、機器側ＭＰＵ６１１に送信する。機器側ＭＰＵ６１１は、検出器温度Ｔ１をＲＡＭなどの記憶装置に記憶する。温度検出部６２５は、例えば、充電器６００のうち、機器側電源回路６１３，ＦＥＴ６１５，シャント抵抗６２１などのいずれかに隣接して備えられたサーミスタ（図示省略）を備えてもよい。

［１－２．充電条件設定処理および充電制御処理］
充電時に充電器６００およびバッテリパック１００で実行される各種処理について説明する。具体的には、充電器６００の機器側ＭＰＵ６１１が実行する充電制御処理、およびバッテリパック１００のＭＰＵ６２０が実行する充電条件設定処理について、それぞれ、図２および図３のフローチャートを参照して説明する。

機器側ＭＰＵ６１１は、バッテリパック１００との接続状態が検出されて、割り込みポートＰＩを介して接続検出情報Ｓｂ１が入力されるとウェイクアップし、充電制御処理を開始する。ＭＰＵ６２０は、検出部３００により充電器６００との接続状態が検出されて、割り込みポートＰＩを介して接続検出情報Ｓａ１が入力されるとウェイクアップし、通常動作モード（制御動作状態）での動作を開始し、充電条件設定処理を開始する。

なお、機器側ＭＰＵ６１１による充電制御処理、およびＭＰＵ６２０による充電条件設定処理は、それぞれ同時期に開始されて、その後並行して実行される。
機器側ＭＰＵ６１１は、充電制御処理を開始すると、まず、Ｓ１１０（Ｓはステップを表す。以下同様。）において、初期通信処理を実行する。また、ＭＰＵ６２０は、充電条件設定処理を開始すると、Ｓ３１０において、初期通信処理を実行する。初期通信処理は、バッテリパック１００と充電器６００との間（換言すれば、ＭＰＵ６２０と機器側ＭＰＵ６１１との間）で、相互に信号の送受信が可能であることを確認する処理である。

機器側ＭＰＵ６１１は、初期通信処理が正常に完了すると、Ｓ１２０に移行し、現在出力電流値Ｉｎｏｗに０［Ａ］を設定する。現在出力電流値Ｉｎｏｗは、機器側ＭＰＵ６１１の充電制御処理で用いられる内部変数の１つである。現在出力電流値Ｉｎｏｗは、機器側電源回路６１３が出力する放電電流の電流値を格納するための内部変数である。機器側電源回路６１３が出力する放電電流は、バッテリパック１００を充電するための充電電流にも相当する。

機器側ＭＰＵ６１１は、次のＳ１３０では、現在出力電流値Ｉｎｏｗをバッテリパック１００のＭＰＵ６２０に送信する。詳細には、機器側ＭＰＵ６１１は、現在出力電流値Ｉｎｏｗに設定された数値をＭＰＵ６２０に送信する。

他方、ＭＰＵ６２０は、初期通信処理が正常に完了すると、Ｓ３２０において、充電器６００の機器側ＭＰＵ６１１から現在出力電流値Ｉｎｏｗを受信する。このとき、ＭＰＵ６２０は、現在出力電流値Ｉｎｏｗを受信するまで待機する。つまり、Ｓ３２０を実行するＭＰＵ６２０は、充電動作情報の１つである現在出力電流値Ｉｎｏｗを、充電器６００から取得するように構成されている。充電動作情報は、充電器６００の充電動作に関する情報である。現在出力電流値Ｉｎｏｗは、充電器６００がバッテリパック１００に対して出力する充電電流の情報である。なお、詳細には、ＭＰＵ６２０は、現在出力電流値Ｉｎｏｗを、通信部４００および機器側通信部６１９を介して機器側ＭＰＵ６１１から取得する。

機器側ＭＰＵ６１１は、次のＳ１４０では、温度検出部６２５から充電器温度Ｔ１を取得する。機器側ＭＰＵ６１１は、充電制御処理で用いられる内部変数の１つとしての検出器温度Ｔ１を、ＲＡＭなどの記憶装置に記憶する。

機器側ＭＰＵ６１１は、次のＳ１５０では、検出器温度Ｔ１に基づいて出力電流上限値Ｉｃ１を決定する。出力電流上限値Ｉｃ１は、充電器６００が出力する充電電流として許容される電流の上限値である。出力電流上限値Ｉｃ１は、機器側ＭＰＵ６１１の充電制御処理で用いられる内部変数の１つである。機器側ＭＰＵ６１１は、充電器温度Ｔ１と出力電流上限値Ｉｃ１との相関関係に基づいて定められた計算式またはマップ情報などを用いて、充電器温度Ｔ１に対応する出力電流上限値Ｉｃ１を演算し、演算結果を内部変数としての出力電流上限値Ｉｃ１に設定する。機器側ＭＰＵ６１１は、充電器６００の充電器温度Ｔ１が上昇するほど、出力電流上限値Ｉｃ１に小さい値を設定する。

他方、ＭＰＵ６２０は、Ｓ３３０では、バッテリセル電圧Ｖｎｏｗおよびバッテリ温度Ｔｂを取得する。ＭＰＵ６２０は、ＡＦＥ６１０からバッテリセル６０の電圧を取得してバッテリセル電圧ＶｎｏｗとしてＲＡＭなどに記憶する。ＭＰＵ６２０は、ＡＦＥ６１０からバッテリセル６０のセル温度を取得してバッテリ温度ＴｂとしてＲＡＭなどに記憶する。

ＭＰＵ６２０は、次のＳ３４０では、電流基準値Ｉｓｅｔと、充電電圧目標値ＣＶと、充電完了電流値Ｉｃｕｔと、を設定する。これらは、それぞれ、機器側ＭＰＵ６１１の充電制御処理で用いられる内部変数である。

電流基準値Ｉｓｅｔは、充電時のバッテリセル６０において許容される充電電流の上限値である。ＭＰＵ６２０は、バッテリ温度Ｔｂに対する電流基準値Ｉｓｅｔの相関関係に基づいて定められた計算式またはマップ情報などを用いて、Ｓ３３０で取得したバッテリ温度Ｔｂに対応する電流基準値Ｉｓｅｔを演算し、演算結果を内部変数としての電流基準値Ｉｓｅｔに設定する。

充電電圧目標値ＣＶは、充電時のバッテリセル６０におけるセル電圧の目標値である。ＭＰＵ６２０は、バッテリ温度Ｔｂに対する充電電圧目標値ＣＶの相関関係に基づいて定められた計算式またはマップ情報などを用いて、Ｓ３３０で取得したバッテリ温度Ｔｂに対応する充電電圧目標値ＣＶを演算し、演算結果を内部変数としての充電電圧目標値ＣＶに設定する。

充電完了電流値Ｉｃｕｔは、バッテリセル６０の充電完了を判定するための判定値であり、バッテリセル６０が充電完了状態であるときに充電器６００から供給される充電電流に相当する値である。ＭＰＵ６２０は、バッテリ温度Ｔｂに対する充電完了電流値Ｉｃｕｔの相関関係に基づいて定められた計算式またはマップ情報などを用いて、Ｓ３３０で取得したバッテリ温度Ｔｂに対応する充電完了電流値Ｉｃｕｔを演算し、演算結果を内部変数としての充電完了電流値Ｉｃｕｔに設定する。

ＭＰＵ６２０は、次のＳ３５０では、バッテリセル電圧Ｖｎｏｗが充電電圧目標値ＣＶ以上であるか否かを判定し、肯定判定するとＳ３９０に移行し、否定判定するとＳ３６０に移行する。換言すれば、Ｓ３５０を実行するＭＰＵ６２０は、バッテリセル６０のセル電圧であるバッテリセル電圧Ｖｎｏｗと、充電電圧目標値ＣＶと、を比較し、バッテリセル電圧Ｖｎｏｗが充電電圧目標値ＣＶよりも小さいか否かを判断する。

ＭＰＵ６２０は、Ｓ３５０で否定判定されてＳ３６０に移行すると、現在出力電流値Ｉｎｏｗと最大電流変化量ΔＩｂａｔとの合計値Ｉｔｅ（＝Ｉｎｏｗ＋ΔＩｂａｔ。以下、暫定電流値Ｉｔｅともいう）が、電流基準値Ｉｓｅｔよりも大きいか否かを判定し、肯定判定するとＳ３８０に移行し、否定判定するとＳ３７０に移行する。このとき、ＭＰＵ６２０は、記憶部６２７から読み出した最大電流変化量ΔＩｂａｔを用いて暫定電流値Ｉｔｅを算出する。換言すれば、Ｓ３６０を実行するＭＰＵ６２０は、暫定電流値Ｉｔｅと電流基準値Ｉｓｅｔとを比較し、暫定電流値Ｉｔｅが電流基準値Ｉｓｅｔ以下であるか否かを判断する。

ＭＰＵ６２０は、Ｓ３６０で否定判定されてＳ３７０に移行すると、現在出力電流値Ｉｎｏｗと最大電流変化量ΔＩｂａｔとの合計値（換言すれば、暫定電流値Ｉｔｅ）を目標電流値Ｉｎｅｘｔとして設定する。なお、目標電流値Ｉｎｅｘｔは、バッテリセル６０に供給する充電電流の制御目標値である。つまり、Ｓ３７０を実行するＭＰＵ６２０は、現在出力電流値Ｉｎｏｗに最大電流変化量ΔＩｂａｔを加算した値を新たな目標電流値Ｉｎｅｘｔとして演算する。なお、Ｓ３７０では、現在出力電流値Ｉｎｏｗに代えて前回演算時の目標電流値Ｉｎｅｘｔを用いて、目標電流値Ｉｎｅｘｔを演算してもよい。

ＭＰＵ６２０は、Ｓ３６０で肯定判定されてＳ３８０に移行すると、電流基準値Ｉｓｅｔを目標電流値Ｉｎｅｘｔとして設定する。
ＭＰＵ６２０は、Ｓ３５０で肯定判定されてＳ３９０に移行すると、バッテリセル電圧Ｖｎｏｗが充電完了電圧値Ｖｃｕｔ以上であるか否かを判定し、肯定判定するとＳ４３０に移行し、否定判定するとＳ４００に移行する。充電完了電圧値Ｖｃｕｔは、バッテリセル６０の充電完了を判定するための判定値であり、バッテリセル６０が充電完了状態であるときのバッテリセル６０の電圧に相当する値である。

ＭＰＵ６２０は、Ｓ３９０で否定判定されてＳ４００に移行すると、現在出力電流値Ｉｎｏｗから最大電流変化量ΔＩｂａｔを減算した値を目標電流値Ｉｎｅｘｔとして設定する。本実施形態では、最大電流変化量ΔＩｂａｔを用いて減算を行うが、最大電流変化量ΔＩｂａｔに代えて減算するための別の数値（例えば、電流減少基準量ΔＩｂａｔ２）を用いて減算を行いて、目標電流値Ｉｎｅｘｔを設定してもよい。つまり、目標電流値Ｉｎｅｘｔを増加させる場合と減少させる場合とで、異なる数値を用いて目標電流値Ｉｎｅｘｔを設定してもよい。

ＭＰＵ６２０は、次のＳ４１０では、目標電流値Ｉｎｅｘｔが充電完了電流値Ｉｃｕｔよりも小さいか否かを判定し、肯定判定するとＳ４３０に移行し、否定判定するとＳ４２０に移行する。なお、充電完了電流値Ｉｃｕｔは、バッテリセル６０の充電完了を判定するための判定値である。

ＭＰＵ６２０は、Ｓ４２０では、目標電流値Ｉｎｅｘｔを充電器６００の機器側ＭＰＵ６１１に送信する。つまり、ＭＰＵ６２０は、Ｓ３７０，Ｓ３８０、Ｓ４００のいずれかで設定された目標電流値Ｉｎｅｘｔを、機器側ＭＰＵ６１１に送信する。ＭＰＵ６２０は、通信部４００および機器側通信部６１９を介して、機器側ＭＰＵ６１１に目標電流値Ｉｎｅｘｔを送信する。これにより、バッテリパック１００から充電器６００に対して、目標電流値Ｉｎｅｘｔが通知される。

他方、機器側ＭＰＵ６１１は、Ｓ１６０では、ＭＰＵ６２０から目標電流値Ｉｎｅｘｔを受信する。このとき、機器側ＭＰＵ６１１は、目標電流値Ｉｎｅｘｔを受信するまで待機する。つまり、Ｓ１６０を実行する機器側ＭＰＵ６１１は、バッテリパック１００から充電条件情報の１つである目標電流値Ｉｎｅｘｔを取得する。

機器側ＭＰＵ６１１は、次のＳ１７０では、目標電流値Ｉｎｅｘｔが出力電流上限値Ｉｃ１よりも大きいか否かを判定し、肯定判定するとＳ１９０に移行し、否定判定するとＳ１８０に移行する。つまり、Ｓ１７０を実行する機器側ＭＰＵ６１１は、新たな目標電流値Ｉｎｅｘｔが出力電流上限値Ｉｃ１以下であるか否かを判断する。

機器側ＭＰＵ６１１は、Ｓ１７０で否定判定されてＳ１８０に移行すると、目標電流値Ｉｎｅｘｔを出力電流Ｉｏｕｔとして設定する。機器側ＭＰＵ６１１は、Ｓ１７０で肯定判定されてＳ１９０に移行すると、出力電流上限値Ｉｃ１を出力電流Ｉｏｕｔとして設定する。機器側ＭＰＵ６１１は、出力電流Ｉｏｕｔの設定内容に基づいて、機器側電源回路６１３が出力する出力電流を制御する。つまり、充電器６００においては、出力電流Ｉｏｕｔに応じた出力電流が、機器側電源回路６１３から出力される。

つまり、Ｓ１８０およびＳ１９０を実行する機器側ＭＰＵ６１１は、機器側電源回路６１３から出力する充電電流を設定する。特に、Ｓ１８０を実行する機器側ＭＰＵ６１１は、目標電流値Ｉｎｅｘｔに基づいて、機器側電源回路６１３から出力する充電電流を設定する。

機器側ＭＰＵ６１１は、次のＳ２００では、出力電流Ｉｏｕｔを現在出力電流値Ｉｎｏｗとして設定する。
機器側ＭＰＵ６１１は、Ｓ２００を実行した後、再びＳ１３０に移行する。このあと、機器側ＭＰＵ６１１は、Ｓ１３０からＳ２００までの処理を実行する。

他方、ＭＰＵ６２０は、Ｓ４３０では、バッテリセル６０が充電完了したと判定し、充電完了を通知するための充電完了信号Ｓｓを充電器６００の機器側ＭＰＵ６１１に送信する。ＭＰＵ６２０は、Ｓ４３０を実行した後に、充電条件設定処理を終了する。また、機器側ＭＰＵ６１１は、充電完了信号Ｓｓを受信すると、充電制御処理を終了する。

このように、バッテリパック１００が充電条件設定処理を実行し、充電器６００が充電制御処理を実行することで、バッテリパック１００が充電器６００に対して目標電流値Ｉｎｅｘｔを送信し（Ｓ４２０）、充電器６００が、目標電流値Ｉｎｅｘｔに基づき設定された出力電流Ｉｏｕｔをバッテリパック１００へ出力する（Ｓ１８０）。

また、バッテリパック１００は、バッテリパック１００の特性に応じて設定された最大電流変化量ΔＩｂａｔを用いて、目標電流値Ｉｎｅｘｔを設定している（Ｓ３７０、Ｓ４００）。これにより、バッテリパック１００の特性に応じて目標電流値Ｉｎｅｘｔを変更できる。

さらに、バッテリパック１００は、暫定電流値Ｉｔｅが電流基準値Ｉｓｅｔよりも大きい場合には、目標電流値Ｉｎｅｘｔに電流基準値Ｉｓｅｔを設定する。これにより、目標電流値Ｉｎｅｘｔが大きくなりすぎるのを抑制できる。

［１－３．本実施形態と比較例１との対比説明（早期充電停止）］
ここで、本実施形態の充電システム１が早期充電停止を抑制できることについて、本実施形態と比較例１とを対比しつつ説明する。

なお、本実施形態は、上述のように、バッテリパック１００に記憶された最大電流変化量ΔＩｂａｔを用いて、バッテリパックの充電を行う充電システム１である。比較例１は、充電器に記憶された最大電流変化量を用いて、バッテリパックの充電を行うように構成された充電システム（図示省略）である。

まず、本実施形態のバッテリパック１００および充電器６００による充電条件設定処理および充電制御処理を実行する場合には、バッテリセル電圧Ｖｎｏｗおよび現在出力電流値Ｉｎｏｗは、図４に示すような波形となる。

つまり、本実施形態では、時刻０［ｓｅｃ］で充電開始されると、現在出力電流値Ｉｎｏｗは、最大電流変化量ΔＩｂａｔごとにステップ状に増加していき、これに伴い、バッテリセル電圧Ｖｎｏｗもステップ状に増加する。そのあと、バッテリセル電圧Ｖｎｏｗが充電電圧目標値ＣＶを超えると（時刻４０［ｓｅｃ］あたり）、現在出力電流値Ｉｎｏｗは、最大電流変化量ΔＩｂａｔだけステップ状に減少する（時刻４４［ｓｅｃ］あたり）。

このとき、バッテリセル電圧Ｖｎｏｗが、充電電圧目標値ＣＶのみならず、充電完了電圧値Ｖｃｕｔまでも超えてしまうと、充電が完了したと判断されて、充電が停止する。しかし、本実施形態では、バッテリパック１００に記憶された最大電流変化量ΔＩｂａｔが、バッテリパック１００の特性に応じて設定されている。このため、現在出力電流値Ｉｎｏｗが最大電流変化量ΔＩｂａｔだけステップ状に増加した場合でも、バッテリセル電圧Ｖｎｏｗが、充電電圧目標値ＣＶのみならず、充電完了電圧値Ｖｃｕｔまでも超えることが抑制される。

このあと、現在出力電流値Ｉｎｏｗの減少に伴い、バッテリセル電圧Ｖｎｏｗが充電電圧目標値ＣＶを下回ると、現在出力電流値Ｉｎｏｗは、最大電流変化量ΔＩｂａｔだけステップ状に増加する（時刻５２［ｓｅｃ］あたり）。そのあと、バッテリセル電圧Ｖｎｏｗが充電電圧目標値ＣＶを超えると、現在出力電流値Ｉｎｏｗは、最大電流変化量ΔＩｂａｔだけステップ状に減少する。

つまり、バッテリセル電圧Ｖｎｏｗが充電電圧目標値ＣＶに到達した後は、現在出力電流値Ｉｎｏｗは、バッテリセル電圧Ｖｎｏｗが充電電圧目標値ＣＶに近づくように、最大電流変化量ΔＩｂａｔだけ増加または減少するように制御される。

このあと、バッテリセル電圧Ｖｎｏｗは充電電圧目標値ＣＶに近い値を示すものの、バッテリセル６０の充電容量の増加に伴い、現在出力電流値Ｉｎｏｗは次第に減少していく（時刻ｔ５２からｔ１３２［ｓｅｃ］あたりまでの期間）。そして、現在出力電流値Ｉｎｏｗが、充電完了電流値Ｉｃｕｔを下回ると、充電完了したと判断して、充電を終了する（時刻１３２［ｓｅｃ］）。

次に、比較例１のバッテリパックおよび充電器が充電制御を実行する場合には、バッテリセル電圧Ｖｎｏｗおよび現在出力電流値Ｉｎｏｗは、図５に示すような波形となる。
なお、比較例１の充電器が実行する充電制御処理は、図２に示す本実施形態の充電制御処理のうち、バッテリパック１００から目標電流値Ｉｎｅｘｔを受信するステップは備えず、目標電流値Ｉｎｅｘｔに代えて、充電器に記憶されている最大電流変化量ΔＩ２を用いて、出力電流Ｉｏｕｔを設定するように構成されている。比較例１の最大電流変化量ΔＩ２は、本実施形態の最大電流変化量ΔＩｂａｔよりも大きい値が設定されている。

比較例１において、時刻０［ｓｅｃ］で充電開始されると、現在出力電流値Ｉｎｏｗは、充電器に記憶されている最大電流変化量ΔＩ２ごとにステップ状に増加していき、これに伴い、バッテリセル電圧Ｖｎｏｗもステップ状に増加する。このとき、最大電流変化量ΔＩ２には最大電流変化量ΔＩｂａｔよりも大きい値が設定されているため、比較例１での電圧上昇量は、本実施形態での電圧上昇量に比べて大きい。このため、バッテリセル電圧Ｖｎｏｗは、最大電流変化量ΔＩ２による現在出力電流値Ｉｎｏｗの１回分の更新によって、充電電圧目標値ＣＶのみならず、充電完了電圧値Ｖｃｕｔまでも超えてしまう（時刻ｔ２４［ｓｅｃ］あたり）。

このように、バッテリセル電圧Ｖｎｏｗが充電完了電圧値Ｖｃｕｔを超えると、充電が完了したと判断されて、充電が停止する（Ｓ３９０、Ｓ４３０参照）。つまり、比較例１では、バッテリセルが十分には充電されていない状態であるにもかかわらず、誤って充電完了と判断されて充電が停止する早期充電停止が発生する。

これは、充電器に記憶されている最大電流変化量ΔＩ２が、バッテリパックの特性に適していない場合に発生する事例である。
上記のことから、本実施形態は、比較例１に比べて、早期充電停止の発生を抑制でき、バッテリパック１００を十分に充電することができる。

［１－４．本実施形態と比較例２との対比説明（充電完了までの所要時間）］
ここで、本実施形態の充電システム１が充電完了までの所要時間を短縮できることについて、本実施形態と比較例２とを対比しつつ説明する。

なお、本実施形態は、上述のように、バッテリパック１００に記憶された最大電流変化量ΔＩｂａｔを用いて、バッテリパックの充電を行う充電システム１である。比較例２は、充電器に記憶された最大電流変化量を用いて、バッテリパックの充電を行うように構成された充電システム（図示省略）である。

まず、本実施形態のバッテリパック１００および充電器６００による充電条件設定処理および充電制御処理を実行する場合には、バッテリセル電圧Ｖｎｏｗ、現在出力電流値Ｉｎｏｗ、充電容量ＱＶは、図６に示すような波形となる。なお、充電容量ＱＶは、バッテリセル６０に充電された充電容量［Ａｈ］を表す。

つまり、本実施形態では、時刻０［ｓｅｃ］で充電開始されると、現在出力電流値Ｉｎｏｗは、最大電流変化量ΔＩｂａｔごとに増加していき、これに伴い、バッテリセル電圧Ｖｎｏｗが増加するとともに、充電容量ＱＶが上昇する。そのあと、現在出力電流値Ｉｎｏｗが電流基準値Ｉｓｅｔに到達するまでの所要時間は、およそ４４［ｓｅｃ］となる。このあと、現在出力電流値Ｉｎｏｗが電流基準値Ｉｓｅｔとほぼ同値に制御された状態で充電が継続されることで、さらに充電容量ＱＶが上昇する。

次に、比較例２のバッテリパックおよび充電器が充電制御を実行する場合には、バッテリセル電圧Ｖｎｏｗ、現在出力電流値Ｉｎｏｗ、充電容量ＱＶは、図７に示すような波形となる。

なお、比較例２の充電器が実行する充電制御処理は、図２に示す本実施形態の充電制御処理のうち、バッテリパック１００から目標電流値Ｉｎｅｘｔを受信するステップは備えず、目標電流値Ｉｎｅｘｔに代えて、充電器に記憶されている最大電流変化量ΔＩ２を用いて、出力電流Ｉｏｕｔを設定するように構成されている。比較例２の最大電流変化量ΔＩ２は、本実施形態の最大電流変化量ΔＩｂａｔよりも小さい値が設定されている。

比較例２では、時刻０［ｓｅｃ］で充電開始されると、現在出力電流値Ｉｎｏｗは、最大電流変化量ΔＩｂａｔごとに増加していき、これに伴い、バッテリセル電圧Ｖｎｏｗも増加するとともに、充電容量ＱＶが上昇する。しかし、比較例２では、本実施形態に比べて、最大電流変化量ΔＩｂａｔが小さいため、現在出力電流値Ｉｎｏｗの上昇速度が小さく、現在出力電流値Ｉｎｏｗが電流基準値Ｉｓｅｔに到達するまでの所要時間はおよそ１８８［ｓｅｃ］である。

つまり、本実施形態は、比較例２に比べて、現在出力電流値Ｉｎｏｗが電流基準値Ｉｓｅｔに到達するまでの所要時間が短くなり、これに伴い、充電容量ＱＶの上昇速度も高くなるため、バッテリパック１００の充電完了までの所要時間が短縮できる。

［１－５．効果］
以上説明したように、充電システム１においては、バッテリパック１００は、バッテリセル６０の特性に応じて定められた最大電流変化量ΔＩｂａｔを用いて新たな目標電流値Ｉｎｅｘｔを演算する。このため、バッテリパック１００は、目標電流値Ｉｎｅｘｔの演算時における１回の電流変更における電流増加量を、バッテリセル６０の特性に応じた値とすることができる。ＭＰＵ６２０が充電器６００の機器側ＭＰＵ６１１に対して目標電流値Ｉｎｅｘｔを通知することで、バッテリパック１００は、バッテリセル６０の特性に応じた充電電流の目標電流値Ｉｎｅｘｔを充電器６００に通知できる。

このため、バッテリパック１００は、充電器６００による充電にあたり、１回の電流変更における充電電流の電流増加量（換言すれば、最大電流変化量ΔＩｂａｔ）が過大となるのを抑制でき、充電電流の変化に伴う充電電圧の変化量を、バッテリパック１００（詳細には、バッテリセル６０）の特性に応じた範囲内に設定できる。

よって、充電システム１およびバッテリパック１００は、充電電圧の変化量が過大となるのを抑制できるため、早期充電停止やバッテリセル６０の破損などを抑制できる。なお、早期充電停止とは、例えば、図５で示した事例のように、バッテリセルの充電完了前における充電電圧の異常増大に起因する充電動作の停止のことである。バッテリセル６０の破損とは、例えば、バッテリセル電圧の許容範囲逸脱によるバッテリセル６０の破損のことである。

次に、最大電流変化量ΔＩｂａｔは、バッテリパック１００の特性のうち、バッテリセル６０の特性に基づいて定められている。バッテリセル６０の特性は、バッテリセル６０のインピーダンスＺ、複数のセルの並列接続状態（例えば、並列の個数）を含む。

充電電流の電流変化に伴う充電電圧の変化量は、例えば、バッテリセル６０の特性（インピーダンスＺ、複数のセルにおける並列の個数など）に応じて変化する。このため、本実施形態の最大電流変化量ΔＩｂａｔを用いることで、充電電圧の変化量を、バッテリセル６０の特性、ひいてはバッテリパック１００の特性に適した値に設定できる。よって、充電システム１およびバッテリパック１００は、バッテリセル６０の特性に応じて充電電圧の変化量を設定できるため、充電電圧の変化量が過大となるのを抑制できる。

次に、バッテリパック１００は、充電器６００の充電動作情報の１つである現在出力電流値Ｉｎｏｗを、充電器６００から取得するように構成されている。バッテリパック１００では、ＭＰＵ６２０が、現在出力電流値Ｉｎｏｗを用いて、新たな目標電流値Ｉｎｅｘｔを演算する（Ｓ３７０参照）。

バッテリパック１００は、充電器６００から充電動作情報の１つである現在出力電流値Ｉｎｏｗを取得するため、充電器６００がバッテリパック１００へ出力している充電電流を正確に把握できる。そして、バッテリパック１００は、新たな目標電流値Ｉｎｅｘｔを演算するにあたり、前回演算時の目標電流値Ｉｎｅｘｔに代えて現在出力電流値Ｉｎｏｗを用いるため、前回演算時の目標電流値Ｉｎｅｘｔと実際の充電電流との間に誤差が生じた場合でも、新たな目標電流値Ｉｎｅｘｔを適切に演算できる。

よって、バッテリパック１００は、Ｓ３７０を実行するＭＰＵ６２０で演算された新たな目標電流値Ｉｎｅｘｔが不適切な値になることを抑制でき、充電電圧の変化量が過大となるのを抑制できる。

次に、バッテリパック１００においては、充電条件設定処理を実行するＭＰＵ６２０が、バッテリ電圧Ｖｏｕｔが充電電圧目標値ＣＶよりも小さいと判断することに応じて（Ｓ３５０で否定判定）、現在出力電流値Ｉｎｏｗに最大電流変化量ΔＩｂａｔを加算して新たな目標電流値Ｉｎｅｘｔを演算する（Ｓ３７０）。

これにより、バッテリパック１００は、バッテリセル６０のセル電圧を許容範囲に維持しつつ、充電電流を増加させるように新たな目標電流値Ｉｎｅｘｔを演算できる。よって、バッテリパック１００は、許容範囲内で充電電流を増加でき、充電開始から充電完了までの充電時間を短縮できる。

なお、本実施形態では、図３のフローチャートに示すように、Ｓ３５０で否定判定された後、Ｓ３６０を介してＳ３７０に移行する形態について説明しているが、このような形態に限られることはなく、例えば、Ｓ３６０を省略して、直ぐにＳ３７０に移行する構成としてもよい。なおＳ３６０を省略する場合、Ｓ３８０も省略してもよい。

次に、バッテリパック１００においては、充電条件設定処理を実行するＭＰＵ６２０が、バッテリ電圧Ｖｏｕｔが充電電圧目標値ＣＶ以上であると判断することに応じて（Ｓ３５０で肯定判定）、現在出力電流値Ｉｎｏｗから最大電流変化量ΔＩｂａｔを減算して新たな目標電流値Ｉｎｅｘｔを演算する（Ｓ４００）。

これにより、バッテリパック１００は、バッテリ電圧Ｖｏｕｔが充電電圧目標値ＣＶ以上である場合には目標電流値Ｉｎｅｘｔを減少させることで、バッテリセル６０のセル電圧が許容範囲を逸脱するのを抑制しつつ、新たな目標電流値Ｉｎｅｘｔを演算できる。よって、バッテリパック１００を用いることで、セル電圧の許容範囲逸脱による充電停止を抑制しつつ、正常な充電動作を継続できる。

次に、バッテリパック１００においては、充電条件設定処理を実行するＭＰＵ６２０は、暫定電流値Ｉｔｅが電流基準値Ｉｓｅｔ以下であると判断することに応じて（Ｓ３６０で否定判定）、現在出力電流値Ｉｎｏｗに最大電流変化量ΔＩｂａｔを加算して新たな目標電流値Ｉｎｅｘｔを演算している（Ｓ３７０）。また、充電条件設定処理を実行するＭＰＵ６２０は、暫定電流値Ｉｔｅが電流基準値Ｉｓｅｔよりも大きいと判断することに応じて（Ｓ３６０で肯定判定）、電流基準値Ｉｓｅｔを新たな目標電流値Ｉｎｅｘｔに設定している（Ｓ３８０）。

これにより、バッテリパック１００は、バッテリセル６０の充電電流を許容範囲に維持しつつ、充電電流を増加させるように新たな目標電流値Ｉｎｅｘｔを演算できる。よって、バッテリパック１００は、許容範囲内で充電電流を増加でき、充電開始から充電完了までの充電時間を短縮できる。

また、バッテリパック１００は、バッテリセル６０の充電電流が許容範囲を逸脱するのを抑制しつつ、新たな目標電流値Ｉｎｅｘｔを演算できる。よって、バッテリパック１００を用いることで、充電電流の許容範囲逸脱による充電停止を抑制しつつ、正常な充電動作を継続できる。

次に、充電システム１においては、バッテリパック１００から充電器６００に対して充電条件情報としての目標電流値Ｉｎｅｘｔが通知され、充電器６００は、目標電流値Ｉｎｅｘｔに基づいて設定された充電電流を出力する。よって、充電システム１は、バッテリパック１００を備えるため、充電電圧の変化量が過大となるのを抑制できるため、早期充電停止やバッテリセルの破損などを抑制できる。

次に、充電システム１の充電器６００においては、充電制御処理を実行する機器側ＭＰＵ６１１は、目標電流値Ｉｎｅｘｔが出力電流上限値Ｉｃ１以下であることに応じて（Ｓ１７０で否定判定）、目標電流値Ｉｎｅｘｔを出力電流Ｉｏｕｔに設定する（Ｓ１８０）。また、充電制御処理を実行する機器側ＭＰＵ６１１は、目標電流値Ｉｎｅｘｔが出力電流上限値Ｉｃ１より大きいことに応じて（Ｓ１７０で肯定判定）、出力電流上限値Ｉｃ１を出力電流Ｉｏｕｔに設定する（Ｓ１９０）。

これにより、充電システム１は、充電器６００がバッテリパック１００を充電するにあたり、過度な温度上昇に起因して充電器６００が破損することを抑制できる。
［１－６．文言の対応関係］
ここで、文言の対応関係について説明する。

Ｓ３７０、Ｓ３８０，Ｓ４００を実行するＭＰＵ６２０が目標電流演算部の一例に相当し、Ｓ４２０を実行するＭＰＵ６２０および通信部４００が情報通知部の一例に相当し、Ｓ３３０を実行するＭＰＵ６２０および通信部４００が動作情報取得部の一例に相当する。Ｓ３５０を実行するＭＰＵ６２０がセル電圧比較部の一例に相当し、Ｓ３６０を実行するＭＰＵ６２０が充電電流比較部の一例に相当する。

機器側電源回路６１３が電流出力部の一例に相当し、Ｓ１６０を実行する機器側ＭＰＵ６１１が条件情報取得部の一例に相当し、Ｓ１８０またはＳ１９０を実行する機器側ＭＰＵ６１１が出力電流設定部の一例に相当し、Ｓ１７０を実行する機器側ＭＰＵ６１１が出力電流比較部の一例に相当する。

［２．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。

（２ａ）上記実施形態では、最大電流変化量ΔＩｂａｔの具体的な電流値を明記していないが、最大電流変化量ΔＩｂａｔは、バッテリパックの特性（例えば、バッテリセルのインピーダンス、複数のセルにおける並列接続状態（並列の個数）など）に基づいて定められた任意の値が設定される。また、実際のバッテリパックを用いて、充電電流の電流変化に伴う充電電圧の変化量を測定し、その測定結果に基づいて最大電流変化量ΔＩｂａｔを設定してもよい。

（２ｂ）上記実施形態では、バッテリパック１００が充電器６００から現在出力電流値Ｉｎｏｗを取得する構成（Ｓ３２０）について説明したが、バッテリパックはこのような構成に限られることはない。例えば、バッテリパックのＭＰＵが実行する充電条件設定処理において、現在出力電流値Ｉｎｏｗに代えて前回の目標電流値Ｉｎｅｘｔを用いることで、新たな目標電流値Ｉｎｅｘｔを算出しても良い。

（２ｃ）上記実施形態では、バッテリパック（通信部４００）と充電器との通信方式としてシリアル通信を採用した形態について説明したが、通信方式はシリアル通信に限られず、パラレル通信や多重通信など、他の通信方式を採用しても良い。また、上記実施形態では、バッテリパック（通信部４００）と充電器との通信方式として双方向通信を採用した形態について説明したが、単方向通信を採用しても良い。その場合、単方向通信の通信経路を複数備えても良い。

（２ｄ）上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加または置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言のみによって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

１…充電システム、６０…バッテリセル、６７…シャント抵抗、１００…バッテリパック、２００…充電制御部（ＣＳ回路）、３００…検出部（ＤＴ回路）、４００…通信部（半二重Ｉ／Ｆ回路）、５００…放電制御部（ＤＳ回路）、６００…充電器、６１１…機器側ＭＰＵ、６１３…機器側電源回路、６１９…機器側通信部、６２０…ＭＰＵ、６２１…シャント抵抗、６２５…温度検出部、６２７…記憶部。

Claims (9)

1. バッテリパックであって、
   充電器からの充電電流により充電されるように構成されたバッテリセルと、
   充電制御時における前記充電電流の最大電流変化量を記憶するように構成された記憶部と、
   前記バッテリセルに供給する前記充電電流の制御目標値である目標電流値を演算するように構成された目標電流演算部であって、前回演算時の前記目標電流値に前記最大電流変化量を加算した値を新たな前記目標電流値として演算するように構成された目標電流演算部と、
   前記新たな前記目標電流値を含む充電条件情報を前記充電器に通知するように構成された情報通知部と、
   を備え、
   前記最大電流変化量は、当該バッテリパックの特性に応じて定められている、
   バッテリパック。
2. 請求項１に記載のバッテリパックであって、
   前記最大電流変化量は、前記バッテリセルの特性に基づいて定められており、
   前記バッテリセルの特性は、前記バッテリセルのインピーダンスを含む、
   バッテリパック。
3. 請求項２に記載のバッテリパックであって、
   前記バッテリセルは、並列接続された複数のセルを備えて構成されており、
   前記バッテリセルの特性は、前記複数のセルの並列接続状態を含む、
   バッテリパック。
4. 請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載のバッテリパックであって、
   前記充電器の充電動作に関する充電動作情報を前記充電器から取得するように構成された動作情報取得部を備え、
   前記充電動作情報は、前記充電器が当該バッテリパックに対して出力する前記充電電流の情報を含み、
   前記目標電流演算部は、前記前回演算時の前記目標電流値に代えて前記充電動作情報の前記充電電流を用いて、前記新たな前記目標電流値を演算する、
   バッテリパック。
5. 請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載のバッテリパックであって、
   前記バッテリセルのセル電圧と、充電時の前記バッテリセルにおける前記セル電圧の目標値である充電電圧目標値と、を比較し、前記セル電圧が前記充電電圧目標値よりも小さいか否かを判断するように構成されたセル電圧比較部を備え、
   前記目標電流演算部は、前記セル電圧が前記充電電圧目標値よりも小さいと前記セル電圧比較部が判断することに応じて、前記前回演算時の前記目標電流値に前記最大電流変化量を加算して前記新たな前記目標電流値を演算する、
   バッテリパック。
6. 請求項５に記載のバッテリパックであって、
   前記目標電流演算部は、前記セル電圧が前記充電電圧目標値以上であると前記セル電圧比較部が判断することに応じて、前記前回演算時の前記目標電流値から前記最大電流変化量を減算して前記新たな前記目標電流値を演算する、
   バッテリパック。
7. 請求項１から請求項６のうちいずれか一項に記載のバッテリパックであって、
   前記前回演算時の前記目標電流値に前記最大電流変化量を加算した値である暫定電流値と、充電時の前記バッテリセルにおいて許容される前記充電電流の上限値である電流基準値と、を比較し、前記暫定電流値が前記電流基準値以下であるか否かを判断するように構成された充電電流比較部を備え、
   前記目標電流演算部は、前記暫定電流値が前記電流基準値以下であると前記充電電流比較部が判断することに応じて、前記前回演算時の前記目標電流値に前記最大電流変化量を加算して前記新たな前記目標電流値を演算し、また、前記暫定電流値が前記電流基準値よりも大きいと前記充電電流比較部が判断することに応じて、前記電流基準値を前記新たな前記目標電流値に設定する、
   バッテリパック。
8. 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、請求項１から請求項７のうちいずれか一項に記載のバッテリパックであり、
   前記充電器は、
   前記充電電流を出力するように構成された電流出力部と、
   前記バッテリパックから前記充電条件情報を取得するように構成された条件情報取得部と、
   前記電流出力部から出力する前記充電電流を設定するように構成された出力電流設定部であって、前記充電条件情報に基づく前記新たな前記目標電流値に基づいて、前記充電電流を設定するように構成された出力電流設定部と、
   を備える、
   充電システム。
9. 請求項８に記載の充電システムであって、
   前記充電器は、
   前記新たな前記目標電流値と、前記充電器の温度に応じて定められた前記充電電流の上限値である出力電流上限値と、を比較し、前記新たな前記目標電流値が前記出力電流上限値以下であるか否かを判断するように構成された出力電流比較部を備え、
   前記出力電流設定部は、前記新たな前記目標電流値が前記出力電流上限値以下であると前記出力電流比較部が判断することに応じて、前記新たな前記目標電流値を前記充電電流として設定し、前記新たな前記目標電流値が前記出力電流上限値より大きいと前記出力電流比較部が判断することに応じて、前記出力電流上限値を前記充電電流として設定する、
   充電システム。

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