KR20220018419A - 충전 시스템 - Google Patents

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소키치 오쿠보
히로유키 오바타
히로시 뎀묘
유키 요시카와
준 니시카와
와타루 오카다
이와오 닛타
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Abstract

단시간에서의 전력 확보와 전지의 장수명화의 양립을 제공한다.
여기서 개시되는 충전 시스템(10)은, 급전 장치(11)와, 급속 충전용 배터리(12)를 구비하고 있다. 급전 장치(11)는, 급속 충전용 배터리(12)에 대하여 미리 정해진 전류값으로 충전하도록 정해진 제1 충전 규격에 대응한 제1 급전 유닛을 갖고 있다. 급속 충전용 배터리(12)는, 제1 충전 규격에 대응한 제1 충전 유닛과, 제1 충전 규격보다 낮은 미리 정해진 전류값으로 급전하도록 정해진 제2 충전 규격에 대응한 제2 급전 유닛을 갖는다.

Description

충전 시스템 {CHARGING SYSTEM}
본 발명은 충전 시스템에 관한 것이다.
일본 특허 공개 제2014-120816호 공보에는, 무선 통신 장치에 관한 발명이 개시되어 있다. 무선 통신 장치는, 비접촉 충전부와 무선 통신부를 포함하고 있다. 비접촉 충전부는, 코일을 통하여, 비접촉에 있어서 대향기에 전력을 송전한다. 무선 통신부는, 복수의 안테나를 포함하고 있다. 복수의 안테나는, 코일의 중심축의 중심으로부터 대략 등간격으로 배치되어 있다. 무선 통신부는, 비접촉 충전부가 대향기에 전력을 송전하는 경우에, 무선 통신에 의해 데이터를 각각의 안테나로부터 송신한다. 동 공보에 따르면, 이러한 구성에 의해, 비접촉 충전의 기능과 고속 무선 통신의 기능을 일체화함으로써, 비접촉 충전의 위치 맞춤과 고속 무선 통신의 위치 맞춤을 동시에 처리할 수 있고, 별도로 대향기와의 고정밀도의 위치 맞춤을 하지 않고, 대향기와의 사이에 있어서 고속으로 무선 통신이 가능하다고 되어 있다.
일본 특허 공개 제2014-120816호 공보
스마트폰과 같은 휴대 단말기는, 인터넷에의 접속이나 결제 기능을 갖고 있다. 이 때문에, 사회 생활 중에서 휴대 단말기의 필수성이 높아지고 있다. 그러나, 전지 소모가 생기면, 휴대 단말기는 그 기능을 상실한다. 일단, 전지 소모가 생기면, 일정 시간 계속적으로 사용하는 데 필요한 전력, 예를 들어 SOC 25％ 정도의 전력을 충전하는 데 15 내지 30분 정도의 충전 시간이 걸린다. 휴대 단말기의 충전에는, 휴대 가능한 모바일 배터리도 이용되고 있다. 그러나, 모바일 배터리에 전지 소모가 생길 수 있다. 한편, 음식점 등, 휴대 단말기의 충전이 가능한 전원 콘센트를 제공하는 시설은, 거리에서 찾을 수 있다. 그러나, SOC 25％ 정도의 전력을 충전하는 데 15 내지 30분 정도의 충전 시간이 걸린다. 이 때문에, 전원 콘센트에 휴대 단말기를 연결한 상태로 해 둘 필요가 있고, 그 동안, 휴대 단말기가 충전되는 것을 기다릴 필요가 있다. 이와 같이, 거리에서, 휴대 단말기를 일정 시간 계속적으로 사용하는 데 필요한 전력을 재빠르게 확보하고 싶다는 요구가 있다. 그러나, 그것에 대응한 적당한 구조는 확립되어 있지 않다.
여기서 개시되는 충전 시스템은, 급전 장치와, 급속 충전용 배터리를 구비하고 있다. 급전 장치는, 급속 충전용 배터리에 대하여 미리 정해진 전류값으로 충전하도록 정해진 제1 충전 규격에 대응한 제1 급전 유닛을 갖고 있다. 급속 충전용 배터리는, 제1 충전 규격에 대응한 제1 충전 유닛과, 제1 충전 규격보다 낮은 미리 정해진 전류값으로 급전하도록 정해진 제2 충전 규격에 대응한 제2 급전 유닛을 갖는다. 이러한 충전 시스템에 따르면, 이용자는, 급속 충전용 배터리에 의해, 급전 장치로부터 급속 충전에 의해 단시간에 필요한 전력을 얻을 수 있다. 또한, 급속 충전용 배터리로부터의 급전에서는, 제2 충전 규격에 대응한 제1 충전 규격보다 낮은 미리 정해진 전류값으로 급전하도록 정해져 있다. 이 때문에, 단시간에서의 전력 확보와 전지의 장수명화가 양립된다.
제1 충전 규격에서 정해진 전류값은, 급속 충전용 배터리의 5C 이상이어도 된다. 제1 충전 유닛은, 급속 충전용 배터리의 충전 성능에 따른 미리 정해진 전류값을 기억하고 있어도 된다. 급전 장치로부터 급속 충전용 배터리로 충전될 때의 전류값은, 제1 충전 유닛에 기억된 전류값에 기초하여 정해져도 된다.
또한, 급전 장치로부터 급속 충전용 배터리로 충전될 때, 급전 장치와 급속 충전용 배터리 사이에서 이용 정보가 통신되도록 구성되어도 된다. 이용 정보에 기초하여, 급속 충전용 배터리의 유저에 대한 과금이 실행되도록 구성되어도 된다.
이러한 형태에 있어서, 충전 시스템은, 충전 서비스를 유저에 제공하는 서버를 더 구비하고 있어도 된다. 서버는, 기억부와, 통신부와, 제어 장치를 가져도 된다. 기억부는, 서비스를 향수할 수 있는 유저를 특정하기 위한 유저 정보와, 서비스를 향수할 수 있는 급속 충전용 배터리의 개체 정보 중 적어도 하나의 정보가 기억되어 있어도 된다. 통신부는, 급전 장치와, 급속 충전용 배터리 중 적어도 하나의 디바이스와 통신 가능하게 접속되어도 된다. 제어 장치는, 이하의 처리가 실행되도록 구성되어 있으면 된다.
처리 a1: 충전 시스템을 구성하는 급전 장치와, 급속 충전용 배터리 중 적어도 하나의 디바이스로부터, 기억부에 기억된 유저 정보 또는 개체 정보 중 대조 가능한 미리 정해진 종류의 정보를 취득하는 처리
처리 a2: 처리 a1에서 취득된 미리 정해진 종류의 정보를 기초로 서비스 제공의 가부를 판단하는 처리
처리 a3: 처리 a2에 있어서, 서비스 제공이 가능하다고 판단된 경우에, 급전 장치와 급속 충전용 배터리로, 제1 충전 규격에 대응한 충전을 실시하는 처리
이러한 충전 시스템에 따르면, 서버를 통한 유저 인증을 거쳐, 급전 장치로부터 급속 충전용 배터리로의 충전 서비스를 제공할 수 있다.
충전 시스템은, 휴대 단말기를 더 구비하고 있어도 된다. 휴대 단말기는, 휴대 단말기에 전력을 공급하는 전원으로 되는 내장 배터리와, 제2 충전 유닛을 가져도 된다. 제2 충전 유닛은, 급속 충전용 배터리와 전기적으로 접속되며, 제2 충전 규격에 대응하고 있으면 된다. 이 경우, 제2 충전 규격에서 정해진 전류값은, 내장 배터리의 5C 미만이어도 된다. 급속 충전용 배터리는, 휴대 단말기의 보호 케이스에 내장되어 있어도 된다. 급속 충전용 배터리는, 휴대 단말기에 내장되어 있어도 된다. 이 경우, 제2 급전 유닛과 제2 충전 유닛은, 1개의 컨트롤 유닛으로 구성되어 있어도 된다.
다른 형태에 있어서의 충전 시스템은, 급전 장치와 휴대 단말기를 구비하고 있다. 급전 장치는, 급속 충전용 배터리에 대하여 미리 정해진 전류값으로 충전하도록 정해진 제1 충전 규격에 대응한 제1 급전 유닛을 갖고 있다. 또한, 휴대 단말기는, 급속 충전용 배터리와, 휴대 단말기에 전력을 공급하는 전원으로 되는 내장 배터리와, 제1 충전 규격에 대응하고, 급속 충전용 배터리에 충전하기 위한 제1 충전 유닛과, 제1 충전 규격보다 낮은 미리 정해진 전류값으로 충전하도록 정해진 제2 충전 규격에 대응하고, 급속 충전용 배터리로부터 내장 배터리로 충전하기 위한 제2 충전 유닛을 갖고 있다. 이와 같이, 급속 충전용 배터리는, 휴대 단말기에 내장되어 있어도 된다. 급속 충전용 배터리로부터 내장 배터리로 충전하기 위한 컨트롤 유닛은, 1개의 제어 유닛으로 구성할 수 있다.
충전 시스템은, 제1 충전 처리와 제2 충전 처리가 실행되도록 구성되어 있어도 된다. 여기서, 제1 충전 처리는, 제1 충전 규격에 있어서 정해지는 전류값에 의해, 급전 장치로부터 급속 충전용 배터리로 충전하는 처리이다. 제2 충전 처리는, 제1 충전 처리 후에, 제2 충전 규격에 있어서 정해지는 전류값에 의해, 급속 충전용 배터리로부터 내장 배터리로 충전하는 처리이다.
제2 충전 유닛은, 내장 배터리의 충전 성능에 따른 미리 정해진 전류값을 기억하고 있어도 된다. 급속 충전용 배터리로부터 내장 배터리로 충전될 때의 전류값은, 당해 제2 충전 유닛에 기억된 전류값에 기초하여 정해져도 된다. 제1 충전 처리가 행해질 때, 급전 장치와 휴대 단말기 사이에서 이용 정보가 통신되어도 된다. 이용 정보에 기초하여, 휴대 단말기의 유저에 과금되어도 된다.
이러한 형태에 있어서, 충전 시스템은, 충전 서비스를 유저에 제공하는 서버를 더 구비하고 있어도 된다. 서버는, 기억부와, 통신부와, 제어 장치를 갖고 있다. 기억부에는, 서비스를 향수할 수 있는 유저를 특정하기 위한 유저 정보와, 서비스를 향수할 수 있는 휴대 단말기 또는 급속 충전용 배터리의 개체 정보 중 적어도 하나의 정보가 기억되어 있다. 통신부는, 급전 장치와, 급속 충전용 배터리와, 휴대 단말기 중 적어도 하나의 디바이스와 통신 가능하게 접속되어 있으면 된다. 제어 장치는, 이하의 처리가 실행되도록 구성되어 있으면 된다.
처리 b1: 충전 시스템을 구성하는 급전 장치와, 급속 충전용 배터리와, 휴대 단말기 중 적어도 하나의 디바이스로부터, 기억부에 기억된 유저 정보 또는 개체 정보와, 대조 가능한 미리 정해진 정보를 취득하는 처리
처리 b2: 처리 b1에서 취득된 미리 정해진 종류의 정보를 기초로 서비스 제공의 가부를 판단하는 처리
처리 b3: 처리 b2에 있어서, 서비스 제공이 가능하다고 판단된 경우에, 급전 장치와 급속 충전용 배터리로, 제1 충전 규격에 대응한 충전을 실시하는 처리
이러한 형태에서는, 서버는, 제1 충전 처리가 행해질 때, 급전 장치와 휴대 단말기 중 적어도 한쪽 장치와의 사이에서 이용 정보가 통신되는 처리가 실행되도록 구성되어도 된다. 서버는, 이용 정보에 기초하여, 휴대 단말기의 유저에 과금되는 처리가 실행되도록 구성되어 있어도 된다. 서버는, 이용 정보에 기초하여, 급속 충전용 배터리의 유저에 과금되는 처리가 실행되도록 구성되어 있어도 된다.
또한, 여기서 개시되는 급속 충전용 배터리는, 5C 이상의 미리 정해진 전류값으로 충전하도록 정해진 제1 충전 규격에 대응한 제1 충전 유닛과, 제1 충전 규격보다 낮은 미리 정해진 전류값으로 충전하도록 정해진 제2 충전 규격에 대응한 제2 급전 유닛을 갖고 있다. 제1 충전 규격은, 예를 들어 제2 충전 규격에서 허용되는 최대 전류값보다 2배 이상 높은 전류값으로 설정되어 있다. 이러한 급속 충전용 배터리에 따르면, 급속 충전에 의해, 단시간에 필요한 전력을 얻을 수 있다. 이에 비하여, 급속 충전용 배터리로부터의 급전에서는 완만한 급전을 실현할 수 있다.
도 1은, 충전 시스템(10)을 모식적으로 도시하는 블록도이다.
도 2는, 충전 시스템(10)의 다른 일례를 모식적으로 도시하는 블록도이다.
이하, 본 개시에 있어서의 전형적인 실시 형태의 하나에 대하여, 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 도면에 있어서는, 동일한 작용을 발휘하는 부재ㆍ부위에는 동일한 부호를 부여하여 설명하고 있다. 또한, 각 도면에 있어서의 치수 관계는 실제의 치수 관계를 반영하는 것은 아니다.
본 발명자는 하이브리드차의 구동용 전원으로서 사용되는 리튬 이온 이차 전지의 기술을 이용한 급속 충전용 배터리를 활용하여, 거리에서의 휴대 단말기의 전지 소모를 단시간에 해소하는 전혀 새로운 구조 및 그 서비스를 제공하려고 생각하고 있다.
휴대 단말기에 내장되는 배터리는, 차량 탑재 용도의 이차 전지와 같은 높은 출력은 요구되지 않는 반면, 1회의 충전으로 휴대 단말기를 장시간 구동시키는 것이 요구되는 경향이 있다. 휴대 단말기에 내장되는 배터리에는, 급속 충전에 대한 요구는 있지만, 고용량화가 우선되는 경향이 있다. 이 때문에, 휴대 단말기에 내장되는 배터리는, 단위 체적 및 단위 중량당 축적되는 전력을 크게 하는 것에 주안점이 놓인 고용량형의 설계가 실시되고 있다. 고용량형의 배터리는, 단위 체적 및 단위 중량당 축적되는 전력이 큰 반면, 높은 전류값으로 충전되면 성능이 열화되기 쉬운 경향이 있다. 휴대 단말기는, 성능 열화가 억제되도록, 비교적 낮은 전류값으로 충전되는 것이 바람직하다. 휴대 단말기에 충전 가능한 모바일 배터리도, 마찬가지로 고용량형의 설계가 실시되고 있다.
휴대 단말기의 내장 배터리나 모바일 배터리로서 사용되는 이차 전지(리튬 이온 이차 전지)의 전형례로서, 정극 활물질에 코발트산리튬이 사용되며, 또한 부극 활물질에 그래파이트가 사용되거나, 전해액에 폴리에틸렌옥시드나 폴리불화비닐리덴으로 이루어지는 폴리머에 전해액을 포함시켜 겔화한 것이 사용되거나 한다. 이러한 구성에 따르면, 200 내지 300Wh/g 정도의 에너지 밀도가 실현된다. 또한, 1C 내지 3C 정도의 전류값으로의 충방전이 허용될 수 있다. 휴대 단말기의 내장 배터리나 모바일 배터리로서 사용되는 이차 전지에서는, 예를 들어 5C나, 10A를 초과하는 비교적 큰 전류값으로의 충방전은, 열화가 조기에 진행되기 때문에 허용되지 않는 경향이 있다. 예를 들어, 근년 시판되고 있는 스마트폰의 배터리 용량은, 대략 3000mAh 내지 3500mAh로 되어 있고, 잔류 용량 0％부터 50％ 정도의 충전에 30분 정도의 시간이 걸린다고 되어 있다. 이와 같이 현상의 최신 스마트폰에 내장되어 있는 배터리는, 잔류 용량 0％부터 50％ 정도의 충전에 30분 정도 걸리는 것이 실상이다. 또한, 잔류 용량 80％를 초과할 쯤부터, 충전 속도가 느려지도록 제어되고 있다.
하이브리드차의 구동용 전원으로서 사용되는 배터리는, 브레이크 시 등에 생기는 회생 에너지를 전력으로 변환하여 축전하는 시스템과 함께 사용된다. 브레이크 시 등에 생기는 회생 에너지가 전력으로 변환되면, 단시간에 큰 전압이 생겨, 배터리에 큰 충전 전류가 생긴다. 이때, 충전 전류로서 배터리가 허용할 수 있는 전류값을 초과하는 전력은, 배터리에 회수할 수 없다. 한편, 하이브리드차에서는, 필요에 따라 엔진을 동력으로 하는 발전기로부터 전력이 공급된다. 이 때문에, 하이브리드차용의 구동용 전원으로서 사용되는 이차 전지는, 용량을 크게 하는 것보다, 전력으로 변환된 회생 에너지를 효율적으로 회수하는 성능이 추구되고 있다. 하이브리드차의 구동용 전원으로서 사용되는 배터리는, 급속 충전이 가능한 설계가 실시되고 있다. 회생 에너지를 효율적으로 회수하기 위해, 하이브리드차의 구동용 전원으로서 사용되는 배터리는, 단시간에 큰 전류값이 흘러도 성능 열화가 작게 억제되도록 설계되어 있다. 하이브리드차의 구동용 전원으로서 사용되는 리튬 이온 이차 전지는, 예를 들어 활물질층의 구조나 전해액의 점도나 조성이나 첨가제 등이 연구되고 있다.
하이브리드차의 구동용 전원으로서 사용되는 리튬 이온 이차 전지의 전형례로서, 정극 활물질에 니켈망간코발트를 함유하는, 소위 NMC 3원계의 리튬 함유 전이 금속 복합 산화물이 사용되며, 또한 부극 활물질에 그래파이트가 사용되거나, 전해액에 에틸렌카르보네이트나 에틸메틸카르보네이트가 사용되거나 한다. 예를 들어, 하이브리드차에 탑재되어 있는 대형의 각형 전지에서는, 이차 전지의 열화를 억제하면서, 30C로 120A 정도의 충방전 전류가 실현될 수 있다. 이후, 더 연구가 진행됨으로써, 하이브리드차의 구동용 전원은 더 진화되어, 더 높은 전류값으로의 충전이 가능해질 것이 기대되고 있다.
<<충전 시스템(10)>>
이하, 여기서 개시되는 충전 시스템(10)을 설명한다. 도 1은, 충전 시스템(10)을 모식적으로 도시하는 블록도이다. 충전 시스템(10)은, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 급전 장치(11)와, 급속 충전용 배터리(12)와, 휴대 단말기(13)를 구비하고 있다. 또한, 이 실시 형태에서는, 충전 시스템(10)은, 인터넷과 같은 네트워크(30)를 통하여 서버(31)와 데이터 통신 가능하게 접속되어 있다. 급전 장치(11)와, 급속 충전용 배터리(12)와, 휴대 단말기(13)는, 도시는 생략되지만, 적절하게 제어 장치를 구비하고 있어도 된다.
제어 장치는, 각 장치의 다양한 처리를 제어하는 장치이다. 제어 장치는, 미리 정해진 프로그램을 따라 구동하는 컴퓨터에 의해 구현화될 수 있다. 구체적으로는, 제어 장치의 각 기능은, 제어 장치를 구성하는 각 컴퓨터의 연산 장치(프로세서, CPU(Central Processing Unit), MPU(Micro-processing unit)라고도 칭해짐)나 기억 장치(메모리나 하드 디스크 등)에 의해 처리된다. 예를 들어, 제어 장치의 각 구성은, 컴퓨터에 의해 구현화되는 데이터를 미리 정해진 형식으로 기억하는 데이터베이스, 데이터 구조, 미리 정해진 프로그램에 따라 소정의 연산 처리를 행하는 처리 모듈 등으로서, 또는 그들의 일부로서 구현화될 수 있다. 각 장치에 내장된 제어 장치는, 서로 데이터를 통신하고, 협동하여 기능하도록 구성되어 있어도 된다.
<<급전 장치(11)>>
급전 장치(11)는, 제1 급전 유닛(11a)과, 전원 유닛(11b)과, 통신 유닛(11c)과, 제어 유닛(11d)을 갖고 있다. 또한, 급전 장치(11)는, 네트워크(30)와, 외부 전원(40)에 접속되어 있다.
<제1 급전 유닛(11a)>
제1 급전 유닛(11a)은, 급속 충전용 배터리(12)에 대하여 미리 정해진 전류값으로 충전하도록 정해진 제1 충전 규격에 대응하고 있다. 제1 급전 유닛(11a)은, 예를 들어 전력을 송신 가능한 송신 장치(11a1)와, 제어 장치(11a2)를 구비하고 있으면 된다. 송신 장치(11a1)에는, 고출력에서의 송신이 가능한 장치가 채용되어 있으면 된다. 제어 장치(11a2)는, 송신 장치(11a1)에 의해 송신되는 전력을 제어하도록 구성되어 있으면 된다. 또한, 제1 급전 유닛(11a)은, 급속 충전용 배터리(12)나 휴대 단말기(13)와 통신하기 위한 통신 회로(11a3)를 구비하고 있어도 된다. 통신 회로에는, 여러 가지 근거리 무선 통신 규격이 채용될 수 있다.
전원 유닛(11b)은, 외부 전원(40)과의 사이에서 전력을 수취하며, 또한 제1 급전 유닛(11a)을 통하여 급속 충전용 배터리(12)나 휴대 단말기(13)와 같은 외부 장치에 전력을 공급하는 장치이다. 외부 전원(40)은, 100V나 200V의 AC 전원이어도 된다. 전원 유닛(11b)은, AC/DC 컨버터를 구비하고 있어도 된다.
통신 유닛(11c)은, 네트워크(30)를 통하여 서버(31)와 같은 외부 장치와의 사이에서 데이터를 통신하는 장치이다.
<<급속 충전용 배터리(12)>>
급속 충전용 배터리(12)는, 전지 유닛(12a)과, 제1 충전 유닛(12b)과, 제2 급전 유닛(12c)을 구비하고 있다.
<전지 유닛(12a)>
전지 유닛(12a)은, 도 1에 있어서 파선으로 표시되어 있다. 급속 충전용 배터리(12)의 전지 유닛(12a)은, 급속 충전이 가능한 설계가 실시된 사양으로 되어 있다. 예를 들어, 전지 유닛(12a)에는, 하이브리드차의 구동용 전원용의 배터리 기술이 적절히 전용되어 있으면 된다. 이러한 전지 유닛(12a)은, 예를 들어 5C 이상(예를 들어, 8C 이상, 10C 이상 등)의 전류값으로의 충전에서도, 열화가 작게 억제될 수 있도록 설계되어 있으면 된다. 또한, 전지 유닛(12a)은, 휴대 단말기의 전지 소모를 해소시키는 정도, 예를 들어 휴대 단말기에 내장된 전지를 SOC 25％ 정도로 충전할 수 있을 정도의 전지 용량을 구비하고 있으면 된다. 전지 유닛(12a)의 전지 용량은, 보다 바람직하게는 더 큰 용량을 구비하고 있어도 된다.
본 명세서에서는, 정전류 충전 또는 정전류 방전에 있어서, 전지의 이론 용량을 1시간에 완전히 충전 또는 방전시키는 전류의 크기가 1C로 정의되어 있다. 예를 들어, 전지의 용량이 2Ah이면, 1C는 2A로 된다. 3C는 1C의 3배의 전류값에 상당하며, 상술한 예에서는 이론 용량을 20분에 완전히 충전 또는 방전하는 전류값을 의미한다. 예를 들어, 제1 충전 규격에서 정해진 전류값이, 급속 충전용 배터리(12)의 5C인 경우, 3분 정도의 충전으로 이론 용량의 15％ 정도의 충전을 실현할 수 있다. 5분 정도의 충전으로, 급속 충전용 배터리(12)의 이론 용량의 25％의 충전을 실현할 수 있다. 이후, 하이브리드차의 구동용 전원용의 배터리 기술이 더 적용되면, 더 높은 충전 전류값에 의해 한층 더한 단시간에서의 충전을 실현할 수 있다. 이 때문에, 수초 내지 수십초에, 필요한 전력을 급속 충전용 배터리(12)에 충전할 수 있게 될 것으로 기대된다.
<제1 충전 유닛(12b)>
제1 충전 유닛(12b)은, 제1 충전 규격에 대응하고 있다. 제1 충전 유닛(12b)은, 수신 장치(12b1)와, 제어 장치(12b2)와, 통신 회로(12b3)를 구비하고 있으면 된다. 수신 장치(12b1)는, 제1 급전 유닛(11a)의 송신 장치(11a1)에 대응하고 있으면 된다. 수신 장치(12b1)에는, 예를 들어 고출력으로 수신 가능한 장치가 채용되어 있으면 된다. 제어 장치(12b2)는, 수신하는 전력을 제어하도록 구성되어 있으면 된다. 통신 회로(12b3)에는, 제1 급전 유닛(11a)의 통신 회로(11a3)에 대응한, 통신 규격이 채용되어 있으면 된다.
제1 급전 유닛(11a)과 제1 충전 유닛(12b)에 의해, 급전 장치(11)와 급속 충전용 배터리(12)는 전기적으로 접속된다. 제1 급전 유닛(11a)에 채용되는 송신 유닛과, 제1 충전 유닛(12b)에 채용되는 수신 유닛에는, 예를 들어 비접촉형의 급전(와이어리스 급전) 방식이 채용되어도 된다. 비접촉형의 급전 방식에는, 전자기 유도 방식이나, 자계 공명 방식이나, 전계 결합 방식이나, 전파 수신 방식 등이 채용될 수 있다.
여기서, 제1 충전 규격에서 정해진 전류값은, 급속 충전용 배터리(12)의 5C 이상이어도 된다. 제1 충전 규격에서 정해진 전류값은, 예를 들어 급속 충전용 배터리(12)의 5C나, 8C나, 10C나, 12C 등으로 정해질 수 있다. 급속 충전용 배터리(12)의 성능은, 장래적으로 향상되어 갈 것으로 생각된다. 예를 들어, 비접촉형의 급전 방식에서도, 수분, 수십초, 나아가 수초에, 필요한 전력이 급전 장치(11)로부터 급속 충전용 배터리(12)로 충전되게 될 것으로 생각된다.
제1 충전 유닛(12b)은, 급속 충전용 배터리(12)의 충전 성능에 따른 전류값을 미리 기억하고 있어도 된다. 그리고, 급전 장치(11)로부터 급속 충전용 배터리(12)로 충전될 때의 전류값은, 제1 충전 유닛(12b)에 기억된 전류값에 기초하여 정해져도 된다. 이에 의해, 급전 장치(11)로부터 급속 충전용 배터리(12)로 충전될 때, 급속 충전용 배터리(12)의 성능에 따른 전류값이 설정된다. 이 경우, 이용자에 따라, 이용되는 급속 충전용 배터리(12)의 기종이 다른 등, 급속 충전용 배터리(12)의 성능이 각각 다른 경우라도, 급전 장치(11)로부터 급속 충전용 배터리(12)로 충전될 때, 급속 충전용 배터리(12)의 성능에 따른 적절한 전류값이 설정된다.
본 발명자는, 이러한 하이브리드차의 구동용 전원에 사용되고 있는 배터리 기술을 적용하여 최대 4.2V 정도의 배터리 전압을 실현할 수 있는 휴대 가능한 사이즈의 급속 충전용 배터리(12)를 시작(試作)하였다. 보다 구체적으로는, 시작된 급속 충전용 배터리(12)는, 정극 활물질에 니켈망간코발트를 함유하는, 소위 NMC 3원계의 리튬 함유 전이 금속 복합 산화물을 사용하고, 부극 활물질에 그래파이트를 사용하며, 또한 전해액에 에틸렌카르보네이트나 에틸메틸카르보네이트를 사용하였다. 여기서 시작된 급속 충전용 배터리(12)는, 최대 4.2V 정도의 배터리 전압을 실현할 수 있는 휴대 가능한 무게와 크기의 배터리로 하였다. 시작된 급속 충전용 배터리(12)에는, 추가로 비접촉으로의 충전이 가능한 충전 유닛을 탑재하였다. 충전 유닛은 수전 코일을 구비하고 있다. 또한, 시작된 급속 충전용 배터리(12)를 놓고, 비접촉으로 급전할 수 있는 송전대를 준비하였다. 송전대는, 급속 충전용 배터리(12)가 놓이는 위치에 맞추어, 송전 코일이 내장되어 있다. 송전 코일은, 충전 유닛에 대응한 급전 유닛에 접속되어 있다. 급속 충전용 배터리(12)는, 송전대의 송전 코일 상에, 충전 유닛에 탑재된 수전 코일을 향하여 놓인다. 그리고, 급전 유닛에 전력을 공급함으로써, 비접촉으로 급속 충전용 배터리(12)를 충전하였다. 그 결과, 본 발명자는 급속 충전용 배터리(12)에 대하여 10A를 초과하는 전류에서의 충전을 실현할 수 있는 것을 확인하였다. 표 1은, 그 시험 결과를 나타내고 있다.
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표 1은, 급속 충전용 배터리(12)의 배터리 전압별로 송전 전류와 송전 전압을 기록한 것이다. 급속 충전용 배터리(12)의 배터리 전압은, 급속 충전용 배터리(12)의 충전 상태(SOC: state of charge)와 상관 관계를 갖고 있다. 표 1에 나타내고 있는 바와 같이, 이 시험예에서는, 급속 충전용 배터리(12)의 배터리 전압을 2.5V(SOC 0％)부터 충전 개시하여, 배터리 전압이 4.2V(SOC 100％)로 될 때까지 충전하였다. 표 1에 나타내고 있는 바와 같이, 충전 전류가 10A를 초과하는 급속에서의 충전이 가능하였다. 또한, 충전 전류가 10A를 초과하도록, 미리 정해진 충전 규격에 맞추어 송전대의 송전 전력이 조정되면 된다. 이와 같이, 하이브리드차의 구동용 전원에 사용되고 있는 배터리 기술을 적용한 급속 충전용 배터리(12)를 사용하면, 휴대 가능한 사이즈에 있어서도 현상의 최신 스마트폰에 내장되어 있는 배터리에 비하여 현저히 빠른 급속 충전을 실현할 수 있다. 또한, 급속 충전용 배터리(12)에 대하여 미리 정해진 전류값으로 충전되도록 제1 충전 규격이 정해져 있으면 된다. 급전 장치(11)는, 제1 충전 규격에 대응한 제1 급전 유닛(11a)을 구비하고 있으면 된다. 급속 충전용 배터리(12)는, 제1 충전 규격에 대응한 제1 충전 유닛(12b)을 구비하고 있으면 된다.
<제2 급전 유닛(12c)>
제2 급전 유닛(12c)은, 제2 충전 규격에 대응하고 있다. 제2 충전 규격은, 예를 들어 제1 충전 규격보다 낮은 미리 정해진 전류값으로 급전하도록 정해져 있다. 이 실시 형태에서는, 제2 급전 유닛(12c)은, 전력을 송신 가능한 송신 장치(12c1)와, 제어 장치(12c2)와, 통신 회로(12c3)를 구비하고 있으면 된다. 송신 장치(12c1)는, 제2 충전 규격에서의 전력 송신에 대응한 장치가 채용되어 있으면 된다. 제어 장치(12c2)는, 송신 장치(12c1)에 의해 송신되는 전력을 제어하도록 구성되어 있으면 된다. 통신 회로에는, 여러 가지 근거리 무선 통신 규격이 채용될 수 있다.
이러한 제2 급전 유닛(12c)으로부터의 급전은, 예를 들어 휴대 단말기(13)의 내장 배터리(13a)의 열화가 작게 억제되는 정도로 낮게 억제된 전류값으로 급전하도록 전류값이 제어되면 된다. 이와 같이 급속 충전용 배터리(12)에 따르면, 급전 장치(11)로부터 급속 충전에 의해, 단시간에 필요한 전력을 얻을 수 있다. 이 때문에, 이용자는, 급전 장치(11)가 설치된 장소에서 충전을 위해 장시간 대기할 필요가 없다. 제2 급전 유닛(12c)에도 비접촉형의 급전 방식이 채용될 수 있다. 그리고, 급속 충전용 배터리(12)로부터 휴대 단말기(13)로는, 휴대 단말기(13)의 내장 배터리(13a)가 열화되지 않을 정도로 정해진 전류값으로 완만하게 급전되면 된다. 예를 들어, 급전 장치(11)로부터 급속 충전용 배터리(12)로 충전된 후에, 급속 충전용 배터리(12)로부터 휴대 단말기(13)로 충전되어도 된다.
이 충전 시스템(10)에서는, 급전 장치(11)로부터 급속 충전용 배터리(12)로는, 제1 충전 규격으로 충전된다. 제1 충전 규격은, 급속 충전용 배터리(12)에 대하여 미리 정해진 전류값으로 충전하도록 정해져 있다. 급속 충전용 배터리(12)에 대하여 미리 정해진 전류값은, 예를 들어 급속 충전용 배터리(12)의 5C 이상의 전류값으로 설정된다. 급전 장치(11)로부터 급속 충전용 배터리(12)로 충전될 때의 전류값은, 제1 충전 유닛(12b)에 미리 기억된 전류값에 기초하여 정해져도 된다. 이 경우, 급전 장치(11)로부터 급속 충전용 배터리(12)로 충전될 때, 급속 충전용 배터리(12)의 성능에 따른 전류값이 설정되어도 된다.
또한, 급속 충전용 배터리는, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 5C 이상의 미리 정해진 전류값으로 충전하도록 정해진 제1 충전 규격에 대응한 제1 충전 유닛(12b)과, 제1 충전 규격보다 낮은 미리 정해진 전류값으로 충전하도록 정해진 제2 충전 규격에 대응한 제2 충전 유닛(13b)을 갖고 있다. 여기서, 제1 충전 규격에서는, 예를 들어 제2 충전 규격에서 허용되는 최대 전류값보다 2배 이상(예를 들어, 3배 이상, 5배 이상, 나아가 10배 이상) 높은 전류값이 허용되도록 설정되어 있으면 된다. 이러한 급속 충전용 배터리(12)에 따르면, 급속 충전에 의해, 단시간에 필요한 전력을 얻을 수 있다. 이에 비하여, 급속 충전용 배터리(12)로부터의 급전에서는, 완만한 급전을 실현할 수 있다.
충전 시스템(10)은, 급전 장치(11)로부터 급속 충전용 배터리(12)로 충전될 때, 급전 장치(11)와 급속 충전용 배터리(12) 사이에서 이용 정보가 통신되도록 구성되어 있어도 된다. 이러한 구성은, 예를 들어 급전 장치(11)와 급속 충전용 배터리(12)에 내장된 제어 장치의 처리에 의해 구현화될 수 있다. 이 경우, 이용 정보로서, 예를 들어 급속 충전용 배터리(12)의 유저 정보, 급전 장치(11)로부터 급속 충전용 배터리(12)로 충전된 충전량, 충전 시간이나 시각 등의 정보가 예시될 수 있다. 예를 들어, 급전 장치(11)가 편의점과 같은 소매점에 설치되어 있는 경우, 이용자가 선불로, 당해 서비스를 받는 비용을 지불하고, 지불액에 따른 충전 서비스가 제공되어도 된다. 이 경우, 급전 장치(11)와 급속 충전용 배터리(12) 사이에서 이용 정보가 통신됨으로써, 선불된 요금에 따라, 적당한 충전량, 충전 시간 등의 충전 서비스가 적절하게 제공된다.
충전 시스템(10)은, 이러한 이용 정보에 기초하여, 급속 충전용 배터리(12)의 유저에 대한 과금이 실행되어도 된다. 여기서, 급속 충전용 배터리(12)의 유저에 대한 과금은, 예를 들어 급속 충전용 배터리(12)에 미리 정해진 개체 정보에 관련지어져 미리 등록된 유저에 과금되어도 된다. 과금의 내용은, 미리 정해져 있으면 된다. 과금 처리는, 미리 기록된 프로그램을 따라 실행되면 된다.
또한, 급전 장치(11)에는, 결제 기능이 마련되어 있어도 된다. 이러한 결제 기능에는, 각종 전자 화폐나 신용 카드와 같은 캐시리스 결제 수단이 적용될 수 있다. 이와 같이 이용자가 충전 서비스를 받는 전후에, 비용을 지불할 수 있도록 해도 된다. 이용자가 충전 서비스를 받기 전에 비용을 지불하는 경우에는, 예를 들어 급전 장치(11)에 준비된 디스플레이에 충전량에 따른 금액이 제시되면 된다. 이용자는, 충전량을 선택하고, 그에 따른 과금 처리가 실행되면 된다. 이용자가 충전 서비스를 받은 후에 비용을 지불하는 경우에는, 예를 들어 과금 처리에 따라, 급전 장치(11)에 준비된 디스플레이에 이용 정보에 기초하여 금액이 제시되면 된다. 이러한 과금 처리에 대한 결제 처리는, 예를 들어 기존의 현금 결제나 캐시리스 결제 수단을 적용할 수 있도록 시스템이 구축되어 있어도 된다.
급전 장치(11)에 이러한 결제 기능이 마련되어 있는 경우, 급전 장치(11)는, 편의점뿐만 아니라, 역 구내나 슈퍼와 같은 소매점의 한 구석 등과 같이 전용 오퍼레이터가 있지 않은 장소에 설치할 수 있다. 예를 들어, 급전 장치(11)는, 전용 장치일 필요는 없으며, 발매기나 자동 판매기 등 다른 서비스 기기에 내장될 수 있다. 이러한 급전 장치(11)가 거리의 다수의 장소에 보급되면, 원할 때 원하는 장소에서 필요한 전력을 급속 충전용 배터리(12)에 언제나 충전할 수 있게 된다. 이 때문에, 거리에서의 휴대 단말기(13)에의 충전이 용이해져, 배터리 잔량을 걱정하지 않고 휴대 단말기(13)를 이용할 수 있게 된다.
충전 시스템(10)은, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 충전 서비스를 유저에 제공하는 서버(31)를 더 구비하고 있어도 된다. 여기서, 서버(31)는, 이 충전 시스템에 의한 서비스를 제공하는 데 사용되는 컴퓨터이다. 서버(31)는, 기억 장치와 연산 장치를 구비하고 있다. 서버(31)는, 클라이언트 컴퓨터와의 연계에 있어서 필요한 정보를 기억하며, 또한 필요한 정보를 제공한다. 급전 장치(11)와 휴대 단말기(13) 등은 적절하게 서버(31)와 통신하며, 서버(31)에 대하여 클라이언트 컴퓨터로 될 수 있다. 이 실시 형태에서는, 서버(31)는, 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 기억부(31a)와 통신부(31b)와 제어 장치(31c)를 구비하고 있다.
충전 시스템(10)은, 급전 장치(11)와 급속 충전용 배터리(12)로 구축될 수 있다. 이 경우, 기억부(31a)는, 서비스를 향수할 수 있는 유저를 특정하기 위한 유저 정보와, 서비스를 향수할 수 있는 급속 충전용 배터리(12)의 개체 정보 중 적어도 하나의 정보가 기억되어 있다. 여기서, 유저 정보는, 예를 들어 유저 개인을 특정할 수 있는 ID 정보일 수 있다. 급속 충전용 배터리(12)의 개체 정보는, 급속 충전용 배터리(12)를 식별하기 위한 정보일 수 있다. 급속 충전용 배터리(12)의 개체 정보는, 급속 충전용 배터리(12)에 일대일로 부여된 정보일 수 있다. 급속 충전용 배터리(12)의 개체 정보는, 급속 충전용 배터리(12)의 제조 시나 출하 시 등에 있어서 미리 부여되어 있으면 된다.
통신부(31b)는, 급전 장치(11)와, 급속 충전용 배터리(12) 중 적어도 하나의 디바이스와 통신 가능하게 접속된다.
제어 장치(31c)는, 이 실시 형태에서는, 이하의 처리 a1 내지 a3이 실행되도록 구성되어 있다.
처리 a1: 충전 시스템(10)을 구성하는 급전 장치(11)와, 급속 충전용 배터리(12) 중 적어도 하나의 디바이스로부터, 기억부(31a)에 기억된 유저 정보 또는 개체 정보 중 대조 가능한 미리 정해진 종류의 정보를 취득한다.
처리 a2: 처리 a1에서 취득된 미리 정해진 종류의 정보를 기초로 서비스 제공의 가부를 판단한다.
처리 a3: 처리 a2에 있어서, 서비스 제공이 가능하다고 판단된 경우에, 급전 장치(11)와 급속 충전용 배터리(12)로, 제1 충전 규격에 대응한 충전을 실시한다.
처리 a1에 있어서, 급속 충전용 배터리(12)가 서버(31)와의 통신 기능을 구비하고 있지 않은 경우에는, 급전 장치(11)를 통하여 정보가 취득되면 된다. 이 경우, 서버(31)의 제어 장치(31c)는, 급전 장치(11)를 통하여, 급속 충전용 배터리(12)로부터 유저 정보 또는 급속 충전용 배터리(12)의 개체 정보 등을 취득해도 된다. 급속 충전용 배터리(12)가 서버(31)와의 통신 기능을 구비하고 있는 경우에는, 제어 장치(31c)는, 급속 충전용 배터리(12)로부터 유저 정보 또는 급속 충전용 배터리(12)의 개체 정보 등을 직접 취득해도 된다.
처리 a2에서는, 예를 들어 급전 장치(11)와 급속 충전용 배터리(12) 중 적어도 하나의 디바이스로부터 취득된 정보에 기초하여, 유저 또는 급속 충전용 배터리(12)의 개체가 인증되면 된다. 인증 처리는, 급전 장치(11)와 급속 충전용 배터리(12) 중 적어도 하나의 디바이스로부터 취득된 정보와, 서버(31)의 기억부(31a)에 기억된 유저 정보 또는 개체 정보가 대조되면 된다. 대조된 결과, 디바이스로부터 취득된 정보와, 서버(31)에 기억된 정보가 일치하는 경우에, 서비스 제공이 가능하다고 판단되면 된다.
이러한 충전 시스템(10)에 따르면, 서버(31)를 통한 유저 인증을 거쳐, 급전 장치(11)로부터 급속 충전용 배터리(12)로의 충전 서비스를 제공할 수 있다. 이 때문에, 예를 들어 유저 정보 또는 개체 정보에 의해 대조된 유저에 대하여, 충전 서비스의 이용에 따른 후불 처리 등을 적용할 수 있다.
<<휴대 단말기(13)>>
휴대 단말기(13)는, 내장 배터리(13a)와, 제2 충전 유닛(13b)과, 통신 유닛(13c)과, 휴대 단말기(13)의 기본 기능을 구현화하기 위한 하드 구성이나 제어 장치(13d)를 구비하고 있다. 또한, 휴대 단말기(13)의 기본 기능을 구현화하기 위한 하드 구성이나 제어 장치(13d)는, 도 1에 있어서 휴대 단말기(13) 중에 파선으로 표시되어 있다. 휴대 단말기(13)의 기본 기능을 구현화하기 위한 하드 구성이나 제어 장치(13d)의 구체적인 도시나 설명은 생략한다. 또한, 휴대 단말기(13)의 구성이나 기본 기능은, 특별히 언급되지 않는 한 한정되지 않는다. 휴대 단말기(13)로서는, 예를 들어 스마트폰이나 휴대 전화나 태블릿 단말기나 모바일 PC 등을 들 수 있다.
<내장 배터리(13a)>
내장 배터리(13a)는, 휴대 단말기(13)에 전력을 공급하는 전원으로 되는 배터리이다. 내장 배터리(13a)는, 휴대 단말기(13)를 어느 정도의 시간, 연속적으로 사용하는 데 필요한 소요의 전지 용량을 구비하고 있으면 된다.
<제2 충전 유닛(13b)>
제2 충전 유닛(13b)은, 급속 충전용 배터리(12)와 전기적으로 접속되며, 제2 충전 규격에 대응하고 있다. 제2 충전 유닛(13b)은, 수신 장치(13b1)와, 제어 장치(13b2)와, 통신 회로(13b3)를 구비하고 있으면 된다. 수신 장치(13b1)는, 제2 급전 유닛(12c)의 송신 장치(12c1)에 대응하고 있으면 된다. 수신 장치(13b1)에는, 예를 들어 고출력으로 수신 가능한 장치가 채용되어 있으면 된다. 제어 장치(13b2)는, 수신하는 전력을 제어하도록 구성되어 있으면 된다. 통신 회로(13b3)에는, 제2 급전 유닛(12c)의 통신 회로(12c3)에 대응한 통신 규격이 채용되어 있으면 된다.
제2 충전 규격에서 정해진 전류값은, 휴대 단말기(13)의 내장 배터리(13a)의5C 미만(예를 들어, 3C 미만, 1C 미만 등)으로 되도록 정해져 있으면 된다. 제2 충전 규격에서 정해진 전류값은, 예를 들어 내장 배터리(13a)의 1C나 0.5C 등으로 C 레이트로 정해질 수 있다. 또한, 제2 충전 규격에서 정해진 전류값은, 예를 들어 2A나 3A 등으로 전류값으로 정해질 수 있다. 제2 충전 규격에서 정해진 전류값은, 내장 배터리(13a)의 열화가 진행되지 않을 정도의 낮은 전류값으로 정해지면 된다. 이와 같이, 제2 충전 규격에서 정해진 전류값은, 휴대 단말기(13)의 내장 배터리(13a)의 충전 성능에 따라 정해져 있으면 된다. 즉, 급속 충전용 배터리(12)로부터 내장 배터리(13a)로의 급전은, 급속하게 충전할 필요가 없다. 제2 충전 규격은, 내장 배터리(13a)의 열화가 억제되도록 설정되면 된다.
급속 충전용 배터리(12)와 휴대 단말기(13)는 별체여도 된다. 급속 충전 배터리(12) 및 휴대 단말기(13)는 가방 등의 포켓에 수납 가능하다. 급속 충전 전지(12) 및 이동 단말기(13) 중 적어도 하나는, 손에 든 채 충전하기 위한 보유 지지부를 구비하고 있어도 된다. 또한, 급속 충전용 배터리(12)는, 휴대 단말기(13)의 보호 케이스에 내장되어 있어도 된다. 예를 들어, 급속 충전용 배터리(12)는, 보호 케이스에 일체적으로 내장되어 있어도 된다. 또한, 급속 충전용 배터리(12)는 보호 케이스와는 별체이며, 휴대 단말기(13)의 보호 케이스에 마련된 수용 스페이스에 수용되어 있어도 된다. 또한, 급속 충전용 배터리(12)의 하우징에, 휴대 단말기(13)를 보유 지지하는 보유 지지부가 마련되어 있어도 된다. 이와 같이 급속 충전용 배터리(12)가 휴대 단말기(13)에 내장되어 있는 경우나 일체로 휴대할 수 있도록 구성되어 있는 경우에는, 모바일 배터리를 휴대 단말기(13)와는 별도로 갖고 다닐 필요성으로부터 해방된다.
또한, 도 1에 있어서 이점쇄선은, 변형예로서, 휴대 단말기(13)의 하우징을 가상적으로 도시하고 있다. 도 1에 이점쇄선으로 나타내고 있는 바와 같이, 급속 충전용 배터리(12)는, 휴대 단말기(13)에 내장되어 있어도 된다. 환언하면, 급속 충전용 배터리(12)는, 휴대 단말기(13)의 하우징 내에 내장되어 있어도 된다. 급속 충전용 배터리(12)가 휴대 단말기(13)에 내장되어 있는 경우에는, 급속 충전용 배터리(12)로부터 내장 배터리(13a)로의 충전을 제어하는 제2 급전 유닛(12c)과 제2 충전 유닛(13b)은, 1개의 컨트롤 유닛에 의해 휴대 단말기(13)의 하우징 내에 실장되어 있어도 된다.
도 2는, 충전 시스템(10)의 다른 일례를 모식적으로 도시하는 블록도이다. 도 2에서는, 급속 충전용 배터리(12)가 휴대 단말기(13)에 내장된 형태의 다른 일례가 도시되어 있다. 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 휴대 단말기(13)는, 급속 충전용 배터리(12)와, 내장 배터리(13a)와, 제1 충전 규격에 대응하고, 급속 충전용 배터리(12)에 충전하기 위한 제1 충전 유닛(12b)과, 제1 충전 규격보다 낮은 미리 정해진 전류값으로 충전하도록 정해진 제2 충전 규격에 대응하고, 급속 충전용 배터리(12)로부터 내장 배터리(13a)로 충전하기 위한 제2 충전 유닛(13e)을 가져도 된다. 이 경우, 급속 충전용 배터리(12)가 휴대 단말기(13)에 내장되어 있으므로, 급속 충전용 배터리(12)로부터 내장 배터리(13a)로 충전하기 위한 회로는 유선 회로여도 된다. 유선 회로를 채용함으로써, 급속 충전용 배터리(12)로부터 내장 배터리(13a)로 충전할 때의 에너지 손실이 작게 억제된다.
이러한 충전 시스템(10)에서는, 제1 충전 처리와 제2 충전 처리가 실행되도록 구성되어 있어도 된다.
제1 충전 처리는, 제1 충전 규격에 있어서 정해지는 전류값에 의해, 급전 장치(11)로부터 급속 충전용 배터리(12)로 충전하는 처리이다.
제2 충전 처리는, 제1 충전 처리 후에, 제2 충전 규격에 있어서 정해지는 전류값에 의해, 급속 충전용 배터리(12)로부터 내장 배터리(13a)로 충전하는 처리이다.
여기서, 제1 충전 규격은, 급전 장치(11)와 급속 충전용 배터리(12) 사이에서, 급속한 충전이 실현되도록 구성되어 있으면 된다. 제2 충전 규격은, 급속 충전용 배터리(12)로부터 내장 배터리(13a)로 내장 배터리(13a)의 열화를 억제하는 적당한 전류값으로의 충전이 실현되도록 구성되어 있으면 된다. 이와 같이, 급전 장치(11)와 급속 충전용 배터리(12) 사이의 충전 규격과, 급속 충전용 배터리(12)와 내장 배터리(13a) 사이의 충전 규격이 각각 정해져 있음으로써, 급속 충전용 배터리(12)로의 급속 충전과, 내장 배터리(13a)로의 완만한 충전이 실현된다. 또한, 제1 충전 처리 후에, 제2 충전 처리가 실행됨으로써, 급속 충전용 배터리(12)로의 단시간에서의 충전을 실현할 수 있다.
제1 충전 유닛(12b)은, 실장된 급속 충전용 배터리(12)의 5C 이상의 미리 정해진 전류값을 기억하고 있어도 된다. 제1 충전 처리에서 급전 장치(11)로부터 급속 충전용 배터리(12)로 충전될 때의 전류값은, 당해 제1 충전 유닛(12b)에 기억된 전류값에 기초하여 정해진다. 이 경우, 예를 들어 기종이 특정되지 않는 불특정 다수의 급속 충전용 배터리(12)에 의해 급전 장치(11)가 이용되는 경우라도, 급전 장치(11)로부터 급속 충전용 배터리(12)로 충전될 때의 전류값이 급속 충전용 배터리(12)에 있어서 적당한 전류값으로 제어된다. 이 때문에, 불특정 다수의 급속 충전용 배터리(12)에 이용되는 경우라도, 급속 충전용 배터리(12)의 열화가 작게 억제된다.
제2 충전 유닛(13b)은, 내장 배터리(13a)의 5C 미만의 미리 정해진 전류값을 기억하고 있어도 된다. 이 경우, 제2 충전 처리에서 급속 충전용 배터리(12)로부터 내장 배터리(13a)로 충전될 때의 전류값은, 당해 제2 충전 유닛(13b)에 기억된 전류값에 기초하여 정해지도록 구성되어 있으면 된다. 이러한 구성에 따르면, 예를 들어 급속 충전용 배터리(12)로부터, 기종이 특정되지 않는 불특정 다수의 휴대 단말기(13)로 충전되는 경우에, 급속 충전용 배터리(12)로부터 휴대 단말기(13)로 충전될 때의 전류값이 휴대 단말기(13)의 내장 배터리(13a)에 있어서 열화가 억제될 수 있는 적당한 전류값으로 제어된다. 이에 의해, 급속 충전용 배터리(12)로부터 불특정 다수의 휴대 단말기(13)로 충전되는 경우라도, 휴대 단말기(13)에 내장된 내장 배터리(13a)의 열화가 작게 억제된다.
충전 시스템(10)은, 제1 충전 처리가 행해질 때, 급전 장치(11)와 휴대 단말기(13) 사이에서 이용 정보가 통신되어도 된다. 즉, 급전 장치(11)로부터 급속 충전용 배터리(12)로 급전될 때, 급전 장치(11)와 휴대 단말기(13) 사이에서 충전 시스템(10)의 이용에 관한 정보(이용 정보)가 교환되어도 된다. 이러한 처리는, 급전 장치(11)와 휴대 단말기(13)에 내장된 제어 장치에 의해 구현화될 수 있다. 여기서, 이용 정보는 구체적으로 언급되지 않지만, 예를 들어 유저 정보나, 충전량, 충전 시간(예를 들어, 충전 개시 시각, 충전 종료 시각), 급전 장치(11)의 고체 정보, 급속 충전용 배터리(12)의 개체 정보, 휴대 단말기(13)의 개체 정보 등이 예시될 수 있다. 이러한 이용 정보가, 급전 장치(11)와 휴대 단말기(13) 사이에서 통신됨으로써, 제1 충전 처리의 처리 내용을 적절하게 관리할 수 있게 된다.
충전 시스템(10)은, 이용 정보에 기초하여, 휴대 단말기(13)의 유저에 과금되는 처리가 실행되도록 구성되어 있어도 된다. 과금 처리 및 결제 처리는, 예를 들어 충전 시스템(10)의 이용에 관하여, 휴대 단말기(13)에 미리 등록된 소프트웨어를 통하여 실행되도록 구성되어 있어도 된다.
충전 시스템(10)은, 도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 서버(31)를 더 구비하고 있어도 된다. 상술한 바와 같이 휴대 단말기(13)를 포함시켜 충전 시스템(10)이 구축되는 경우에는, 서버(31)는, 적절하게 휴대 단말기(13)와 연계되도록 구성되어 있으면 된다. 예를 들어, 서버(31)의 기억부(31a)에는, 서비스를 향수할 수 있는 휴대 단말기(13)의 정보가 기억되어 있어도 된다. 서버(31)의 통신부(31b)는, 휴대 단말기(13)와 통신 가능하게 접속되도록 구성되어 있어도 된다.
서버(31)의 제어 장치(31c)는, 이 실시 형태에서는, 이하의 처리 b1 내지 b3이 실행되도록 구성되어 있다.
처리 b1: 충전 시스템(10)을 구성하는 급전 장치(11)와, 급속 충전용 배터리(12)와, 휴대 단말기(13) 중 적어도 하나의 디바이스로부터, 기억부(31a)에 기억된 유저 정보 또는 개체 정보와, 대조 가능한 미리 정해진 정보를 취득한다.
처리 b2: 처리 b1에서 취득된 미리 정해진 종류의 정보를 기초로 서비스 제공의 가부를 판단한다.
처리 b3: 처리 a2에 있어서, 서비스 제공이 가능하다고 판단된 경우에, 급전 장치(11)와 급속 충전용 배터리(12)로, 제1 충전 규격에 대응한 충전을 실시한다.
처리 b1에 있어서, 급속 충전용 배터리(12)가 서버(31)와의 통신 기능을 구비하고 있지 않은 경우에는, 급전 장치(11) 또는 휴대 단말기(13)를 통하여 정보가 취득되면 된다. 이 경우, 서버(31)의 제어 장치(31c)는, 급전 장치(11) 또는 휴대 단말기(13)를 통하여, 급속 충전용 배터리(12)로부터 유저 정보 또는 급속 충전용 배터리(12)의 개체 정보 등을 취득해도 된다. 또한, 서버(31)는, 급전 장치(11)나 휴대 단말기(13)와 통신하여, 유저 정보 또는 디바이스의 개체 정보 등을 취득해도 된다.
처리 b2에서는, 예를 들어 급전 장치(11)와 급속 충전용 배터리(12)와 휴대 단말기(13) 중 적어도 하나의 디바이스로부터 취득된 정보에 기초하여, 유저와, 급속 충전용 배터리(12)의 개체와, 휴대 단말기(13)의 개체 중 적어도 어느 하나가 인증되면 된다. 인증 처리는, 급전 장치(11)와 급속 충전용 배터리(12)와 휴대 단말기(13) 중 적어도 하나의 디바이스로부터 취득된 정보와, 서버(31)의 기억부(31a)에 기억된 유저 정보 또는 개체 정보가 대조되면 된다. 대조된 결과, 디바이스로부터 취득된 정보와, 서버(31)에 기억된 정보가 일치하는 경우에, 서비스 제공이 가능하다고 판단되면 된다.
이러한 충전 시스템(10)에 따르면, 유저 인증을 거쳐, 급전 장치(11)로부터 급속 충전용 배터리(12)로의 충전을 제공할 수 있다. 이 때문에, 예를 들어 유저 정보 또는 개체 정보에 의해 대조된 유저에 대하여, 충전 서비스의 이용에 따른 후불 처리 등을 적용할 수 있다. 또한, 미리 등록된 유저에 있어서는, 종량제가 아니라, 예를 들어 월액 정액제로 충전 서비스가 제공되도록 구성되어도 된다.
서버(31)는, 제1 충전 처리가 행해질 때, 급전 장치(11)와 휴대 단말기(13) 중 적어도 한쪽 장치와의 사이에서 이용 정보가 통신되도록 구성되어 있어도 된다. 서버(31)는, 이용 정보에 기초하여, 휴대 단말기(13)의 유저에 과금되는 처리가 실행되도록 구성되어 있어도 된다. 서버(31)는, 이용 정보에 기초하여, 급속 충전용 배터리(12)의 유저에 과금되는 처리가 실행되도록 구성되어 있어도 된다.
이상, 여기서 개시되는 충전 시스템에 대하여, 여러 가지 설명하였다. 특별히 언급되지 않는 한, 여기서 예시된 충전 시스템의 실시 형태 등은, 본 발명을 한정하지 않는다. 또한, 여기서 개시되는 충전 시스템은 다양하게 변경할 수 있으며, 특별한 문제가 생기지 않는 한, 각 구성 요소나 여기서 언급된 각 처리는 적절하게 생략되거나, 또는 적절하게 조합될 수 있다.
10: 충전 시스템
11: 급전 장치
11a: 제1 급전 유닛
11a1: 송신 장치
11a2: 제어 장치
11a3: 통신 회로
11b: 전원 유닛
11c: 통신 유닛
11d: 제어 유닛
12: 급속 충전용 배터리
12a: 전지 유닛
12b: 제1 충전 유닛
12b1: 수신 장치
12b2: 제어 장치
12b3: 통신 회로
12c: 제2 급전 유닛
12c1: 송신 장치
12c2: 제어 장치
12c3: 통신 회로
13: 휴대 단말기
13a: 내장 배터리
13b: 제2 충전 유닛
13b1: 수신 장치
13b2: 제어 장치
13b3: 통신 회로
13c: 통신 유닛
13d: 제어 장치
13e: 제2 충전 유닛
30: 네트워크
31: 서버
31a: 기억부
31b: 통신부
31c: 제어 장치
40: 외부 전원

Claims (22)

  1. 급전 장치와,
    급속 충전용 배터리
    를 구비하고,
    상기 급전 장치는,
    상기 급속 충전용 배터리에 대하여 미리 정해진 전류값으로 충전하도록 정해진 제1 충전 규격에 대응한 제1 급전 유닛을 갖고,
    상기 급속 충전용 배터리는,
    상기 제1 충전 규격에 대응한 제1 충전 유닛과,
    상기 제1 충전 규격보다 낮은 미리 정해진 전류값으로 급전하도록 정해진 제2 충전 규격에 대응한 제2 급전 유닛
    을 갖는, 충전 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 충전 규격에서 정해진 전류값은, 상기 급속 충전용 배터리의 5C 이상인, 충전 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 충전 유닛은, 상기 급속 충전용 배터리의 충전 성능에 따른 미리 정해진 전류값을 기억하고 있고,
    상기 급전 장치로부터 상기 급속 충전용 배터리로 충전될 때의 전류값은, 상기 제1 충전 유닛에 기억된 전류값에 기초하여 정해지는, 충전 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 급전 장치로부터 상기 급속 충전용 배터리로 충전될 때, 상기 급전 장치와 상기 급속 충전용 배터리 사이에서 이용 정보가 통신되는 처리가 실행되도록 구성된, 충전 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 이용 정보에 기초하여, 상기 급속 충전용 배터리의 유저에 대한 과금이 실행되도록 구성된, 충전 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 충전 서비스를 유저에 제공하는 서버를 더 구비하고,
    상기 서버는,
    서비스를 향수할 수 있는 유저를 특정하기 위한 유저 정보와, 서비스를 향수할 수 있는 급속 충전용 배터리의 개체 정보 중 적어도 하나의 정보가 기억된 기억부와,
    상기 급전 장치와, 상기 급속 충전용 배터리 중 적어도 하나의 디바이스와 통신 가능하게 접속되는 통신부와,
    제어 장치
    를 갖고,
    상기 제어 장치는,
    당해 충전 시스템을 구성하는 상기 급전 장치와, 상기 급속 충전용 배터리 중 적어도 하나의 디바이스로부터, 상기 기억부에 기억된 상기 유저 정보 또는 개체 정보 중 대조 가능한 미리 정해진 종류의 정보를 취득하는 처리 a1과,
    상기 처리 a1에서 취득된 미리 정해진 종류의 정보를 기초로 서비스 제공의 가부를 판단하는 처리 a2와,
    상기 처리 a2에 있어서, 서비스 제공이 가능하다고 판단된 경우에, 상기 급전 장치와 상기 급속 충전용 배터리로, 상기 제1 충전 규격에 대응한 충전을 실시하는 처리 a3이 실행되도록 구성된, 충전 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 휴대 단말기를 더 구비하고,
    상기 휴대 단말기는,
    상기 휴대 단말기에 전력을 공급하는 전원으로 되는 내장 배터리와,
    상기 급속 충전용 배터리와 전기적으로 접속되며, 상기 제2 충전 규격에 대응한 제2 충전 유닛을 갖는, 충전 시스템.
  8. 제7항에 있어서, 상기 제2 충전 규격에서 정해진 전류값은, 상기 내장 배터리의 5C 미만인, 충전 시스템.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 급속 충전용 배터리는, 상기 휴대 단말기의 보호 케이스에 내장되어 있는, 충전 시스템.
  10. 제7항 또는 제8항에 있어서, 상기 급속 충전용 배터리는 휴대 단말기에 내장되어 있는, 충전 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 제2 급전 유닛과 상기 제2 충전 유닛이 1개의 컨트롤 유닛으로 구성되어 있는, 충전 시스템.
  12. 급전 장치와,
    휴대 단말기
    를 구비하고,
    상기 급전 장치는,
    상기 급속 충전용 배터리에 대하여 미리 정해진 전류값으로 충전하도록 정해진 제1 충전 규격에 대응한 제1 급전 유닛을 갖고,
    상기 휴대 단말기는,
    급속 충전용 배터리와,
    상기 휴대 단말기에 전력을 공급하는 전원으로 되는 내장 배터리와,
    상기 제1 충전 규격에 대응하고, 상기 급속 충전용 배터리에 충전하기 위한 제1 충전 유닛과,
    상기 제1 충전 규격보다 낮은 미리 정해진 전류값으로 충전하도록 정해진 상기 제2 충전 규격에 대응하고, 상기 급속 충전용 배터리로부터 상기 내장 배터리로 충전하기 위한 제2 충전 유닛을 갖는, 충전 시스템.
  13. 제7항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 충전 규격에 있어서 정해지는 전류값에 의해, 상기 급전 장치로부터 상기 급속 충전용 배터리로 충전하는 제1 충전 처리와,
    상기 제1 충전 처리 후에, 상기 제2 충전 규격에 있어서 정해지는 전류값에 의해, 상기 급속 충전용 배터리로부터 상기 내장 배터리로 충전하는 제2 충전 처리가 실행되도록 구성된, 충전 시스템.
  14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 충전 유닛은, 상기 내장 배터리의 충전 성능에 따른 미리 정해진 전류값을 기억하고 있고,
    상기 급속 충전용 배터리로부터 상기 내장 배터리로 충전될 때의 전류값은, 당해 제2 충전 유닛에 기억된 전류값에 기초하여 정해지는, 충전 시스템.
  15. 제7항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 충전 처리가 행해질 때, 상기 급전 장치와 상기 휴대 단말기 사이에서 이용 정보가 통신되는 처리가 실행되도록 구성된, 충전 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 이용 정보에 기초하여, 상기 휴대 단말기의 유저에 과금되는 처리가 실행되도록 구성된, 충전 시스템.
  17. 제7항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 충전 서비스를 유저에 제공하는 서버를 더 구비하고,
    상기 서버는,
    서비스를 향수할 수 있는 유저를 특정하기 위한 유저 정보와, 서비스를 향수할 수 있는 휴대 단말기 또는 급속 충전용 배터리의 개체 정보 중 적어도 하나의 정보가 기억된 기억부와,
    상기 급전 장치와, 상기 급속 충전용 배터리와, 상기 휴대 단말기 중 적어도 하나의 디바이스와 통신 가능하게 접속되는 통신부와,
    제어 장치를 갖고,
    상기 제어 장치는,
    상기 충전 시스템을 구성하는 상기 급전 장치와, 상기 급속 충전용 배터리와, 상기 휴대 단말기 중 적어도 하나의 디바이스로부터, 상기 기억부에 기억된 상기 유저 정보 또는 개체 정보와, 대조 가능한 미리 정해진 정보를 취득하는 처리 b1과,
    상기 처리 b1에서 취득된 미리 정해진 종류의 정보를 기초로 서비스 제공의 가부를 판단하는 처리 b2와,
    상기 처리 b2에 있어서, 서비스 제공이 가능하다고 판단된 경우에, 상기 급전 장치와 상기 급속 충전용 배터리로, 상기 제1 충전 규격에 대응한 충전을 실시하는 처리 b3이 실행되도록 구성된, 충전 시스템.
  18. 제17항에 있어서, 상기 서버는, 상기 제1 충전 처리가 행해질 때, 상기 급전 장치와 상기 휴대 단말기 중 적어도 한쪽 장치와의 사이에서 이용 정보가 통신되도록 구성된, 충전 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 상기 서버는, 상기 이용 정보에 기초하여, 상기 휴대 단말기의 유저에 과금되는 처리가 실행되도록 구성된, 충전 시스템.
  20. 제18항에 있어서, 상기 서버는, 상기 이용 정보에 기초하여, 상기 급속 충전용 배터리의 유저에 과금되는 처리가 실행되도록 구성된, 충전 시스템.
  21. 5C 이상의 미리 정해진 전류값으로 충전하도록 정해진 제1 충전 규격에 대응한 제1 충전 유닛과,
    상기 제1 충전 규격보다 낮은 미리 정해진 전류값으로 충전하도록 정해진 제2 충전 규격에 대응한 제2 급전 유닛
    을 갖고,
    상기 제1 충전 규격은, 제2 충전 규격에서 허용되는 최대 전류값보다 2배 이상 높은 전류값이 허용되도록 설정되어 있는, 급속 충전용 배터리.
  22. 제21항에 있어서, 상기 제1 충전 유닛은, 당해 급속 충전용 배터리의 충전 성능에 따른 전류값을 미리 기억하고 있는, 급속 충전용 배터리.
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