JP2010104103A - 送電装置、充電装置及び充電システム - Google Patents

送電装置、充電装置及び充電システム Download PDF

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Abstract

【課題】送電装置及び充電装置の双方に最適な充電量で充電できるようにする。
【解決手段】複数の機器間で送電及び充電を行う際に、複数レベルの供給能力に応じた複数レベルの電力量を送電装置200で算出して充電装置300に送信し、充電装置300は送電装置200から送信される供給可能な電力量情報に応じて要求電力量を前記送電装置200に送信する情報送信手段と、前記送電装置200から供給された電力を受け取り、前記受け取った電力により二次電池を充電する充電手段とを備える。送電装置200は、前記充電装置300から送られる充電量要求に応じて電力を送電し、充電装置300は前記送電装置200から供給された電力を受け取り、前記受け取った電力により前記二次電池を充電する。
【選択図】図1

Description

本発明は送電装置、充電装置及び充電システムに関する。
近年、電磁誘導などの技術を使い電池を充電する、非接触充電の技術が進歩している。非接触充電では、ケーブルや接続端子などを介さずに充電が可能なため、携帯電話やデジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、ノート型パーソナルコンピュータなどの携帯機器間での充電システムが提案されている。このような携帯機器間で充電を行う場合、供給機器が供給できる電力量に限りがあるため、常に充電機器の電池が満充電になるまで充電できるとは限らない。
そこで、充電を開始する前に、電池残量とユーザが所望する電力量とに基づいて、充電する電力量を決定し、決定された電力量を供給機器が充電機器に供給する技術が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。
特開2006−287555号公報
前記特許文献1に記載の電力移動システムでは、送電側機器のバッテリ残量や受電側機器のバッテリ残量を比較して充電量を決めている。しかしながら、特許文献1に記載のように、充電する電力量レベルを残量のみで決定すると、送電側機器及び受電側機器の双方に最適な充電量で充電することができない問題点があった。
本発明は前述の問題点に鑑み、送電装置、充電装置の双方に最適な電力量によって充電できるようにすることを目的としている。
本発明の送電装置は、充電が可能な二次電池を備える充電装置に対して電力を供給する送電装置であって、前記充電装置が要求する電力量を示す要求電力量情報を受信する受信手段と、前記送電装置の電力の供給能力に基づいて、前記充電装置に供給可能な電力量を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された供給可能な電力量を示す供給可能電力量情報を、前記受信手段により受信される要求電力量情報に応じて前記充電装置に送信する送信手段と、前記受信手段により受信された要求電力量情報に応じて前記充電装置に対して電力を供給する送電手段とを備えたことを特徴とする。
本発明の充電装置は、外部の送電装置から供給される電力により二次電池を充電する充電装置であって、前記送電装置が供給可能な電力量の情報を受信する受信手段と、
前記受信手段によって受信された前記供給可能な電力量の情報に応じて、前記送電装置に要求する要求電力量を決定する決定手段と、前記決定手段により決定した要求電力量を示す要求電力量情報を前記送電装置に送信する送信手段と、前記送電装置から供給された電力を受け取り、前記受け取った電力により前記二次電池を充電する充電手段とを備えることを特徴とする。
本発明の充電システムは、充電装置が備える二次電池に対して送電装置から電力を伝送して充電する充電システムであって、前記送電装置は、前記充電装置が要求する電力量を示す要求電力量情報を受信する受信手段と、前記送電装置の電力の供給能力に基づいて、前記充電装置に供給可能な電力量を算出する算出手段と、前記算出手段により算出された供給可能な電力量を示す供給可能電力量情報を、前記受信手段により受信される要求電力量情報に応じて前記充電装置に送信する送信手段と、前記受信手段により受信された要求電力量情報に応じて前記充電装置に対して電力を供給する送電手段とを備え、前記充電装置は、前記送電装置が供給可能な電力量の情報を受信する受信手段と、前記受信手段によって受信された前記供給可能な電力量の情報に応じて、前記送電装置に要求する要求電力量を決定する決定手段と、前記決定手段により決定した要求電力量を示す要求電力量情報を前記送電装置に送信する送信手段と、前記送電装置から供給された電力を受け取り、前記受け取った電力により前記二次電池を充電する充電手段とを備えることを特徴とする。
本発明の送電方法は、充電が可能な二次電池を備える充電装置に対して電力を供給する送電方法であって、前記充電装置が要求する電力量を示す要求電力量情報を受信する受信工程と、前記送電方法の電力の供給能力に基づいて、前記充電装置に供給可能な電力量を算出する算出工程と、前記算出工程において算出された供給可能な電力量を示す供給可能電力量情報を、前記受信工程において受信される要求電力量情報に応じて前記充電装置に送信する送信工程と、前記受信工程において受信された要求電力量情報に応じて前記充電装置に対して電力を供給する送電工程とを備えたことを特徴とする。
本発明の充電方法は、外部の送電装置から供給される電力により二次電池を充電する充電方法であって、前記送電装置が供給可能な電力量の情報を受信する受信工程と、前記受信工程において受信された前記供給可能な電力量の情報に応じて、前記送電装置に要求する要求電力量を決定する決定工程と、前記決定工程において決定した要求電力量を示す要求電力量情報を前記送電装置に送信する送信工程と、前記送電装置から供給された電力を受け取り、前記受け取った電力により前記二次電池を充電する充電工程とを備えることを特徴とする。
また、本発明の充電方法の他の特徴とするところは、充電装置が備える二次電池に対して送電装置から電力を伝送して充電する充電方法であって、前記送電装置は、前記充電装置が要求する電力量を示す要求電力量情報を受信する受信工程と、前記送電装置の電力の供給能力に基づいて、前記充電装置に供給可能な電力量を算出する算出工程と、前記算出工程において算出された供給可能な電力量を示す供給可能電力量情報を、前記受信工程において受信される要求電力量情報に応じて前記充電装置に送信する送信工程と、前記受信工程において受信された要求電力量情報に応じて前記充電装置に対して電力を供給する送電工程とを備え、前記充電装置は、前記送電装置が供給可能な電力量の情報を受信する受信工程と、前記受信工程において受信された前記供給可能な電力量の情報に応じて、前記送電装置に要求する要求電力量を決定する決定工程と、前記決定工程において決定した要求電力量を示す要求電力量情報を前記送電装置に送信する送信工程と、前記送電装置から供給された電力を受け取り、前記受け取った電力により前記二次電池を充電する充電工程とを備えることを特徴とする。
本発明によれば、充電装置は送電装置の供給可能な電力量に合わせ、要求する電力量を切り替えることができるとともに、送電装置も供給可能な電力量を充電装置に送ることができるため、双方に最適な充電量で充電することができる。
(第1の実施形態)
以下に、図面を参照しながら本実施形態について説明する。
図1は、本実施形態に係る充電システムの構成例を示すブロック図である。図1に示すように、本実施形態の充電システムでは電力を送る送電装置200と、送電装置200から供給された電力を受け取ってバッテリを充電する充電装置300から構成される。
送電装置200は、商用電源100とバッテリ205とから電力を受けることができる。商用電源100は商用電源アダプタ101を通して電源制御部204に給電される。
電源制御部204は、現在の送電装置200における給電方式が、商用電源100かバッテリ205であるかを検出する。そして、商用電源100から電力を受けている場合は商用電源アダプタ101からの電力を送電装置200全体の駆動電源となるように制御する。また、商用電源100から電力を受けていない場合、バッテリ205を送電装置200全体の駆動電源となるように制御する。更に、本実施形態では、商用電源100からの電力を利用して、バッテリ205の充電を行う。
送受信部201は、送受信部301との通信を行う。即ち、充電制御部203から送られてきた情報を送受信部301へ送信し、送受信部301から受信した情報は充電制御部203へ送信する。本実施形態においては、充電装置300から送られる要求電力量情報を送受信部201が受信する。また、充電装置300から送られる要求電力量情報に応じて、充電制御部203で算出する供給可能な電力量情報を充電装置300に送信する。
電力伝送部202は、公知の電磁誘導方式などの技術により、電源制御部204から充電制御部203を通して送られてきた電力を電力伝送部302へ送電する。具体的には、電力伝送部202は、コイルと、コイルに対して電流を流す回路、及びコイルに流れる電流を検出する回路などを有する。そして、コイルに供給する電流を周期的に変化させることにより、充電装置300に対して非接触に電力を供給する。
充電制御部203は、送受信部201との間で情報を送受信すると共に、電力伝送部202による電力の供給を制御する。また、送受信部201からの情報や電力伝送部202におけるコイルに流れる電流の変化などにより、充電装置300が近接したことを検出したり、電力伝送部202を通して送電する電力量を制御したりする。更に、電源制御部204からの給電方式情報を取得したり、電源制御部204で検出されたバッテリ残量や給電方式情報などを元に供給可能電力量を算出したりする。本実施形態においては、送電装置200における電力の供給能力によって、充電装置300に供給可能な電力量を算出する。
充電装置300の電源制御部304は、バッテリ305への充電の制御を行う。ここで、バッテリ305は、外部の送電装置から供給される電力により充電が可能な二次電池である。電源制御部304は、電源制御部204と同様に、バッテリ305の残量や容量を検出し、バッテリ305を充電する。なお、充電装置300においても、送電装置200と同様に、商用電源から電力を受ける構成とすることも可能である。
送受信部301は、送受信部201と通信を行い、充電制御部303から送られてきた情報を送受信部201へ送信し、送受信部201から受信した情報を充電制御部303へ送信する。
電力伝送部302は、電力伝送部202から送電された電力を受電し、充電制御部303へと送る。充電制御部303は、送受信部301との情報の送受信を行う。また、その他に、電力伝送部302から送られてきた電力を電源制御部304へ送ったり、送受信部301からの情報や電力伝送部302からの電力により近接検出を行ったりする。更に、送受信部301からの情報や電源制御部304からの検出された残量情報などにより充電要求量の算出を行う。
前述のように構成された本実施形態の充電システムにおいて行われる充電の動作を図2、図3、図4を用いて説明する。
図2において、送電装置200と充電装置300とが近接されると、ステップS401の処理を行い、充電制御部203や充電制御部303で近接を検出する。充電装置300は、送電装置200の近接を検出すると、ステップS403の処理を行い、充電制御部303からの供給可能電力量の情報、送受信部301を通して送電装置200に要求する。
一方、送電装置200は、充電装置300の近接を検出すると、ステップS402の処理を行い、電源制御部204の給電方式を充電制御部203が検出する。次に、ステップS404において、供給可能電力量算出処理を行い、給電方式情報やバッテリ残量に応じて供給可能な電力量を算出する。次に、ステップS405の処理として、算出された供給可能な電力量の情報を、送受信部201を通して充電装置300へ返信する。
送電装置200から送信された供給可能電力量情報を取得した充電装置300は、ステップS406の処理を行い、取得した供給可能電力量情報に応じて充電制御部303で要求充電量を算出する。次に、ステップS407の処理を行い、充電制御部303は、送受信部301を通して充電量要求を送電装置200に送信する。
送電装置200から送信された充電量要求を受信すると、送電装置200はステップS408の処理を行い、要求された充電量に応じて送電を開始し、充電装置300に対して充電を行う。
ここで、図2のステップS404の処理においては、給電方式に応じて供給可能電力量を算出するが、この供給可能電力量の算出手順を、図3を用いて説明する。
算出処理が開始されると、先ず、ステップS501の処理を行い、給電方式の種類を検出する。そして、給電方式が商用電源の場合はステップS502へ処理を進め、給電方式がバッテリの場合はステップS503へ処理を進める。
ステップS502においては、給電方式が商用電源であるので、供給可能電力量情報は無限であると算出する。この場合、充電制御部203は、供給可能な電力量の情報として、無限であること、即ち、供給可能な電力量に制限が無く、無制限である旨を示す所定値の情報を充電装置300に送信するよう、送受信部201を制御する。
一方、ステップS503においては、電源制御部204で得られたバッテリの残量に従い、供給可能な連力量を算出する。具体的には、バッテリ205の残量そのものを示す情報を供給可能な電力量としてもよいし、或いは、バッテリ205に保持しておきたい電力をバッテリ205の残量から差し引いた値を供給可能な電力量としてもよい。そして、算出した供給可能な電力量の情報を充電装置300に送信するよう、送受信部201を制御する。
図2のステップS406の処理は、送電装置200からの供給可能情報量に応じて要求充電量を算出するが、その要求充電量算出手順を、図4のフローチャートを用いて説明する。
先ず、ステップS601において、送電装置200の供給可能な電力量を判別する。この結果、送電装置200供給可能な電力量が無限であった場合はステップ602へと処理を進め、無限でなかった場合(有限であった場合)はステップS603へと処理を進める。
ステップS602においては、送電装置200の供給可能な電力量が無限であるため、バッテリ305を満充電状態とするために必要な電力を要求電力量として算出する。具体的には、電源制御部304で検出されたバッテリ305の容量と、現在のバッテリ残量との差を要求電力量として算出する。
一方、ステップS603においては、受信した供給可能な電力量と現在のバッテリ305の残量、及びバッテリ305の容量とに応じて要求電力量を算出する。具体的には、充電制御部303で検出したバッテリ残量と供給可能な電力量との和が充電制御部303で検出したバッテリ容量以下の場合は、供給可能な電力量をそのまま要求電力量と算出する。
一方、バッテリ305の残量と供給可能な電力量との和がバッテリ305の容量以上の場合は、バッテリ305を満充電状態とすることができると判断し、バッテリ305の容量とバッテリ305の残量との差を要求電力量として算出する。
なお、前述した実施形態においては図示を省略したが、送電装置200は、充電装置300が非接触状態で近接したことを検出する近接検出部を設けるとともに、充電装置300には、送電装置200が非接触状態で近接したことを検出する近接検出部を設ける。また、充電装置300には、近接検出部が送電装置200の近接を検出すると、送電装置200に対して要求する電力量を決定し、決定した要求電力量を示す要求電力量情報を送電装置200に送信する送信部を更に設ける。
近接検出部による近接の検出は、例えば、送電装置200の送受信部201及び充電装置300の送受信部301が、微弱の電波を定期的に出力する電波出力回路と、電波入力を検出するための電波検出回路を備えることによって実現できる。この構成により、送受信部(201、301)同士を近づけた場合、それぞれがお互いの微弱電波を検出することによって近接を検出することが可能である。
(本発明に係る他の実施形態)
前述した本実施形態における送電装置200、充電装置300を構成する各手段は、コンピュータのRAMやROMなどに記憶されたプログラムが動作することによって実現できる。このプログラム及びプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体は本発明に含まれる。
また、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記憶媒体等としての実施形態も可能であり、具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用してもよいし、また、一つの機器からなる装置に適用してもよい。
なお、本発明は、前述した送電方法、充電方法における各工程を実行するソフトウェアのプログラム(実施形態では図3及び図4に示すフローチャートに対応したプログラム)を、システムあるいは装置に直接、あるいは遠隔から供給する。そして、そのシステムあるいは装置のコンピュータが供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。
したがって、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、OSに供給するスクリプトデータ等の形態であってもよい。
プログラムを供給するための記録媒体としては種々の記録媒体を使用することができる。例えば、フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、MO、CD−ROM、CD−R、CD−RW、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM、DVD(DVD−ROM,DVD−R)などがある。
その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続する。そして、ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。
また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるWWWサーバも、本発明に含まれるものである。
また、本発明のプログラムを暗号化してCD−ROM等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせる。そして、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。
また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、コンピュータ上で稼動しているOSなどが、実際の処理の一部または全部を行うことによっても前述した実施形態の機能が実現され得る。
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれる。その後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。
本発明の実施形態を示し、送電装置と充電装置との間で送電及び充電を行うシステムの概略構成を説明するブロック図である。 本発明の実施形態を示し、送電装置と充電装置との間で送電及び充電を行うシーケンスの一例を示す図である。 本発明の実施形態を示し、送電装置が供給可能な電力量を算出する手順を説明するフローチャ−トである。 本発明の実施形態を示し、充電装置が要求充電量を算出する手順を説明するフローチャ−トである。
符号の説明
100 商用電源
101 商用電源アダプタ
200 送電装置
201 送受信部
202 電力伝送部
203 充電制御部
204 電源制御部
205 バッテリ
300 充電装置
301 送受信部
302 電力伝送部
303 充電制御部
304 電源制御部
305 バッテリ

Claims (10)

  1. 充電が可能な二次電池を備える充電装置に対して電力を供給する送電装置であって、
    前記充電装置が要求する電力量を示す要求電力量情報を受信する受信手段と、
    前記送電装置の電力の供給能力に基づいて、前記充電装置に供給可能な電力量を算出する算出手段と、
    前記算出手段により算出された供給可能な電力量を示す供給可能電力量情報を、前記受信手段により受信される要求電力量情報に応じて前記充電装置に送信する送信手段と、
    前記受信手段により受信された要求電力量情報に応じて前記充電装置に対して電力を供給する送電手段とを備えたことを特徴とする送電装置。
  2. バッテリから電力を受ける電源制御部を備え、
    前記算出手段は、前記バッテリの残量に基づいて前記供給可能な電力量を算出し、
    前記送電手段は前記バッテリから受けた電力により前記充電装置に対して電力を送信することを特徴とする請求項1に記載の送電装置。
  3. 商用電源とバッテリとから電力を受ける電源制御部を備え、
    前記算出手段は、前記電源制御部が前記商用電源から電力を受けている場合には供給可能な電力が無制限であると算出し、前記電源制御部が前記商用電源から電力を受けていない場合には前記バッテリの残量に基づいて前記供給可能な電力量を算出することを特徴とする請求項1に記載の送電装置。
  4. 外部の送電装置から供給される電力により二次電池を充電する充電装置であって、
    前記送電装置が供給可能な電力量の情報を受信する受信手段と、
    前記受信手段によって受信された前記供給可能な電力量の情報に応じて、前記送電装置に要求する要求電力量を決定する決定手段と、
    前記決定手段により決定した要求電力量を示す要求電力量情報を前記送電装置に送信する送信手段と、
    前記送電装置から供給された電力を受け取り、前記受け取った電力により前記二次電池を充電する充電手段とを備えることを特徴とする充電装置。
  5. 前記決定手段は、前記供給可能な電力量が無制限であることを示す場合、前記二次電池を満充電状態とするために必要な電力を前記要求電力量と算出し、前記供給可能な電力量が無制限で無い場合には、前記供給可能な電力量と前記二次電池の残量及び前記二次電池の容量に基づいて前記要求電力量を決定することを特徴とする請求項4に記載の充電装置。
  6. 充電装置が備える二次電池に対して送電装置から電力を伝送して充電する充電システムであって、
    前記送電装置は、前記充電装置が要求する電力量を示す要求電力量情報を受信する受信手段と、
    前記送電装置の電力の供給能力に基づいて、前記充電装置に供給可能な電力量を算出する算出手段と、
    前記算出手段により算出された供給可能な電力量を示す供給可能電力量情報を、前記受信手段により受信される要求電力量情報に応じて前記充電装置に送信する送信手段と、
    前記受信手段により受信された要求電力量情報に応じて前記充電装置に対して電力を供給する送電手段とを備え、
    前記充電装置は、前記送電装置が供給可能な電力量の情報を受信する受信手段と、
    前記受信手段によって受信された前記供給可能な電力量の情報に応じて、前記送電装置に要求する要求電力量を決定する決定手段と、
    前記決定手段により決定した要求電力量を示す要求電力量情報を前記送電装置に送信する送信手段と、
    前記送電装置から供給された電力を受け取り、前記受け取った電力により前記二次電池を充電する充電手段とを備えることを特徴とする充電システム。
  7. 前記送電装置は、前記充電装置が非接触状態で近接したことを検出する近接検出手段を備え、
    前記充電装置は、前記送電装置が非接触状態で近接したことを検出する近接検出手段と、
    前記近接検出手段が前記送電装置の近接を検出すると、前記送電装置に対して要求する電力量を決定し、決定した要求電力量を示す要求電力量情報を前記送電装置に送信する送信手段とを備えることを特徴とする請求項6に記載の充電システム。
  8. 充電が可能な二次電池を備える充電装置に対して電力を供給する送電方法であって、
    前記充電装置が要求する電力量を示す要求電力量情報を受信する受信工程と、
    前記送電方法の電力の供給能力に基づいて、前記充電装置に供給可能な電力量を算出する算出工程と、
    前記算出工程において算出された供給可能な電力量を示す供給可能電力量情報を、前記受信工程において受信される要求電力量情報に応じて前記充電装置に送信する送信工程と、
    前記受信工程において受信された要求電力量情報に応じて前記充電装置に対して電力を供給する送電工程とを備えたことを特徴とする送電方法。
  9. 外部の送電装置から供給される電力により二次電池を充電する充電方法であって、
    前記送電装置が供給可能な電力量の情報を受信する受信工程と、
    前記受信工程において受信された前記供給可能な電力量の情報に応じて、前記送電装置に要求する要求電力量を決定する決定工程と、
    前記決定工程において決定した要求電力量を示す要求電力量情報を前記送電装置に送信する送信工程と、
    前記送電装置から供給された電力を受け取り、前記受け取った電力により前記二次電池を充電する充電工程とを備えることを特徴とする充電方法。
  10. 充電装置が備える二次電池に対して送電装置から電力を伝送して充電する充電方法であって、
    前記送電装置は、前記充電装置が要求する電力量を示す要求電力量情報を受信する受信工程と、
    前記送電装置の電力の供給能力に基づいて、前記充電装置に供給可能な電力量を算出する算出工程と、
    前記算出工程において算出された供給可能な電力量を示す供給可能電力量情報を、前記受信工程において受信される要求電力量情報に応じて前記充電装置に送信する送信工程と、
    前記受信工程において受信された要求電力量情報に応じて前記充電装置に対して電力を供給する送電工程とを備え、
    前記充電装置は、前記送電装置が供給可能な電力量の情報を受信する受信工程と、
    前記受信工程において受信された前記供給可能な電力量の情報に応じて、前記送電装置に要求する要求電力量を決定する決定工程と、
    前記決定工程において決定した要求電力量を示す要求電力量情報を前記送電装置に送信する送信工程と、
    前記送電装置から供給された電力を受け取り、前記受け取った電力により前記二次電池を充電する充電工程とを備えることを特徴とする充電方法。
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