JP2011142720A - バッテリーパック、充電装置及び充電システム - Google Patents

バッテリーパック、充電装置及び充電システム Download PDF

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Abstract

【課題】 充電装置の構成を複雑化せずに、無駄な電力消費を抑制するとともにバッテリーパックの寿命を延ばすこと。
【解決手段】 バッテリーパック２は、上限値が異なる複数の充電量が設定され、バッテリーセル４に対する充放電電流に基づいてバッテリーセルの充電量を算出する充電量算出部５と、前記複数の充電量の内の一つの充電量を選択可能な充電量選択スイッチ７と、バッテリーセルの充電量情報と前記選択された充電量の上限値になるまで充電を行うように指示する充電指示情報とを充電装置３に送信する通信機能を備えたバッテリー制御部６とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、上限値が異なる複数の充電量を選択できるバッテリーパック、該バッテリーパックのバッテリーセルを充電する充電装置及び充電システムに関する技術分野である。
電子機器、例えば、撮像装置で撮影等をするときに必要なバッテリーパックの充電は、一般に、１００％の充電量（満充電量）が確保されるまで行われる。しかし、ユーザの撮影時間や使用用途によっては１００％の充電量を必要とせず、例えば、半分程度の充電量で充分な場合もある。このような場合に満充電量の充電が行われた場合には、残りの充電量が暗電流等で放電されてしまい無駄な電力を消費してしまう。
また、バッテリーパックの容量劣化を考慮すると、満充電量より低い充電量、例えば、８０％で充電する方がバッテリーパックの容量維持率が高くなることが知られている（図５参照）。図５は、８０％充電と１００％充電における容量維持率と充放電回数の関係を示したグラフである。容量維持率とは、初期の充電量（１００％）に対して一定条件の下で充電と放電を繰り返し行ったときの充電量の割合を示すものである。
図５に示すように、満充電量で繰り返し充電が行われたときには容量維持率が充放電回数に応じて大きく低下するが、８０％の充電量で繰り返し充電が行われたときには容量維持率の低下が小さい。
上記した問題点を解消する従来技術として、充電装置に満充電量（１００％）とそれより上限値の小さい充電量とを選択できる選択スイッチを設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載された充電装置において、選択スイッチに対する操作によって所望の充電量が選択されると、選択された充電量になるまで充電が行われる。
特開２００９−１２４７９５号公報
ところが、充電装置にはバッテリーパックに対する充電を行うための充電回路や充電制御を行うための制御回路が設けられ回路構造が複雑であるため、選択スイッチを設けると回路構造の複雑化が一層増大してしまう。
そこで、本発明は充電装置の構成を複雑化せずに、無駄な電力消費を抑制するとともにバッテリーパックの寿命を延ばすことを課題とする。
本発明の第１の態様に係るバッテリーパックは、上限値が異なる複数の充電量が設定され、バッテリーセルに対する充放電電流に基づいてバッテリーセルの充電量を算出する充電量算出部と、前記複数の充電量の内の一つの充電量を選択可能な充電量選択手段と、前記バッテリーセルの充電量情報と前記選択された充電量の上限値になるまで充電を行うように指示する充電指示情報とを充電装置に送信する通信機能を備えたバッテリー制御部とを有するようにしたものである。
従って、充電量情報と充電指示情報に基づいてバッテリーセルの充電量が充電量選択手段によって選択された充電量の上限値になるまで充電を行うように充電装置に対する制御が行われる。
第１の態様に係るバッテリーパックにおいては、前記充電量選択手段はメカニカルスイッチであり、前記充電量選択手段によって選択される前記充電量として満充電量と上限値が前記満充電量より小さい少なくとも二つの充電量とが設定されていることが望ましい。
少なくとも三つが設定された充電量の内のいずれかの充電量になるまで充電を行うように充電装置に対する制御が行われる。
本発明の第２の態様に係る充電装置は、上限値が異なる複数の充電量が設定されたバッテリーパックから送信されるバッテリーセルの充電量情報と前記複数の充電量から選択された充電量の上限値になるまで充電を行うように指示する充電指示情報とを受信する通信機能を備えた充電制御部を有し、前記充電制御部は、前記充電指示情報を受信して前記バッテリーセルの充電量が前記選択された充電量の上限値になるまで充電を行うように充電制御するようにしたものである。
従って、充電量情報と充電指示情報に基づいてバッテリーセルの充電量が充電量選択手段によって選択された充電量の上限値になるまで充電を行うように制御される。
本発明の第３の態様に係る充電システムは、上限値が異なる複数の充電量が設定され、バッテリーセルに対する充放電電流に基づいてバッテリーセルの充電量を算出する充電量算出部と、前記複数の充電量の内の一つの充電量を選択可能な充電量選択手段と、前記バッテリーセルの充電量情報と前記選択された充電量の上限値になるまで充電を行うように指示する充電指示情報とを充電装置に送信する通信機能を備えたバッテリー制御部とを有するバッテリーパックと、前記バッテリーパックから送信される前記バッテリーセルの充電量情報及び前記充電指示情報を受信する通信機能を備えた充電制御部を含み、該充電制御部が、前記充電指示情報を受信して前記バッテリーセルの充電量が前記選択された充電量の上限値になるまで前記バッテリーセルの充電を行うように充電制御する充電装置とを有するようにしたものである。
従って、バッテリーパックからの充電量情報と充電指示情報に基づいてバッテリーセルの充電量が充電量選択手段によって選択された充電量の上限値になるまで充電装置が充電を行うように制御される。
第３の態様に係る充電システムにおいては、前記充電量選択手段はメカニカルスイッチであり、前記充電量選択手段によって選択される前記充電量として満充電量と上限値が前記満充電量より小さい少なくとも二つの充電量とが設定されていることが望ましい。
バッテリーパックにおいて少なくとも三つが設定された充電量の内のいずれかの充電量になるまで充電装置が充電を行うように制御される。
本発明バッテリーパック、充電装置及び充電システムにあっては、上限値が異なる複数の充電量が設定され、バッテリーセルに対する充放電電流に基づいてバッテリーセルの充電量を算出する充電量算出部と、前記複数の充電量の内の一つの充電量を選択可能な充電量選択手段と、前記バッテリーセルの充電量情報と前記選択された充電量の上限値になるまで充電を行うように指示する充電指示情報とを充電装置に送信する通信機能を備えたバッテリー制御部とを有することを特徴とする。
従って、充電装置に所望の充電量を選択する充電量選択手段が不要であるので、充電装置の構成を複雑にすることなく無駄な電力消費を抑制するとともにバッテリーパックの寿命を延ばすことができる。
以下に、本発明の実施の形態に係る充電システムについて説明する。
充電システム１は、図１に示すように、バッテリーパック２とバッテリーパック２に対して充電を行う充電装置３とを備えている。
バッテリーパック２は、バッテリーセル４と充電量算出部５とバッテリー制御部６と充電量選択手段としての充電量選択スイッチ７とプラス端子１０と通信端子１１とマイナス端子１２を備えている。バッテリーパック２は充電装置３に着脱可能に構成されている。バッテリーパック２には上限値が異なる複数の充電量が設定されている。
充電量算出部５は、バッテリーセル４に対する充放電電流を検出してバッテリーセル４の現在の充電量を算出し、算出された充電量情報をバッテリー制御部６に送信する。
バッテリー制御部６は、充電量算出部５と充電量選択スイッチ７を制御し、充電量算出部５から送信される充電量情報及び充電量選択スイッチ７から送信される後述する充電量選択情報を受けて選択された充電量になるまで充電を行うように指示する充電指示情報及び充電量情報を充電装置３に送信する。
充電量情報及び充電指示情報はバッテリー制御部６に内蔵されたメモリ（図示せず）に記憶される。
充電量選択スイッチ７は上限値が異なる複数の充電量の内のいずれか一つを選択するスイッチである。充電量選択スイッチ７によって選択される充電量としては、例えば、満充電量と上限値が満充電量より小さい充電量とが設定されている。
尚、上記には、二つの充電量が設定された例を示したが、バッテリーパック２にあっては三つ以上の充電量が設定されていてもよい。
充電量選択スイッチ７は、例えば、第１の充電量を選択するスイッチ７ａと第２の充電量を選択するスイッチ７ｂとによって構成されている（図２参照）。第１の充電量は、例えば、満充電量（上限値１００％）であり、第２の充電量は、第１の充電量に対して上限値が８０％になる充電量である。
スイッチ７ａ又はスイッチ７ｂのいずれかが操作されて第１の充電量又は第２の充電量が選択されると、選択された充電量の情報を示す充電量選択情報がバッテリー制御部６に送信される。
尚、上記には、充電量選択スイッチ７として押しボタン式スイッチを例として示したが，充電量選択スイッチ７は押しボタン式スイッチに限定されることはなく、例えば、スライド式スイッチや接触式スイッチ、回転式スイッチ等の他の方式のスイッチでもよい。
また、上記には、充電量選択スイッチ７が二つのスイッチによって構成された例を示したが、スイッチの数は任意である。例えば、上限値が異なる二つの充電量が設定されているときに充電量選択スイッチ７を一つの押しボタン式スイッチによって構成することも可能である。この場合には、スイッチが操作されないときには一方の充電量が選択され、スイッチが操作されたときには他方の充電量が選択されるような構成にすることが可能である。
さらに、充電量選択スイッチ７が第１の入力ボタン（数字を上げるボタン）と第２の入力ボタン（数字を下げるボタン）によって構成され、第１の入力ボタンと第２の入力ボタンを操作することによって充電量をパーセント入力して選択するようにしてもよい。この場合には、充電量選択スイッチ７とは別に液晶表示部を設け、該液晶表示部にパーセント表示がなされるような構成にすることが好ましい。充電量の選択をパーセント入力で行うことによってより細かい充電量の設定が可能となる。
なお、上記した回転式スイッチやスライド式スイッチにおいて、スイッチ又はバッテリーパックの表面に目盛を設けることにより任意の充電量の選択が可能である。この場合には上記したような液晶表示部が不要であり、バッテリーパックの製造コストの低減を図ることができる。
充電装置３は、充電制御部１５と充電回路１６とプラス端子２０と通信端子２１とマイナス端子２２を備えている（図1参照）。
充電制御部１５は、バッテリー制御部６から送信された充電量情報及び充電指示情報を受けて充電回路１６を制御する。充電制御部１５は、通信端子２１及び通信端子１１を経由してバッテリー制御部６とシリアル通信を行う。
充電回路１６は、充電量情報を受信する充電量検出部(図示せず)を備えている。充電回路１６は、充電量情報及び充電指示情報に基づいてバッテリーセル４の充電量が充電量選択スイッチ７によって選択された充電量になるまで充電を行う。
プラス端子２０は、バッテリーパック２が充電装置３に装着されたときにバッテリーパック２のプラス端子１０と電気的に接続する。通信端子２１は、バッテリーパック２が充電装置３に装着されたときにバッテリーパック２の通信端子１１と電気的に接続する。マイナス端子２２は、バッテリーパック２が充電装置３に装着されたときにバッテリーパック２のマイナス端子１２と電気的に接続する。
以下に、充電システム１の動作について説明する。
図３は本実施の形態に係る充電システム１の動作を説明するためのフローチャートである。図３は満充電量（１００％）又は上限値８０％の充電量が選択される例を示すものである。
バッテリーパック２が充電装置３に装着されると、充電量選択スイッチ７に対する操作によって選択された充電指示情報がバッテリー制御部６を介して充電制御部１５に送信される。
充電制御部１５は充電指示情報を受信して（ステップＳ１０１）１００％充電（満充電）の選択か８０％充電の選択かを判定する（ステップＳ１０２）。８０％充電の選択であると判定された場合には、バッテリー制御部６を介してバッテリーセル４の現在の充電量情報を受信し（ステップＳ１０３）、バッテリーセル４の現在の充電量が８０％以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０４）。
バッテリーセル４の現在の充電量が８０％以上であると判定された場合には選択された８０％充電を満たしているので充電はしない（ステップＳ１０５）。具体的には、充電制御部１５がバッテリーセル４に充電しないように充電回路１６を制御する。
バッテリーセル４の現在の充電量が８０％未満であると判定された場合にはバッテリーセル４に対して充電量が８０％になるまで充電が行われる（ステップＳ１０６）。具体的には、充電制御部１５がバッテリーセル４の充電量が８０％になるまで充電を行うように充電回路１６を制御し、充電回路１６がバッテリーセル４に対して充電を開始する。
ステップＳ１０２において、１００％充電の選択がされた場合には、充電制御部１５は、バッテリー制御部６を介してバッテリーセル４の現在の充電量情報を受信し（ステップＳ１０７）、バッテリーセル４の現在の充電量が１００％以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。バッテリーセル４の現在の充電量が１００％である場合には充電はしない（ステップＳ１０６）。具体的には、充電制御部１５がバッテリーセル４に充電しないように充電回路１６を制御する。バッテリーセル４の現在の充電量が１００％未満である場合にはバッテリーセル４に対して充電量が１００％になるまで充電が行われる（ステップＳ１０９）。具体的には、充電制御部１５がバッテリーセル４の充電量が１００％になるまで充電を行うように充電回路１６を制御し、充電回路１６がバッテリーセル４に対して充電を開始する。
以上に説明したように、上記した実施の形態によれば、バッテリーパック２に設けた充電量選択スイッチ７に対する操作により所望の充電量が選択されるので、充電装置３に所望の充電量を選択する充電量選択スイッチが不要になる。従って、充電装置３の構成を複雑にすることなく無駄な電力消費を抑制するとともにバッテリーパック２の寿命を延ばすことができる。
以下に、バッテリーパックを２つ用いてそれらを充電装置に装着した場合の例について図４を参照して説明する。本例は、上記した図１の構成にもう一つバッテリーパックを追加した場合の例であり、充電システムの動作は上記した図１の例と同様であるので動作についての説明は簡単に行う。
充電システム３０は、バッテリーパック３２とバッテリーパック４２に対して充電を行う充電装置３３を備えている。
バッテリーパック３２は、バッテリーセル３４と充電量算出部３５とバッテリー制御部３６と充電量選択スイッチ３７とプラス端子５０と通信端子５１とマイナス端子５２を備える。バッテリーパック４２は、バッテリーセル４４と充電量算出部４５とバッテリー制御部４６と充電量選択スイッチ４７とプラス端子５０と通信端子５１とマイナス端子５２を備える。
充電装置３３は、充電制御部５５と充電回路５６とプラス端子６０と通信端子６１とマイナス端子６２を備える。
以下では、充電量選択スイッチ３７において上限値８０％の充電量が選択され、充電量選択スイッチ４７において上限値５０％の充電量が選択されたものとして説明する。
バッテリーパック３２、４２が充電装置３３に装着されると、充電量選択スイッチ３７に対する操作によって選択された第１の充電量（上限値８０％の充電量）になるまで充電を行うように指示する第１の充電指示情報と充電量選択スイッチ４７に対する操作によって選択された第２の充電量（上限値５０％の充電量）になるまで充電を行うように指示する第２の充電指示情報とがそれぞれバッテリー制御部３６、４６を介して充電制御部５５に送信される。充電制御部５５は第１の充電指示情報及び第２の充電指示情報を受信する。
充電制御部５５は、バッテリーパック３２に対してはバッテリーセル３４の現在の充電量が８０％以上であるか否かを判定する。バッテリーセル３４の現在の充電量が８０％以上であると判定された場合には充電は行われない。バッテリーセル３４の現在の充電量が８０％未満であると判定された場合にはバッテリーセル３４に対して充電量が８０％になるまで充電が行われる。
次に、充電制御部５５は、バッテリーパック４２に対してはバッテリーセル４４の現在の充電量が５０％以上であるか否かを判定する。バッテリーセル４４の現在の充電量が５０％以上であると判定された場合には充電は行われない。バッテリーセル４４の現在の充電量が５０％未満であると判定された場合にはバッテリーセル４４に対して充電量が５０％になるまで充電が行われる。
従って、上記構成によれば、複数のバッテリーパックが充電装置に装着されて
充電される場合においても、充電装置３３の構成を複雑にすることなく無駄な電力消費を抑制するとともにバッテリーパック３２、４２の寿命を延ばすことができる。
尚、充電装置が複数のバッテリーパックを充電するような構成であっても、それぞれのバッテリーパックに設けた充電量選択スイッチの操作により所望の充電量が選択される。従って、充電装置における各バッテリーパックが装着されるそれぞれの装着部ごとに所望の充電量を選択する充電量選択スイッチを設ける必要がなく、複数のバッテリーパックの充電が一度に可能な充電装置の構成の複雑化を回避することができる。
また、上記した実施の形態は、本発明を好適に実施した形態の一例に過ぎず、本発明は、その主旨を逸脱しない限り、種々変形して実施することが可能なものである。
本発明の実施の形態に係る充電システムの一例を示した図である。 本発明に係るバッテリーパックの斜視図である。 本発明に係る充電システムの動作を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る充電システムの他の例を示した図である。 ８０％充電と１００％充電における容量維持率と充放電回数の関係を示したグラフである。
２、３２、４２…バッテリーパック、３、３３…充電装置、４…バッテリーセル、５…充電量算出部、６…バッテリー制御部、７…充電量選択スイッチ

Claims (5)

  1. 上限値が異なる複数の充電量が設定され、
    バッテリーセルに対する充放電電流に基づいてバッテリーセルの充電量を算出する充電量算出部と、
    前記複数の充電量の内の一つの充電量を選択可能な充電量選択手段と、
    前記バッテリーセルの充電量情報と前記選択された充電量の上限値になるまで充電を行うように指示する充電指示情報とを充電装置に送信する通信機能を備えたバッテリー制御部とを有する
    バッテリーパック。
  2. 前記充電量選択手段はメカニカルスイッチであり、
    前記充電量選択手段によって選択される前記充電量として満充電量と上限値が前記満充電量より小さい少なくとも二つの充電量とが設定されている
    請求項１に記載のバッテリーパック。
  3. 上限値が異なる複数の充電量が設定されたバッテリーパックから送信されるバッテリーセルの充電量情報と前記複数の充電量から選択された充電量の上限値になるまで充電を行うように指示する充電指示情報とを受信する通信機能を備えた充電制御部を有し、
    前記充電制御部は、前記充電指示情報を受信して前記バッテリーセルの充電量が前記選択された充電量の上限値になるまで充電を行うように充電制御する
    充電装置。
  4. 上限値が異なる複数の充電量が設定され、バッテリーセルに対する充放電電流に基づいてバッテリーセルの充電量を算出する充電量算出部と、前記複数の充電量の内の一つの充電量を選択可能な充電量選択手段と、前記バッテリーセルの充電量情報と前記選択された充電量の上限値になるまで充電を行うように指示する充電指示情報とを充電装置に送信する通信機能を備えたバッテリー制御部とを有するバッテリーパックと、
    前記バッテリーパックから送信される前記バッテリーセルの充電量情報及び前記充電指示情報を受信する通信機能を備えた充電制御部を含み、該充電制御部が、前記充電指示情報を受信して前記バッテリーセルの充電量が前記選択された充電量の上限値になるまで前記バッテリーセルの充電を行うように充電制御する充電装置とを有する
    充電システム。
  5. 前記充電量選択手段はメカニカルスイッチであり、
    前記充電量選択手段によって選択される前記充電量として満充電量と上限値が前記満充電量より小さい少なくとも二つの充電量とが設定されている
    請求項４に記載の充電システム。
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