JP2011250644A - 電池パック、電池駆動機器、充電台及び電池パックの充電方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電池パック52は、単体で、又は電池駆動機器50に装着された状態で、充電台10に載置して、充電台10の送電コイル11と電磁結合して無接点で充電可能であり、電池パック52はさらに、充電可能な電池セル58と、充電台10の送電コイル11と電磁結合され、供給される充電電力を受電するための受電コイル51と、受電コイル51で受電された電力でもって、電池セル58の充電を制御するパック制御回路と、電池パック52が単品であるか、電池駆動機器50に装着されたで状態あるかを識別する識別手段と、を備え、識別手段の識別結果に基づき、充電台10に対して電池パック52が単体もしくは電池駆動機器50に装着された状態かを示す装着情報を、受電コイル51から送電コイル11側に送信する。
【選択図】図7
Description
(電池パック52)
(パック制御回路)
(電池保護回路60)
(電池セル58)
(電池駆動機器50)
(接続端子)
(パック側装着情報端子70A)
(送信タイミング)
(変調回路61、検出回路17)
(電池情報、装着情報)
(電池情報検出回路59)
(1)検出信号発生回路31がパルス信号の検出信号を位置検出コイル30に出力する。
(2)位置検出コイル30に供給される位置検出信号のパルス信号に励起されて、受電コイル51から位置検出コイル30にエコー信号が出力される。
(3)受信回路32にエコー信号が受信される。
(4)複数の位置検出コイル30を順番に切り換えて各々の位置検出コイル30からパルス信号の位置検出信号を出力し、各々の位置検出コイル30でもってエコー信号を受信する。
(5)識別回路33は、各々の位置検出コイル30に誘導されるエコー信号のレベルを検出して、受電コイル51の位置を検出する。受電コイル51に接近する位置検出コイル30に誘導されるエコー信号はレベルが高く、受電コイル51が位置検出コイル30から離れるにしたがってエコー信号のレベルが低くなるので、識別回路33はエコー信号のレベルから受電コイル51の位置を検出する。図6の位置検出制御器14は、X軸方向とY軸方向に位置検出コイル30を配設して、受電コイル51のX軸方向の位置をX軸検出コイル30AでY軸方向の位置をY軸検出コイル30Bで検出する。
(整流回路53)
(1)ケース20の上面プレート21に電池駆動機器50が載せられると、この電池駆動機器50の位置が位置検出制御器14で検出される。
(2)電池駆動機器50の位置を検出した位置検出制御器14は、移動機構13を制御して、移動機構13でもって送電コイル11を上面プレート21に沿って移動させて電池駆動機器50の受電コイル51に接近させる。
(3)受電コイル51に接近する送電コイル11は、受電コイル51に電磁結合されて受電コイル51に交流電力を搬送する。
(4)電池駆動機器50は、受電コイル51の交流電力を整流して直流に変換し、この直流で電池パック52を充電する。
(充電パラメータ)
(1)最初に、いずれかの電池駆動機器50の受電コイル51の位置を検出して、この受電コイル51に送電コイル11を接近させて、この第1の電池駆動機器50Aの電池パック52を充電する。
(2)位置検出制御器14は、充電している第1の電池駆動機器50Aから搬送される電池電圧、残容量、電池温度等の電池情報から、第1の電池駆動機器50Aの電池パック52の充電を中断し、第1の電池駆動機器50Aとは別の位置にセットされる第2の電池駆動機器50Bの受電コイル51の位置を検出し、移動機構13を制御して送電コイル11を第2の電池駆動機器50Bの受電コイル51に接近させる。この状態で、第2の電池駆動機器50Bの電池パック52に電力搬送して、この電池パック52を充電する。
(3)さらに、位置検出制御器14は、充電している第2の電池駆動機器50Bから搬送される電池情報から、第2の電池駆動機器50Bの電池パック52の充電を中断し、さらに別の位置にセットされる第3の電池駆動機器50Cの受電コイル51の位置を検出して、移動機構13を制御して送電コイル11を第3の電池駆動機器50Cの受電コイル51に接近させて、第3の電池駆動機器50Cの電池パック52を充電する。
(4)その後、位置検出制御器14は、第3の電池駆動機器50Cから搬送される電池情報から、第3の電池駆動機器50Cの電池パック52の充電を中断し、送電コイル51を第1の電池駆動機器50Aの受電コイル51に位置に移動して、第1の電池駆動機器50Aの電池パック52を充電する。
(5)以上のように、第1の電池駆動機器50A、第2の電池駆動機器50B、第3の電池駆動機器50Cを繰り返し充電して、内蔵する電池パック52を満充電する。
11…送電コイル
12…交流電源
13…移動機構
14…位置検出制御器;14A…第1の位置検出制御器;14B…第2の位置検出制御器
15…コア;15A…円柱部;15B…円筒部
16…リード線
17…検出回路
18…直流電源
19…発光ダイオード
20…ケース
21…上面プレート
22…サーボモータ;22A…X軸サーボモータ;22B…Y軸サーボモータ;
23…ネジ棒;23A…X軸ネジ棒;23B…Y軸ネジ棒
24…ナット材;24A…X軸ナット材;24B…Y軸ナット材
25…ベルト
26…ガイドロッド
27…ガイド部
30…位置検出コイル;30A…X軸検出コイル;30B…Y軸検出コイル
31…検出信号発生回路
32…受信回路
33…識別回路
34…切換回路
35…リミッタ回路
36…A/Dコンバータ
50…電池駆動機器;50A…第1の電池駆動機器;50B…第2の電池駆動機器
50C…第3の電池駆動機器
51…受電コイル
52…電池パック
53…整流回路;53B…ダイオードブリッジ
54…充電制御回路
55…直列コンデンサ
56…プルアップ抵抗
57…並列共振回路
58…電池セル
59…電池情報検出回路
60…電池保護回路
61…変調回路
62…負荷回路
63…インピーダンス変調用コンデンサ
65…パック制御回路
66…温度センサ
67A…パック側接続端子;67B…機器側接続端子
68A…パック側電力端子;68B…機器側電力端子
69A…パック側温度端子;69B…機器側温度端子
70A…パック側装着情報端子;70B…機器側装着情報端子
71A…パック側グランド端子;71B…機器側グランド端子
74…スイッチング素子;74X…ペアースイッチング素子;74a…ペアーFET
74b…ペアーFET
d1…送電コイルと受電コイルとの距離;d2…電池蓋を含めた送電コイルと受電コイルとの距離;d3…電池蓋の厚み
Claims (12)
- 電池駆動機器(50)に装着されて、駆動電力を供給するための電池パックであって、
該電池パック(52)は、単体で、又は該電池駆動機器(50)に装着された状態で、充電台(10)に載置して、該充電台(10)の送電コイル(11)と電磁結合して無接点で充電可能であり、
該電池パック(52)はさらに、
充電可能な電池セル(58)と、
該充電台(10)の送電コイル(11)と電磁結合され、供給される充電電力を受電するための受電コイル(51)と、
前記受電コイル(51)で受電された電力でもって、前記電池セル(58)の充電を制御するパック制御回路と、
該電池パック(52)が単品であるか、前記電池駆動機器(50)に装着されたで状態あるかを識別する識別手段と、
を備え、
前記識別手段の識別結果に基づき、充電台(10)に対して電池パック(52)が単体もしくは電池駆動機器(50)に装着された状態かを示す装着情報を、前記受電コイル(51)から送電コイル(11)側に送信することを特徴とする電池パック。 - 請求項1に記載の電池パックであって、
前記識別手段として、該電池駆動機器(50)と電気的に接続するためのパック側接続端子(67A)が、電池パック(52)が単体か電池駆動機器(50)に装着された状態かの種別を示す装着情報を生成するためのパック側装着情報端子(70A)を含んでなることを特徴とする電池パック。 - 請求項2に記載の電池パックであって、
前記パック側装着情報端子(70A)が、電池パック(52)を電池駆動機器(50)に接続した際にショートされるショートピンであることを特徴とする電池パック。 - 請求項2に記載の電池パックであって、
前記パック側装着情報端子(70A)が、電池パック(52)の温度情報を電圧で電池駆動機器(50)側に伝達するパック側温度端子(69A)であり、前記パック側温度端子(69A)に電圧が印加されていない場合は電池パック単体、前記パック側温度端子(69A)に電圧が印加されている場合は電池駆動機器装着状態と判定することを特徴とする電池パック。 - 請求項1から4のいずれか一に記載の電池パックであって、
前記受電コイル(51)で、装着情報を充電台(10)の送電コイル(11)に送出するタイミングが、充電開始前であることを特徴とする電池パック。 - 請求項1から5のいずれか一に記載の電池パックであって、さらに、
該電池パック(52)の装着情報に基づいて、前記受電コイル(51)のインピーダンスを変化させる変調回路(61)を備えていることを特徴とする電池パック。 - 請求項6に記載の電池パックであって、
前記変調回路で充電台(10)側に伝送する情報として、装着情報に加え、該電池パック(52)の電圧と、充電電流と、該電池パック(52)の温度と、シリアル番号と、該電池パック(52)の充電電流を規定する許容充電電流と、該電池パック(52)の充電を許容する許容温度のいずれかの電池情報を含むことを特徴とする電池パック。 - 電池パック(52)を装着すると共に、該電池パック(52)から駆動電力の供給を受けて駆動される電池駆動機器(50)であって、
該電池パック(52)と装着するための機器側接続端子(67B)として、
該電池パック(52)の電力を受け取る機器側電力端子(68B)と、
該電池パック(52)が、単体か、電池駆動機器(50)に装着された状態かの種別を示す装着情報を生成するための機器側装着情報端子(70B)と、
を備えており、
該電池パック(52)は、単体で、又は該電池駆動機器(50)に装着された状態で、充電台(10)に載置して、該充電台(10)の送電コイル(11)と、該電池パック(52)に内蔵された受電コイル(51)とを電磁結合して無接点で充電可能であり、
さらに前記機器側装着情報端子(70B)で生成された装着情報を、該受電コイル(51)から送電コイル(11)に送信することで、該充電台(10)は該装着情報に基づいて充電パラメータを設定し、送電コイル(11)から受電コイル(51)に電力供給可能としてなることを特徴とする電池駆動機器。 - 請求項8に記載の電池駆動機器であって、
前記機器側装着情報端子(70B)が、該電池パック(52)の温度情報を取得するための機器側温度端子(69B)と兼用しており、
前記機器側温度端子(69B)に温度情報が付加されていない場合は、電池パック(52)単体と判定し、
前記機器側温度端子(69B)に温度情報が付加されている場合は、電池駆動機器装着状態と判定し、
該判定結果に基づいて該電池パック(52)が該充電台(10)に装着情報を送信し、該充電台(10)が該装着情報に基づいた充電パラメータにて該電池パック(52)を充電することを特徴とする電池駆動機器。 - 電池駆動機器(50)に装着されて、駆動電力を供給する電池パック(52)を充電するための充電台であって、
電池パック(52)もしくは該電池パック(52)を装着した電池駆動機器(50)を載置するためのケース(20)と、
前記ケース(20)の内部に配置され、該電池パック(52)に内蔵された受電コイル(51)と電磁結合して送電するための送電コイル(11)と、
前記送電コイル(11)で送電する電力の充電条件を規定する充電パラメータを設定する充電制御回路(54)と、
前記送電コイル(11)から該電池パック(52)の受電コイル(51)への電力の送電効率の低下に基づいて、前記ケース(20)上に充電対象でない異物が載置されたことを検出する異物検出手段と、
を備えており、
該電池パック(52)が、電池パック単体か、電池駆動機器(50)に装着された状態かを示す装着情報を受電コイル(51)から送電コイル(11)側に送出されたことを受けて、該装着情報に基づいて前記充電制御回路(54)が充電パラメータを設定し、該設定に基づいて前記送電コイル(11)から該電池パック(52)の受電コイル(51)側に送電するよう構成してなることを特徴とする充電台。 - 請求項10に記載の充電台であって、
前記充電制御回路(54)が、充電パラメータを設定する際、装着情報が電池駆動機器装着状態である場合に、電池パック単体よりも周波数を高くしてなることを特徴とする充電台。 - 電池駆動機器(50)に装着されて、駆動電力を供給するための電池パック(52)の充電方法であって、
前記電池パック(52)を、単体で、又は前記電池駆動機器(50)に装着された状態で、充電台(10)に載置する工程と、
前記電池パック(52)に含まれる、前記電池駆動機器(50)と接続されたパック側装着情報端子(70A)で取得された、前記電池パック(52)が単体であるか、電池駆動機器装着状態であるかの種別を示す装着情報を、前記電池パック(52)の受電コイル(51)から、前記充電台(10)の送電コイル(11)に対し、これら受電コイル(51)と送電コイル(11)とを電磁結合させて送信する工程と、
前記充電台(10)は、前記装着情報に基づいて充電パラメータを設定し、該充電パラメータの設定に従って前記送電コイル(11)から、前記電池パック(52)の受電コイル(51)に対し、送電を開始する工程と、
を含むことを特徴とする電池パックの充電方法。
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