JP2012029503A - 二次電池パック、充電器および車両 - Google Patents

Abstract

【課題】負荷側の状態に依存せずに、適切な充電電流や充電電圧により組電池を充電する二次電池パック、充電器および車両を提供する。
【解決手段】複数の二次電池セルＢＴを含む組電池１５と、複数の二次電池セルＢＴの電圧を検出する検出回路１１と、負荷装置３および充電器２と通信可能に設けられた第１通信ポート１４Ａ、１４Ｂと、検出回路１１からの電圧値および第１通信ポート１４Ａ，１４Ｂからの信号を受信し、検出回路１１および第１通信ポート１４Ａ、１４Ｂを制御する第１演算回路１２と、を備え、第１演算回路１２は、第１通信ポート１４Ａ、１４Ｂにより充電開始要求を受信したときに、第１通信ポート１４Ａ、１４Ｂから負荷状態確認要求を出力するとともに、負荷情報から組電池１５の充電を許可するか否か判断して充電許可信号あるいは充電不許可信号を第１通信ポート１４Ａ、１４Ｂから出力するように構成されたことを特徴とする二次電池パック１。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、二次電池パック、充電器および車両に関する。

一般に、充電により繰り返し使用可能な複数の二次電池セルを直列または並列に接続した組電池を充電する場合、組電池の充電用端子に充電器を接続し、一定の電流または電圧を組電池に加えることにより充電が行われている。従来の充電制御では、この組電池の出力電圧の値を監視し、充電電圧や充電電流を制御する方式（ＣＣＣＶ方式など）が提案されている。

特開２００９−１１２１１１号公報

しかしながら、組電池の充電用端子と負荷接続用の放電用端子とが共通で、かつ充電器や充電回路が常時組電池と接続されている場合、充電開始時に、二次電池セルの電圧や温度の情報を取得しても、負荷に供給する電流の条件により二次電池セルの電圧や温度が影響を受け、最適な充電電流や充電電圧を設定することが困難であった。

例えば、二次電池装置を搭載した電動アシスト自転車が上り坂を走行しているときに、負荷が充電器の出力電流容量を上回る大電流を要求すると、充電器から出力される充電電流は全て負荷側で消費され、組電池の充電が困難であった。

また、電動アシスト自転車が下り坂を走行し、負荷側から回生電流が発生するとき、発生した回生電流が充電器の出力電流容量以下の場合は、二次電池に充電させることができるが、出力電流容量を上回る電流値の場合は、充電器側に電流が流れ込むことにより、機器が故障する恐れがあった。そのため、機器の故障を回避するために、充電器内に逆流防止用の保護回路を設ける必要があった。

本発明は上記事情に鑑みて成されたものであって、負荷側の状態に依存せずに、適切な充電電流や充電電圧により組電池を充電する二次電池パック、充電器および車両を提供することを目的とする。

本発明の態様による二次電池パックは複数の二次電池セルを含む組電池と、前記複数の二次電池セルの電圧を検出する検出回路と、負荷装置および充電器と通信可能に設けられた第１通信ポートと、前記検出回路からの電圧値および前記第１通信ポートからの信号を受信し、前記検出回路を制御する第１演算回路と、を備え、前記第１演算回路は、前記第１通信ポートより充電開始要求を受信したときに、前記第１通信ポートから負荷状態確認要求を出力するとともに、負荷情報から前記組電池の充電を許可するか否か判断して充電許可信号あるいは充電不許可信号を前記第１通信ポートから出力するように構成されている。

本発明の一実施形態に係る車両の一構成例を概略的に示す図である。 図１に示す車両に搭載された二次電池装置の一構成例を概略的に示す図である。 図２に示す二次電池装置における充電開始方法の一例を説明するためのフローチャートである。 図２に示す二次電池装置における充電中の動作の一例を説明するためのフローチャートである。 図１に示す車両に搭載された二次電池装置の一構成例を概略的に示す図である。 図５に示す二次電池装置における充電開始方法の一例を説明するためのフローチャートである。 図５に示す二次電池装置における充電中の動作の一例を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施形態に係る二次電池パック、充電器および車両について図面を参照して説明する。

図１に、二次電池装置が電気自動車、ハイブリッド車、電動アシスト自転車等の車両に搭載された場合の系統図の一例を示している。

本実施形態に係る車両は、二次電池パック１と、二次電池パック１に搭載された組電池１５を充電する充電器２と、二次電池パック１から供給された電力を変換して負荷３５としてのモータ３５（図２に示す）へ供給する負荷装置３と、モータ３５の回転が例えば差動ギアユニットを介して伝達される駆動輪ＷＲ、ＷＬと、を備えている。

図２に、二次電池装置の一構成例を示す。二次電池装置は、二次電池パック１と、充電器２と、負荷装置３と、を備えている。

二次電池パック１は、直列に接続された複数の二次電池セルＢＴを含む組電池１５と、二次電池セルＢＴの正極端子と負極端子との間の電圧（以下、端子間電圧という）および二次電池セルＢＴ近傍の温度を検出する電圧温度検出回路１１と、第１通信手段Ｃ１と、演算回路１２と、を備える。

第１通信手段Ｃ１は、充電器２と通信を行う通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）１３Ａと、負荷装置３と通信を行う通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）１３Ｂと、充電器２へ信号を出力する出力ポート１４Ａと、負荷装置３へ信号を出力する出力ポート１４Ｂと、を備える。

電圧温度検出回路１１には、組電池１５の最高電圧が電源電圧Ｖｃｃとして、組電池１５の最低電圧がグランド電位として供給される。電圧温度検出回路１１は、図示しない電圧検出部と温度検出部とを備えている。

組電池１５と電圧温度検出回路１１との間には、複数の電圧検出用配線１８が接続されている。電圧検出用配線１８の一端は、二次電池セルＢＴの正極端子あるいは負極端子と電気的に接続されている。電圧検出用配線１８の他端は電圧温度検出回路１１の電圧検出部に接続されている。各電圧検出用配線１８には抵抗器１６が直列に取り付けられている。

電圧温度検出回路１１の電圧検出部は、電圧検出用配線１８に印加された電圧の値を検出して、各二次電池セルＢＴの正極端子の電圧と負極端子との電圧を検出する。電圧温度検出回路１１の電圧検出部は、検出した正極端子の電圧と負極端子の電圧とから端子間電圧の値を演算して演算結果を演算回路１２へ送信する。また、電圧温度検出回路１１は、少なくとも１つの二次電池セルＢＴの近傍に設置された温度センサ（図示せず）により、二次電池セルＢＴの温度を検出する。電圧温度検出回路１１は検出した温度の値を演算回路１２へ送信する。

組電池１５の複数の二次電池セルＢＴの近傍には、温度センサ（図示せず）が設置されている。この温度センサは、電圧温度検出回路１１の温度検出部へ検出した温度の値を出力する。温度検出部は、温度センサから受信した温度の値を演算回路１２へ送信する。

演算回路１２は、電圧温度検出回路１１から供給された端子間電圧値および温度値を受信して、二次電池セルＢＴの充電状態（ＳＯＣ：state of charge）を演算する。演算回路１２は、二次電池セルＢＴの端子間電圧値、温度値、および、充電状態に基づいて、通信インタフェース１３Ａ、通信インタフェース１３Ｂ、に制御信号や異常信号を出力するように構成されている。また、演算回路１２は、二次電池セルＢＴの端子間電圧値、温度値、および、充電状態に基づいて、組電池１５が充電可能状態か否かを表す信号を出力ポート１４Ａへ出力するように構成されている。例えば、二次電池セルＢＴの端子間電圧が閾値よりも大きい場合には、演算回路１２は組電池１５が充電不可能であることを表す信号を出力ポート１４Ａへ出力する。

通信インタフェース１３Ａは、充電器２からの二次電池パック１に対する充電開始要求を受信し、演算回路１２へ出力する。また、通信インタフェース１３Ａは、演算回路１２からの充電許可信号および充電不許可信号を受信し、後述する充電器２の通信インタフェース２３へ出力する。

出力ポート１４Ａは、演算回路１２から出力された、組電池１５が充電や放電が可能か否かを表す信号、充電許可信号、および、充電不許可信号を受信して、後述する充電器２の入力ポート２４へ出力する。

通信インタフェース１３Ｂは、二次電池パック１から負荷装置３への要求を受信し、後述する負荷装置３の通信インタフェース３３へ出力する。

出力ポート１４Ｂは、演算回路１２から出力された、負荷装置３に対する力行や回生の許可信号を、後述する負荷装置３の入力ポート３４へ出力する。

充電器２は、電流電圧制御回路２１と、演算回路２２と、第２通信手段Ｃ２と、を備える。

第２通信手段Ｃ２は、二次電池パック１と通信を行う通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）２３と、二次電池パック１からの信号が入力される入力ポート２４と、を備える。

通信インタフェース２３は、二次電池パック１の通信インタフェース１３Ａとの通信により受信した信号を、演算回路２２へ出力する。例えば、通信インタフェース２３は、充電器２の充電開始要求を通信インタフェース１３Ａへ出力する。

入力ポート２４は、二次電池パック１の出力ポート１４Ａから出力された、組電池１５が充電や放電が可能か否かを表す信号、充電許可信号、および、充電不許可信号を受信して、演算回路２２へ出力する。

電流電圧制御回路２１は、演算回路２２からの制御信号に応じて、組電池１５を充電するための定電流あるいは定電圧を出力するように構成されている。電流電圧制御回路２１の２つの端子は、組電池１５の正極端子と負極端子とにそれぞれ電気的に接続され、電流電圧制御回路２１から出力された電圧および電流は組電池１５へ供給される。

演算回路２２は、通信インタフェース２３および入力ポート２４から信号を受信して、電流電圧制御回路２１の動作を制御する信号を出力するように構成されている。演算回路２２は、通信インタフェース２３および入力ポート２４から充電許可信号を受信した場合、電流電圧制御回路２１に充電を開始させる。演算回路２２は、通信インタフェース２３および入力ポート２４から充電不許可信号を受信した場合、電流電圧制御回路２１に充電を開始させない。

負荷装置３は、インバータ３１と、演算回路３２と、第３通信手段Ｃ３と、負荷３５と、を備えている。

第３通信手段Ｃ３は、二次電池パック１と通信を行う通信インタフェース（Ｉ／Ｆ）３３と、二次電池パック１からの信号が入力される入力ポート３４と、を備えている。

入力ポート３４には、二次電池パック１から負荷装置に対する力行や回生の許可信号が入力される。入力ポート３４に入力された許可信号は演算回路３２に送信される。

通信インタフェース３３は、通信インタフェース１３Ｂと通信を行い、二次電池パック１から負荷装置３への負荷状態確認要求を受信して、受信した負荷状態確認要求を演算回路３２へ出力する。

インバータ３１は、二次電池パック１の組電池１５から電力が供給される。インバータ３１は、組電池１５の正極端子電圧と負極端子電圧とが供給される。インバータ３１は、演算回路３２からの制御信号により電力位相や電流の制御を行い、負荷３５へ電力を出力する。また、インバータ３１は、負荷３５側で発生した電力を組電池１５側に回生電流として出力するように構成されている。

演算回路３２は、通信インタフェース３３から負荷常態確認要求を受信すると、負荷３５で必要とされている電流の値や、力行中であるか回生中であるかの情報を含む負荷情報をインバータ３１あるいは負荷３５より取得する。演算回路３２は、取得した負荷情報を通信インタフェース３３へ出力する。

組電池１５の正極端子電圧を、二次電池パック１から負荷装置３へ供給する経路には、遮断器１７が設けられている。遮断器１７は、二次電池パック１の演算回路１２から出力される制御信号によって、経路を遮断あるいは接続するように構成されている。

図３に、上記の二次電池装置の動作の一例を説明するためのフローチャートを示す。

充電器２から二次電池パック１の組電池１５を充電する場合、演算回路２２は入力ポート２４から受信した信号により二次電池パック１が充電可能な状態であるか否か判断する（ステップＡ１）。

演算回路２２は、二次電池パック１が充電可能な状態ではないと判断した場合には、再び入力ポート２４から受信した信号により二次電池パック１が充電可能な状態であるか否か判断する。演算回路２２は、二次電池モジュールの演算回路１２から出力ポート１４Ａおよび入力ポート２４を介して供給される信号により、組電池１５が満充電状態であることにより組電池１５が電流を受け入れられない場合は、充電不可能と判断する。

演算回路２２は、二次電池パック１が充電可能な状態であると判断した場合、充電開始要求を通信インタフェース２３および通信インタフェース１３Ａを介して、演算回路１２へ送信する（ステップＡ２）。

二次電池パック１の演算回路１２は、通信インタフェース１３Ａを監視して、充電開始要求を受信すると（ステップＢ１）、負荷状態確認要求を出力する（ステップＢ２）。負荷状態確認要求は、通信インタフェース１３Ｂおよび通信インタフェース３３を介して、負荷装置３の演算回路３２へ出力される。

負荷装置３の演算回路３２は通信インタフェース３３を監視して、負荷状態確認要求を受信すると（ステップＤ１）、負荷３５が必要としている電流あるいは回生電流の値や、力行中であるか回生中であるかの情報を含む負荷情報をインバータ３１あるいは負荷３５から取得する（ステップＤ２）。演算回路３２は、通信インタフェース３３および通信インタフェース１３Ｂを介して負荷情報を演算回路１２へ送信する（ステップＤ３）。

演算回路１２は、通信インタフェース１３Ｂを監視して、負荷情報を受信すると（ステップＢ３）、受信した負荷情報より負荷３５が必要としている電流あるいは回生電流の値が充電容量以下か否かを判断する（ステップＢ４）。

負荷３５が必要としている電流あるいは回生電流の値が充電容量以下であって、組電池１５が電流を受け入れ可能である場合、演算回路１２は充電許可信号を出力する。充電許可信号は、出力ポート１４Ａおよび入力ポート２４を介して充電器２の演算回路２２へ送信される（ステップＢ５）。

負荷が必要としている電流あるいは回生電流の値が充電容量よりも大きい場合、演算回路１２は充電不許可信号を出力する。充電不許可信号は、出力ポート１４Ａおよび入力ポート２４を介して充電器２の演算回路２２へ送信される（ステップＢ６）。

続いて、演算回路１２は、負荷が必要としている電流あるいは回生電流の値から、負荷装置３が回生中であるか力行中であるかを判断する（ステップＢ７）。演算回路１２は、負荷３５が充電器２の充電容量を上回る値の電流で力行している場合、あるいは、充電器２の充電容量を上回る電流を回生している場合、充電器２による充電を不許可とする。

負荷装置３が充電器２の充電容量を上回る電流を回生している場合、演算回路１２は、遮断器１７を開いて、負荷装置３と二次電池パック１との接続を遮断することにより、回生電流を負荷３５で消費させ（ステップＢ８）、負荷３５を回生ブレーキとして使用する。負荷装置３が力行中である場合、演算回路１２は、充電開始要求受信待ち状態となる。

充電器２の演算回路２２は、充電要求に対する結果を二次電池パック１から受信すると（ステップＡ３）、受信した信号が充電許可信号か否かを判断する（ステップＡ４）。受信した信号が充電許可信号である場合、演算回路２２は、電流電圧制御回路２１へ制御信号を出力して、組電池１５に充電電流あるいは充電電圧を印加させる（ステップＡ５）。受信した信号が充電許可信号でない場合、演算回路２２は、再び充電許可状態か否かを判断する（ステップＡ１）。演算回路２２は、充電開始要求に対する結果が許可となるまで充電開始要求を繰り返して、充電開始可能となるまで待つ。

図４に、充電器２により組電池１５を充電中であるときの、二次電池装置の動作の一例を説明するためのフローチャートを示す。

演算回路２２は、組電池１５の充電中に、充電継続の確認信号を通信インタフェース２３および通信インタフェース１３Ａを介して、演算回路１２へ出力する（ステップＡ６）。その後、演算回路２２は、二次電池パック１から充電継続の確認信号に対する応答を待つ待機状態となる。

演算回路１２は、充電継続の確認信号を受信すると（ステップＢ９）、負荷状態の確認要求を通信インタフェース１３Ｂおよび通信インタフェース３３を介して演算回路３２へ出力する（ステップＢ１０）。

演算回路３２は、負荷状態の確認要求を受信すると（ステップＤ４）、負荷３５が必要としている電流あるいは回生電流の値や、力行中であるか回生中であるかの負荷情報をインバータ３１あるいは負荷３５から取得して（ステップＤ５）、負荷情報を通信インタフェース３３および通信インタフェース１３Ｂを介して演算回路１２へ出力する（ステップＤ６）。

演算回路１２は、通信インタフェース１３Ｂを監視して、負荷情報を受信すると（ステップＢ１１）、受信した負荷情報より負荷３５が必要としている電流あるいは回生電流の値が充電容量以下か否かを判断する（ステップＢ１２）。

演算回路１２は、負荷３５が必要としている電流あるいは回生電流の値が充電容量以下であって、かつ、組電池１５が電流を受け入れ可能である場合、充電許可信号を出力する（ステップＢ１３）。なお、演算回路１２は、負荷３５が必要としている電流あるいは回生電流の値が充電容量以下である場合、組電池が満充電状態であることにより組電池１５が電流を受け入れ可能か否かさらに判断し（ステップＢ１２−２）、電流を受け入れることができない場合は充電不許可とする（ステップＢ１２−３）。

演算回路１２は、充電器２の充電容量を上回る値の電流で力行しているか、または、充電器２の充電容量を上回る電流を回生している場合、充電不許可信号を出力する（ステップＢ１４）。充電許可信号および充電許可信号は、出力ポート１４Ａおよび入力ポート２４を介して充電器２の演算回路２２へ送信される。

続いて、演算回路１２は、負荷が必要としている電流あるいは回生電流の値から、負荷装置３が回生中であるか力行中であるかを判断する（ステップＢ１５）。負荷装置３が充電器２の充電容量を上回る電流を回生している場合、演算回路１２は、遮断器１７を開いて、回生電流を負荷３５で消費させ（ステップＢ１６）、負荷３５を回生ブレーキとして使用する。

遮断器１７を開いた後、または、充電器２の充電容量を上回る値の電流で力行している場合、演算回路１２は、充電開始要求待ち状態となる。演算回路２２が、再び充電開始要求を通信インタフェース２３および通信インタフェース１３Ａを介して、演算回路１２へ送信する（ステップＡ２）。負荷装置３が力行中である場合、演算回路１２は、充電開始要求受信待ち状態となる。

充電器２の演算回路２２は、充電継続の確認信号に対する結果を二次電池パック１から受信し（ステップＡ７）、受信した信号が充電許可信号か否かを判断する（ステップＡ８）。受信した信号が充電許可信号である場合、演算回路２２は再び充電継続の確認信号を出力する（ステップＡ６）。

充電器２の演算回路２２は、充電継続の確認信号に対する結果を二次電池パック１から受信し（ステップＡ７）、受信した信号が充電許可信号でない場合、演算回路２２は、電流電圧制御回路を制御して充電電流および充電電圧を停止させる（ステップＡ９）。その後、演算回路２２は、再び充電開始要求を通信インタフェース２３および通信インタフェース１３Ａを介して、演算回路１２へ送信する（ステップＡ２）。

上記のように、充電器２で組電池１５を充電すると、負荷装置３と充電器２とが二次電池パック１の共通の電圧出力端子に接続されている場合であっても、負荷装置３の状態に依存することなく充電器２により組電池１５を充電する二次電池パック、充電器および車両を提供することができる。

次に、本発明の第２実施形態に係る二次電池パック、充電器および車両について図面を参照して以下に説明する。なお、以下の説明において、上述の第１実施形態に係る二次電池装置および車両と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態に係る車両は、上述の第１実施形態に係る車両と同様に、二次電池パック１と、二次電池パック１に搭載された組電池１５を充電する充電器２と、二次電池パック１から供給された電力を変換して負荷３５としてのモータ３５（図２に示す）へ供給する負荷装置３と、モータの回転が例えば差動ギアユニットを介して伝達される駆動輪ＷＲ、ＷＬと、を備えている。

図５に、二次電池装置の一構成例を示す。二次電池装置は、二次電池パック１と、充電器２と、負荷装置３と、を備えている。二次電池装置は、充電器２と負荷装置３との間で直接通信可能に構成されている。

充電器２の第２通信手段Ｃ２は、通信インタフェース２５をさらに備えている。通信インタフェース２５は、負荷装置３の後述する通信インタフェース３６と通信を行い、受信した信号を演算回路２２へ出力する。

負荷装置３の第３通信手段Ｃ３は、通信インタフェース３６をさらに備えている。通信インタフェース３６は、充電器２の通信インタフェース２５と通信を行い、受信した信号を演算回路３２へ出力する。

二次電池装置は、上記の構成以外は上述の第１実施形態の二次電池装置と同様である。

図６に、上記二次電池装置において充電器２で組電池１５の充電を開始する動作の一例を説明するためのフローチャートを示す。

充電器２から二次電池パック１の組電池１５を充電する場合、演算回路２２は入力ポート２４から受信した信号により二次電池パック１が充電可能な状態であるか否か判断する（ステップＡ１０）。

演算回路２２は、二次電池パック１が充電可能な状態ではないと判断した場合には、再び入力ポート２４から受信した信号により二次電池パック１が充電可能な状態であるか否か判断する。演算回路２２は、二次電池モジュールの演算回路１２から出力ポート１４Ａおよび入力ポート２４を介して供給される信号により、組電池１５が満充電状態であることにより組電池１５が電流を受け入れられない場合は、充電不可能と判断する。

演算回路２２は、二次電池パック１が充電可能な状態であると判断した場合、充電開始要求を通信インタフェース２５および通信インタフェース３６を介して、演算回路３２へ送信する（ステップＡ１１）。

演算回路３２は、通信インタフェース３６を監視して、充電開始要求を受信すると（ステップＤ７）、負荷３５が必要としている電流あるいは回生電流の値や、力行中であるか回生中であるかの情報を含む負荷情報をインバータ３１あるいは負荷３５から取得する（ステップＤ８）。演算回路３２は、通信インタフェース３６および通信インタフェース２５を介して負荷情報を演算回路２２へ送信する（ステップＤ９）。

充電器２の演算回路２２は、受信した負荷情報から、負荷装置３が必要としている電流あるいは回生電流の値が、充電器２の充電容量を上回る値の電流で力行している場合、充電器２の充電容量を上回る電流を回生している状態である場合、
まず、充電器２の演算回路２２は、負荷情報を受信すると（ステップＡ１２）、負荷情報から負荷３５が必要としている電流あるいは回生電流の値が充電容量以下か否か判断する（ステップＡ１３）。負荷３５が必要としている電流あるいは回生電流の値が充電容量以下であって、かつ、組電池１５が電流を受け入れ可能である場合、演算回路２２は電流電圧制御回路２１へ制御信号を出力して、組電池１５へ充電電流および充電電圧を出力させる（ステップＡ１４）。その後、演算回路２２は後述する継続確認の動作を開始する。

負荷３５が必要としている電流あるいは回生電流の値が充電容量よりも大きい場合、演算回路２２は、負荷装置３が回生中であるか力行中であるかを判断する（ステップＡ１５）。負荷装置３が力行中である場合、演算回路２２は、再び充電許可状態か否かを判断する（ステップＡ１０）。負荷装置３が充電器２の充電容量を上回る電流を回生している状態である場合、演算回路２２は、遮断器１７を開いて回生電流を負荷３５で消費させ（ステップＡ１６）、負荷３５を回生ブレーキとして使用する。遮断器１７を開いた後、演算回路２２は、再び充電許可状態か否かを判断する（ステップＡ１０）。

図７に、充電器２により組電池１５を充電中であるときの、二次電池装置の動作の一例を説明するためのフローチャートを示す。

演算回路２２は、組電池１５の充電中に、充電継続の確認信号を通信インタフェース２５および通信インタフェース３６を介して、演算回路３２へ出力する（ステップＡ１７）。その後、演算回路２２は、二次電池パック１から充電継続の確認信号に対する応答を待つ待機状態となる。

演算回路３２は、充電継続の確認信号を受信すると（ステップＤ１０）、負荷３５が必要としている電流あるいは回生電流の値や、力行中であるか回生中であるかの情報を含む負荷情報をインバータ３１あるいは負荷３５から取得して（ステップＤ１１）、負荷情報を通信インタフェース３６および通信インタフェース２５を介して演算回路２２へ出力する（ステップＤ１２）。

充電器２の演算回路２２は、受信した負荷情報から、負荷装置３が充電器２の充電容量を上回る値の電流で力行している場合、あるいは、負荷装置３が充電器２の充電容量を上回る電流を回生している状態である場合は、充電不許可とする。

まず、演算回路２２は、通信インタフェース２５を監視して、負荷情報を受信すると（ステップＡ１８）、受信した負荷情報より負荷３５が必要としている電流あるいは回生電流の値が充電容量以下か否かを判断する（ステップＡ１９）。負荷３５が必要としている電流あるいは回生電流の値が充電容量以下であって、組電池１５が電流を受け入れ可能である場合、演算回路２２は、再び充電継続確認要求を出力する（ステップＡ１７）。

演算回路２２は、二次電池モジュールの演算回路１２から出力ポート１４Ａおよび入力ポート２４を介して供給される信号により、負荷３５が必要としている電流あるいは回生電流の値が充電容量以下であっても、組電池が満充電状態であることにより組電池１５が電流を受け入れられるか否かをさらに判断し（ステップＡ１９−２）電流を受け入れることができない場合には充電不許可であると判断し、充電電流および充電電圧を停止させる（ステップＡ２０）。

負荷３５が必要としている電流あるいは回生電流の値が充電容量よりも大きい場合、演算回路２２は電流電圧制御回路２１へ制御信号を出力して充電電流および充電電圧を停止させる（ステップＡ２０）。

続いて、演算回路２２は、負荷装置３が回生中であるか力行中であるかを判断する（ステップＡ２１）。負荷装置３が充電器２の充電容量を上回る電流を回生している状態である場合、演算回路２２は、遮断器１７を開いて、回生電流を負荷３５で消費させる（ステップＡ２２）。負荷装置３が力行中である場合、演算回路２２は、再び充電許可状態か否かを判断する（ステップＡ１０）。

上記のように、充電器２で組電池１５を充電すると、負荷装置３と充電器２とが二次電池パック１の共通の電圧出力端子に接続されている場合であっても、負荷装置３の状態に依存することなく充電器２により組電池１５を充電する二次電池パック、充電器および車両を提供することができる。

さらに、本実施形態では、充電器２と負荷装置３とが直接通信可能に構成されているため、二次電池パック１の演算回路１２を介することなく、充電器２による組電池１５の充電を行うことが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

ＢＴ…二次電池セル、Ｃ１…第１通信手段、Ｃ２…第２通信手段、Ｃ３…第３通信手段、１…二次電池パック、２…充電器、３…負荷装置、１１…電圧温度検出回路（検出回路）、１２…演算回路、１３Ａ…通信インタフェース、１３Ｂ…通信インタフェース、１４Ａ…出力ポート、１４Ｂ…出力ポート、１５…組電池、１６…抵抗器、１７…遮断器、１８…電圧検出用配線、２１…電流電圧制御回路、２２…演算回路、２３…通信インタフェース、２４…入力ポート、２５…通信インタフェース、３１…インバータ、３２…演算回路、３３…通信インタフェース、３４…入力ポート、３５…負荷、３５…モータ、３６…通信インタフェース。

Claims (8)

1. 複数の二次電池セルを含む組電池と、
   前記複数の二次電池セルの電圧を検出する検出回路と、
   負荷装置および充電器と通信可能に設けられた第１通信ポートと、
   前記検出回路からの電圧値および前記第１通信ポートからの信号を受信し、前記検出回路を制御する第１演算回路と、を備え、
   前記第１演算回路は、前記第１通信ポートより充電開始要求を受信したときに、前記第１通信ポートから負荷状態確認要求を出力するとともに、負荷情報から前記組電池の充電を許可するか否か判断して充電許可信号あるいは充電不許可信号を前記第１通信ポートから出力するように構成されたことを特徴とする二次電池パック。
2. 前記第１演算回路は、前記負荷情報から前記負荷が必要としている電流あるいは回生電流が前記充電器の充電容量より大きく、かつ、前記負荷装置が回生中であると判断した場合、前記組電池から電圧または電流を供給する経路を遮断するように構成されたことを特徴とする請求項１記載の二次電池パック。
3. 前記第１演算回路は、前記第１通信ポートより前記充電器から充電継続確認を受信したときに、前記第１通信ポートから前記負荷装置へ負荷状態確認要求を出力し、受信した前記負荷情報から前記組電池の充電を許可するか否か判断して前記充電許可信号あるいは充電不許可信号を前記第１通信ポートから前記充電器へ出力させるように構成されたことを特徴とする請求項１記載の二次電池パック。
4. 二次電池パックに一定の電流または電圧を供給可能に構成された電流電圧制御回路と、
   負荷装置と通信可能に設けられた第２通信ポートと、
   前記第２通信ポートからの信号を受信し前記電流電圧制御回路を制御する第２演算回路と、を備え、
   前記第２演算回路は、前記二次電池パックの充電を開始する前に前記第２通信手段から充電開始要求を出力するとともに、負荷情報を受信したときに、前記負荷情報から前記二次電池パックを充電するか否か判断して、前記二次電池パックを充電すると判断した場合に前記電流電圧制御回路が充電を開始するように構成されたことを特徴とする充電器。
5. 前記第２演算回路は、前記負荷情報から前記負荷が必要としている電流が前記充電器の充電容量より大きく、かつ、前記負荷装置が回生中であると判断した場合、前記組電池から前記負荷装置へ電圧または電流を供給する経路を遮断するように構成されたことを特徴とする請求項４記載の充電器。
6. 前記第２演算回路は、前記組電池の充電中に、充電継続確認を前記第２通信ポートから前記負荷装置へ出力させ、負荷情報を受信したときに、前記負荷情報から前記組電池を充電するか否か判断して、前記組電池を充電しないと判断した場合に前記電流電圧制御回路に充電を停止させる請求項４記載の充電器。
7. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載された二次電池パックと、
   前記組電池に一定の電流または電圧を供給する電流電圧制御回路と、前記二次電池パックと通信可能に設けられた第２通信ポートと、前記組電池の充電を開始する前に前記第２通信ポートから前記二次電池パックへ充電開始要求を出力し、前記二次電池パックから充電許可信号を受信したときに、前記電流電圧制御回路に充電を開始させるように構成された第２演算回路と、を備えた充電器と、を備えたことを特徴とする車両。
8. 請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載された充電器と、
   インバータと、前記充電器と通信可能に設けられた第３通信ポートと、前記充電器から充電開始要求を受信したときに、前記インバータから負荷情報を取得して、前記第３通信ポートから前記充電器へ前記負荷情報を出力させる第３演算回路と、を備えた負荷装置と、を備えたことを特徴とする車両。

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