JP2012523650A - 電源及びその中の二重充電可能なバッテリパック - Google Patents

電源及びその中の二重充電可能なバッテリパック Download PDF

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Abstract

【課題】電源(30)及びその中のダブル充電機能付きバッテリモジュール(10,20)を提供すること。
【解決手段】電源(30)は、座体(31)及び少なくとも1つのダブル充電機能付きバッテリモジュール(10,20)を含む。ダブル充電機能付きバッテリモジュール(10,20)は、本体(11,21)を含む。本体(11,21)は、エネルギーストレージ装置(12)と、第1の充電端子群(131)及び第1の電力出力端子群(132)を含む第1の接続装置(13)と、第2の充電端子群(141)を含む第2の接続装置(14)とを含む。エネルギーストレージ装置(12)は、第1の電力(P1)及び第2の電力(P2)を第1の充電端子群(131)及び第2の充電端子群(141)からそれぞれ受け、第1の電力出力端子群(132)を通して第3の電力(P3)を出力する。第1の電力(P1)は、第2の電力(P2)とは異なる。
【選択図】図1A

Description

本発明は、電源及びその中のバッテリパックに関する。特に、本発明は、電源及び充電能力を有するバッテリパックに関する。
バッテリは、MP3、PDA、ノートパソコン、電子ポケット翻訳機、デジタルカメラ等の様々な最新の携帯型電子製品にとって不可欠なものである。様々なバッテリの中で、その再充電能力によって二次電池は、経済的な利点を有し環境にやさしいものとして認識されてきたので、幅広い用途において益々適用されている。
二次電池の充電は通常、二次電池を充電するためにグリッド供給電力を所定の電圧レベルを有する充電用電源に変換するための変圧器を実装するバッテリチャージャを用いて行わなければならない。しかしながら、この手法は、充電用電源に屋外で都合よくアクセスすることが難しいという、この手法特有の欠点を有する。この欠点により、バッテリチャージャの効率が著しく弱められ、電力供給がその欠点に依存するため、ユーザにとっては不都合である。
一方、再生不可能な資源の放電により、電気は、益々不足し費用がかかるようになってしまう。これにより、無尽蔵のグリーンエネルギー資源の利用及び応用の開発が推進される。さらに、MP3、PDA、iPod(登録商標)及びiPhone(登録商標)等のような携帯型デジタル装置は、持ち運べる電力を用いて再供給することができる。そのため、課題は、グリッド供給電力のない場所においても制限なく、電力をシンプルな携帯型バッテリ(例えば、ノートパソコン用のもの)で携帯型電子製品に確実に供給する方法について取り組むことである。
先行技術の欠点に鑑み、本発明は、電源及びその中の二重充電可能なバッテリパックを提供するものである。二重充電可能なバッテリパックは、電気エネルギーストレージ装置と、第1の接続装置と、第2の接続装置とを含む本体を主に備える。前記第1の接続装置は、第1の充電端子組及び第1の電源出力端子組を備える。前記第1の充電端子組は、前記電気エネルギーストレージ装置に出力するための第1の電力の入力を受けるように構成される。前記第2の接続装置は、前記電気エネルギーストレージ装置に出力するための第2の電力の入力を受けるように構成される第2の充電端子組を備える。前記電気エネルギーストレージ装置は、そこに蓄積された電気エネルギーを第3の電力として前記第1の電力出力端子組を通して出力するように構成される。前記第2の電力は、前記第1の電力とは異なる。
そのため、本発明の第1の目的は、電源及びその中の二重充電可能なバッテリパックを提供することであり、当該二重充電可能なバッテリパックは、第1の電力の入力を受けるように構成された第1の接続装置と、第2の電力の入力を受けるように構成された第2の接続装置を有することで、当該二重充電可能なバッテリパックが、充電し電力を当該二重充電可能なバッテリパックに蓄えるための2つの異なる種類の電力を受けられるようになるので、当該二重充電可能なバッテリパックの充電が効率的となる。
本発明の第2の目的は、電源及びその中の二重充電可能なバッテリパックを提供することであり、当該二重充電可能なバッテリパックは、第1の電力の入力を受けるように構成された第1の接続装置と、第2の電力の入力を受けるように構成された第2の接続装置を有するとともに、2つの異なる種類の電力入力を電気エネルギーストレージ装置に出力する前に調節する入力調節装置を採用するため、前記電気エネルギーストレージ装置が、前記2つの異なる種類の電力入力をロードすることによって飽和した蓄積電位を有することから効果的に守られる。
本発明のさらに他の目的は、電源及びその中の二重充電可能なバッテリパックを提供することであり、当該二重充電可能なバッテリパックは、第1の電力の入力を受けるように構成された第1の接続装置と、第2の電力の入力を受けるように構成された第2の接続装置を有するとともに、2つの異なる種類の電力入力を電気エネルギーストレージ装置に出力する前に調節する、逆電流保護装置をさらに有する入力調節装置を採用するため、前記電気エネルギーストレージ装置が、前記第1の電力又は前記第2の電力の電位よりも高い蓄積電位を有する場合、前記電気エネルギーストレージ装置の前記蓄積電位エネルギーが逆方向に流れることを効果的に防止することができる。
本発明のさらに他の目的は、電源を提供することであり、当該電源中に含まれた二重充電可能なバッテリパックは、第1の電力の入力及び第2の電力の入力を受けるように構成されており、前記第1の電力及び前記第2の電力からの入力を調節することで、第3の電力を携帯装置に対して出力し供給することができる。
本発明及び好適な使用形態及びその利点は、以下の例示的実施形態の詳細な説明を添付図と共に参照することで最もよく理解される。
図1Aは、本発明の第1の好適な実施形態に係る二重充電可能なバッテリパックの回路ブロック図である。 図1Bは、本発明の第1の好適な実施形態に係る二重充電可能なバッテリパックの回路ブロック図である。 図1Cは、本発明の第1の好適な実施形態に係る二重充電可能なバッテリパックの本体の回路ブロック図である。 図1Dは、本発明の第1の好適な実施形態に係る、電位調節装置がさらに設けられた二重充電可能なバッテリパックの本体の回路ブロック図である。 図2Aは、本発明の第2の好適な実施形態に係る電源の回路ブロック図である。 図2Bは、本発明の第2の好適な実施形態に係る電源のベースの回路ブロック図である。 図2Cは、本発明の第2の好適な実施形態に係る電源の二重充電可能なバッテリパックの回路ブロック図である。
本発明は、電源及びその中の充電可能なバッテリパックを開示するが、本明細書において実施されたバッテリの充電/放電の原理は、当業者によって理解されてきたものであるため、本明細書においてその詳細は説明しないものとする。一方、添付の図面は、本発明の構造的な特徴を概略的に説明するためのものであり、縮尺通りではない。
二重充電可能なバッテリパック10について図1Aを参照すると、本発明の第1の好適な実施形態に係る二重充電可能なバッテリパック10は、電気エネルギーストレージ装置12と、第1の接続装置13と、第2の接続装置14とを含む本体11を主に有する。第1の接続装置13及び第2の接続装置14は、本体11に固定され、本体11から露出する。第1の接続装置13は、少なくとも第1の充電端子組131と、第1の電力出力端子組132と、第1の信号端子組133と、を有する。第1の充電端子組131は、第1の電力P1の入力を受けるように構成され、第1の電力P1を電気エネルギーストレージ装置12に出力する。本実施形態において、電気エネルギーストレージ装置12は、電気エネルギーを溜めるために直列に接続された4つの電池によって実現される。実用的用途では、電池の数及び接続方法は、必要に応じて異なっていてもよい。特に、電気エネルギーストレージ装置12は、1、2、3、4又は、直列接続、並列接続もしくは直並列接続した4よりも多い電池から構成されてもよい。第2の接続装置14は、第2の電力P2の入力を受けるように構成され、第2の電力P2を電気エネルギーストレージ装置12に出力する第2の充電端子組141を有する。それにより、電気エネルギーストレージ装置12は、第1の電力P1及び第2の電力P2からの電気を蓄積することができ、第1の電力P1及び第2の電力P2からの蓄積電気エネルギーを第3の電力P3として第1の電力出力端子組132を通して出力する。第1の電力P1及び第2の電力P2は互いに異なる。2つの異なる電力の入力を受けることにより、二重充電可能なバッテリパック10の充電が効率的となる。
さらに、第2の電力P2は、グリーン電源又は光変換バッテリからのものであってもよい。あるいは、第2の電力P2を、燃料電池、風力発電機、スイングに基づく発電機又は振動に基づく発電機によって発生させてもよい。よって、ユーザが、変圧器によって所定の電圧を有する充電電源に変換するために利用可能なグリッド電源がない場所にいる場合、第2の電力P2が、外部の電子製品用の電源としての役割を果たすことができる。第1の電力出力端子組132が電気エネルギーストレージ装置12に蓄積された電気エネルギーを第3の電力P3として出力する場合、第3の電力P3を、直接携帯装置16に対して直接供給することができる。ここで、携帯装置16は、デジタル又はアナログの電子製品であってもよく、ノートパソコン、ネットブックコンピュータ、携帯電話、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯型ビデオゲーム、ウォークマン(登録商標)、PDA又はGPSナビゲータ又は、電源等であるが、それらに限定されるものではない。本体11の第1の電力出力端子組132を通して、出力された第3の電力P3が、携帯装置16に電力を供給することができる。
図1Bを参照すると、上記の実施形態において携帯装置16が電源である場合、携帯装置16を本体11の第1の接続装置13の第1の充電端子組131に接続することによって、携帯装置16によって提供されて本体11が要求する第1の電力P1としての役割を果たす第4の電力P4を、本体11に直接入力することができる。さらに、本体11の第1の充電端子組131を通して、第1の電力P1を電気エネルギーストレージ装置12に出力することができる。また、第1の制御部17(バッテリ制御部としても公知である)が、携帯装置16との間で、双方向バス171及びその間に接続された第1の接続装置13の第1の信号端子組133を用いて、信号又はデータを伝送するために本体11内部に設けられる。さらに、第1の制御部17は、電気エネルギーストレージ装置12内の4つの電池の間の電力バランスを実現するためのバッテリバランス部を用いてもよい。さらに、センスレジスタRsenseが、電気エネルギーストレージ装置12内の電池の充電/放電を検出するために、第1の制御部17と並列で接続される。
上述した実施形態では、第1の電力P1及び第2の電力P2は、DC電力又はAC電力であってもよく、あるいは、第1の電力P1及び第2の電力P2のどちらか一方がそれぞれDC電力及びAC電力であってもよい。図1Cを参照すると、二重充電可能なバッテリパック10は、少なくとも1つのAC−DC電力変換装置15をさらに有するので、第1の電力P1及び第2の電力P2のどちらか一方又は両方が、AC電力である場合、AC−DC電力変換装置15が、AC電力を、電気エネルギーストレージ装置12が許容できるDC電力に変換するのに役立つ。さらに、入力調節装置18が、電気エネルギーストレージ装置12に対して出力された第1の電力P1及び第2の電力P2を調節するために本体11内にさらに設けられるため、電気エネルギーストレージ装置12は、第1の電力P1及び第2の電力P2を安定して受けることができ、それにより、電気エネルギーストレージ装置12が、2つの異なる種類の電力入力をロードすることによって飽和した蓄積電位を有することから守られる。
さらに、図1Cを参照すると、電気エネルギーストレージ装置12は、所定の飽和電位エネルギーV1をさらに有してもよい。電気エネルギーストレージ装置12の蓄積電位エネルギーが、所定の飽和電位エネルギーV1よりも低い場合、入力調節装置18によって第1の電力P1及び第2の電力P2が同時に電気エネルギーストレージ装置12に入ることができるようになる。一方、電気エネルギーストレージ装置12が所定の飽和電位エネルギーV1に達する蓄積電位エネルギーを有する場合、入力調節装置18は、第1の電力P1及び第2の電力P2が電気エネルギーストレージ装置12に入ることを阻止する。また、入力調節装置18は、逆電流保護部181をさらに有する。電気エネルギーストレージ装置12の蓄積電位が第1の電力P1又は第2の電力P2の電位よりも高い場合、逆電流保護部181は、電気エネルギーストレージ装置12の蓄積電位エネルギーが、第1の充電端子組131又は第2の充電端子組141に向かって逆流することを防止して、電気エネルギーストレージ装置12の蓄積電位エネルギーの逆電流を効果的に取り除くのに役立つ。また、第1の電力P1及び第2の電力P2の間に電位差が存在する場合、逆電流保護部181を起動化させて、電気が、第1の電力P1及び第2の電力P2のどちらか一方の高電位から低電位に流れることを防止することができる。さらに、図1Dを参照すると、本体11は、第2の接続装置14の第2の充電端子組141と入力調節装置18との間に位置する電位調節装置19を備える。電位調節装置19は、第2の接続装置14の第2の充電端子組141から入力された第2の電力P2の電位を適切に調節するために、電位調節部191と入力保護部192を含む。
本発明の第2の好適な実施形態に係る電源30について図2Aを参照されたい。電源30は、ベース31と二重充電可能なバッテリパック20を主に有する。二重充電可能なバッテリパック20は、本体21を主に有する。本体21は、第1の接続装置13及び第2の接続装置14を含む。ベース31は、第3の接続装置33と第4の接続装置34を有する。第3の接続装置33及び第1の接続装置13によって、ベース31は、二重充電可能なバッテリパック20の本体21に接続される。本体21の第1の接続装置13及び第2の接続装置14は、第1の好適な実施形態に説明した対応物と同様のものである。本体21は、電気エネルギーストレージ装置12と、AC−DC電力変換装置15と、第1の制御部17と、入力調節装置18とをさらに有する。
さらに、第1の接続装置13は、第1の充電端子組131と、第1の信号端子組133と、第1の電力出力端子組132とを有する。第1の充電端子組131は、第1の電力P1の入力を受けるように構成され、第1の電力P1を電気エネルギーストレージ装置12に出力する。第2の接続装置14は、第2の電力P2の入力を受けるように構成され、第2の電力P2を電気エネルギーストレージ装置12に出力する第2の充電端子組141を有する。それによって、電気エネルギーストレージ装置12は、そこに蓄積された第1の電力P1及び第2の電力P2からの電気エネルギーを第3の電力P3として、第1の電力出力端子組132を通して出力できるようになる。第1の電力P1及び第2の電力P2は互いに異なる。なお、第2の電力P2は、第1の電力と異なり、グリーンエネルギー資源、すなわち、光交換バッテリ、燃料電池、風力発電機、スイングに基づく発電機又は、振動に基づく発電機等からの電力であってもよい。さらに、二重充電可能なバッテリパック20は、第1の接続装置13の第1の電力出力端子組132を通して第3の電力P3を出力する。
図2Bに見られるように、上述した実施形態では、ベース31は、二重充電可能なバッテリパック20からの第3の電力を、ベース31の第4の接続装置34の第4の電力出力端子342から出力される第5の電力P5へ調節するための出力電圧調節装置32をさらに有する。第5の電力P5の出力電圧は、5V,6V,9V,12V,14.4V又は14.4Vよりも大きくてもよい可変電圧であり、異なる電力要件を有する電子製品に電力を供給する。さらに、ベース31は、調節された第5の電力P5の電位をユーザに知らせるための指示装置36をさらに有する。さらに、ベース31は、第5の接続装置35を追加的に有する。第5の接続装置35は、第4の電力P4(16V〜19V)の入力を受けるための第5の充電端子組351を有し、出力電圧調節装置32は、第4の電力P4を第1の電力P1に変換する。そして、第1の電力P1を、第5の接続装置35の第5の電力出力端子組352を通して二重充電可能なバッテリパック20に出力する。さらに、ベース31は、第4の電力P4及び第3の電力P3を適切に調節して、電源30を不安定な電力入力による障害から効果的に保護するための回路保護装置37を有する。
図2B及び図2Cを参照されたい。上述した実施形態では、ベース31は、マイクロプロセッサ38をさらに有する。第3の接続装置33の第3の信号端子組333と、二重充電可能なバッテリパック20の本体21の第1の接続装置13の第1の信号端子組133との間の接続によって、ベース31のマイクロプロセッサ38は、二重充電可能なバッテリパック20の第1の制御部17と互いに通信することが可能となり、マイクロプロセッサ38は、出力電圧調節装置32とも互いに通信可能となる。また、第5の電力P5は、DC電力であり、二重充電可能なバッテリパック20の第1の電力P1及び第2の電力P2の両方は、DC電力であってもAC電力であってもよく、そのどちらか一方がそれぞれAC電力及びDC電力であってもよい。
さらに、図2Cを参照すると、二重充電可能なバッテリパック20の第1の制御部17は、電気エネルギーストレージ装置12、AC−DC電力変換装置15及び、その周辺の入力調節装置18と互いに通信するように構成されてもよい。AC−DC電力変換装置15は、入ってくるAC電力を電気エネルギーストレージ装置12が許容可能なDC電力に変換するように構成される。さらに、二重充電可能なバッテリパック20は、入力調節装置18を用いて電力入力を調節してから調節された電力入力を電気エネルギーストレージ装置12に溜める。二重充電可能なバッテリパック20は、第1の好適な実施形態に説明した対応物と類似した電気エネルギーストレージ装置12、AC−DC電力変換装置15及び入力調節装置18を有する。
上述した実施形態は、当業者が本明細書に開示された内容を理解し実施できるように、本発明の技術的概念及び特徴を単に説明することを意図したものである。開示された実施形態は、本発明の範囲を制限するものでないことが分かる。よって、本発明の概念に基づく同等の変更又は訂正の全ては、添付した請求項によって包含されるものである。
10 二重充電可能なバッテリパック
11 本体
12 電気エネルギーストレージ装置
13 第1の接続装置
131 第1の充電端子組
132 第1の電力出力端子組
133 第1の信号端子組
14 第2の接続装置
141 第2の充電端子組
16 携帯装置
17 第1の制御部
18 入力調節装置
19 電位調節装置
10 二重充電可能なバッテリパック
11 本体
12 電気エネルギーストレージ装置
13 第1の接続装置
131 第1の充電端子組
132 第1の電力出力端子組
133 第1の信号端子組
14 第2の接続装置
141 第2の充電端子組
15 AC−DC電力変換装置
16 携帯装置
17 第1の制御部
18 入力調節装置
181 逆電流保護部
19 電位調節装置
191 電位調節部
192 入力保護部
20 二重充電可能なバッテリパック
21 本体
30 電源
31 ベース
32 出力電圧調節装置
33 第3の接続装置
331 第3の充電端子組
333 第3の信号端子組
34 第4の接続装置
342 第4の出力端子組
35 第5の接続装置
351 第5の充電端子組
352 第5の電力出力端子組
36 指示装置
37 回路保護装置
38 マイクロプロセッサ

Claims (10)

  1. 電気エネルギーストレージ装置と、第1の接続装置と、第2の接続装置とを有する本体を備える二重充電可能なバッテリパックであって、
    前記第1の接続装置は、前記電気エネルギーストレージ装置に対して出力するための第1の電力の入力を受けるように構成される第1の充電端子組及び第1の電力出力端子組を備え、
    前記第2の接続装置は、前記電気エネルギーストレージ装置に対して出力するための第2の電力の入力を受けるように構成された第2の充電端子組を備え、
    前記電気エネルギーストレージ装置は、そこに蓄積された電気エネルギーを第3の電力として前記第1の電力出力端子組によって出力するように構成され、前記第2の電力が前記第1の電力とは異なることを特徴とする二重充電可能なバッテリパック。
  2. 前記第1の電力及び前記第2の電力の少なくとも一方が、AC電力であり、前記二重充電可能なバッテリパックが、前記AC電力をDC電力に変換するためのAC−DC電力変換装置をさらに備える請求項1の二重充電可能なバッテリパック。
  3. 前記第1の接続装置及び前記第2の接続装置は、前記本体に固定され、前記本体から露出する請求項1の二重充電可能なバッテリパック。
  4. 前記第1の電力出力端子組は、第3の電力を携帯装置に出力する請求項1の二重充電可能なバッテリパック。
  5. 前記二重充電可能なバッテリパックは、ノートパソコン、ミニコンピュータ、携帯電話、デジタルカメラ、PDA、携帯型ビデオゲーム、ウォークマン(登録商標)、GPSナビゲータ、デジタル装置、アナログ装置及び電源からなる群から選択される請求項4の二重充電可能なバッテリパック。
  6. 前記携帯装置は、第4の電力を前記第1の電力に変換し、前記二重充電可能なバッテリパックは、前記携帯装置によって入力された前記第1の電力を受ける前記第1の充電端子組を用い、前記本体は、前記携帯装置と互いに通信するための第1の制御部をさらに備える請求項5の二重充電可能なバッテリパック。
  7. 前記本体は、所定の飽和した電位エネルギーを有する前記電気エネルギーストレージ装置に前記第1の電力及び前記第2の電力の入力を出力する場合に調節するための入力調節装置をさらに備え、前記電気エネルギーストレージ装置に蓄積された電位エネルギーが前記所定の飽和電位エネルギーよりも低い場合、前記入力調節装置によって前記第1の電力及び前記第2の電力が、前記電気エネルギーストレージ装置に同時に入ることができるようになり、前記電気エネルギーストレージ装置に蓄積された電位エネルギーが、前記所定の飽和電位エネルギーに達する場合、前記入力調節装置は、前記第1の電力及び前記第2の電力の入力が前記電気エネルギーストレージ装置へ入ることを阻止する請求項1の二重充電可能なバッテリパック。
  8. 前記入力調節装置は、前記電気エネルギーストレージ装置に蓄積された電位が前記第1の電力又は前記第2の電力の電位より大きい場合に、前記電気エネルギーストレージ装置に蓄積された電位エネルギーが、前記第1の充電端子組又は前記第2の充電端子組に向かって逆流することを防止する逆電流保護装置をさらに備える請求項7の二重充電可能なバッテリパック。
  9. 前記入力調節装置は、前記第1の電力と前記第2の電力との間に電位差が存在する場合、電気が前記第1の電力及び前記第2の電力のどちらか一方の高い電位から低い電位へ流れることを防止する逆電流保護部をさらに備え請求項7の二重充電可能なバッテリパック。
  10. ベースと少なくとも1つの二重充電可能なバッテリパックを備える電源であって、
    前記二重充電可能なバッテリパックは、電気エネルギーストレージ装置と、第1の接続装置と、第2の接続装置とを含む本体を備え、
    前記第1の接続装置は、前記電気エネルギーストレージ装置に対して出力するための第1の電力の入力を受けるように構成される第1の充電端子組及び第1の電力出力端子組を備え、
    前記第2の接続装置は、前記電気エネルギーストレージ装置に対して出力するための第2の電力の入力を受けるように構成された第2の充電端子組を備え、
    前記電気エネルギーストレージ装置は、そこに蓄積された電気エネルギーを第3の電力として前記第1の電力出力端子組によって出力するように構成され、前記第2の電力が前記第1の電力とは異なり、
    前記ベースは、前記第1の接続装置と接続され前記第1の電力出力端子組によって出力された前記第3の電力を受けるように構成される第3の接続装置及び、第4の接続装置を備えると共に、前記第3の電力を、様々な電位を有し前記第4の接続装置を通して出力される第5の電力に調節するための出力電圧調節装置をさらに備えることを特徴とする電源。
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