JP2017005829A - 充電器 - Google Patents
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Abstract
Description
アナログ値取得部は、バッテリパックから正極端子に入力される、アナログ信号としてのバッテリの電圧に基づいて、そのバッテリの電圧を示すアナログ値を取得するように構成されていてもよい。
(1)充電システムの概略構成
図1に示すように、本第1実施形態の充電システムは、バッテリパック1と、充電器10とを備える。バッテリパック1は、例えば充電式電動工具、充電式掃除機、充電式草刈機などの各種の充電式電動機器に着脱自在に装着されて、その動力源(例えばモータ)に電力供給を行うことが可能に構成されている。充電器10は、バッテリパック1内のバッテリ30(図2参照)を充電することが可能に構成されている。
次に、バッテリパック1の具体的構成について、図2を用いて説明する。図2に示すように、バッテリパック1は、充電器10に装着されたときに充電器10と電気的に接続される端子として、正極端子21、負極端子22、V1出力端子23、V2出力端子24、及び温度出力端子25を備えている。また、バッテリパック1には、バッテリ30が収容されている。
次に、充電器10の具体的構成について、図3を用いて説明する。充電器10は、バッテリパック1が装着されたときにバッテリパック1と電気的に接続される端子として、正極端子41、負極端子42、V1入力端子43、V2入力端子44、及び温度入力端子45を備えている。
SW電源回路51は、電源コード17を介して外部電源から供給された交流電力に基づいて、バッテリ充電用の充電電力(充電電流、充電電圧)を生成し、正極出力端子51a及び負極出力端子51bから出力する。充電器10内において、SW電源回路51の正極出力端子51aは正極端子41に接続され、SW電源回路51の負極出力端子51bは負極端子42(グランド)に接続されている。よって、SW電源回路51で生成されて正極出力端子51a及び負極出力端子51bから出力される充電電力は、正極端子41及び負極端子42を介してバッテリパック1へ供給される。SW電源回路51による充電電力の生成は、制御部52により制御される。
セカンドプロテクト回路59は、V1入力端子43から入力される電圧、V2入力端子44から入力される電圧、及び正極端子41の電圧に基づいて、バッテリ30の各セル電圧V1,V2,V3及びバッテリ電圧Vbの各電圧を監視する。そして、各電圧のうち何れかが所定の過電圧条件を満たしている場合は、出力FET53を強制的にオフさせるための強制オフ指令を充電経路制御回路55へ出力する。充電経路制御回路55は、セカンドプロテクト回路59から強制オフ指令が入力された場合は、制御部52からの切替制御指令の内容にかかわらず出力FET53を強制的にオフさせる。
本実施形態の充電器10は、バッテリパック1から入力される各種アナログ信号に基づいてバッテリパック1の異常を検出する異常検出機能を備えている。具体的に、本実施形態では、異常検出機能として少なくとも、セル電圧アンバランス検出機能、温度異常検出機能、温度上昇量異常検出機能、及び電圧異常検出機能を備えている。これら各異常検出機能は、いずれも充電器10の制御部52によって実現される。制御部52は、これら各異常検出機能を、少なくとも充電制御の実行中、周期的に繰り返し実行する。
温度上昇量異常検出機能は、バッテリパック1から入力されるバッテリ温度検出信号に基づいてバッテリ温度の所定時間あたりの上昇量(変化率)を監視し、上昇量が大きい場合に温度上昇量異常と判断する機能である。具体的に、バッテリ温度検出信号の値の所定時間当たりの低下量が温度上昇量閾値ΔVT以上の場合に、温度上昇量異常と判断する。制御部52は、温度上昇量異常検出機能の実行中、温度上昇量異常と判断した場合は、充電制御を強制的に停止させる。
充電器10において、正極端子41から電圧モニタ回路56を経て制御部52に入力される電圧検出信号、V1入力端子43から制御部52に入力される電圧、V2入力端子44から制御部52に入力される電圧、及び温度入力端子45から入力されるバッテリ温度検出信号は、いずれも、アナログ信号である。制御部52は、これらアナログ信号に基づいて、上述した異常検出機能を含む各種処理を実行する。即ち、制御部52は、入力される上記各アナログ信号について、グランドを基準とする電圧値を検出し、その検出値に基づいて各種処理を行う。
次に、充電器10の制御部52が実行する、上記の充電制御及び異常検出機能を含む充電処理について、図4を用いて説明する。充電器10の制御部52は、充電器10にバッテリパック1が装着されたことを検出すると、図4の充電処理を開始する。具体的には、CPU52aが、メモリ52bに記憶されている図4の充電処理のプログラムを読み込んで実行する。
S130では、電流検出回路54から入力される電流検出信号に基づいて、現在の(実際の)充電電流値Inowを取得する。S140では、バッテリパック1から入力される上記各アナログ信号に基づいて、現在のバッテリ電圧Vb及び各セル電圧V1,V2,V3を取得する。S150では、バッテリパック1から入力されるバッテリ温度検出信号に基づいて現在のバッテリ温度を取得する。
本実施形態の充電器10は、バッテリパック1から入力されるアナログ信号のグランドが充電電流用のグランドと共通化されているため、入力されるアナログ信号に、充電電流に起因する誤差が含まれるおそれがある。そのため、仮に各閾値を一定の値に固定して、その一定の閾値を用いて上記各異常検出機能を行ったり、CC充電からCV充電の切替判定を行ったりすると、誤った結果が生じるおそれがある。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得る。
(2)異常検出機能の具体的内容、即ち検出可能な異常の種類は、上記実施形態で示した種類に限定されない。また、充電電流に基づいて可変決定する値は、上記各閾値に限定されない。制御部52が各種制御を実行する際に用いる他の各値を充電電流に可変決定するようにしてもよい。
充電器10の制御部52は、図6に示す電流値反映処理に進むと、S410で、現在の充電電流値InowがI1より小さい(即ち第1領域内にある)か否か判断する。現在の充電電流値InowがI1より小さい場合は(S410:YES)、S420に進む。S420では、Inow<I1時の値補正方法を使って、上記各アナログ値を補正する。例えば、バッテリ電圧Vb及び各セル電圧V1,V2,V3については、それぞれ、所定の低下量Vbd1だけ低い値に補正する。バッテリ温度検出信号の値については、所定の低下量VTd1だけ低い値に補正する。S420の処理後は、S170(図4)に進む。
Claims (7)
- バッテリパックを着脱可能な充電器であって、
前記バッテリパック内のバッテリを充電するための充電電流を生成するように構成された充電回路と、
前記充電回路で生成された充電電流を前記バッテリパックへ出力するための端子であって、前記バッテリパックが装着されたときに、前記バッテリパックにおける前記バッテリの正極側に接続されている端子と接続される正極端子と、
前記充電回路で生成された充電電流を前記バッテリパックへ出力するための、前記充電回路の基準電位となる端子であって、前記バッテリパックが装着されたときに、前記バッテリパックにおける前記バッテリの負極側に接続されている端子と接続される負極端子と、
前記バッテリパックから前記バッテリパック内の状態を示すアナログ信号を入力するための端子であって、前記バッテリパックが装着されたときに、前記バッテリパックにおける前記アナログ信号を出力するための信号出力端子と接続される信号入力端子と、
前記信号入力端子に入力された前記アナログ信号の、前記基準電位を基準とした電圧値であるアナログ値を取得するように構成されたアナログ値取得部と、
前記充電回路から前記バッテリパックへ出力される充電電流を検出するように構成された充電電流検出部と、
前記アナログ値取得部により取得された前記アナログ値に基づく比較対象値と所定の基準値とを比較して、その比較結果に基づく所定の処理を行うように構成された比較処理部と、
前記充電電流検出部により検出された前記充電電流の値に基づいて前記基準値を可変決定する基準値可変決定処理、及び、前記比較処理部による前記比較で用いられる前記アナログ値を前記充電電流検出部により検出された前記充電電流の値に基づいて補正するアナログ値補正処理、のうち何れか一方を実行するように構成された電流値反映処理部と、
を備える充電器。 - 請求項1に記載の充電器であって、
前記電流値反映処理部は、前記基準値可変決定処理を実行するように構成され、その基準値可変決定処理として、前記充電電流検出部により検出された前記充電電流の値と前記基準値との関係が、全体として前記充電電流の値が大きいほど前記基準値が大きくなるように、前記基準値を決定するように構成されている、
充電器。 - 請求項1に記載の充電器であって、
前記電流値反映処理部は、前記アナログ値補正処理を実行するように構成され、そのアナログ値補正処理として、前記比較で用いられる前記アナログ値を、前記信号入力端子に入力された実際の前記アナログ信号のアナログ値よりも低下させる補正を行い、且つその低下量を、前記充電電流検出部により検出された前記充電電流の値が大きいほど大きくなるように設定するように構成されている、
充電器。 - 請求項1〜請求項3の何れか1項に記載の充電器であって、
前記バッテリは、複数のセルを有し、
前記バッテリパックは、前記信号出力端子として、前記複数のセルのうち何れか1つ又は複数のセルの電圧を示す前記アナログ信号であるセル電圧信号を出力するように構成された、前記セル電圧信号用の信号出力端子を有し、
当該充電器は、
前記信号入力端子として、前記バッテリパックが装着されたときに前記セル電圧信号用の信号出力端子と接続されるように構成された、前記セル電圧信号用の信号入力端子を備え、
前記アナログ値取得部は、少なくとも、前記セル電圧信号用の信号入力端子に入力された前記セル電圧信号の前記アナログ値を取得するように構成されている、
充電器。 - 請求項1〜請求項4の何れか1項に記載の充電器であって、
前記バッテリパックは、
前記バッテリの温度に応じた電圧が発生するように構成された温度検出部と、
前記信号出力端子としての、前記温度検出部から発生する電圧を示す前記アナログ信号である温度信号を出力するように構成された、前記温度信号用の信号出力端子と、
を有し、
当該充電器は、
前記信号入力端子として、前記バッテリパックが装着されたときに前記温度信号用の信号出力端子と接続されるように構成された、前記温度信号用の信号入力端子を備え、
前記アナログ値取得部は、少なくとも、前記温度信号用の信号入力端子に入力された前記温度信号の前記アナログ値を取得するように構成されている、
充電器。 - 請求項1〜請求項5の何れか1項に記載の充電器であって、
前記アナログ値取得部は、前記バッテリパックから前記正極端子に入力される、前記アナログ信号としての前記バッテリの電圧に基づいて、そのバッテリの電圧を示す前記アナログ値を取得するように構成されている、
充電器。 - 請求項1〜請求項6の何れか1項に記載の充電器であって、
前記比較処理部は、前記所定の処理として、前記充電回路で生成された充電電流が前記バッテリパックへ出力されている間、前記比較結果に基づいて前記バッテリパック内の異常発生の有無を判断し、異常の発生を判断した場合に、前記充電回路から前記バッテリパックへの前記充電電流の出力を停止させる処理を実行する、
充電器。
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