JP2018033277A - 充電システム、充電器および充電方法 - Google Patents

Abstract

【課題】充電状態についてユーザが違和感を覚えることのない、充電システムを提供する。【解決手段】バッテリパック１は、二次電池１０の充電状態を検出する第１検出部１１と、二次電池１０の満充電状態を判定する第１制御部１２と、充電状態を提示する第１提示部１３とを含む。充電器２は、二次電池１０の満充電状態を検出する第２検出部２１と、二次電池１０に所定レベルの充電電流を供給し、第２検出部２１が二次電池１０の満充電状態を検出した場合、少なくとも、第１検出部１１が充電電圧の最大値からの低下量を検出できる時間は、所定レベルよりも低下した充電電流を二次電池１０に供給する電力供給部２２と、充電状態を提示する第２提示部２４とを含む。第１検出部１２は、第２検出部１１が二次電池１０の満充電状態を検出するよりも早く満充電状態を検出しないように閾値が設定されている。【選択図】図１

Description

本発明は、充電制御機能を搭載したニッケル・水素充電池（Ｎｉ−ＭＨ）のバッテリパックの充電システム、充電器、および、充電方法に関する。

バッテリパックの一種として、その内部の電流、電圧および温度の測定を可能とする回路を独自に有し、バッテリパック側にて二次電池の充電状態の監視が行えるニッケル・水素充電池がある。さらに、充電状態を示す情報を記憶したり出力したりするため、マイクロコンピュータ、メモリおよび通信機能を備えている。

特許文献１は、電池パックの充電器を開示する。特許文献１が開示する充電器は、電池パックの電圧降下率又は温度上昇率が一定値に達したか否かを判断する。

特開平６−２５３４６８号公報

大きさや種類の異なるバッテリパックを挿着可能とした機器がある。こういった機器では、充電器側にて充電制御を行うように設計されたバッテリパックや、前記したバッテリパック側にて充電状態の監視が行える電池パックであっても使用を可能とする。一方、前記機器のバッテリパックを充電する充電器は、大きさや種類の異なるバッテリパックであっても同じ充電器で充電できることが望ましい。

充電状態の監視機能を備えたＮｉ−ＭＨのバッテリパックを急速充電する場合、満充電に達したかどうかの判断は、充電器とバッテリパックとで別々に行われる。すると、判断の結果が充電器とバッテリパックとで異なることがある。例えば、バッテリパックで満充電に達したと判断した場合でも、充電器は満充電に達していないと判断することがある。充電器は満充電に達していないと判断すると、充電を継続する。その場合、バッテリパックから満充電であるという情報を取得したユーザは、違和感を覚えることとなる。

また、満充電に達したかどうかの判断が充電器とバッテリパックとで別々に行われるということは、充電完了の時間的な差が生じるということであり、これもユーザは違和感を覚えることになる。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、充電状態についてユーザが違和感を覚えることのない、充電システム、充電器および充電方法を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のある態様による充電システムは、バッテリパックと、前記バッテリパックを充電する充電器とを有する充電システムであって、前記バッテリパックは、充電可能な二次電池と、前記二次電池の充電状態を検出し、定電流充電時に前記二次電池の充電電圧の最大値からの低下量に基づいて前記二次電池の満充電状態を検出する第１検出部と、前記第１検出部が検出する二次電池の充電状態を提示する第１提示部と、を含み、前記充電器は、前記二次電池の満充電状態を検出する第２検出部と、前記二次電池に所定レベルの充電電流を供給し、前記第２検出部が前記二次電池の満充電状態を検出した場合、少なくとも、前記第１検出部が充電電圧値の低下を検出できる時間は、前記所定レベルよりも低下した充電電流を前記二次電池に供給する電力供給部と、前記第２検出部が検出する二次電池の充電状態を提示する第２提示部と、を含み、前記第１検出部は、前記第２検出部が前記二次電池の満充電状態を検出するよりも早く前記二次電池の満充電状態を検出しないように、前記第１検出部の閾値が設定されている。

本発明のある態様による充電器は、充電可能な二次電池と、前記二次電池の充電状態を検出し、前記二次電池の充電電圧の最大値からの低下量に基づいて前記二次電池の満充電状態を検出する第１検出部と、前記第１検出部が検出する二次電池の充電状態を提示する第１提示部とを有するバッテリパックを充電する充電器であって、前記二次電池の満充電状態を検出する第２検出部と、前記二次電池に所定レベルの充電電流を供給し、前記第２検出部が前記二次電池の満充電状態を検出した場合、少なくとも、前記第１検出部が充電電圧値の低下を検出できる時間は、前記所定レベルよりも低下した充電電流を前記二次電池に供給する電力供給部と、前記第２検出部が検出する二次電池の充電状態を提示する第２提示部と、を含み、前記第２検出部は、前記第１検出部が前記二次電池の満充電状態を検出するよりも早く前記二次電池の満充電状態を検出できる閾値が設定されている。

本発明のある態様による充電方法は、充電器から、バッテリパックに設けられた充電可能な二次電池に、所定レベルの充電電流を供給するステップと、前記充電器において、前記二次電池の満充電状態を検出するステップと、前記充電器において、前記二次電池の満充電状態を検出した場合、少なくとも、充電電圧値の低下を検出できる時間は、前記所定レベルよりも低下した充電電流を前記二次電池に供給するステップと、前記バッテリパックにおいて、前記二次電池の充電電圧値の低下によって前記二次電池の満充電状態を検出するステップと、を含む。

本発明によれば、充電状態についてユーザに違和感を与えずに、充電状態の監視機能を備えたバッテリパックを充電することができる。

図１は、本発明の実施形態にかかる充電システムを示すブロック図である。 図２は、Ｎｉ−ＭＨバッテリの充電特性の例を示す図である。 図３は、充電器の動作例を示す図である。 図４は、本発明の実施形態にかかる充電システムによって実現される充電方法の例を示すフローチャートである。

以下に、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。

図１は、本発明の実施形態にかかる充電システムを示すブロック図である。図１は、本実施形態にかかる充電システムの機能構成を示す。図１に示すように、本実施形態にかかる充電システムは、バッテリパック１と、充電器２とを含む。

バッテリパック１は、二次電池１０と、第１検出部１１と、第１制御部１２と、第１提示部１３とを含む。二次電池１０は、充電器２から供給される電力によって充電される。二次電池１０は、例えば、ニッケル・水素充電池である。以下は、二次電池１０がニッケル・水素充電池である場合について説明する。

第１検出部１１は、二次電池１０の充電状態を検出する。第１検出部１１は、検出結果を第１制御部１２に出力する。第１検出部１１が検出するのは、例えば、二次電池１０の端子間電圧値および充電電流値である。例えば、第１検出部１１は、定電流充電時に、二次電池１０の充電状態を検出し、二次電池１０の充電電圧の最大値からの低下量に基づいて二次電池１０の満充電状態を検出する。

第１制御部１２は、第１検出部１１が検出した検出結果に基づいて、例えば、二次電池１０の充電電圧値の低下によって、二次電池１０が満充電となったことを判定する。また、第１制御部１２は、検出結果の情報を適時記憶する。

第１提示部１３は、バッテリパック１の状態をユーザに提示する。また、第１提示部１３は、通信機能を有してもよい。例えば、第１提示部１３は、通信機能により、第１制御部１２に記憶した検出結果の情報を読み出し、第１提示部１３に接続したＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等に出力することより検出結果の情報を表示することができる。また、第１提示部１３は、バッテリパック１の筐体表面に、充電中や満充電を点滅や点灯により表示するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）を備えてもよい。

第１検出部１１、第１制御部１２、および、第１提示部１３は、それぞれ単独もしくはいずれかを複合してワンチップ化されたマイクロコンピュータで実現してもよい。その際、充電状態の検出は所定の周期で行われ、その検出結果の情報は適時マイクロコンピュータ内のメモリに記憶される。第１検出部１１は、二次電池１０の充電状態を検出し、検出結果の情報を第１制御部１２に出力する。第１制御部１２は、第１検出部１１の検出結果に基づき、二次電池１０の充電状態を判定する。

充電器２は、第２検出部２１と、電力供給部２２と、第２制御部２３と、第２提示部２４とを含む。充電器２は、充電監視機能が無いバッテリパックであっても充電を行うことが可能な充電器である。

電力供給部２２は、図示しない商用電源等から電力が供給され、バッテリパック１に対して、第２制御部２３により設定された充電電流を供給する。より具体的には、電力供給部２２は、バッテリパック１の二次電池１０に第２制御部２３により設定された充電電流を供給する。

第２検出部２１は、電力供給部２２がバッテリパック１に供給している電力の電圧値と電流値とを検出する。また、第２検出部２１は、バッテリパック１の二次電池１０の温度値を得ている。さらに第２検出部２１は、検出結果の情報を第２制御部２３に出力する。第２制御部２３は、第２検出部２１の検出結果に基づき、二次電池１０の充電状態を判定する。例えば、第２検出部２１は、定電流充電時に、二次電池１０の充電状態を検出し、二次電池１０の充電電圧の最大値からの低下量に基づいて二次電池１０の満充電状態を検出する。

第２制御部２３は、電力供給部２２に対してバッテリパック１の二次電池１０に所定レベルの充電電流を供給するように制御する。第２制御部２３は、第２検出部２１により二次電池１０が満充電状態であること検出した場合、所定レベルよりも低下した充電電流を所定時間、二次電池１０に供給するように制御する。また、第２制御部２３は、例えば、バッテリパック１に供給している充電電圧の最大値からの低下量に基づいて、バッテリパック１の満充電を判定する。さらに、第２制御部３１は、バッテリパック１の二次電池１０の温度値を得ている。詳細には、第２検出部２１がバッテリパック１の二次電池１０の温度を検出し、その検出結果を第２制御部は得る。

第２提示部２４は、第２制御部２３の判定結果、すなわち二次電池１０の充電状態をユーザに提示する。第２提示部２４は、二次電池１０が充電中や満充電の状態であることをユーザに提示する。第２提示部２４の提示する機能としては、充電器２の筐体表面に、充電中や満充電を点滅や点灯により表示するＬＥＤを備えてもよい。第２提示部２４は、メロディーなどの音を出力することによって、二次電池１０が充電中や満充電の状態であることをユーザに提示してもよい。また、第２提示部２４は、第１提示部１３と同様に通信機能を有してもよく、第２掲示部２４に接続したＰＣ等に出力することより検出結果の情報を表示することができる。

ここで、一般的なＮｉ−ＭＨバッテリの充電特性について説明する。ここでは、Ｎｉ−ＭＨバッテリを充電制御回路により充電する場合として説明する。図２は、Ｎｉ−ＭＨバッテリの充電特性の例を示す図である。図２は、Ｎｉ−ＭＨバッテリの電池電圧（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｖｏｌｔａｇｅ）ＢＶと、電池温度（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）ＢＴと、充電電流（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｕｒｒｅｎｔ）ＣＣとについて、時間の経過に伴う変化を示す。

Ｎｉ−ＭＨバッテリを急速充電する場合、充電制御回路は所定の充電レートで充電しながら電圧および温度を監視する。例えば、「０．５Ｃ」の充電レートで充電しながら電圧／温度を監視する。

図２に示すように、Ｎｉ−ＭＨバッテリの充電は、充電開始時刻である時刻「０」から開始する。充電制御回路からＮｉ−ＭＨバッテリへ供給する充電電流ＣＣは、所定の充電レートであり、定電流値である。

Ｎｉ−ＭＨバッテリの満充電状態の判定は、例えば、電池電圧ＢＶに基づいて行うことができる。図２に示すように、Ｎｉ−ＭＨバッテリの電池電圧ＢＶは、充電開始直後は急激に上昇し、その後ゆるやかに上昇する。充電動作の継続により、Ｎｉ−ＭＨバッテリの満充電状態に近づくと、Ｎｉ−ＭＨバッテリの電池電圧ＢＶは最大値となり、その後低下する。電池電圧ＢＶが最大値ＢＶｐからΔＶだけ低下すると（満充電判定の閾値で以下、適宜、−ΔＶと記す）、充電制御回路はＮｉ−ＭＨバッテリが満充電状態であると判断する。充電制御回路はＮｉ−ＭＨバッテリが満充電状態であると判断すると、充電動作を停止する。本例での充電動作の停止時刻は時刻ｔ１０である。

本実施形態の充電システムでは、充電器２がバッテリパック１を充電する。充電器２の第２制御部２３は、電力供給部２２にバッテリパック１の二次電池１０に所定の充電レートの充電電流を供給させる制御を行う。電力供給部２２は、バッテリパック１の二次電池１０に所定の充電レートの第１の充電電流を供給する。例えば、充電レートは０．５Ｃである。

第２制御部２３は、第２検出部２１が検出した結果により、バッテリパック１が満充電であると判定した場合、電力供給部２２に対して、所定の時間は、第１の充電電流より小さい第２の充電電流を二次電池１０に供給するよう制御する。また、第２制御部２３は、第２検出部２１が検出した結果により、バッテリパック１が満充電であると判定した場合、電力供給部２２に対して、所定の時間は、前記充電レートの充電電流値から所定の値だけ下げる制御としてもよい。

そして、第１制御部１２には、第２制御部２３が二次電池１０の満充電状態を判定するよりも早く二次電池１０の満充電状態を判定しない閾値が設定されている。つまり設計の際、バッテリパック１の内部の第１制御部１１で判定する、充電電圧の最大値からの低下量である−ΔＶによる満充電判定の閾値（−ΔＶ１）を、充電器２の第２制御部２３で判定する、充電電圧の最大値からの低下量である−ΔＶの閾値（−ΔＶ２）より、大きく設定する。このため、一定の充電レートであるかぎり、バッテリパック１側が満充電と判定するより、充電器２側が満充電と判定する方が時間的に早くなる。なお、第１制御部１２に設定する閾値は、充電器２およびバッテリパック１の個体バラつきを考慮した値とする。

充電器２が満充電検出をした後、前記充電レートにより供給する第１の充電電流より小さい第２の充電電流とするのは、充電電流を少なくし、バッテリパック１側の満充電検出を容易にさせるためである。また、第２の充電電流による充電を所定の時間とするのは、バッテリパック１側の満充電判定を行うのに十分な時間とするためである。

充電器２は、満充電状態を検出した後、バッテリパック１の第１制御部１２が満充電を検出するのに十分な時間、第２の充電電流で充電を継続する。バッテリパック１側で満充電検出が行われる前に充電器２側で充電を終了させてしまうと、バッテリパック１は、満充電となったことが記憶されずに充電が終了されてしまう。前記したように、バッテリパック１内の第１検出部１１、第１制御部１２、および、第１提示部１３は、１チップ化されたマイクロコンピュータであることが多く、所定のサンプリング周期で検出や記憶を行っている。このため、バッテリパック１が、充電電圧の最大値からの低下量である−ΔＶの検出を行い、それが閾値である−ΔＶ１を超えたと判定した結果をメモリに記憶もしくはＬＥＤ等の第１提示部１３により提示する時まで、充電器２は充電を終了としないよう所定の時間第２の充電レートによる充電を継続する。

次に、上記のように閾値が設定された充電器２を含む充電システムの動作例について説明する。図３は、充電器２の動作例を示す図である。図３に示すように、充電器２の電力供給部２２は、二次電池１０に、所定レベルの充電電流を供給する。電力供給部２２は、例えば、一定の電流で二次電池１０を充電する。

充電器２の第２制御部２３は、第２検出部２１で検出する電池電圧ＢＶが最大値ＢＶｐを過ぎてからどの程度低下したかすなわち下降した電圧値であるΔＶで満充電状態になったか否かを判定する。第２制御部２３は、本例では、最大値ＢＶｐから、電圧値ΔＶ２低下した場合（すなわち電池電圧ＢＶの最大値ＢＶｐ−ΔＶ２）に、満充電状態になったと判定する。第２制御部２３が満充電状態になったと判定すると、充電器２は充電完了状態となる。

電池電圧ＢＶの最大値ＢＶｐは、二次電池１０の使用期間による劣化状態や温度によって異なる値になる。このため、第２制御部２３は、例えば、第２検出部２１が検出した電池電圧ＢＶの検出値を周期的に記憶しておく。第２制御部２３は、電池電圧ＢＶの検出値を記憶しておくことにより、前回の検出値と比較すれば、最大値ＢＶｐに達し、その最大値ＢＶｐを過ぎて低下したことを検出できる。

二次電池１０の満充電状態を検出した場合、第２制御部２３は、電力供給部２２によって供給する充電電流を低下させる。例えば、第２制御部２３は、電力供給部２２に対して、所定の時間は、第１の充電電流より小さい第２の充電電流で充電電力を二次電池１０に供給するよう制御する。これにより、上記所定レベルよりも電流値ΔＩ低下した充電電流を二次電池１０に供給する。上記所定レベルよりも電流値ΔＩ低下した充電電流を二次電池１０に供給する所定の時間は、少なくとも、第１検出部１１が充電電圧値の低下を検出できる時間とする。

また、二次電池１０の満充電状態の判定は、単位時間ｔ当たりの温度Ｔの変化に基づいて行うこともできる。図２に示すように、二次電池１０の電池温度ＢＴは、充電開始後、ゆるやかに上昇する。充電動作の継続により、二次電池１０の満充電状態に近づくと、二次電池１０の電池温度ＢＴは、単位時間ｔ当たりの温度Ｔの変化量（ｄＴ／ｄｔ）が徐々に大きくなる。第２制御部２３は、第２検出部２１で検出する単位時間ｔ当たりの温度Ｔの変化量（ｄＴ／ｄｔ）が、予め定めた閾値を超えると、二次電池１０が満充電状態であると判断する。二次電池１０の満充電状態を検出した場合、第２制御部２３は、電力供給部２２によって供給する充電電流を低下させる。例えば、第２制御部２３は、電力供給部２２に対して、所定の時間は、第１の充電レートより小さい第２の充電レートで充電電流を二次電池１０に供給するよう制御する。これにより、上記所定レベルよりも電流値ΔＩ低下した充電電流を二次電池１０に供給する。上記所定レベルよりも電流値ΔＩ低下した充電電力を二次電池１０に供給する所定の時間は、少なくとも、第１検出部１１が充電電圧値の低下を検出できる時間とする。

このため、第２制御部２３は、二次電池１０の充電電圧値の低下に基づく満充電状態の検出の他に、さらに、二次電池１０の単位時間当たりの温度上昇値に基づいて、二次電池１０の満充電状態を検出してもよい。すなわち、第２制御部２３は、単位時間当たりの温度上昇値が、既定値になったら、満充電状態になったと判定してもよい。

設計の際、単位時間当たりの温度上昇値（ｄＴ／ｄｔ）の閾値については、充電器２の第２制御部２３の閾値よりも、第１制御部１２の閾値を大きく設定する。このように閾値を設定することにより、第１制御部１２よりも、第２制御部２３が必ず先に満充電を検出する。なお、設定する閾値は、充電器２およびバッテリパック１の個体バラつきを考慮した値とする。

二次電池１０の充電電圧値の低下に基づく満充電の検出の他に、さらに、二次電池１０の単位時間当たりの温度上昇値に基づく二次電池１０の満充電状態を検出する場合の動作について説明する。この場合、充電器２の第２制御部２３が充電電圧低下による満充電判定の閾値、または単位時間当たりの温度上昇値の閾値により、満充電状態を検出すると、その後、一定時間は充電電流を電流値Ｉから（Ｉ−ΔＩ）に減らす。二次電池１０の満充電状態を検出した場合、第２制御部２３は、電力供給部２２によって供給する充電電流を低下させる。例えば、第２制御部２３は、電力供給部２２に対して、所定の時間は、第１の充電レートより小さい第２の充電レートで充電電流を二次電池１０に供給するよう制御する。これにより、上記所定レベルよりも電流値ΔＩ低下した充電電流を二次電池１０に供給する。上記所定レベルよりも電流値ΔＩ低下した充電電流を二次電池１０に供給する所定の時間は、少なくとも、第１検出部１１が充電電圧値の低下を検出できる時間とする。

第２制御部２３は、電力供給部２２により、例えば、１分間など、少なくとも、バッテリパック１の第１制御部１２が判定できる時間ｔ１の間は、充電電流値ＩをΔＩ低下させた電流（Ｉ−ΔＩ）を継続して供給する。これにより、バッテリパック１の第１制御部１２が、充電電圧の最大値からの低下量である−ΔＶの閾値を検出できる状態を故意に作り出す。こうすることで、バッテリパック１の第１制御部１２が強制的に満充電状態と判定する状態にした後に充電器２による充電を完了とする制御を行う。

このように、充電器２がｄＴ／ｄｔの閾値で満充電を検出した場合も、充電レートを小さくして充電電流値Ｉを（Ｉ−ΔＩ）に減らし、バッテリパック１の第１制御部１２に、充電電圧の最大値からの低下量である−ΔＶの閾値を検出させ強制的に満充電状態にする。

さらに、第２制御部２３は、二次電池１０の充電開始時刻からの経過時間に基づいて、二次電池１０の満充電状態を検出してもよい。すなわち、第２制御部２３は、タイマーを用い、充電開始時刻からの経過時間が規定時間になったら、満充電状態になったと判定してもよい。

このため、第２制御部２３は、二次電池１０の充電電圧値の低下に基づく満充電状態の検出の他に、さらに、二次電池１０の充電開始時刻からの経過時間に基づいて、二次電池１０の満充電状態を検出してもよい。すなわち、第２制御部２３は、充電開始時刻からの経過時間が、既定値になったら、満充電状態になったと判定してもよい。

その場合、第１制御部１２が二次電池１０の充電開始時刻からの経過時間に基づいて二次電池１０の満充電状態を検出し、第２制御部２３が二次電池１０の充電開始時刻からの経過時間に基づいて二次電池１０の満充電状態を検出する。設計の際、充電システムは、二次電池１０の充電開始時刻からの経過時間に基づいて二次電池１０を満充電状態と検出する経過時間の閾値は、第２制御部２３の閾値よりも、第１制御部１２の閾値のほうを長く設定する。このように閾値を設定することにより、第１制御部１２よりも、第２制御部２３が必ず先に満充電を検出する。

二次電池１０の充電電圧値の低下に基づく満充電の検出の他に、さらに、充電開始時刻からの経過時間に基づく二次電池１０の満充電状態を検出する場合の動作について説明する。この場合、充電器２の第２制御部２３が充電電圧低下による満充電判定の閾値、または充電開始時刻からの経過時間の閾値により、満充電状態を検出すると、その後、一定時間は充電電流を電流値Ｉから（Ｉ−ΔＩ）に減らす。二次電池１０の満充電状態を検出した場合、第２制御部２３は、電力供給部２２によって供給する充電電流を低下させる。例えば、第２制御部２３は、電力供給部２２に対して、所定の時間は、第１の充電レートより小さい第２の充電レートで充電電流を二次電池１０に供給するよう制御する。これにより、上記所定レベルよりも電流値ΔＩ低下した充電電流を二次電池１０に供給する。上記所定レベルよりも電流値ΔＩ低下した充電電流を二次電池１０に供給する所定の時間は、少なくとも、第１検出部１１が充電電圧値の低下を検出できる時間とする。

第２制御部２３は、電力供給部２２により、例えば、１分間など、バッテリパック１の第１検出部１１が判定できる時間ｔ１の間は、充電電流値ＩをΔＩ低下させた電流（Ｉ−ΔＩ）を継続して供給する。これにより、バッテリパック１の第１制御部１２が最大値からの低下量である−ΔＶを検出できる状態を故意に作り出す。こうすることで、バッテリパック１の第１制御部１２が強制的に満充電状態と判定する状態にした後に充電器２による充電を完了とする制御を行う。

このように、充電器２が充電開始時刻からの経過時間の閾値で満充電を検出した場合も、充電レートを小さくして充電電流値Ｉを（Ｉ−ΔＩ）に減らし、バッテリパック１の第１制御部１２に最大値からの低下量である−ΔＶの閾値を検出させ強制的に満充電状態にする。

また、第２制御部２３は、二次電池１０の充電電圧値の低下のほかに、さらに、二次電池１０の単位時間当たりの温度上昇値、および、二次電池１０の充電開始時刻からの経過時間に基づいて、二次電池１０の満充電状態を検出することもできる。つまり、第２制御部２３は、複数の判定基準にしたがって、二次電池１０の満充電状態を検出してもよい。第２制御部２３は、二次電池１０の充電電圧値の低下、二次電池１０の単位時間当たりの温度上昇値、二次電池１０の充電開始時刻からの経過時間、の少なくとも１つに基づいて、二次電池１０の満充電状態を検出すればよい。

二次電池１０の充電電圧値の低下のほかに、二次電池１０の単位時間当たりの温度上昇値に基づいて満充電状態を検出する場合、満充電状態と検出する温度上昇値の閾値は、第２制御部２３の閾値よりも、第１制御部１２の閾値のほうを大きくする。これにより、第２制御部２３が必ず先に満充電状態を検出する。

二次電池１０の充電電圧値の低下のほかに、二次電池１０の充電開始時刻からの経過時間に基づいて満充電状態を検出する場合、満充電状態と検出する経過時間の閾値は、第２制御部２３の閾値よりも、第１制御部１２の閾値のほうを長くする。これにより、第２制御部２３が必ず先に満充電状態を検出する。

満充電状態を検出したすべての場合において、充電レートを小さくして充電電流値Ｉを（Ｉ−ΔＩ）に減らすことでバッテリパック１の第１制御部１２に、最大値からの低下量である−ΔＶの閾値で満充電を検出させるようにする。なお、充電電流は、電流値Ｉから電流値（Ｉ−ΔＩ）に急に切り替えてもよいし、電流値Ｉから電流値（Ｉ−ΔＩ）に徐々に変化させてもよい。

上記の充電システムによれば、いずれの場合でも、充電器２の第２制御部２３が、バッテリパック１内部の第１制御部１２より、必ず早く満充電を検出する設定にしておき、第２制御部２３が満充電を検出したら、充電電流を低下させて意図的に、最大値からの低下量である−ΔＶの閾値を発生させ、バッテリパック内部の第１検出部に、最大値からの低下量である−ΔＶの閾値を検出させることで満充電状態に強制的に状態移行させ、状態ズレを生じさせない充電制御を実現できる。

次に、上記の充電システムによって実現される充電方法について説明する。図４は、本発明の実施形態にかかる充電システムによって実現される充電方法の例を示すフローチャートである。

ステップＳ１０１において、充電器２から、バッテリパック１に設けられた充電可能な二次電池１０に所定レベルの充電電流を供給する。これにより、二次電池１０は充電中となる。

充電器２は、二次電池１０の充電状態を周期的に確認する。ステップＳ１０２において、二次電池１０の充電電圧値の低下に基づいて、二次電池１０の満充電状態を検出する。二次電池１０の充電電圧値が所定の閾値を超えて低下していれば、充電器２は、ステップＳ１０５に進む（ステップＳ１０２においてＹｅｓ）。二次電池１０の充電電圧値が上昇または所定の閾値を超えて低下していなければ、充電器２は、ステップＳ１０３に進む（ステップＳ１０２においてＮｏ）。

ステップＳ１０３において、二次電池１０の単位時間当たりの温度上昇値に基づいて、二次電池１０の満充電状態を検出する。二次電池１０の単位時間当たりの温度上昇値が所定の閾値を超えていれば、充電器２は、ステップＳ１０５に進む（ステップＳ１０３においてＹｅｓ）。二次電池１０の単位時間当たりの温度上昇値が所定の閾値を超えていなければ、充電器２は、ステップＳ１０４に進む（ステップＳ１０３においてＮｏ）。

ステップＳ１０４において、二次電池１０の充電開始時刻からの経過時間に基づいて、二次電池１０の満充電状態を検出する。二次電池１０の充電開始時刻からの経過時間が所定の閾値を超えていれば、すなわち充電タイムアウトであれば、充電器２は、ステップＳ１０５に進む（ステップＳ１０４においてＹｅｓ）。二次電池１０の充電開始時刻からの経過時間が所定の閾値を超えていなければ、すなわち充電タイムアウトでなければ、充電器２は、ステップＳ１０２に戻る（ステップＳ１０４においてＮｏ）。

上記のように、ステップＳ１０２からステップＳ１０４において、充電器２は、二次電池１０の充電電圧値の低下、二次電池１０の単位時間当たりの温度上昇値、二次電池１０の充電開始時刻からの経過時間、の少なくとも１つに基づいて、二次電池１０の満充電状態を検出する。

ステップＳ１０５において、充電器２において、少なくとも、充電電圧値の低下を検出できる時間ｔ１は、所定レベルよりも低下した充電電力を二次電池１０に供給し続ける。これにより、ステップＳ１０６において、バッテリパックにおいて、二次電池１０の充電電圧値の低下によって二次電池１０の満充電状態を検出できる。

上記の充電方法によれば、充電器２において満充電を検出したら、充電電流を低下させて意図的に、最大値からの低下量である−ΔＶの閾値を発生させ、バッテリパック内部の検出部に、最大値からの低下量である−ΔＶの閾値を検出させることで満充電状態に強制的に状態移行させ、状態ズレを生じさせない充電方法を実現できる。

（まとめ）
上記の充電システム、充電器および充電方法によれば、充電監視機能を備えたバッテリパックを充電する場合に、ユーザに違和感を与える状態ズレを起すことがない。また、上記の充電システム、充電器および充電方法によれば、煩雑な制御を追加しなくても、充電監視機能を備えたバッテリパックではないバッテリパックも充電することができる。すなわち、充電監視機能を備えたバッテリパックと、そうでないバッテリパックとについて、充電制御の場合分けをしなくて良く、同じ充電器または同じ充電方法で充電することができ、充電器設計の簡素化を図れる。また、充電監視機能を備えたバッテリパックではない、既に市場に出回っているバッテリパックも充電できる互換性をもった充電器を実現できる。上記の充電システム、充電器および充電方法によれば、充電監視機能を備えたバッテリパックを充電する場合の充電制御を通信機能に頼らずに実現するため、通信エラーによる誤動作を回避するための設計を行わなくてよい。

１ バッテリパック
２ 充電器
１０ 二次電池
１１ 第１検出部
１２ 第１制御部
１３ 第１提示部
２１ 第２検出部
２２ 電力供給部
２３ 第２制御部
２４ 第２提示部

Claims (11)

1. バッテリパックと、前記バッテリパックを充電する充電器とを有する充電システムであって、
   前記バッテリパックは、
   充電可能な二次電池と、
   前記二次電池の充電状態を検出し、定電流充電時に前記二次電池の充電電圧の最大値からの低下量に基づいて前記二次電池の満充電状態を検出する第１検出部と、
   前記第１検出部が検出する二次電池の充電状態を提示する第１提示部と、
   を含み、
   前記充電器は、
   前記二次電池の満充電状態を検出する第２検出部と、
   前記二次電池に所定レベルの充電電流を供給し、前記第２検出部が前記二次電池の満充電状態を検出した場合、少なくとも、前記第１検出部が充電電圧値の低下を検出できる時間は、前記所定レベルよりも低下した充電電流を前記二次電池に供給する電力供給部と、 前記第２検出部が検出する二次電池の充電状態を提示する第２提示部と、
   を含み、
   前記第１検出部は、前記第２検出部が前記二次電池の満充電状態を検出するよりも早く前記二次電池の満充電状態を検出しないように、前記第１検出部の閾値が設定されている充電システム。
2. 前記第２検出部は、
   前記二次電池の充電電圧の最大値からの低下量、
   前記二次電池の単位時間当たりの温度上昇値、
   前記二次電池の充電開始時刻からの経過時間、
   の少なくとも１つに基づいて、前記二次電池の満充電状態を検出する
   請求項１に記載の充電システム。
3. 前記第１検出部は、前記二次電池の充電電圧の最大値からの低下量に基づいて、前記二次電池の満充電状態を検出し、
   前記第２検出部は、前記二次電池の充電電圧の最大値からの低下量に基づいて、前記二次電池の満充電状態を検出し、
   前記二次電池の充電電圧の最大値からの低下量によって前記二次電池を満充電状態と検出する電圧値の低下量の閾値は、前記第２検出部の閾値よりも、前記第１検出部の閾値のほうが大きい請求項１または２に記載の充電システム。
4. 前記第１検出部は、さらに、前記二次電池の単位時間当たりの温度上昇値に基づいて、前記二次電池の満充電状態を検出し、
   前記第２検出部は、前記二次電池の単位時間当たりの温度上昇値に基づいて、前記二次電池の満充電状態を検出し、
   前記二次電池の単位時間当たりの温度上昇値に基づいて前記二次電池を満充電状態と検出する温度上昇値の閾値は、前記第２検出部の閾値よりも、前記第１検出部の閾値のほうが大きい請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の充電システム。
5. 前記第１検出部は、さらに、前記二次電池の充電開始時刻からの経過時間に基づいて、前記二次電池の満充電状態を検出し、
   前記第２検出部は、前記二次電池の充電開始時刻からの経過時間に基づいて、前記二次電池の満充電状態を検出し、
   前記二次電池の充電開始時刻からの経過時間に基づいて前記二次電池を満充電状態と検出する経過時間の閾値は、前記第２検出部の閾値よりも、前記第１検出部の閾値のほうが長い請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の充電システム。
6. 充電可能な二次電池と、前記二次電池の充電状態を検出し、前記二次電池の充電電圧の最大値からの低下量に基づいて前記二次電池の満充電状態を検出する第１検出部と、前記第１検出部が検出する二次電池の充電状態を提示する第１提示部とを有するバッテリパックを充電する充電器であって、
   前記二次電池の満充電状態を検出する第２検出部と、前記二次電池に所定レベルの充電電流を供給し、前記第２検出部が前記二次電池の満充電状態を検出した場合、少なくとも、前記第１検出部が充電電圧値の低下を検出できる時間は、前記所定レベルよりも低下した充電電流を前記二次電池に供給する電力供給部と、前記第２検出部が検出する二次電池の充電状態を提示する第２提示部と、を含み、
   前記第２検出部は、前記第１検出部が前記二次電池の満充電状態を検出するよりも早く前記二次電池の満充電状態を検出できる閾値が設定される充電器。
7. 前記第２検出部は、
   前記二次電池の充電電圧の最大値からの低下量、
   前記二次電池の単位時間当たりの温度上昇値、
   前記二次電池の充電開始時刻からの経過時間、
   の少なくとも１つに基づいて、前記二次電池の満充電状態を検出する
   請求項６に記載の充電器。
8. 前記第１検出部は、前記二次電池の充電電圧の最大値からの低下量に基づいて、前記二次電池の満充電状態を検出し、
   前記第２検出部は、前記二次電池の充電電圧の最大値からの低下量に基づいて、前記二次電池の満充電状態を検出し、
   前記二次電池の充電電圧の最大値からの低下量によって前記二次電池を満充電状態と検出する低下量の閾値は、前記第２検出部の閾値よりも、前記第１検出部の閾値のほうが大きい請求項６または７に記載の充電器。
9. 前記第１検出部は、さらに、前記二次電池の単位時間当たりの温度上昇値に基づいて、前記二次電池の満充電状態を検出し、
   前記第２検出部は、前記二次電池の単位時間当たりの温度上昇値に基づいて、前記二次電池の満充電状態を検出し、
   前記二次電池の単位時間当たりの温度上昇値に基づいて前記二次電池を満充電状態と検出する温度上昇値の閾値は、前記第２検出部の閾値よりも、前記第１検出部の閾値のほうが大きい請求項６から請求項８のいずれか１項に記載の充電器。
10. 前記第１検出部は、さらに、前記二次電池の充電開始時刻からの経過時間に基づいて、前記二次電池の満充電状態を検出し、
    前記第２検出部は、前記二次電池の充電開始時刻からの経過時間に基づいて、前記二次電池の満充電状態を検出し、
    前記二次電池の充電開始時刻からの経過時間に基づいて前記二次電池を満充電状態と検出する経過時間の閾値は、前記第２検出部の閾値よりも、前記第１検出部の閾値のほうが長い請求項６から請求項９のいずれか１項に記載の充電器。
11. 充電器から、バッテリパックに設けられた充電可能な二次電池に、所定レベルの充電電流を供給するステップと、
    前記充電器において、前記二次電池の満充電状態を検出するステップと、
    前記充電器において、前記二次電池の満充電状態を検出した場合、少なくとも、充電電圧値の低下を検出できる時間は、前記所定レベルよりも低下した充電電流を前記二次電池に供給するステップと、
    前記バッテリパックにおいて、前記二次電池の充電電圧値の低下によって前記二次電池の満充電状態を検出するステップと、
    を含む充電方法。

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