JP3631453B2 - 電子機器および充電制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二次電池を内蔵した電池パックにより動作可能な電子機器および二次電池を内蔵した複数の電池パックの充電制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リチウムイオン二次電池を内蔵した電池パックに於ける、二次電池の充電制御は、最初、定電流充電を行ない、電池電圧が上昇して設定された充電最大電圧に達すると、定電圧充電に切り替え、満充電を検知して充電を終了する。
【０００３】
このような充電制御に於いて、二次電池の満充電を検知する際、従来では、定電圧充電時の充電電流を測定し、規定電流値以下ならば満充電としていた。
【０００４】
しかしながら、このような満充電検知手段に於いては、電池オープン等の不良で充電電流が流れないときにも満充電検知してしまう等の問題があった。
【０００５】
更に、このような誤った満充電検知が行なわれた際は、電池パックによる動作可能時間の認識を誤り、電池パックによる機器駆動時（バッテリィ駆動時）に処理（例えばアプリケーションソフトウェア処理）を途中で終了しなければならない等の不都合を招来する。
【０００６】
又、上記したような電池パックには、内蔵二次電池の充電放電情報を記憶する記憶装置を設けたものも存在する。
【０００７】
この種電池パックの電池容量は、充電放電があった場合に、その分の電池容量を記憶装置に記憶されている電池容量に加減することで管理される。
【０００８】
しかしながら、このような電池容量管理手段に於いては以下のような問題があった。
【０００９】
即ち、満充電状態になった電池（記憶装置は１００％）を放置し、ある程度、放電させた後に、再び充電した場合、実際の容量は減少しているが、記憶装置が記憶している電池容量の情報は１００％のままであるため、満充電状態であると認識し、その結果、充電を行なっても完全に満充電できないという不都合が生じる。また、その状態で放電を行なった場合も、記憶装置の情報が１００％の状態のままで行なうと、実際の容量がゼロになっても、記憶装置の容量の情報はゼロにならないという不都合が生じる。
【００１０】
又、上記したような電池パックに於ける二次電池の充電方式は、充電中の電池の電荷量を一定間隔で加算し満充電を検知すると充電を終了する方式、もしくは充電電流がある基準電流値以下となったことを検知すると充電を終了する方式等が採られていた。
【００１１】
従って、従来では、二次電池（電池Ａ）を充電中に、充電中の二次電池（電池Ａ）を別の二次電池（電池Ｂ）に取り替えた場合、電池Ｂの充電は電池Ａで検知した満充電の電池容量データを保持しているため、充電中の電池Ａの充電容量が電池Ｂの充電容量より低ければ、充電容量は不足し、逆に、電池Ｂの容量が電池Ａの容量より高ければ過充電を行なってしまうといった問題があった。また、充電中に交換された電池が異常電池であった場合、電池パックの交換を検知できないため、そのまま充電を行なってしまうという問題があった。
【００１２】
又、複数個のリチウムイオン二次電池を１個ずつ個別に充電する場合、１個のリチウムイオン二次電池の満充電検知後、他のリチウムイオン二次電池を充電している。各々の二次電池は満充電を検知すると充電を終了する。
【００１３】
しかしながらこのような従来の充電制御に於いては、二次電池の満充電後は、その二次電池に対して充電を行なわないため、二次電池が放電して、満充電が維持されず、放電が進行した際に、正しい二次電池管理が行なえないという不都合が生じる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、リチウムイオン二次電池を内蔵した電池パックに於ける、二次電池の充電制御は、定電流充電により電池電圧が上昇して設定された充電最大電圧に達すると定電圧充電に切り替え、定電圧充電時の充電電流を測定して、規定電流値以下であるとき満充電としており、このため、電池オープン等の不良で充電電流が流れないときにも満充電検知してしまうという問題があった。更に、このような誤った満充電検知が行なわれた際は、電池パックによる動作可能時間の認識を誤り、電池パックによる機器駆動時に処理を途中で終了しなければならない等の不都合があった。
【００１５】
又、内蔵二次電池の充電放電情報を記憶する記憶装置を設けた電池パックに於いて、その電池容量は、充電放電があった場合に、その分の電池容量を記憶装置に記憶されている電池容量に加減することで管理されているが、このような電池容量管理手段に於いては、満充電状態になった電池を放置し、ある程度、放電させた後に、再び充電した場合に、実際の容量は減少しているにも拘らず、記憶装置が記憶している電池容量の情報から満充電状態であると認識し、その結果、充電を行なっても完全に満充電できないという不都合が生じ、更に、その状態で放電を行なった場合は、実際の容量がゼロになっても、記憶装置の容量情報はゼロにならないという不都合が生じていた。
【００１６】
又、上記したような電池パックに於ける二次電池の充電方式は、充電中の電池の電荷量を一定間隔で加算し満充電を検知すると充電を終了する方式、もしくは充電電流がある基準電流値以下となったことを検知すると充電を終了する方式等が採られており、従って、従来では、二次電池（Ａ）を充電中に、充電中の二次電池（Ａ）を別の二次電池（Ｂ）に取り替えた場合に、電池Ｂの充電は電池Ａで検知した満充電の電池容量データを保持しているため、充電中の電池Ａの充電容量が電池Ｂの充電容量より低ければ、充電容量は不足し、逆に、電池Ｂの容量が電池Ａの容量より高ければ過充電を行なってしまうといった問題があった。更に、充電中に交換された電池が異常電池であった場合、電池パックの交換を検知できないため、そのまま充電を行なってしまうという問題があった。
【００１７】
又、複数個のリチウムイオン二次電池を１個ずつ個別に充電する場合、従来では１個のリチウムイオン二次電池の満充電検知後、他のリチウムイオン二次電池を充電し、二次電池各々の満充電を検知すると充電を終了していたため、二次電池の満充電後は、その二次電池に対して充電を行なわないため、二次電池が放電して、満充電が維持されず、放電が進行した際に、正しい二次電池管理が行なえないという不都合があった。
【００１８】
本発明は上記実情に鑑みなされたもので、複数個の二次電池を１個ずつ定電流定電圧で充電する際に、その各二次電池を常に満充電状態に維持することのできる電子機器および充電制御装置を提供することを目的とする。
【００１９】
更に、本発明は、複数個の電池パックを１個ずつ充電制御する際に、充電後の二次電池を常に満充電状態に保ち、放電の進行による電池管理上のずれをなくして、常に正しい充電状態で電池パックを扱うことができる電子機器および充電制御装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、定電流定電圧で充電する二次電池に於いて、図１に示すように、二次電池１１の電池電圧を監視する電圧測定部１２と、充電電流を監視する電流測定部１３と、充電電流が設定値以下になったとき、充電路に介在されたスイッチ１５をオフして充電を一旦停止し、電圧測定部１２で測定した電池電圧が規定電圧に達していれば満充電検知とする満充電検知制御部１４とを具備してなることを特徴とする。
【００２１】
又、本発明は、二次電池及び同電池の残存容量を記憶する記憶手段を内蔵した電池パックを用いるシステムに於いて、図２に示すように、電池パック２１の電池電圧から残存容量を検知する残存容量検知装置２２と、この残存容量検知装置２２で検知した残存容量情報を電池パック２１内の記憶装置２４の残存容量情報と比較して、その差が規定値以上だった場合に残存容量検知装置２２の残存容量情報を記憶装置２４に書き込む電池容量記憶制御装置２３とを具備してなることを特徴とする。
【００２２】
又、本発明は、二次電池を内蔵した電池パックを充電制御するシステムに於いて、図３に示すように、電池パック３１に、内蔵二次電池（ＢＡＴＴ）の充電状態、及び電池パック個々に固有の識別情報を記憶する記憶装置３２を設け、電池パック３１の二次電池（ＢＡＴＴ）を充電制御する充電器３３に、電池パック３１の記憶装置３２から電池パックに固有の識別情報を読み、記憶して、今回読んだ識別情報と前回読んだ識別情報との照合で充電中の電池パック交換の有無を検知するとともに、充電中に電池パック３１が交換されたことを検知したとき、充電路に介在されたスイッチ３６をオフし、充電動作の継続を解除して、交換された電池パック３１の記憶装置３２より内蔵二次電池（ＢＡＴＴ）の情報を読み、その交換された電池パック３１の状態に合わせて、初めから充電を開始する充電制御部３４を設けたことを特徴とする。
【００２３】
又、本発明は、定電流定電圧充電を行なう二次電池を内蔵した複数個の電池パックを１個ずつ充電制御する充電制御方式に於いて、図４に示すように、一方の各電池パック４１ａが満充電状態にあり、他方の電池パック４１ｂが定電流充電を終えたとき、各電池パック４１ａ，４１ｂの充電路にそれぞれ介在されたスイッチ４４ａ，４４ｂを共にオンして、定電圧・定電流源４２より出力される定電圧充電電源を各電池パック４１ａ，４１ｂに供給し、各電池パック４１ａ，４１ｂを定電圧充電制御する、満充電検知機能をもつ充電制御部４３を設けてなる構成としたことを特徴とする。
【００２４】
上記図１の構成に於いて、リチウムイオン二次電池１１は定電流定電圧で充電される。充電末期になると、充電電流が低下する。電流測定部１３で測定した充電電流が満充電検知のための設定充電電流値以下になると、満充電検知制御部１４がスイッチ１５をオフして、電圧測定部１２で測定した電池電圧が設定電圧以上であるか否かを判断し、測定電池電圧が設定電圧以上であるとき満充電を検知して、その満充電検知状態を例えば満充電表示部１６に表示する。
【００２５】
このような充電電流と電池電圧とで満充電検知を行なう構成としたことにより、電池の不良により充電電流が流れない場合に誤って満充電検知する不都合が回避され、定電圧定電流充電する二次電池の満充電状態が正確に検知できる。
【００２６】
上記図２の構成に於いて、電池パック２１に内蔵された二次電池（ＢＡＴＴ）の残存容量は電池パック２１内の記憶装置２４に記憶され、又、残存容量検出装置２２にて実際に二次電池（ＢＡＴＴ）の電池電圧から残存容量が算出される。残存容量検出装置２２で検出した残存容量情報と記憶装置２４に記憶された残存容量情報が電池容量記憶制御装置２３に送られて比較され、その残存容量の差が規定値以上だった場合は残存容量検知装置２２の情報が正確な残存容量情報として記憶装置２４に書き込まれ、上記残存容量の差が規定値に達しなかった場合は記憶装置２４への書き込みは行なわない。
【００２７】
これにより電池パック２１内の記憶装置２４に常に正確な残存容量が記憶できる。
【００２８】
上記図３の構成に於いて、充電制御装置３４は、電池パック３１の充電中に於いて、一定周期で、電池パック３１の記憶装置３２から電池パックに固有の識別情報を読み、充電中の電池パック交換の有無を検知する。更に充電制御装置３４は、充電中に電池パック３１が交換されたことを検知したとき、充電路に介在されたスイッチ３６をオフし、充電動作の継続を解除（中止）して、交換された電池パック３１の記憶装置３２より内蔵二次電池（ＢＡＴＴ）の情報を読み、その交換された電池パック３１の状態に合わせて、初めから充電を開始する。
【００２９】
このように、充電中に電池パックが交換されたことを検知したとき、交換前の電池パックに対して行なっていた充電動作の継続を断ち、交換された電池パックに対して新たに充電動作を開始する充電制御手段を備えたことにより、充電中の電池パックを充電途中で交換しても、それぞれの電池状態に合わせて正確に充電を行なうことができ、電池の充電可能容量を余すことなく使用することができる。又、充電中に交換された電池パックが電池異常であっても、その電池異常を電池交換の際に認識できることから信頼性及び安全性の高い正確な充電が維持できる。
【００３０】
上記図４の構成に於いて、充電制御部４３は、一方の各電池パック４１ａが定電流定電圧充電により満充電状態にあり、他方の電池パック４１ｂが定電流充電を終えたことを判断すると、各電池パック４１ａ，４１ｂの充電路にそれぞれ介在されたスイッチ４４ａ，４４ｂを共にスイッチオンにする。定電圧・定電流源４２は、充電電流が規定の値以下まで減少すると定電圧モードで充電電力を出力する。これにより各電池パック４１ａ，４１ｂがそれぞれ定電圧充電制御され、満充電状態を維持する。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
【００３２】
図１は本発明の第１実施例を示すブロック図である。
【００３３】
図１に於いて、１１は定電流定電圧充電されるリチウムイオン二次電池（ＢＡＴＴ）である。１２はリチウムイオン二次電池１１の充電電圧を測定する電圧測定部（Ｖ）であり、１３はリチウムイオン二次電池１１の充電電流を測定する電流測定部（Ａ）である。
【００３４】
１４は電圧測定部１２の測定電圧と電流測定部１３の測定電流からリチウムイオン二次電池１１の満充電を検知する満充電検知制御部であり、電流測定部１３で測定した充電電流が規定電流値以下になったとき、スイッチ１５を一旦オフして、電圧測定部１２で測定した電池電圧をチェックし、その測定電圧が規定電圧に達していれば満充電検知とする。
【００３５】
１５はリチウムイオン二次電池１１の充電電流路に介在されたスイッチであり、満充電検知制御部１４によりオン／オフされるもので、電流測定部１３の測定充電電流が規定値以下になったとき、オフ制御される。
【００３６】
１６は満充電表示部であり、満充電検知制御部１４で満充電を検知したとき、リチウムイオン二次電池１１が満充電状態になったことを表示出力する。
【００３７】
ここで上記図１に示す第１実施例の動作を説明する。
【００３８】
リチウムイオン二次電池１１の充電時は、スイッチ１５を介して図示しない定電流定電圧源より充電電力がリチウムイオン二次電池１１に供給され、リチウムイオン二次電池１１が定電流・定電圧充電される。
【００３９】
リチウムイオン二次電池１１の充電電流は、充電末期に近付くに連れて減少し、充電末期になると、予め定められた電流値、即ち満充電検知制御部１４に設定された規定電流値以下になる。
【００４０】
満充電検知制御部１４は、電流測定部１３で測定した充電電流が規定電流値以下になったことを認識すると、スイッチ１５を一旦オフして、電圧測定部１２で測定した電池電圧をチェックする。即ち、リチウムイオン二次電池１１の解放電池電圧をチェックする。そして、上記測定電圧が予め定められた規定電圧に達しているか否かを判断し、規定電圧に達していれば満充電検知として、その旨を満充電表示部１６に通知する。これにより満充電表示部１６にリチウムイオン二次電池１１の満充電状態を示す情報が表示される。
【００４１】
このように、第１実施例によれば、充電電流と電池電圧で満充電検知を行なうため、電池が不良で充電電流が流れない場合に間違って満充電検知とする不都合が回避され、常に正しい満充電検知が行なえる。
【００４２】
図２は本発明の第２実施例を示すブロック図である。
【００４３】
図２に於いて、２１は電池パックであり、二次電池（ＢＡＴＴ）を内蔵するとともに、この内蔵二次電池（ＢＡＴＴ）の残存容量を記憶する記憶装置２４をもつ。
【００４４】
２２は電池パック２１の残存容量（電池パック２１に内蔵された二次電池（ＢＡＴＴ）の残存容量）を検知する残存容量検知装置であり、電池パック２１の電池電圧（電池パック２１に内蔵された二次電池（ＢＡＴＴ）の電池電圧）から電池パック２１の残存容量を検知する。
【００４５】
２３は電池容量比較機能をもつ電池容量記憶制御装置であり、残存容量検知装置２２で検知した電池パック２１の残存容量と、電池パック２１内の記憶装置２４に記憶された残存容量を比較して、その残存容量の差が予め定められた規定値以上だった場合に、残存容量検知装置２２の情報を正確な残存容量情報として、残存容量情報を記憶装置２４に書き込み、上記残存容量差が規定値に達しなかった場合は記憶装置２４への書き込みを行なわず、一定周期の後、再び上記した電池容量比較を含む動作を繰り返し行なう。
【００４６】
２４は電池パック２１に設けられた記憶装置２４であり、電池容量記憶制御装置２３の制御の下にリード／ライト制御され、内蔵二次電池（ＢＡＴＴ）の残存容量情報を記憶する。
【００４７】
ここで上記図２に示す第２実施例の動作を説明する。
【００４８】
電池パック２１内の記憶装置２４には、電池容量記憶制御装置２３の制御の下に、一定の周期で、電池パック２１の残存容量（電池パック２１に内蔵された二次電池（ＢＡＴＴ）の残存容量）が記憶される。
【００４９】
残存容量検知装置２２は、電池パック２１の電池電圧（電池パック２１に内蔵された二次電池（ＢＡＴＴ）の電池電圧）から電池パック２１の実際の残存容量を検知し、その検知した残存容量を電池容量記憶制御装置２３に供給する。
【００５０】
電池容量記憶制御装置２３は、一定の周期で電池パック２１の記憶装置２４をアクセスし、記憶装置２４に記憶された残存容量を読み取って、その残存容量を残存容量検知装置２２で検知した実際の電池残存容量と比較し、その差が規定値以上であるか否かを判断する。
【００５１】
この比較で残存容量の差が規定値以上であった場合は、残存容量検知装置２２で実際に検知した残存容量情報を正確な残存容量として記憶装置２４に書き込み、一定周期の後に再び上記した電池容量比較を含む動作を繰り返し行なう。
【００５２】
又、上記比較による残存容量の差が規定値に達していない場合は記憶装置２４への書込みを行なわず、一定周期の後に再び上記した電池容量比較を含む動作を繰り返し行なう。
【００５３】
このような電池容量の管理機構をもつことにより、電池パック２１の記憶装置２４に常に正確な残存容量を記憶できる。
【００５４】
図３は本発明の第３実施例を示すブロック図である。
【００５５】
図３に於いて、３１は電池パックであり、組電池で構成された二次電池（ＢＡＴＴ）を内蔵するとともに、この内蔵二次電池（ＢＡＴＴ）の残存容量、電池パック個々の識別を行なうためのパックに固有の識別情報等を記憶する記憶装置３２をもつ。
【００５６】
３３は電池パック３１を充電制御する充電器であり、充電制御部３４、電源部３５、充電オン／オフスイッチ３６等を設けてなる。
【００５７】
充電制御部３４は、一定の周期で電池パック３１の記憶装置３２から電池パックに固有の識別情報を読み、その都度更新記憶して、今読んだ識別情報と前回読んで記憶した識別情報との比較により、充電中の電池パック交換の有無を検知するとともに、充電中に電池パック３１が交換されたことを検知したとき、充電路に介在されたスイッチ３６を一旦オフし、交換前の電池パックに対する充電動作の継続を一旦解除して、交換された電池パック３１の記憶装置３２より内蔵二次電池（ＢＡＴＴ）の情報を読み、その交換された電池パック３１の状態に合わせて、最初から充電を開始する。
【００５８】
ここで上記図３に示す第３実施例の動作を説明する。
【００５９】
電池パック３１の記憶装置３２には、内蔵二次電池（ＢＡＴＴ）の残存容量等の状態情報とともに、その電池パックに固有の識別情報が記憶されている。
【００６０】
又、電池パック３１の内蔵二次電池（ＢＡＴＴ）には、充電器３３の電源部３５より充電オン／オフスイッチ３６を介して充電電力が供給され、電池パック３１の内蔵二次電池（ＢＡＴＴ）が満充電状態になるまで充電が継続して行なわれる。この際の充電方式は、充電中の電池パックの電荷量が規定値に達するまで充電を継続する充電方式、又は充電電流が規定値以下になるまで充電を継続する充電方式、又は充電時間が設定時間に達するまで充電を継続する充電方式等のいずれであってもよい。
【００６１】
充電制御部３４は、一定の周期で電池パック３１の記憶装置３２から電池パックに固有の識別情報を読み、その都度記憶して、今読んだ識別情報と前回読んで記憶した識別情報との比較により、充電中の電池パック交換の有無をチェックする。この際、充電中に電池パック３１が交換されたことを検知すると、充電路に介在されたスイッチ３６を一旦オフして、交換前の電池パックに対する充電動作の継続を解除し、交換された電池パック３１の記憶装置３２より内蔵二次電池（ＢＡＴＴ）の情報を読んで、その交換された電池パック３１の状態に合わせて、最初から充電を開始する。
【００６２】
このように、充電中に電池パックが交換されたことを検知したとき、交換前の電池パックに対して行なっていた充電動作の継続を断ち、交換された電池パックに対して新たに充電動作を開始する充電制御手段を備えたことにより、充電中の電池パックを充電途中で交換しても、それぞれの電池状態に合わせて正確に充電を行なうことができ、電池パックの充電可能容量を余すことなく使用することができる。又、充電中に交換された電池パックが電池異常であっても、その電池異常を電池交換の際に認識できることから信頼性及び安全性の高い正確な充電が維持できる。
【００６３】
上記した図３に示す実施例では、充電中に電池パック３１が交換されたことを検知すると、充電動作の継続を解除し、交換された電池パック３１の記憶装置３２より内蔵二次電池（ＢＡＴＴ）の情報を読んで、その交換された電池パック３１の状態に合わせて、最初から充電を開始していたが、電池パックの充電状態情報を記憶する記憶部を電池パック外に設け、充電中に電池パックが交換されたことを検知したとき、上記記憶部を初期化した後、交換された電池パックに対して新たに充電動作を開始し、その充電動作に伴う充電状態情報を記憶部に記憶する構成であってもい。この場合も上記実施例と同様に、充電中の電池パックを充電途中で交換しても、それぞれの電池状態に合わせて正確に充電を行なうことができ、電池パックの充電可能容量を余すことなく使用することができるとともに、充電中に交換された電池パックが電池異常であっても、その電池異常を電池交換の際に認識できることから信頼性及び安全性の高い正確な充電が維持できる。
【００６４】
図４は本発明の第４実施例を示すブロック図であり、図５は第４実施例の動作説明図である。
【００６５】
図４に於いて、４１ａ，４１ｂはそれぞれ充電対象となる二次電池を内蔵した電池パックである。４２は電池パック４１ａ，４１ｂに定電圧充電電源を供給する定電圧・定電流源である。
【００６６】
４３は電池パック４１ａ，４１ｂを定電圧充電制御する充電制御部であり、満充電検知機能をもつとともに、充電中の電池パック（例えば４１ａ）が満充電になったとき当該電池パック（４１ａ）の充電を一時停止して、定電流充電が必要な他の電池パック（４１ｂ）の定電流充電を開始する充電制御機能と、充電対象にある電池パック４１ａ，４１ｂそれぞれの定電流充電が終了したとき、充電対象にある電池パック４１ａ，４１ｂそれぞれに満充電状態を維持するよう、各電池パック４１ａ，４１ｂに充電路を形成し、定電圧充電制御を行なう充電制御機能とをもつ。
【００６７】
即ち、充電制御部４３は、図５に示すように、電池パック４１ａ，４１ｂそれぞれの定電流充電が終了すると、各電池パック４１ａ，４１ｂの充電路に介在されたスイッチ４４ａ，４４ｂを共にオンして、各電池パック４１ａ，４１ｂに充電路を形成する。この際、定電圧・定電流源４２は、充電電流が規定の値以下まで減少すると定電圧モードで充電電力を出力する。これにより各電池パック４１ａ，４１ｂがそれぞれ定電圧充電され、満充電状態を維持する。
【００６８】
４４ａ，４４ｂは電池パック４１ａ，４１ｂの充電路にそれぞれ個別に介在されたスイッチであり、充電制御部４３によりオン／オフされる。
【００６９】
ここで上記図４に示す第４実施例の動作を図５を参照して説明する。
【００７０】
充電制御部４３は、一方の各電池パック４１ａが定電流定電圧充電により満充電状態にあり、他方の電池パック４１ｂが定電流充電を終えたことを判断すると、各電池パック４１ａ，４１ｂの充電路にそれぞれ介在されたスイッチ４４ａ，４４ｂを共にスイッチオンにする。
【００７１】
一方、定電圧・定電流源４２は、充電電流が規定の値以下まで減少すると定電圧モードで充電電力を出力する。
【００７２】
これにより各電池パック４１ａ，４１ｂがそれぞれ定電圧充電制御され、電池パック４１ａ，４１ｂの満充電状態が維持される。
【００７３】
図５にこの際の各電池パック４１ａ，４１ｂの充電状態を示す。図５に示すＴＥから各電池パック４１ａ，４１ｂが定電圧充電制御され、各電池パック４１ａ，４１ｂが満充電状態に保たれ、常に正しい充電状態で電池管理が行なえる。
【００７４】
図６は本発明の第５実施例を示すブロック図である。
【００７５】
図６に於いて、５１は組電池により構成された電池パックであり、パック内部に、自パックに固有の識別情報を記憶する記憶装置５２をもつ。
【００７６】
６１は充電器であり、電池パック５１から読出した、その電池パック５１に固有の識別情報を記憶し、充電中の電池パック交換の有無を検知する機能をもつ。
【００７７】
６２は充電器６１に設けられたデータ照合装置であり、電池パック５１から、その電池パック５１に固有の識別情報を定期的に読み込み、その読み込んだ識別情報と前回読んで記憶している識別情報とを照合することにより電池パック交換の有無を検知する。
【００７８】
６３は充電器６１の電源部であり、電池パック５１の充電電力を出力する。
【００７９】
６４は充電器６１に設けられた電荷量記憶装置であり、充電に従い充電電荷量を加算し、予め設定した電荷量に達すると、充電を停止する。
【００８０】
６５は充電器６１に設けられた基準電荷量記憶装置であり、電池パック５１の満充電時の電荷量を記憶している。
【００８１】
６６は充電器６１に設けられた比較器であり、充電中の電池パック５１の電荷量と基準電荷量記憶装置６５に記憶された基準電荷量とを比較する。
【００８２】
６７は充電器６１に設けられたスイッチであり、電池パックの交換がデータ照合装置６２で検知された場合と、充電電荷量が基準電荷量に到達した場合にスイッチオフして電池パック５１への充電を停止する。
【００８３】
ここで上記図６に示す第５実施例の動作を説明する。
【００８４】
充電器６１のデータ照合装置６２は、充電中の電池パック５１の記憶装置５２から、その電池パック５１に固有の識別情報を定期的に読み込み、その読み込んだ識別情報と前回読んで記憶している識別情報とを照合して電池パック交換の有無を検知する。
【００８５】
データ照合装置６２は、充電中に電池パックが交換されたことを検知すると、スイッチ６７をオフし、更に、電荷量記憶装置６４に記憶されている、加算された充電電荷量をクリアした後、スイッチ６７をオンして、交換された電池パック５１の充電を開始する。
【００８６】
上記電池パック交換の有無検知に於いて、充電中に電池パックが交換されたことが検知されない場合は、比較器６６に於いて、電荷量記憶装置６４に記憶されている、加算された充電電荷量と基準電荷量記憶装置６５に記憶された基準電荷量とが比較され、この比較で充電電荷量が基準電荷量に達したことを検知すると、スイッチ６７をオフして、電池パック５１の充電を停止する。
【００８７】
このように、充電中に電池パックが交換されたことを検知したとき、交換前の電池パックに対して行なっていた充電動作の継続を断ち、交換された電池パックに対して新たに充電動作を開始する充電制御手段を備えたことにより、充電中の電池パックを充電途中で交換しても、それぞれの電池状態に合わせて正確に充電を行なうことができ、電池パックの充電可能容量を余すことなく使用することができる。又、充電中に交換された電池パックが電池異常であっても、その電池異常を電池交換の際に認識できることから信頼性及び安全性の高い正確な充電が維持できる。
【００８８】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、定電流定電圧充電を行なう二次電池を内蔵した複数個の電池パックを１個ずつ充電制御する電子機器の充電制御に於いて、充電中の電池パックの満充電状態を検知する満充電検知手段と、充電中の電池パックが満充電になったとき当該電池パックの充電を一時停止して、定電流充電が必要な他の電池パックの定電流充電を開始する充電制御手段と、充電対象にある複数の電池パックそれぞれの定電流充電が終了したとき充電対象にある複数の電池パックそれぞれに満充電状態を維持する定電圧充電を行なう充電制御手段とを具備して、定電流充電を終えた電池パックをそれぞれ満充電状態に維持する構成としたことにより、充電後の二次電池を常に満充電状態に保ち、放電の進行による電池管理上のずれをなくして、常に正しい充電状態で電池パックを扱うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の第２実施例の構成を示すブロック図。
【図３】本発明の第３実施例の構成を示すブロック図。
【図４】本発明の第４実施例の構成を示すブロック図。
【図５】上記第４実施例の動作説明図。
【図６】本発明の第５実施例の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１１…リチウムイオン二次電池（ＢＡＴＴ）
１２…電圧測定部（Ｖ）
１３…電流測定部（Ａ）
１４…満充電検知制御部
１５…スイッチ
２１…電池パック
２２…残存容量検知装置
２３…電池容量記憶制御装置
２４…記憶装置
３１…電池パック
３２…記憶装置
３３…充電器
３４…充電制御部
３５…電源部
３６…スイッチ
４１ａ，４１ｂ…電池パック
４２…定電圧・定電流源
４３…充電制御部
４４ａ，４４ｂ…スイッチ。
５１…電池パック
５２…記憶装置
６１…充電器
６２…データ照合装置
６３…電源
６４…電荷量記憶装置
６５…基準電荷量記憶装置
６６…比較器
６７…スイッチ
【発明の属する技術分野】
本発明は、二次電池を内蔵した電池パックにより動作可能な電子機器および二次電池を内蔵した複数の電池パックの充電制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
リチウムイオン二次電池を内蔵した電池パックに於ける、二次電池の充電制御は、最初、定電流充電を行ない、電池電圧が上昇して設定された充電最大電圧に達すると、定電圧充電に切り替え、満充電を検知して充電を終了する。
【０００３】
このような充電制御に於いて、二次電池の満充電を検知する際、従来では、定電圧充電時の充電電流を測定し、規定電流値以下ならば満充電としていた。
【０００４】
しかしながら、このような満充電検知手段に於いては、電池オープン等の不良で充電電流が流れないときにも満充電検知してしまう等の問題があった。
【０００５】
更に、このような誤った満充電検知が行なわれた際は、電池パックによる動作可能時間の認識を誤り、電池パックによる機器駆動時（バッテリィ駆動時）に処理（例えばアプリケーションソフトウェア処理）を途中で終了しなければならない等の不都合を招来する。
【０００６】
又、上記したような電池パックには、内蔵二次電池の充電放電情報を記憶する記憶装置を設けたものも存在する。
【０００７】
この種電池パックの電池容量は、充電放電があった場合に、その分の電池容量を記憶装置に記憶されている電池容量に加減することで管理される。
【０００８】
しかしながら、このような電池容量管理手段に於いては以下のような問題があった。
【０００９】
即ち、満充電状態になった電池（記憶装置は１００％）を放置し、ある程度、放電させた後に、再び充電した場合、実際の容量は減少しているが、記憶装置が記憶している電池容量の情報は１００％のままであるため、満充電状態であると認識し、その結果、充電を行なっても完全に満充電できないという不都合が生じる。また、その状態で放電を行なった場合も、記憶装置の情報が１００％の状態のままで行なうと、実際の容量がゼロになっても、記憶装置の容量の情報はゼロにならないという不都合が生じる。
【００１０】
又、上記したような電池パックに於ける二次電池の充電方式は、充電中の電池の電荷量を一定間隔で加算し満充電を検知すると充電を終了する方式、もしくは充電電流がある基準電流値以下となったことを検知すると充電を終了する方式等が採られていた。
【００１１】
従って、従来では、二次電池（電池Ａ）を充電中に、充電中の二次電池（電池Ａ）を別の二次電池（電池Ｂ）に取り替えた場合、電池Ｂの充電は電池Ａで検知した満充電の電池容量データを保持しているため、充電中の電池Ａの充電容量が電池Ｂの充電容量より低ければ、充電容量は不足し、逆に、電池Ｂの容量が電池Ａの容量より高ければ過充電を行なってしまうといった問題があった。また、充電中に交換された電池が異常電池であった場合、電池パックの交換を検知できないため、そのまま充電を行なってしまうという問題があった。
【００１２】
又、複数個のリチウムイオン二次電池を１個ずつ個別に充電する場合、１個のリチウムイオン二次電池の満充電検知後、他のリチウムイオン二次電池を充電している。各々の二次電池は満充電を検知すると充電を終了する。
【００１３】
しかしながらこのような従来の充電制御に於いては、二次電池の満充電後は、その二次電池に対して充電を行なわないため、二次電池が放電して、満充電が維持されず、放電が進行した際に、正しい二次電池管理が行なえないという不都合が生じる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、リチウムイオン二次電池を内蔵した電池パックに於ける、二次電池の充電制御は、定電流充電により電池電圧が上昇して設定された充電最大電圧に達すると定電圧充電に切り替え、定電圧充電時の充電電流を測定して、規定電流値以下であるとき満充電としており、このため、電池オープン等の不良で充電電流が流れないときにも満充電検知してしまうという問題があった。更に、このような誤った満充電検知が行なわれた際は、電池パックによる動作可能時間の認識を誤り、電池パックによる機器駆動時に処理を途中で終了しなければならない等の不都合があった。
【００１５】
又、内蔵二次電池の充電放電情報を記憶する記憶装置を設けた電池パックに於いて、その電池容量は、充電放電があった場合に、その分の電池容量を記憶装置に記憶されている電池容量に加減することで管理されているが、このような電池容量管理手段に於いては、満充電状態になった電池を放置し、ある程度、放電させた後に、再び充電した場合に、実際の容量は減少しているにも拘らず、記憶装置が記憶している電池容量の情報から満充電状態であると認識し、その結果、充電を行なっても完全に満充電できないという不都合が生じ、更に、その状態で放電を行なった場合は、実際の容量がゼロになっても、記憶装置の容量情報はゼロにならないという不都合が生じていた。
【００１６】
又、上記したような電池パックに於ける二次電池の充電方式は、充電中の電池の電荷量を一定間隔で加算し満充電を検知すると充電を終了する方式、もしくは充電電流がある基準電流値以下となったことを検知すると充電を終了する方式等が採られており、従って、従来では、二次電池（Ａ）を充電中に、充電中の二次電池（Ａ）を別の二次電池（Ｂ）に取り替えた場合に、電池Ｂの充電は電池Ａで検知した満充電の電池容量データを保持しているため、充電中の電池Ａの充電容量が電池Ｂの充電容量より低ければ、充電容量は不足し、逆に、電池Ｂの容量が電池Ａの容量より高ければ過充電を行なってしまうといった問題があった。更に、充電中に交換された電池が異常電池であった場合、電池パックの交換を検知できないため、そのまま充電を行なってしまうという問題があった。
【００１７】
又、複数個のリチウムイオン二次電池を１個ずつ個別に充電する場合、従来では１個のリチウムイオン二次電池の満充電検知後、他のリチウムイオン二次電池を充電し、二次電池各々の満充電を検知すると充電を終了していたため、二次電池の満充電後は、その二次電池に対して充電を行なわないため、二次電池が放電して、満充電が維持されず、放電が進行した際に、正しい二次電池管理が行なえないという不都合があった。
【００１８】
本発明は上記実情に鑑みなされたもので、複数個の二次電池を１個ずつ定電流定電圧で充電する際に、その各二次電池を常に満充電状態に維持することのできる電子機器および充電制御装置を提供することを目的とする。
【００１９】
更に、本発明は、複数個の電池パックを１個ずつ充電制御する際に、充電後の二次電池を常に満充電状態に保ち、放電の進行による電池管理上のずれをなくして、常に正しい充電状態で電池パックを扱うことができる電子機器および充電制御装置を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、定電流定電圧で充電する二次電池に於いて、図１に示すように、二次電池１１の電池電圧を監視する電圧測定部１２と、充電電流を監視する電流測定部１３と、充電電流が設定値以下になったとき、充電路に介在されたスイッチ１５をオフして充電を一旦停止し、電圧測定部１２で測定した電池電圧が規定電圧に達していれば満充電検知とする満充電検知制御部１４とを具備してなることを特徴とする。
【００２１】
又、本発明は、二次電池及び同電池の残存容量を記憶する記憶手段を内蔵した電池パックを用いるシステムに於いて、図２に示すように、電池パック２１の電池電圧から残存容量を検知する残存容量検知装置２２と、この残存容量検知装置２２で検知した残存容量情報を電池パック２１内の記憶装置２４の残存容量情報と比較して、その差が規定値以上だった場合に残存容量検知装置２２の残存容量情報を記憶装置２４に書き込む電池容量記憶制御装置２３とを具備してなることを特徴とする。
【００２２】
又、本発明は、二次電池を内蔵した電池パックを充電制御するシステムに於いて、図３に示すように、電池パック３１に、内蔵二次電池（ＢＡＴＴ）の充電状態、及び電池パック個々に固有の識別情報を記憶する記憶装置３２を設け、電池パック３１の二次電池（ＢＡＴＴ）を充電制御する充電器３３に、電池パック３１の記憶装置３２から電池パックに固有の識別情報を読み、記憶して、今回読んだ識別情報と前回読んだ識別情報との照合で充電中の電池パック交換の有無を検知するとともに、充電中に電池パック３１が交換されたことを検知したとき、充電路に介在されたスイッチ３６をオフし、充電動作の継続を解除して、交換された電池パック３１の記憶装置３２より内蔵二次電池（ＢＡＴＴ）の情報を読み、その交換された電池パック３１の状態に合わせて、初めから充電を開始する充電制御部３４を設けたことを特徴とする。
【００２３】
又、本発明は、定電流定電圧充電を行なう二次電池を内蔵した複数個の電池パックを１個ずつ充電制御する充電制御方式に於いて、図４に示すように、一方の各電池パック４１ａが満充電状態にあり、他方の電池パック４１ｂが定電流充電を終えたとき、各電池パック４１ａ，４１ｂの充電路にそれぞれ介在されたスイッチ４４ａ，４４ｂを共にオンして、定電圧・定電流源４２より出力される定電圧充電電源を各電池パック４１ａ，４１ｂに供給し、各電池パック４１ａ，４１ｂを定電圧充電制御する、満充電検知機能をもつ充電制御部４３を設けてなる構成としたことを特徴とする。
【００２４】
上記図１の構成に於いて、リチウムイオン二次電池１１は定電流定電圧で充電される。充電末期になると、充電電流が低下する。電流測定部１３で測定した充電電流が満充電検知のための設定充電電流値以下になると、満充電検知制御部１４がスイッチ１５をオフして、電圧測定部１２で測定した電池電圧が設定電圧以上であるか否かを判断し、測定電池電圧が設定電圧以上であるとき満充電を検知して、その満充電検知状態を例えば満充電表示部１６に表示する。
【００２５】
このような充電電流と電池電圧とで満充電検知を行なう構成としたことにより、電池の不良により充電電流が流れない場合に誤って満充電検知する不都合が回避され、定電圧定電流充電する二次電池の満充電状態が正確に検知できる。
【００２６】
上記図２の構成に於いて、電池パック２１に内蔵された二次電池（ＢＡＴＴ）の残存容量は電池パック２１内の記憶装置２４に記憶され、又、残存容量検出装置２２にて実際に二次電池（ＢＡＴＴ）の電池電圧から残存容量が算出される。残存容量検出装置２２で検出した残存容量情報と記憶装置２４に記憶された残存容量情報が電池容量記憶制御装置２３に送られて比較され、その残存容量の差が規定値以上だった場合は残存容量検知装置２２の情報が正確な残存容量情報として記憶装置２４に書き込まれ、上記残存容量の差が規定値に達しなかった場合は記憶装置２４への書き込みは行なわない。
【００２７】
これにより電池パック２１内の記憶装置２４に常に正確な残存容量が記憶できる。
【００２８】
上記図３の構成に於いて、充電制御装置３４は、電池パック３１の充電中に於いて、一定周期で、電池パック３１の記憶装置３２から電池パックに固有の識別情報を読み、充電中の電池パック交換の有無を検知する。更に充電制御装置３４は、充電中に電池パック３１が交換されたことを検知したとき、充電路に介在されたスイッチ３６をオフし、充電動作の継続を解除（中止）して、交換された電池パック３１の記憶装置３２より内蔵二次電池（ＢＡＴＴ）の情報を読み、その交換された電池パック３１の状態に合わせて、初めから充電を開始する。
【００２９】
このように、充電中に電池パックが交換されたことを検知したとき、交換前の電池パックに対して行なっていた充電動作の継続を断ち、交換された電池パックに対して新たに充電動作を開始する充電制御手段を備えたことにより、充電中の電池パックを充電途中で交換しても、それぞれの電池状態に合わせて正確に充電を行なうことができ、電池の充電可能容量を余すことなく使用することができる。又、充電中に交換された電池パックが電池異常であっても、その電池異常を電池交換の際に認識できることから信頼性及び安全性の高い正確な充電が維持できる。
【００３０】
上記図４の構成に於いて、充電制御部４３は、一方の各電池パック４１ａが定電流定電圧充電により満充電状態にあり、他方の電池パック４１ｂが定電流充電を終えたことを判断すると、各電池パック４１ａ，４１ｂの充電路にそれぞれ介在されたスイッチ４４ａ，４４ｂを共にスイッチオンにする。定電圧・定電流源４２は、充電電流が規定の値以下まで減少すると定電圧モードで充電電力を出力する。これにより各電池パック４１ａ，４１ｂがそれぞれ定電圧充電制御され、満充電状態を維持する。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
【００３２】
図１は本発明の第１実施例を示すブロック図である。
【００３３】
図１に於いて、１１は定電流定電圧充電されるリチウムイオン二次電池（ＢＡＴＴ）である。１２はリチウムイオン二次電池１１の充電電圧を測定する電圧測定部（Ｖ）であり、１３はリチウムイオン二次電池１１の充電電流を測定する電流測定部（Ａ）である。
【００３４】
１４は電圧測定部１２の測定電圧と電流測定部１３の測定電流からリチウムイオン二次電池１１の満充電を検知する満充電検知制御部であり、電流測定部１３で測定した充電電流が規定電流値以下になったとき、スイッチ１５を一旦オフして、電圧測定部１２で測定した電池電圧をチェックし、その測定電圧が規定電圧に達していれば満充電検知とする。
【００３５】
１５はリチウムイオン二次電池１１の充電電流路に介在されたスイッチであり、満充電検知制御部１４によりオン／オフされるもので、電流測定部１３の測定充電電流が規定値以下になったとき、オフ制御される。
【００３６】
１６は満充電表示部であり、満充電検知制御部１４で満充電を検知したとき、リチウムイオン二次電池１１が満充電状態になったことを表示出力する。
【００３７】
ここで上記図１に示す第１実施例の動作を説明する。
【００３８】
リチウムイオン二次電池１１の充電時は、スイッチ１５を介して図示しない定電流定電圧源より充電電力がリチウムイオン二次電池１１に供給され、リチウムイオン二次電池１１が定電流・定電圧充電される。
【００３９】
リチウムイオン二次電池１１の充電電流は、充電末期に近付くに連れて減少し、充電末期になると、予め定められた電流値、即ち満充電検知制御部１４に設定された規定電流値以下になる。
【００４０】
満充電検知制御部１４は、電流測定部１３で測定した充電電流が規定電流値以下になったことを認識すると、スイッチ１５を一旦オフして、電圧測定部１２で測定した電池電圧をチェックする。即ち、リチウムイオン二次電池１１の解放電池電圧をチェックする。そして、上記測定電圧が予め定められた規定電圧に達しているか否かを判断し、規定電圧に達していれば満充電検知として、その旨を満充電表示部１６に通知する。これにより満充電表示部１６にリチウムイオン二次電池１１の満充電状態を示す情報が表示される。
【００４１】
このように、第１実施例によれば、充電電流と電池電圧で満充電検知を行なうため、電池が不良で充電電流が流れない場合に間違って満充電検知とする不都合が回避され、常に正しい満充電検知が行なえる。
【００４２】
図２は本発明の第２実施例を示すブロック図である。
【００４３】
図２に於いて、２１は電池パックであり、二次電池（ＢＡＴＴ）を内蔵するとともに、この内蔵二次電池（ＢＡＴＴ）の残存容量を記憶する記憶装置２４をもつ。
【００４４】
２２は電池パック２１の残存容量（電池パック２１に内蔵された二次電池（ＢＡＴＴ）の残存容量）を検知する残存容量検知装置であり、電池パック２１の電池電圧（電池パック２１に内蔵された二次電池（ＢＡＴＴ）の電池電圧）から電池パック２１の残存容量を検知する。
【００４５】
２３は電池容量比較機能をもつ電池容量記憶制御装置であり、残存容量検知装置２２で検知した電池パック２１の残存容量と、電池パック２１内の記憶装置２４に記憶された残存容量を比較して、その残存容量の差が予め定められた規定値以上だった場合に、残存容量検知装置２２の情報を正確な残存容量情報として、残存容量情報を記憶装置２４に書き込み、上記残存容量差が規定値に達しなかった場合は記憶装置２４への書き込みを行なわず、一定周期の後、再び上記した電池容量比較を含む動作を繰り返し行なう。
【００４６】
２４は電池パック２１に設けられた記憶装置２４であり、電池容量記憶制御装置２３の制御の下にリード／ライト制御され、内蔵二次電池（ＢＡＴＴ）の残存容量情報を記憶する。
【００４７】
ここで上記図２に示す第２実施例の動作を説明する。
【００４８】
電池パック２１内の記憶装置２４には、電池容量記憶制御装置２３の制御の下に、一定の周期で、電池パック２１の残存容量（電池パック２１に内蔵された二次電池（ＢＡＴＴ）の残存容量）が記憶される。
【００４９】
残存容量検知装置２２は、電池パック２１の電池電圧（電池パック２１に内蔵された二次電池（ＢＡＴＴ）の電池電圧）から電池パック２１の実際の残存容量を検知し、その検知した残存容量を電池容量記憶制御装置２３に供給する。
【００５０】
電池容量記憶制御装置２３は、一定の周期で電池パック２１の記憶装置２４をアクセスし、記憶装置２４に記憶された残存容量を読み取って、その残存容量を残存容量検知装置２２で検知した実際の電池残存容量と比較し、その差が規定値以上であるか否かを判断する。
【００５１】
この比較で残存容量の差が規定値以上であった場合は、残存容量検知装置２２で実際に検知した残存容量情報を正確な残存容量として記憶装置２４に書き込み、一定周期の後に再び上記した電池容量比較を含む動作を繰り返し行なう。
【００５２】
又、上記比較による残存容量の差が規定値に達していない場合は記憶装置２４への書込みを行なわず、一定周期の後に再び上記した電池容量比較を含む動作を繰り返し行なう。
【００５３】
このような電池容量の管理機構をもつことにより、電池パック２１の記憶装置２４に常に正確な残存容量を記憶できる。
【００５４】
図３は本発明の第３実施例を示すブロック図である。
【００５５】
図３に於いて、３１は電池パックであり、組電池で構成された二次電池（ＢＡＴＴ）を内蔵するとともに、この内蔵二次電池（ＢＡＴＴ）の残存容量、電池パック個々の識別を行なうためのパックに固有の識別情報等を記憶する記憶装置３２をもつ。
【００５６】
３３は電池パック３１を充電制御する充電器であり、充電制御部３４、電源部３５、充電オン／オフスイッチ３６等を設けてなる。
【００５７】
充電制御部３４は、一定の周期で電池パック３１の記憶装置３２から電池パックに固有の識別情報を読み、その都度更新記憶して、今読んだ識別情報と前回読んで記憶した識別情報との比較により、充電中の電池パック交換の有無を検知するとともに、充電中に電池パック３１が交換されたことを検知したとき、充電路に介在されたスイッチ３６を一旦オフし、交換前の電池パックに対する充電動作の継続を一旦解除して、交換された電池パック３１の記憶装置３２より内蔵二次電池（ＢＡＴＴ）の情報を読み、その交換された電池パック３１の状態に合わせて、最初から充電を開始する。
【００５８】
ここで上記図３に示す第３実施例の動作を説明する。
【００５９】
電池パック３１の記憶装置３２には、内蔵二次電池（ＢＡＴＴ）の残存容量等の状態情報とともに、その電池パックに固有の識別情報が記憶されている。
【００６０】
又、電池パック３１の内蔵二次電池（ＢＡＴＴ）には、充電器３３の電源部３５より充電オン／オフスイッチ３６を介して充電電力が供給され、電池パック３１の内蔵二次電池（ＢＡＴＴ）が満充電状態になるまで充電が継続して行なわれる。この際の充電方式は、充電中の電池パックの電荷量が規定値に達するまで充電を継続する充電方式、又は充電電流が規定値以下になるまで充電を継続する充電方式、又は充電時間が設定時間に達するまで充電を継続する充電方式等のいずれであってもよい。
【００６１】
充電制御部３４は、一定の周期で電池パック３１の記憶装置３２から電池パックに固有の識別情報を読み、その都度記憶して、今読んだ識別情報と前回読んで記憶した識別情報との比較により、充電中の電池パック交換の有無をチェックする。この際、充電中に電池パック３１が交換されたことを検知すると、充電路に介在されたスイッチ３６を一旦オフして、交換前の電池パックに対する充電動作の継続を解除し、交換された電池パック３１の記憶装置３２より内蔵二次電池（ＢＡＴＴ）の情報を読んで、その交換された電池パック３１の状態に合わせて、最初から充電を開始する。
【００６２】
このように、充電中に電池パックが交換されたことを検知したとき、交換前の電池パックに対して行なっていた充電動作の継続を断ち、交換された電池パックに対して新たに充電動作を開始する充電制御手段を備えたことにより、充電中の電池パックを充電途中で交換しても、それぞれの電池状態に合わせて正確に充電を行なうことができ、電池パックの充電可能容量を余すことなく使用することができる。又、充電中に交換された電池パックが電池異常であっても、その電池異常を電池交換の際に認識できることから信頼性及び安全性の高い正確な充電が維持できる。
【００６３】
上記した図３に示す実施例では、充電中に電池パック３１が交換されたことを検知すると、充電動作の継続を解除し、交換された電池パック３１の記憶装置３２より内蔵二次電池（ＢＡＴＴ）の情報を読んで、その交換された電池パック３１の状態に合わせて、最初から充電を開始していたが、電池パックの充電状態情報を記憶する記憶部を電池パック外に設け、充電中に電池パックが交換されたことを検知したとき、上記記憶部を初期化した後、交換された電池パックに対して新たに充電動作を開始し、その充電動作に伴う充電状態情報を記憶部に記憶する構成であってもい。この場合も上記実施例と同様に、充電中の電池パックを充電途中で交換しても、それぞれの電池状態に合わせて正確に充電を行なうことができ、電池パックの充電可能容量を余すことなく使用することができるとともに、充電中に交換された電池パックが電池異常であっても、その電池異常を電池交換の際に認識できることから信頼性及び安全性の高い正確な充電が維持できる。
【００６４】
図４は本発明の第４実施例を示すブロック図であり、図５は第４実施例の動作説明図である。
【００６５】
図４に於いて、４１ａ，４１ｂはそれぞれ充電対象となる二次電池を内蔵した電池パックである。４２は電池パック４１ａ，４１ｂに定電圧充電電源を供給する定電圧・定電流源である。
【００６６】
４３は電池パック４１ａ，４１ｂを定電圧充電制御する充電制御部であり、満充電検知機能をもつとともに、充電中の電池パック（例えば４１ａ）が満充電になったとき当該電池パック（４１ａ）の充電を一時停止して、定電流充電が必要な他の電池パック（４１ｂ）の定電流充電を開始する充電制御機能と、充電対象にある電池パック４１ａ，４１ｂそれぞれの定電流充電が終了したとき、充電対象にある電池パック４１ａ，４１ｂそれぞれに満充電状態を維持するよう、各電池パック４１ａ，４１ｂに充電路を形成し、定電圧充電制御を行なう充電制御機能とをもつ。
【００６７】
即ち、充電制御部４３は、図５に示すように、電池パック４１ａ，４１ｂそれぞれの定電流充電が終了すると、各電池パック４１ａ，４１ｂの充電路に介在されたスイッチ４４ａ，４４ｂを共にオンして、各電池パック４１ａ，４１ｂに充電路を形成する。この際、定電圧・定電流源４２は、充電電流が規定の値以下まで減少すると定電圧モードで充電電力を出力する。これにより各電池パック４１ａ，４１ｂがそれぞれ定電圧充電され、満充電状態を維持する。
【００６８】
４４ａ，４４ｂは電池パック４１ａ，４１ｂの充電路にそれぞれ個別に介在されたスイッチであり、充電制御部４３によりオン／オフされる。
【００６９】
ここで上記図４に示す第４実施例の動作を図５を参照して説明する。
【００７０】
充電制御部４３は、一方の各電池パック４１ａが定電流定電圧充電により満充電状態にあり、他方の電池パック４１ｂが定電流充電を終えたことを判断すると、各電池パック４１ａ，４１ｂの充電路にそれぞれ介在されたスイッチ４４ａ，４４ｂを共にスイッチオンにする。
【００７１】
一方、定電圧・定電流源４２は、充電電流が規定の値以下まで減少すると定電圧モードで充電電力を出力する。
【００７２】
これにより各電池パック４１ａ，４１ｂがそれぞれ定電圧充電制御され、電池パック４１ａ，４１ｂの満充電状態が維持される。
【００７３】
図５にこの際の各電池パック４１ａ，４１ｂの充電状態を示す。図５に示すＴＥから各電池パック４１ａ，４１ｂが定電圧充電制御され、各電池パック４１ａ，４１ｂが満充電状態に保たれ、常に正しい充電状態で電池管理が行なえる。
【００７４】
図６は本発明の第５実施例を示すブロック図である。
【００７５】
図６に於いて、５１は組電池により構成された電池パックであり、パック内部に、自パックに固有の識別情報を記憶する記憶装置５２をもつ。
【００７６】
６１は充電器であり、電池パック５１から読出した、その電池パック５１に固有の識別情報を記憶し、充電中の電池パック交換の有無を検知する機能をもつ。
【００７７】
６２は充電器６１に設けられたデータ照合装置であり、電池パック５１から、その電池パック５１に固有の識別情報を定期的に読み込み、その読み込んだ識別情報と前回読んで記憶している識別情報とを照合することにより電池パック交換の有無を検知する。
【００７８】
６３は充電器６１の電源部であり、電池パック５１の充電電力を出力する。
【００７９】
６４は充電器６１に設けられた電荷量記憶装置であり、充電に従い充電電荷量を加算し、予め設定した電荷量に達すると、充電を停止する。
【００８０】
６５は充電器６１に設けられた基準電荷量記憶装置であり、電池パック５１の満充電時の電荷量を記憶している。
【００８１】
６６は充電器６１に設けられた比較器であり、充電中の電池パック５１の電荷量と基準電荷量記憶装置６５に記憶された基準電荷量とを比較する。
【００８２】
６７は充電器６１に設けられたスイッチであり、電池パックの交換がデータ照合装置６２で検知された場合と、充電電荷量が基準電荷量に到達した場合にスイッチオフして電池パック５１への充電を停止する。
【００８３】
ここで上記図６に示す第５実施例の動作を説明する。
【００８４】
充電器６１のデータ照合装置６２は、充電中の電池パック５１の記憶装置５２から、その電池パック５１に固有の識別情報を定期的に読み込み、その読み込んだ識別情報と前回読んで記憶している識別情報とを照合して電池パック交換の有無を検知する。
【００８５】
データ照合装置６２は、充電中に電池パックが交換されたことを検知すると、スイッチ６７をオフし、更に、電荷量記憶装置６４に記憶されている、加算された充電電荷量をクリアした後、スイッチ６７をオンして、交換された電池パック５１の充電を開始する。
【００８６】
上記電池パック交換の有無検知に於いて、充電中に電池パックが交換されたことが検知されない場合は、比較器６６に於いて、電荷量記憶装置６４に記憶されている、加算された充電電荷量と基準電荷量記憶装置６５に記憶された基準電荷量とが比較され、この比較で充電電荷量が基準電荷量に達したことを検知すると、スイッチ６７をオフして、電池パック５１の充電を停止する。
【００８７】
このように、充電中に電池パックが交換されたことを検知したとき、交換前の電池パックに対して行なっていた充電動作の継続を断ち、交換された電池パックに対して新たに充電動作を開始する充電制御手段を備えたことにより、充電中の電池パックを充電途中で交換しても、それぞれの電池状態に合わせて正確に充電を行なうことができ、電池パックの充電可能容量を余すことなく使用することができる。又、充電中に交換された電池パックが電池異常であっても、その電池異常を電池交換の際に認識できることから信頼性及び安全性の高い正確な充電が維持できる。
【００８８】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、定電流定電圧充電を行なう二次電池を内蔵した複数個の電池パックを１個ずつ充電制御する電子機器の充電制御に於いて、充電中の電池パックの満充電状態を検知する満充電検知手段と、充電中の電池パックが満充電になったとき当該電池パックの充電を一時停止して、定電流充電が必要な他の電池パックの定電流充電を開始する充電制御手段と、充電対象にある複数の電池パックそれぞれの定電流充電が終了したとき充電対象にある複数の電池パックそれぞれに満充電状態を維持する定電圧充電を行なう充電制御手段とを具備して、定電流充電を終えた電池パックをそれぞれ満充電状態に維持する構成としたことにより、充電後の二次電池を常に満充電状態に保ち、放電の進行による電池管理上のずれをなくして、常に正しい充電状態で電池パックを扱うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の第２実施例の構成を示すブロック図。
【図３】本発明の第３実施例の構成を示すブロック図。
【図４】本発明の第４実施例の構成を示すブロック図。
【図５】上記第４実施例の動作説明図。
【図６】本発明の第５実施例の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１１…リチウムイオン二次電池（ＢＡＴＴ）
１２…電圧測定部（Ｖ）
１３…電流測定部（Ａ）
１４…満充電検知制御部
１５…スイッチ
２１…電池パック
２２…残存容量検知装置
２３…電池容量記憶制御装置
２４…記憶装置
３１…電池パック
３２…記憶装置
３３…充電器
３４…充電制御部
３５…電源部
３６…スイッチ
４１ａ，４１ｂ…電池パック
４２…定電圧・定電流源
４３…充電制御部
４４ａ，４４ｂ…スイッチ。
５１…電池パック
５２…記憶装置
６１…充電器
６２…データ照合装置
６３…電源
６４…電荷量記憶装置
６５…基準電荷量記憶装置
６６…比較器
６７…スイッチ
Claims (2)
- 定電流定電圧充電を行う二次電池を内蔵した第１、第２の電池パックを着脱可能に接続し、これら電池パックからの電力で動作可能な電子機器に於いて、
前記第１の電池パックの充電路に介在された第１のスイッチと、
前記第２の電池パックの充電路に介在された第２のスイッチと、
前記電池パック各々の充電路に前記スイッチを介して充電電源を供給する定電圧・定電流源と、
前記第１のスイッチを選択的にオン制御して前記第１の電池パックを定電流充電制御し、該定電流充電制御後、前記第２のスイッチをオン制御して前記第２の電池パックを定電流充電制御し、さらに前記第１の電池パックを満充電状態になるまで定電圧充電制御し、前記第２の電池パックの定電流充電制御後、前記第１、第２のスイッチをオン制御して前記各電池パックを定電圧充電制御する制御手段とを具備したことを特徴とする電子機器。 - 定電流定電圧充電を行なう二次電池を内蔵した第１、第２の電池パックを充電制御する充電制御装置に於いて、
前記第１の電池パックの充電路に介在された第１のスイッチと、
前記第２の電池パックの充電路に介在された第２のスイッチと、
前記電池パック各々の充電路に前記スイッチを介して充電電源を供給する定電圧・定電流源と、
前記第１のスイッチを選択的にオン制御して前記第１の電池パックを定電流充電制御し、該定電流充電制御後、前記第２のスイッチをオン制御して前記第２の電池パックを定電流充電制御し、さらに前記第１の電池パックを満充電状態になるまで定電圧充電制御し、前記第２の電池パックの定電流充電制御後、前記第１、第２のスイッチをオン制御して前記各電池パックを定電圧充電制御する制御手段と
を具備したことを特徴とする充電制御装置。
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