JP4212333B2

JP4212333B2 - 電池、機器、及び充電器

Info

Publication number: JP4212333B2
Application number: JP2002313723A
Authority: JP
Inventors: 進山田; 常彦谷津
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-10-29
Filing date: 2002-10-29
Publication date: 2009-01-21
Anticipated expiration: 2022-10-29
Also published as: KR20040038737A; CN100476450C; TW200413742A; TWI226937B; KR100550501B1; US20050048359A1; JP2004150847A; CN1499215A; US7227333B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電池、機器、及び充電器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器や家電品、及び電動工具をはじめとする小型工作機器等の機器では、機器本体に対して動作電源を供給する電池（電池パック）を収容可能となっている。このような機器には、電池の電圧を検出し、電池の残存容量や寿命等の電池管理情報をユーザに知らせる機構が組み込まれている。また、充電器も、電池を充電するにあたり、電池の電圧を電池管理情報として利用している。このような電池管理情報は、電池側に組み込まれたマイコン（マイクロコンピューター）を主体とする充放電管理装置から得られる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３５０３７１号公報（図９）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の技術にあっては、前記の電池管理情報を取得するにあたり、電池（パック）側においてマイコンが組み込まれている。このため、電池の小型化及び低価格化の障害となる。
【０００５】
一方、電池の充放電特性や容量は、同じ規格であっても製造メーカによる相違が生じ、また、同じ製造メーカあってもロットによる相違が生じ、そして、同じロットであっても若干の製造ばらつきにより微小な個体差が生じる。また、ニッカド電池とニッケル水素電池のように、同形状の電池であっても異なる種類の電池の場合もある（例えば、ニッカド電池とニッケル水素電池）。さらに、製造メーカの正規品ではない海賊版と呼ばれる電池も市場に出回らないとも限らない。加えて、電池は、出荷してから実際に使用されるまでの時間の長短や保管状況により、充放電特性や容量が変化する。そして、実際に使用を開始して充放電を繰り返すうちに、電池は充放電特性や容量が変化していく。
【０００６】
このように、充放電特性や容量が異なる電池を機器や充電器に装着して充放電させるにあたり、機器や充電器側が用いる電池管理情報として、ただ単に電池の電圧だけでは全く不十分である。
【０００７】
すなわち、機器や充電器は、電池の性能を最大限に利用すべく、充放電動作の精密な調整を行うことが要求されている。加えて、機器や充電器にとって、望ましい電池が予め想定されている場合があり、想定外の電池が装着されたことを検知する必要もある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明が提供する技術では、通信手段を通じて外部と送受される電池管理情報を記憶する手段を備えた電池であって、前記電池管理情報は、前記電池の使用が可能な機器に関する使用可能機器情報、または、前記電池の充電が可能な充電器に関する充電可能充電器情報のうち、少なくともいずれか一方であることとする。
【０００９】
本発明が提供する技術では、通信手段を通じて外部と送受される電池管理情報を記憶する手段を備えた電池であって、前記電池管理情報は、前記電池が放電した機器に関する放電機器履歴情報、または、前記電池を充電した充電器に関する充電器履歴情報のうち、少なくともいずれか一方であることとする。
【００１０】
本発明が提供する技術では、通信手段を通じて外部と送受される電池管理情報を記憶する手段を備えた電池であって、前記電池管理情報は、機器が使用した電池に対して固有に付与する電池識別情報、または、充電器が充電した電池に対して固有に付与する電池識別情報のうち、少なくともいずれか一方であることとする。
【００１１】
本発明が提供する技術では、通信手段を通じて外部と送受される電池管理情報を記憶する手段を備えた電池が放電する機器であって、前記電池が放電した前記機器に関する放電機器履歴情報を前記電池管理情報として当該電池に前記通信手段を介して供給することとする。
【００１２】
本発明が提供する技術では、通信手段を通じて外部と送受される電池管理情報を記憶する手段を備えた電池が放電する機器であって、前記機器は、前記電池に対する固有の電池識別情報を前記電池管理情報として当該電池に前記通信手段を介して供給することとする。
【００１３】
本発明が提供する技術では、通信手段を通じて外部と送受される電池管理情報を記憶する手段を備えた電池を充電する充電器であって、前記電池を充電した前記充電器に関する充電器履歴情報を前記電池管理情報として当該電池に供給することとする。
【００１４】
本発明が提供する技術では、通信手段を通じて外部と送受される電池管理情報を記憶する手段を備えた電池を充電する充電器であって、前記充電器は、前記電池に対する固有の電池識別情報を前記電池管理情報として当該電池に前記通信手段を介して供給することとする。
【００１５】
本発明の他の特徴については、本明細書及び添付図面の記載により明らかにする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本実施の形態に係る電池では、次の通りともできる。◎
前記放電機器履歴情報は、前記電池が放電する機器から前記通信手段を介して供給されることとする。
【００１７】
また、前記充電器履歴情報は、前記電池を充電する充電器から前記通信手段を介して供給されることとする。
＝＝＝＝＝基本構成＝＝＝＝＝
本発明の一実施の形態に係る電池（パック）、機器及び充電器の概念図を図１に示す。電池１００は、マイコンが組み込まれておらず、通信機能及びメモリを有する簡易な構成となっている。一方、機器２００及び充電器３００には、それぞれマイコン４００が組み込まれている。このマイコン４００は、電池１００側のメモリ１３０との間で、電池管理情報に関するデータ（以後、電池管理データと記す）の送受を行う。マイコン４００は、電池１００側から受信した電池管理データに基づき、充電または放電の動作を制御する。一方、電池１００は、マイコン４００側から受信した電池管理データをメモリに格納する。また、電池１００と機器２００及び充電器３００との間は、互いのプラス端子（図中、『＋』）及びマイナス端子（図中、『−』）を電気的に接続することにより、充放電経路が確立する。
【００１８】
電池１００、並びに、マイコン４００を備える機器２００及び充電器３００の具体例について、ブロック回路図を図２に示す。電池１００は、通信手段として、通信制御回路１１０及び直並列変換回路（図中『Ｓ／Ｐ』）１２０を備える。また、電池１００は、電池管理データを記憶する手段としてメモリ１３０を備える。このメモリ１３０と通信制御回路１１０との間において、アドレスデコーダ（図中『ＡＤ』）１４０及びレジスタ１５０が設けられている。
【００１９】
一方、機器２００及び充電器３００のマイコン４００は、よく知られているように、ＣＰＵ４１０、直並列変換回路（図中『Ｓ／Ｐ』）４２０、及びメモリ４３０等を備える。このメモリ４３０には電池管理データが格納される。そして、電池１００側の直並列変換回路１２０と、機器２００及び充電器３００側の直並列変換回路４２０とは、シリアルバス５００を通じて接続されている。
【００２０】
このような構成において、電池１００側のメモリ１３０と、機器２００または充電器３００のメモリ４３０との間で、電池管理データの送受が行われる。マイコン４００は、電池１００側から受信した電池管理データをメモリ４３０に格納するとともに、この電池管理データに基づき、充電または放電の動作を制御する。一方、電池１００は、マイコン４００側から受信した電池管理データをメモリ１３０に格納する。
【００２１】
この電池管理データには、過去における複数回分の充放電の履歴に関する情報が含まれる。すなわち、各充放電毎において、開始時の時刻や電圧、並びに、終了時の時刻及び電圧などである。この他、電池管理データには、充放電の履歴に関する情報以外に種々の情報が含まれる。この電池管理データの内容による各実施の事例について説明する。◎
＝＝＝＝＝使用可能な機器または充電器の情報＝＝＝＝＝
製造メーカの出荷時において、電池１００のメモリ１３０に格納されている電池管理データには、電池の使用が可能な機器２００を識別する情報（以後、使用可能機器情報と称する）が含まれる。すなわち、図３の電池管理データのテーブルに示すように、使用可能機器情報に関するデータが電池１００のメモリ１３０に格納されている。また、電池管理データとしては、図３の電池管理データのテーブル（後段）に示すように、使用可能機器情報に関するデータに加え、電池の放電特性や充電特性に関するデータも含まれる。
【００２２】
そして、実際に、電池１００が機器２００に装着されると、機器２００は、電池１００のメモリ１３０から使用可能機器情報に関するデータ及び放電特性データを読み出す。機器２００は、読み出した使用可能機器情報に関するデータが自己の機器に該当するか否かを確認する。すなわち、機器２００のマイコン４００は、自己のメモリ４３０に格納された自己の機器ＩＤを読み出し、電池１００側の使用可能機器情報に関するデータとの合致の確認を実行する。この確認の結果、データが合致すれば、電池１００を機器２００で使用可能とする。反対に、合致しなければ、電池１００を機器２００で使用不可能とする。また、機器２００は、取得した放電特性データに基づき、電池の放電の精密な調整を行うことができる。
【００２３】
また、製造メーカの出荷時において、電池１００のメモリ１３０に格納されている電池管理データには、電池の充電が可能な充電器３００を識別する情報（以後、充電可能充電器情報と称する）が含まれる。すなわち、図３の電池管理データのテーブル（後段）に示すように、充電可能充電器情報に関するデータが電池１００のメモリ１３０に格納されている。
【００２４】
そして、実際に、電池１００が充電器３００に装着されると、前述したように充電器３００は、電池１００のメモリ１３０から充電可能充電器情報に関するデータ及び充電特性データを読み出す。充電器３００は、読み出した充電可能充電器情報に関するデータが自己の充電器に該当するか否かを確認する。すなわち、充電器３００のマイコン４００は、自己のメモリ４３０に格納された自己の充電器ＩＤを読み出し、電池１００側の充電可能充電器情報に関するデータとの合致の確認を実行する。この確認の結果、データが合致すれば、電池１００を充電器３００で使用可能とする。反対に、合致しなければ、電池１００を充電器３００で使用不可能とする。また、充電器３００は、取得した充電特性データに基づき、電池の充電の精密な調整を行うことができる。なお、充電可能充電器情報としては、電池の種類を単に特定するＩＤでも良い。
【００２５】
この実施例によれば、電池側において、使用が可能な機器や、充電が可能な充電器に関する電池管理データを記憶しておく。このことにより、使用可能な機器や充電可能な充電器を各電池毎に特定できる。
【００２６】
また、電池の充放電特性や容量について、同形状の電池であっても異なる種類の電池であったり、製造メーカやロット及び製造ばらつきによる相違が生じても、電池管理データの合致の確認により、装着された電池固有の充放電特性や容量を推定できる。よって、電池の放電や充電の精密な調整を行うことができる。
【００２７】
さらに、正規品ではない海賊版と呼ばれる電池に対しても、電池管理データの合致の確認により、機器での放電を不可能としたり、充電を禁止することもできる。
＝＝＝＝＝使用された機器または充電器の履歴情報＝＝＝＝＝
まず、電池１００が機器２００に装着されて使用されると、機器２００は、電池１００に対し、電池管理データを送信（供給）する。この電池管理データは、この電池１００が装着されて放電した機器に関する履歴情報（放電機器履歴情報）に関するデータであり、電池１００のメモリ１３０に格納される。この放電機器履歴情報たる電池管理データの一例としては、図３の電池管理データのテーブル（前段）に示すように、各機器２００を特定可能なデータとしてシリアル番号が用いられる。この電池管理データとしては、機器２００のシリアル番号だけでなく、図３に示すように、放電情報として、放電の年月日及び時刻や放電状態を示すデータも含む。電池１００が機器２００に装着されて放電する毎に、この電池管理データがメモリ１３０に格納されて蓄積されていく。
【００２８】
そして、あらためて、電池１００が機器２００に装着されると、機器２００は、電池１００のメモリ１３０から放電機器履歴情報たる電池管理データを読み出す。この電池管理データに基づき、機器２００は、電池１００が過去どのような機器２００に使用されてきたかに関する履歴情報を取得する。機器２００は、この履歴情報に基づき、実際に動作電源として利用するか否か等の判断を行ったり、放電の制御を実行する。
【００２９】
また、電池１００が充電器３００に装着されて充電されると、充電器３００は、電池１００に対し、電池管理データを送信（供給）する。この電池管理データは、電池１００が装着されて充電された充電器３００に関する履歴情報（充電器履歴情報）に関するデータであり、電池１００のメモリ１３０に格納される。この充電器履歴情報たる電池管理データの一例としては、図３の電池管理データのテーブル（前段）に示すように、各充電器３００を特定可能なデータとしてシリアル番号が用いられる。この電池管理データとしては、充電器３００のシリアル番号だけでなく、図３に示すように、充電情報として、充電の年月日及び時刻や充電状態を示すデータも含む。電池１００が充電器３００に装着されて充電する毎に、この電池管理データがメモリ１３０に格納されて蓄積されていく。
【００３０】
そして、あらためて、電池１００が充電器３００に装着されると、充電器３００は、電池１００のメモリ１３０から充電器履歴情報たる電池管理データを読み出す。この電池管理データに基づき、充電器３００は、電池１００が過去どのような充電器３００に使用されてきたかに関する履歴情報を取得する。充電器３００は、この履歴情報に基づき、実際に充電するか否か等の判断を行ったり、充電の制御を実行する。
【００３１】
この実施例によれば、電池側において、過去に放電した機器に関する履歴情報や、過去に充電された充電器に関する履歴情報を記憶しておく。このことにより、機器や充電器は、電池に関する過去の履歴情報を取得できる。
【００３２】
したがって、実際に使用を開始して充放電を繰り返すうちに、電池は充放電特性や容量が変化してっても、機器や充電器は、この履歴情報に基づき、電池の放電や充電の精密な調整を行うことができる。また、機器や充電器は、取得した履歴情報に基づき、充放電を可能としたり不可能とすることもできる。
＝＝＝＝＝機器または充電器により付与される電池固有の識別情報＝＝＝＝＝
まず、電池１００が機器２００に装着されて使用されると、機器２００は、電池１００に対し、電池管理データを送信（供給）する。この電池管理データは、機器２００が使用した電池１００に対して固有に付与する電池識別情報に関するデータであり、電池１００のメモリ１３０に格納される。この電池識別情報たる電池管理データの一例としては、図３の電池管理データのテーブル（前段）に示すように、各電池１００を特定可能なデータとして、装着された機器２００のシリアル番号と任意の番号（図中、”Ｎ”）が用いられる。この電池管理データとしては、放電の年月日及び時刻や放電状態を示すデータも含む。電池１００が機器２００に装着されて放電する毎に、この電池管理データがメモリ１３０に格納されて蓄積されていく。
【００３３】
そして、あらためて、電池１００が機器２００に装着されると、機器２００は、電池１００のメモリ１３０から電池識別情報たる電池管理データを読み出す。この電池管理データに基づき、機器２００は、過去においてこの電池１００を使用したことがあるか否かを判別できる。加えて、過去どのような他の機器２００に使用されてきたかに関する履歴情報を取得できる。機器２００は、この電池識別情報に基づき、実際に動作電源として利用するか否か等の判断を行ったり、放電の制御を実行する。
【００３４】
また、電池１００が充電器３００に装着されて充電されると、充電器３００は、電池１００に対し、電池管理データを送信（供給）する。この電池管理データは、充電器３００が使用した電池１００に対して固有に付与する電池識別情報に関するデータであり、電池１００のメモリ１３０に格納される。この電池識別情報たる電池管理データの一例としては、図３の電池管理データのテーブル（前段）に示すように、各電池１００を特定可能なデータとして、装着された充電器３００のシリアル番号と任意の番号（図中、”Ｎ”）が用いられる。この電池管理データとしては、充電の年月日及び時刻や充電状態を示すデータも含む。電池１００が充電器３００に装着されて充電する毎に、この電池管理データがメモリ１３０に格納されて蓄積されていく。
【００３５】
そして、あらためて、電池１００が充電器３００に装着されると、充電器３００は、電池１００のメモリ１３０から電池識別情報たる電池管理データを読み出す。この電池管理データに基づき、充電器３００は、過去においてこの電池１００を使用したことがあるか否かを判別できる。加えて、過去どのような他の充電器３００に充電されてきたかに関する履歴情報を取得できる。充電器３００は、この電池識別情報に基づき、実際に充電するか否か等の判断を行ったり、充電の制御を実行する。
【００３６】
この実施例によれば、電池側において、機器が使用した電池に対して固有に付与する識別情報や、充電器が充電した電池に対して固有に付与する識別情報を記憶しておく。この識別情報に基づき、機器や充電器は、装着された電池固有の過去の充放電の履歴情報を取得できる。よって、機器や充電器は、電池の放電や充電について、より精密な調整を行うことができる。また、機器や充電器は、取得した履歴情報に基づき、充放電を可能としたり不可能とすることもできる。
＝＝＝＝＝その他＝＝＝＝＝
本発明の対象とする機器としては、電子機器に限らず、電動工具等の工作機械や家電品等、本発明の電池が使用可能なものを含む。
【００３７】
以上、本発明の実施の形態について、その実施例に基づき具体的に説明したが、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【００３８】
【発明の効果】
電池の小型化及び低価格化が図れる。また、使用可能な機器や充電可能な充電器を各電池毎に特定できる。さらに、電池の放電や充電の精密な調整を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る電池、機器（本体セット）及び充電器を示す概念図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る電池、機器（本体セット）及び充電器についてのブロック回路図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係る電池管理データのテーブルを示す図表である。
【符号の説明】
１００電池
１１０通信制御回路
１２０直並列変換回路
１３０メモリ
１４０アドレスデコーダ
１５０レジスタ
２００機器
３００充電器
４００マイコン
４１０ＣＰＵ
４２０直並列変換回路
４３０メモリ
５００シリアルバス

Claims

シリアル通信手段を通じて外部と送受される電池管理情報を記憶する記憶手段を備えた電池であって、
外部から送受されるシリアルデータを内部で使用するパラレルデータに双方向変換する直並列変換回路と、
アドレスデコーダ及びレジスタを制御し、前記パラレルデータを前記記憶手段に書き込み及び読み出しする通信制御回路と、を備え、
前記電池管理情報は、前記電池の使用が可能な機器に関する使用可能機器情報、または、前記電池の充電が可能な充電器に関する充電可能充電器情報のうち、少なくともいずれか一方であることとし、前記電池は、前記コントロール端子を用いて、前記電池管理情報をシリアルデータ通信によって送受することを特徴とする電池。
シリアル通信手段を通じて外部と送受される電池管理情報を記憶する記憶手段を備えた電池であって、
外部から送受されるシリアルデータを内部で使用するパラレルデータに双方向変換する直並列変換回路と、
アドレスデコーダ及びレジスタを制御し、前記パラレルデータを前記記憶手段に書き込んだり読み込んだりする通信制御回路と、を備え、
前記電池管理情報は、前記電池が放電した機器に関する放電機器履歴情報、または、前記電池を充電した充電器に関する充電器履歴情報のうち、少なくともいずれか一方であることとし、前記電池は、前記コントロール端子を用いて、前記電池管理情報をシリアルデータ通信によって送受することを特徴とする電池。
シリアル通信手段を通じて外部と送受される電池管理情報を記憶する記憶手段を備えた電池であって、
外部から送受されるシリアルデータを内部で使用するパラレルデータに双方向変換する直並列変換回路と、
アドレスデコーダ及びレジスタを制御し、前記パラレルデータを前記記憶手段に書き込んだり読み込んだりする通信制御回路と、を備え、
前記電池管理情報は、機器が使用した電池に対して固有に付与する電池識別情報、または、充電器が充電した電池に対して固有に付与する電池識別情報のうち、少なくともいずれか一方であることとし、前記電池は、前記コントロール端子を用いて、前記電池管理情報をシリアルデータ通信によって送受することを特徴とする電池。
請求項２記載の電池が放電する機器であって、
前記電池が放電した前記機器に関する放電機器履歴情報を前記電池管理情報として当該電池に前記通信手段を介して供給することを特徴とする機器。
請求項２記載の電池が放電する機器であって
前記機器は、前記電池に対する固有の電池識別情報を前記電池管理情報として当該電池に前記通信手段を介して供給することを特徴とする機器。
請求項 1 記載の電池を充電する充電器であって、
前記電池を充電した前記充電器に関する充電器履歴情報を前記電池管理情報として当該電池に供給することを特徴とする充電器。
請求項 1 記載の電池を充電する充電器であって、
前記充電器は、前記電池に対する固有の電池識別情報を前記電池管理情報として当該電池に前記通信手段を介して供給することを特徴とする充電器。