JP6148882B2 - バッテリパック及び充電器 - Google Patents

Description

本発明は、バッテリへの充電を制御する制御回路を備えたバッテリパック及び充電器に関する。

ニッケル水素電池やリチウムイオン電池等の２次電池（バッテリ）は、使用時の適正温度範囲が設定されており、適正温度範囲を外れて使用すると、充電効率が低下するとか、電池寿命が短くなるという問題がある。

このため、この種のバッテリを充電する充電器には、バッテリ温度を検出し、充電時にバッテリ温度が適正温度範囲から外れたり、バッテリ温度が急上昇したりすると、バッテリへの充電を中止するように構成されたものがある。

また、充電時に、バッテリの温度上昇値が一定となるよう充電電流を制御し、その制御により温度上昇を一定に制御できなくなるか、或いは、バッテリ温度が目標到達温度に達すると、バッテリを満充電できたと判断して、充電を終了するよう構成された充電器も知られている。（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１３６６７５号公報

上記従来の充電器によれば、適正温度範囲内にてバッテリを充電することができ、特に、特許文献１に記載のものによれば、充電電流を制御することにより、バッテリへの過充電を防止することもできる。

しかしながら、上記従来技術は、温度センサによりバッテリ温度を直接検出して充電制御を行う技術であるため、バッテリの充電前と充電中とで環境温度が大きく変化する場合には、その温度変化の影響を受けて、充電を正しく実行できないことがあった。

例えば、低温環境下に放置されていたバッテリを、常温環境下に持ってきて充電を開始した場合、バッテリが環境温度により暖められることから、充電時に、通常の充電制御ではありえない温度上昇が発生し、異常バッテリとして充電が中止されてしまう。

逆に、常温環境下に放置されていたバッテリを、低温環境下に持ってきて充電を開始した場合、バッテリは環境温度により急激に冷却されることから、充電電流を増加させてもバッテリ温度は上昇しなくなり、異常バッテリとして充電が中止されてしまう。

本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、バッテリの充電前と充電中とで環境温度が変化する条件下でも、バッテリへの充電を適正に実行し得るバッテリパック及び充電器を提供することを目的とする。

本発明のバッテリパックには、充電器を接続するための接続部が備えられ、この接続部に接続された充電器によりバッテリを充電できるようになっている。また、バッテリパックには、バッテリ周囲の環境温度を検出する環境温度検出素子が備えられている。

そして、接続部に充電器が接続されているとき、制御回路が、環境温度検出素子を介して環境温度を周期的に検出し、その検出した環境温度の温度変化が許容範囲を越えると、充電器に対し、バッテリへの充電開始を保留させるか又はバッテリへの充電を一時停止させる。

つまり、本発明では、バッテリの温度ではなく、バッテリ周囲の環境温度を検出し、その環境温度が大きく変化すると、バッテリへの充電開始を保留させる。また、バッテリへの充電が開始されている場合には、その充電を一時停止させる。

従って、本発明のバッテリパックによれば、バッテリが正常であるにもかかわらず、バッテリ周囲の環境温度の変化によって、バッテリへの充電中にバッテリに異常な温度変化が生じ、バッテリが異常と判定されるのを防止できる。

ここで、制御回路は、充電器に対しバッテリへの充電開始を保留させるか又はバッテリへの充電を一時停止させた後、環境温度の温度変化が許容範囲内になると、充電器に対し、バッテリへの充電を開始又は再開させるように構成されていてもよい。

このようにすれば、バッテリ周囲の環境温度の変化によって、バッテリへの充電開始を保留させるか又は充電を一時停止させたとしても、その後、その温度変化が許容範囲内になると、バッテリへの充電を開始又は再開させてバッテリの充電を完了させることができる。

なお、環境温度検出素子は、バッテリ周囲の環境温度を検出するためのものであることから、制御回路が実装された基板上、若しくは、この基板よりもバッテリから離れた位置に配置するとよい。

つまり、このようにすれば、バッテリ自体の温度変化に影響されることなく、周囲の環境温度を検出することができる。
また、制御回路は、充電器に対しバッテリへの充電開始を保留させるか又はバッテリへの充電を一時停止させているとき、その旨を、報知手段を介して報知するよう構成されていてもよい。

このようにすれば、充電器に対しバッテリへの充電開始を保留させるか又はバッテリへの充電を一時停止させているとき、使用者に対し、充電が完了するまでの時間が長くなることを通知することができ、使用者に対し違和感を与えるのを防止できる。

次に、本発明のバッテリパックには、環境温度検出素子とは別に、バッテリ温度を検出するバッテリ温度検出素子が備えられており、制御回路は、接続部に充電器が接続されているとき、バッテリ温度検出素子を介してバッテリ温度を周期的に検出する。

このため、本発明のバッテリパックによれば、制御回路は、環境温度検出素子及びバッテリ温度検出素子による環境温度及びバッテリ温度の検出結果を利用してバッテリへの充・放電を制御することが可能となる。

そして、制御回路は、その検出したバッテリ温度の温度変化が所定の閾値を越えていて、環境温度の温度変化が許容範囲内にある場合に、環境温度検出素子に異常があると判断して、その旨を、報知手段を介して報知する。

なお、制御回路は、環境温度の温度変化が許容範囲を越えており、バッテリ温度の温度変化が所定の閾値以下であるとき、バッテリ温度検出素子に異常があると判断して、その旨を、報知手段を介して報知するよう構成されていてもよい。

従って、本発明のバッテリパックによれば、環境温度及びバッテリ温度の温度変化に基づき、環境温度検出素子若しくはバッテリ温度検出素子の異常を検出することができ、しかも、充電器にその旨を通知することで、充電器に対し充電を停止させることができる。

よって、このバッテリパックによれば、充電器からバッテリパックへの充電制御の信頼性を向上することができる。
また、報知手段は、必ずしもバッテリパックに設けられている必要はなく、充電器に設けられていてもよく、或いは、バッテリパックと充電器との両方に設けられていてもよい。

そして、報知手段が、充電器に設けられている場合、制御回路は、充電器にバッテリパックの状態（充電器に対しバッテリへの充電開始を保留させるか又はバッテリへの充電を一時停止させていること、環境温度検出素子又はバッテリ温度検出素子に異常があること、等）を通知することで、充電器側の報知手段に、バッテリパックの状態を報知させるようにすればよい。

一方、本発明の充電器は、充電制御手段と報知手段とを備え、充電制御手段は、バッテリパックからの通知に従い報知手段を駆動し、バッテリパックの状態を報知する。

従って、本発明の充電器によれば、バッテリパックからの指令に従いバッテリへの充電を制御することができるだけでなく、バッテリパックの状態を使用者に通知することができる。

実施形態のバッテリパックの外観を表す斜視図である。 バッテリパック内へのサーミスタの設置状態を表す説明図であり、(ａ)はバッテリパックの一部破断平面図、（ｂ）は（ａ）に示すＡ−Ａ線に沿った一部破断側面図、（ｃ）は（ｂ）に示すＢ部分の拡大図である。 バッテリパック及び充電器の回路構成を表すブロック図である。 バッテリパックにて実行される充電開始前制御を表すフローチャートである。 バッテリパックにて実行される充電中制御を表すフローチャートである。 充電器にて実行される充電制御処理を表すフローチャートであり、(ａ)は充電開始前制御を表し、（ｂ）は充電中制御を表す。 バッテリパックにて実行される充電開始前制御の変形例を表すフローチャートである。 バッテリパックにて実行される充電中制御の変形例を表すフローチャートである。 図９に示す充電中制御の変形例を表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と共に説明する。
本実施形態のバッテリパック１０は、電動工具に直流電源を供給するためのものであり、図１に示すように、電動工具や充電器に対し着脱自在に装着するための装着部１２を備える。そして、この装着部１２には、バッテリパック１０内のバッテリや制御回路と接続するための電源端子部１４及び接続端子部１６が設けられている。

また、バッテリパック１０の制御回路は、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、バッテリ２０と共にバッテリパック１０内に収納される、制御回路基板３０に組み付けられている。

そして、バッテリ２０（詳しくはバッテリ２０を構成する複数のセルの間）には、バッテリ温度を検出するための第１サーミスタ２２が設けられ、制御回路基板３０のバッテリ２０とは反対側の基板面には、バッテリ周囲の環境温度を検出するための第２サーミスタ３２が実装されている。

図３に示すように、バッテリパック１０には、電源端子部１４に設けられた正極側端子１４Ａ及び負極側端子１４Ｂ、及び、接続端子部１６に設けられた信号端子１６Ａ，１６Ｂが備えられている。そして、バッテリパック１０は、これら各端子１４Ａ、１４Ｂ、１６Ａ，１６Ｂを介して、図３に示す充電器４０や電動工具（図示せず）と、電気的に接続される。

また、正極側端子１４Ａには、バッテリ２０の正極が接続され、負極側端子１４Ｂには、バッテリ２０の負極が接続されている。そして、負極側端子１４Ｂからバッテリ２０の負極に至る電源ライン上には、充電器４０からバッテリ２０に供給される充電電流及びバッテリ２０から電動工具に供給される放電電流を検出するための電流測定回路３６が設けられている。

また、バッテリパック１０には、充電器検出回路３８及び電源回路３９も備えられている。そして、電流測定回路３６、充電器検出回路３８及び電源回路３９は、環境温度を検出する第２サーミスタ３２や、バッテリパック１０の制御回路を構成するマイクロコントローラ（ＭＣＵ）３４と共に、制御回路基板３０に組み付けられている。

ここで、充電器検出回路３８は、充電器４０から信号端子１６Ａに入力される充電器４０側の電源電圧Ｖｃｃに基づき、バッテリパック１０が充電器４０に接続されたことを検出するためのものである。

また、電源回路３９は、バッテリ２０に並列接続されており、バッテリ２０若しくは充電器４０から電源供給を受けて、ＭＣＵ３４を始めとする内部回路駆動用の電源電圧（直流定電圧）を生成するためのものである。

また、ＭＣＵ３４は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータを中心に構成されている。そして、ＭＣＵ３４は、バッテリ電圧や電流測定回路３６にて検出されたバッテリ電流、第１サーミスタ２２及び第２サーミスタ３２により検出されたバッテリ温度及び環境温度、等に基づき、バッテリ２０に対する充放電を制御する。

次にバッテリ２０を充電するのに用いられる充電器４０には、バッテリパック１０が装着された際に、バッテリパック１０の正極側端子１４Ａ、負極側端子１４Ｂ、信号端子１６Ａ及び１６Ｂにそれぞれ接続される、正極側端子４４Ａ、負極側端子４４Ｂ、信号端子４６Ａ及び４６Ｂが備えられている。

また、充電器４０には、整流回路５２、充電用スイッチング電源回路５４、充電制御用のＭＣＵ５６、制御用スイッチング電源回路５８、及び表示部６０が備えられている。
ここで、整流回路５２は、商用電源等の交流電源から供給される交流電圧を整流するものであり、その整流出力は、充電用スイッチング電源回路５４及び制御用スイッチング電源回路５８に出力される。

また、充電用スイッチング電源回路５４は、整流回路５２からの出力に基づきバッテリ２０への充電を行うスイッチング回路であり、ＭＣＵ５６により駆動制御される。
ＭＣＵ５６は、バッテリパック１０内のＭＣＵ３４と同様、マイクロコンピュータにて構成されており、バッテリパック１０内のＭＣＵ３４から信号端子１６Ｂ、４６Ｂを介して、バッテリ状態を取り込み、充電用スイッチング電源回路５４を駆動制御することで、バッテリ２０への充電電流、充電電圧等を制御する。

また、制御用スイッチング電源回路５８は、ＭＣＵ５６等の内部回路を動作させるための電源電圧Ｖｃｃを生成するものである。
そして、充電器４０のグランドは、負極側端子４４Ｂ、１４Ｂ及び電流測定回路３６を介して、バッテリ２０の負極に接続され、充電用スイッチング電源回路５４にて生成された充電電圧は、正極側端子４４Ａ及び１４Ａを介して、バッテリ２０の正極に印加される。

また、充電器４０の信号端子４６Ｂには、制御用スイッチング電源回路５８にて生成された電源電圧Ｖｃｃが印加される。このため、バッテリパック１０が充電器４０に装着されて、制御用スイッチング電源回路５８にて電源電圧Ｖｃｃが生成されると、バッテリパック１０側では、充電器検出回路３８がその旨を検出して、その検出結果を、ＭＣＵ３４に出力することになる。

なお、充電器４０には、表示部６０が設けられているが、この表示部６０は、バッテリ２０への充電状態や、バッテリパック１０各部の異常を表示するのに用いられる。
次に、バッテリパック１０内のＭＣＵ３４及び充電器４０内のＭＣＵ５６にて、バッテリ２０への充電開始前及びバッテリ２０への充電中にそれぞれ実行される制御処理について説明する。
［充電開始前の制御］
バッテリパック１０のＭＣＵ３４は、バッテリパック１０が充電器４０や電動工具に装着されていないときには、スリープモード（換言すれば低消費電力モード）で動作しており、バッテリパック１０が充電器４０や電動工具に装着されると、バッテリ２０の状態を監視してバッテリ２０を保護する通常モードに移行する。なお、最近では比較的消費電力の低いマイコンも多いため、ＭＣＵ３４は、消費電力の低いマイコンにて構成することで、スリープモードに入らず、常時通常モードで動作するようにしてもよい。

このため、ＭＣＵ３４は、図４に示すように、バッテリ２０への充電開始前には、Ｓ１１０（Ｓはステップを表す）にて、充電器４０が検出されたか否かを周期的に判断することにより、バッテリパック１０が充電器４０に装着されるのを待ち、充電器４０が検出されたと判断されると、Ｓ１２０以降の処理を実行する。

なお、ＭＣＵ３４は、スリープモードでは、バッテリパック１０が電動工具に装着された否かを判断し、電動工具に装着されると、電動工具側の制御回路(ＭＣＵ）と通信を行い電動工具駆動用の放電制御を実行するが、この放電制御については本発明の主要部ではないので、説明は省略する。

図４に示すように、Ｓ１２０では、第１サーミスタ２２を介して、バッテリ温度Ｔａ１を検出し、続くＳ１３０では、第２サーミスタ３２を介して、環境温度Ｔｂ１を検出する。

次に、Ｓ１４０では、計時用カウンタＣｔをクリアし、続くＳ１５０にて、計時用カウンタＣｔの値から、Ｓ１２０、Ｓ１３０で上記各温度を検出してから所定の設定時間ｔが経過したか否かを判断する。

そして、Ｓ１５０にて、設定時間ｔが経過していないと判断されると、Ｓ１６０に移行して、計時用カウンタＣｔをインクリメント(＋１)することにより、Ｓ１２０、Ｓ１３０で上記各温度を検出してからの経過時間をＭＣＵ３４の動作クロックに従いカウント（換言すれば計時）し、再度Ｓ１５０に移行する。

つまり、Ｓ１６０では、計時用カウンタＣｔをくり返しインクリメントすることにより、Ｓ１２０、Ｓ１３０で上記各温度を検出してからの経過時間を計時しており、Ｓ１５０では、その経過時間が、所定の設定時間ｔに達したか否かを判断する。

そして、Ｓ１５０にて所定の経過時間ｔが経過したと判断されると、Ｓ１７０に移行し、第１サーミスタ２２を介して、設定時間ｔ経過後のバッテリ温度Ｔａ２を検出する。また、続くＳ１８０では、第２サーミスタ３２を介して、設定時間ｔ経過後の環境温度Ｔｂ２を検出する。

次に、Ｓ１９０では、設定時間ｔが経過する間にバッテリ温度Ｔａ及び環境温度Ｔｂが変化した温度変化量（ここでは単位時間当たりの温度変化量）ｄＴａ、ｄＴｂを、次式に従い算出する。

ｄＴａ＝（Ｔａ２−Ｔａ１）／ｔ
ｄＴｂ＝（Ｔｂ２−Ｔｂ１）／ｔ
そして、Ｓ２００では、バッテリ温度Ｔａの温度変化量ｄＴａ（詳しくはその絶対値）が予め設定された閾値Ａ１以下であるか否かを判断し、温度変化量ｄＴａの絶対値が閾値Ａ１を越えていれば、Ｓ２６０に移行し、温度変化量ｄＴａの絶対値が閾値Ａ１以下であれば、Ｓ２１０に移行する。

次に、Ｓ２１０では、環境温度Ｔｂの温度変化量ｄＴｂ（詳しくはその絶対値）が予め設定された閾値Ｂ１以下であるか否かを判断し、温度変化量ｄＴｂの絶対値が閾値Ｂ１を越えていれば、Ｓ２５０に移行し、温度変化量ｄＴｂの絶対値が閾値Ｂ１以下であれば、Ｓ２２０に移行する。

Ｓ２２０では、Ｓ１７０及びＳ１８０にて検出された現在のバッテリ温度Ｔａ２及び環境温度Ｔｂ２の少なくとも一方が、所定温度以下の低温であるか否かを判断する。
Ｓ２２０にて、バッテリ温度Ｔａ２及び環境温度Ｔｂ２のいずれも低温ではないと判断されると、バッテリ２０への充電条件が成立したものとして、Ｓ２３０に移行する。

そして、Ｓ２３０では、充電器４０に対し充電開始指令を出力することで、バッテリ２０への充電を開始させ、当該充電開始前制御を終了する。
一方、Ｓ２２０で、バッテリ温度Ｔａ２及び環境温度Ｔｂ２のいずれか一方、若しくは、その両方が低温であると判断されると、Ｓ２４０にて、バッテリ２０の低温異常を検出して、その旨を充電器４０のＭＣＵ５６に通知する。

そして、Ｓ２４０にて、充電器４０のＭＣＵ５６に低温異常を通知すると、Ｓ１２０に移行して、上記一連の処理を再度実行することにより、バッテリ２０への充電条件が成立するのを待つ。

また、Ｓ２１０にて、環境温度Ｔｂの温度変化量ｄＴｂの絶対値が閾値Ｂ１を越えていると判断された場合、つまり、第２サーミスタ３２による検出温度（環境温度）が大きく変化しているにも関わらず、第１サーミスタ２２による検出温度（バッテリ温度）の変化が小さい場合には、Ｓ２５０に移行する。

そして、Ｓ２５０では、第１サーミスタ２２がバッテリ温度を正常に検出できていないものと判断して、第１サーミスタ２２の異常を検出し、その検出結果を充電器４０のＭＣＵ５６に通知した後、当該充電開始前制御を終了する。

また、Ｓ２００で、バッテリ温度Ｔａの温度変化量ｄＴａの絶対値が閾値Ａ１以上であると判断された場合には、Ｓ２６０に移行して、環境温度Ｔｂの温度変化量ｄＴｂの絶対値が予め設定された閾値Ｂ１以下であるか否かを判断する。

Ｓ２６０にて、環境温度Ｔｂの温度変化量ｄＴｂの絶対値が閾値Ｂ１以下であると判断された場合、つまり、第１サーミスタ２２による検出温度（バッテリ温度）が大きく変化しているにも関わらず、第２サーミスタ３２による検出温度（環境温度）の変化が小さい場合には、Ｓ２７０に移行する。

そして、Ｓ２７０では、第２サーミスタ３２が環境温度を正常に検出できていないものと判断して、第２サーミスタ３２の異常を検出し、その検出結果を充電器４０のＭＣＵ５６に通知した後、当該充電開始前制御を終了する。

次に、Ｓ２６０にて、環境温度Ｔｂの温度変化量ｄＴｂの絶対値が閾値Ｂ１を越えていると判断された場合、つまり、バッテリ温度及び環境温度が共に大きく変化している場合には、第１サーミスタ２２及び第２サーミスタ３２は共に正常に動作していると判断して、Ｓ１２０に移行し、上記一連の処理を再度実行することにより、バッテリ２０への充電条件が成立するのを待つ。

なお、Ｓ２６０からＳ１２０に移行する際には、Ｓ２８０にて、バッテリ温度Ｔａの温度変化量ｄＴａ（詳しくはその絶対値）が、閾値Ａ１よりも大きい閾値Ｃ１以上であるか、或いは、環境温度Ｔｂの温度変化量ｄＴｂ（詳しくはその絶対値）が、閾値Ｂ１よりも大きい閾値Ｄ１以上であるか、を判定する。

そして、バッテリ温度Ｔａの温度変化量ｄＴａの絶対値が閾値Ｃ１以上であるか、或いは、環境温度Ｔｂの温度変化量ｄＴｂの絶対値が閾値Ｄ１以上であれば、Ｓ２９０に移行し、そうでなければ、そのままＳ１２０に移行する。

また、Ｓ２９０では、バッテリ温度Ｔａ若しくは環境温度Ｔｂの温度変化が閾値Ｃ１、Ｄ１以上となっていて、異常な温度変化が発生していることから、温度変化が異常であることを検出して、その検出結果を充電器４０のＭＣＵ５６に通知し、Ｓ１２０に移行する。

このように、バッテリパック１０のＭＣＵ３４にて実行される充電開始前制御では、サーミスタ２２及び３２により検出されるバッテリ温度及び環境温度の温度変化の違いから、サーミスタ２２又は３２の異常を検出して、充電器４０に通知する（Ｓ２５０、Ｓ２７０）。

また、バッテリ温度及び環境温度の温度変化が共に小さい場合には、これら各温度が低温でないことを確認した上で、充電器４０に対しバッテリ２０への充電を開始させ（Ｓ２３０）、バッテリ温度及び環境温度の少なくとも一方が低温であれば、その旨を充電器４０に通知し（Ｓ２４０）、これら各温度が正常温度になるまで、バッテリ２０への充電開始を保留させる。

また、バッテリ温度及び環境温度の温度変化が大きい場合にも、バッテリ２０への充電開始を保留させ、しかも、その温度変化量が異常に大きい場合（閾値Ｃ１、Ｄ１以上である場合）には、その旨を充電器４０に通知する（Ｓ２９０）。

これに対し、充電器４０のＭＣＵ５６にて実行される充電開始前制御では、図６（ａ）に示すように、Ｓ３１０にて、バッテリパック１０からサーミスタ２２，３２の異常、低温異常、若しくは温度変化の異常、を表す異常通知があったか否かを判断する。

そして、異常通知があった場合には、Ｓ３２０にて、表示部６０にその内容を表示することで、使用者に旨を報知した後、Ｓ３３０に移行し、異常通知がなければ、そのままＳ３３０に移行する。

また、Ｓ３３０では、バッテリパック１０のＭＣＵ３４から充電開始指令が入力されたか否かを判断し、充電開始指令が入力されていなければ、Ｓ３１０に移行することにより、充電開始指令が入力されるのを待ち、充電開始指令が入力されていれば、Ｓ３４０に移行して、バッテリ２０への充電制御を開始した後、当該充電開始前制御を終了する。

従って、本実施形態のバッテリパック１０によれば、バッテリ２０への充電開始前に、周囲環境の変化に伴うバッテリ温度及び環境温度の温度変化を検出して、バッテリ温度及び環境温度が安定するまで、充電器４０による充電を保留させることができる。

また、その検出した温度変化からサーミスタ２２，３２の異常、低温異常、温度変化の異常等を検出して、その検出結果を、充電器４０を介して報知することができる。
［充電中の制御］
次に、図５に示すように、バッテリパック１０内のＭＣＵ３４にて、バッテリ２０への充電中に実行される充電中制御では、まずＳ１０５にて、充電器検出回路３８にて充電器４０の接続が検出されているか否かを判断する。

そして、充電器４０が検出されていなければ（つまり、バッテリパック１０が充電器４０から取り外されていれば）、Ｓ１１５でバッテリ２０への充電を停止し、当該充電中制御を終了する。なお、この制御を停止することにより、ＭＣＵ３４はスリープモードに移行する。

次に、Ｓ１０５にて、充電器４０が検出されていると判断されると、図４に示した充電開始前制御と同様に、Ｓ１２０〜Ｓ１９０の一連の処理を実行し、続くＳ２０５にて、バッテリ温度Ｔａの温度変化量ｄＴａの絶対値が、予め設定された閾値Ａ２以下であるか否かを判断する。

Ｓ２０５にて、バッテリ温度Ｔａの温度変化量ｄＴａの絶対値が閾値Ａ２以下であると判断されると、Ｓ２１５に移行して、環境温度Ｔｂの温度変化量ｄＴｂの絶対値が予め設定された閾値Ｂ２以下であるか否かを判断する。

そして、環境温度Ｔｂの温度変化量ｄＴｂの絶対値が閾値Ｂ２を越えていれば、充電開始前制御と同様のＳ２５０に移行し、第１サーミスタ２２の異常を検出して、その検出結果を充電器４０のＭＣＵ５６に通知する。

また、Ｓ２５０による異常通知後は、Ｓ１１５にて、バッテリ２０への充電を停止させる充電停止指令を充電器４０のＭＣＵ５６に出力し、当該充電開始前制御を終了する。
次に、Ｓ２１５にて、環境温度Ｔｂの温度変化量ｄＴｂの絶対値が閾値Ｂ２以下であると判断された場合には、充電開始前制御と同様のＳ２２０に移行し、Ｓ１７０及びＳ１８０にて検出された現在のバッテリ温度Ｔａ２及び環境温度Ｔｂ２の少なくとも一方が、所定温度以下の低温であるか否かを判断する。

そして、Ｓ２２０にて、バッテリ温度Ｔａ２及び環境温度Ｔｂ２のいずれか一方、若しくはその両方がが低温であると判断されると、Ｓ２４５に移行し、充電器４０に対し低温充電指令を出力することで、バッテリ２０への充電制御を低温時に適した充電制御に切り換え、Ｓ１２０に移行する。

一方、Ｓ２２０にて、バッテリ温度Ｔａ２及び環境温度Ｔｂ２は低温ではないと判断されると、Ｓ２２５に移行し、現在、充電器４０に対し、通常時の充電制御を停止させているか否かを判断する。

なお、Ｓ２２５では、Ｓ２４５にて充電器４０に低温充電指令を送信することで、現在、充電器４０に低温時の充電制御を実行させているか、或いは、現在、後述のＳ２９５にて、温度変化の異常検出に伴い充電器４０にバッテリ２０への充電を一時停止させているか、を判定する。

そして、Ｓ２２５にて、現在、充電器４０に対し通常時の充電制御を停止させていると判断されると、Ｓ２３５に移行し、充電器４０に対し、通常の充電制御を再開させるべく、充電再開指令を送信した後、Ｓ１２０に移行する。

次に、Ｓ２０５にて、バッテリ温度Ｔａの温度変化量ｄＴａの絶対値が閾値Ａ２を越えていると判断されると、Ｓ２６５に移行して、環境温度Ｔｂの温度変化量ｄＴｂの絶対値が予め設定された閾値Ｂ２以下であるか否かを判断する。

そして、環境温度Ｔｂの温度変化量ｄＴｂの絶対値が閾値Ｂ２以下であると判断された場合には、充電開始前制御と同様のＳ２７０に移行し、第１サーミスタ２２の異常を検出して、その検出結果を充電器４０のＭＣＵ５６に通知する。

また、Ｓ２７０による異常通知後は、Ｓ１１５にて、バッテリ２０への充電を停止させる充電停止指令を充電器４０のＭＣＵ５６に出力し、当該充電開始前制御を終了する。
次に、Ｓ２６５にて、環境温度Ｔｂの温度変化量ｄＴｂの絶対値が閾値Ｂ２を越えていると判断された場合には、Ｓ２８５にて、バッテリ温度Ｔａの温度変化量ｄＴａの絶対値が、閾値Ａ２よりも大きい閾値Ｃ２以上であるか、或いは、環境温度Ｔｂの温度変化量ｄＴｂの絶対値が、閾値Ｂ２よりも大きい閾値Ｄ２以上であるか、を判定する。

そして、Ｓ２８５にて、バッテリ温度Ｔａの温度変化量ｄＴａの絶対値及び環境温度Ｔｂの温度変化量ｄＴｂの絶対値が、共に、閾値Ｃ２、Ｄ２未満であると判断されると、そのままＳ１２０に移行する。

一方、Ｓ２８５にて、バッテリ温度Ｔａの温度変化量ｄＴａの絶対値が閾値Ｃ２異常であると判定されるか、或いは、環境温度Ｔｂの温度変化量ｄＴｂの絶対値が閾値Ｄ２以上であると判定されると、充電開始前制御と同様のＳ２９０に移行し、温度変化が異常であることを検出して、その検出結果を充電器４０のＭＣＵ５６に通知する。

また、Ｓ２９０にて、温度変化の異常を充電器４０に通知すると、Ｓ２９５に移行して、充電器４０にバッテリ２０への充電を一時停止させる停止指令を送信し、Ｓ１２０に移行する。

このように、バッテリパック１０のＭＣＵ３４にて実行される充電中制御では、充電開始前制御と同様、サーミスタ２２及び３２により検出されるバッテリ温度及び環境温度の温度変化の違いから、サーミスタ２２又は３２の異常を検出して、充電器４０に通知する（Ｓ２５０、Ｓ２７０）。

そして、サーミスタ２２又は３２の異常検出後は、充電器４０に対し充電停止指令を送信することで、バッテリ２０への充電を停止させる（Ｓ１１５）。
また、バッテリ温度及び環境温度の温度変化が共に小さい場合には、充電開始前制御と同様、これら各温度が低温であるか否かを判定し（Ｓ２２０）、バッテリ温度及び環境温度の少なくとも一方が低温であれば、充電器４０に対し低温時の充電制御を実行させる（Ｓ２４５）。

また、バッテリ温度及び環境温度が低温でなければ、充電器４０に対し、通常時の充電制御を継続若しくは再開させる（Ｓ２２５、Ｓ２３５）。
また、バッテリ温度及び環境温度の温度変化が大きい場合には、充電器４０にその旨を通知すると共に、充電器４０によるバッテリ２０への充電を一時停止させる（Ｓ２９０、Ｓ２９５）。

これに対し、充電器４０のＭＣＵ５６にて実行される充電中制御では、図６（ｂ）に示すように、Ｓ３５０にて、バッテリパック１０からサーミスタ２２，３２の異常、低温異常、若しくは温度変化の異常、を表す異常通知があったか否かを判断する。

そして、異常通知があった場合には、Ｓ３６０にて、表示部６０にその内容を表示することで、使用者に旨を報知した後、Ｓ３７０に移行し、異常通知がなければ、そのままＳ３７０に移行する。

また、Ｓ３７０では、バッテリパック１０のＭＣＵ３４から充電停止指令が入力されたか否かを判断し、充電停止指令が入力されていれば、現在実行中のバッテリ２０への充電制御を停止し、Ｓ３９０に移行する。また、バッテリパック１０のＭＣＵ３４から充電停止指令が入力されていなければ、そのままＳ３９０に移行する。

次に、Ｓ３９０では、バッテリパック１０のＭＣＵ３４から充電開始指令（詳しくは、充電制御の再開指令、若しくは、低温時の充電制御の実行指令）が入力されたか否かを判断する。

そして、充電開始指令が入力されていれば、その充電開始指令に対応した充電制御を開始した後、Ｓ３５０に移行し、充電開始指令が入力されていなければ、そのままＳ３５０に移行する。

従って、本実施形態のバッテリパック１０によれば、充電器４０からバッテリ２０への充電中に、周囲環境の変化に伴うバッテリ温度及び環境温度の温度変化を検出して、充電器４０による充電を一時的に停止させることができる。

また、充電器４０による充電を一時停止させた後、バッテリ温度及び環境温度の温度が安定すると、充電器４０によるバッテリ２０への充電を再開させることもできる。
また、検出した温度変化からサーミスタ２２，３２の異常、低温異常、温度変化の異常を検出した際には、その検出結果を、充電器４０を介して使用者等に報知することができる。

ここで、本実施形態では、バッテリパック１０に設けられた正極側端子１４Ａ、負極側端子１４Ｂ、信号端子１６Ａ及び１６Ｂが、本発明の接続部に相当し、第２サーミスタ３２が、本発明の環境温度検出素子に相当し、第１サーミスタ２２が、本発明のバッテリ温度検出素子に相当し、ＭＣＵ３４が、本発明の制御回路に相当する。

また、充電器４０に備えられた表示部６０は、本発明の報知手段に相当し、ＭＣＵ５６は、本発明の充電制御手段に相当する。
［変形例］
以上、本発明の一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ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内にて、種々の態様をとることができる。

例えば、上記実施形態では、バッテリパック１０には、バッテリ２０周囲の環境温度を検出する第２サーミスタ３２に加え、バッテリ温度を検出する第１サーミスタ２２が備えられているものとして説明した。

しかし、本発明は、バッテリ２０周囲の環境温度を検出する第２サーミスタ３２だけを備えたバッテリパックであっても、適用することができる。
つまり、この場合、上記実施形態のように、２つのサーミスタ３２、２２で検出される環境温度及びバッテリ温度の温度変化からサーミスタ３２又は２２の異常を検出することはできない。

しかし、第２サーミスタ３２にて検出された環境温度の変化から、バッテリ２０への充電開始前に環境温度が急変したことを検出して、バッテリ２０への充電開始を一時保留させ、その後、その温度変化が安定してから、バッテリ２０への充電を開始させることはできる。

また、バッテリ２０への充電中に周囲温度が急変したことを検出して、バッテリ２０への充電を一時停止させ、その後、周囲温度が安定してから、バッテリ２０への充電を再開させることもできる。

以下、このように第２サーミスタ３２により検出されるバッテリ２０周囲の環境温度だけで、バッテリ２０への充電制御を実行する際に、バッテリパック１０内のＭＣＵ３４に実行させる充電開始前制御及び充電中制御について説明する。

図７に示すように、充電開始前制御では、Ｓ４１０にて、充電器４０が検出されたか否かを周期的に判断することにより、バッテリパック１０が充電器４０に装着されるのを待つ。

そして、Ｓ４１０にて、充電器４０が検出されたと判断されると、Ｓ４２０に移行して、第２サーミスタ３２を介して環境温度Ｔ１を検出し、Ｓ４３０にて、計時用カウンタＣｔをクリアする。

また、続くＳ４４０では、計時用カウンタＣｔの値に基づき、Ｓ４２０で環境温度Ｔ１を検出してから所定の設定時間ｔが経過したか否かを判断する。
そして、Ｓ４４０にて、設定時間ｔが経過していないと判断されると、Ｓ４５０に移行して、計時用カウンタＣｔをインクリメントすることにより、Ｓ４２０で環境温度Ｔ１を検出してからの経過時間を計時し、再度Ｓ４４０に移行する。

一方、Ｓ４４０にて、Ｓ１２０で環境温度Ｔ１を検出してから所定の設定時間ｔが経過したと判断されると、Ｓ４６０に移行し、設定時間ｔ経過後の環境温度Ｔ２を検出する。
そして、Ｓ４７０では、設定時間ｔが経過する間に変化した環境温度Ｔの温度変化量ｄＴを、式「ｄＴ＝（Ｔ２−Ｔ１）／ｔ」に基づき算出し、Ｓ４８０では、その温度変化量ｄＴの絶対値が予め設定された閾値Ｅ１以下であるか否かを判断する。

Ｓ４８０にて、温度変化量ｄＴの絶対値が閾値Ｅ１を越えていると判断された場合、つまり、環境温度Ｔが大きく変化している場合には、Ｓ４２０に移行して、上記一連の処理を再度実行することで、環境温度Ｔが安定するのを待つ。

また、Ｓ４８０にて、温度変化量ｄＴの絶対値が閾値Ｅ１以下であると判断された場合には、バッテリ２０への充電条件が成立したものとして、Ｓ４９０に移行し、充電器４０に対し充電開始指令を出力することで、バッテリ２０への充電を開始させ、当該充電開始前制御を終了する。

次に、充電中制御では、図８に示すように、まずＳ４１５にて、充電器検出回路３８にて充電器４０の接続が検出されているか否かを判断する。そして、充電器４０が検出されていなければ、Ｓ５００でバッテリ２０への充電を停止し、当該充電中制御を終了する。

また、Ｓ４１５にて、充電器４０が検出されていると判断されると、図７に示した充電開始前制御と同様に、Ｓ４２０〜Ｓ４７０の一連の処理を実行し、続くＳ４８５にて、温度変化量ｄＴの絶対値が予め設定された閾値Ｅ２以下であるか否かを判断する。

そして、Ｓ４８５にて、温度変化量ｄＴの絶対値が閾値Ｅ２以下であると判断された場合には、再度Ｓ４１５に移行して、上記一連の処理を再度実行することで、充電器４０によるバッテリ２０への充電を継続させる。

一方、Ｓ４８５にて、温度変化量ｄＴの絶対値が閾値Ｅ２を越えたと判断されると、バッテリ２０の周囲で異常に大きい温度変化が発生しているので、Ｓ５００に移行して、バッテリ２０への充電を停止し、当該充電中制御を終了する。

このように、図７に示す充電開始前制御によれば、充電開始前の環境温度の変化から、環境温度が急変したことを検出してバッテリ２０への充電開始を一時保留させ、その後、その温度変化が安定してから、バッテリ２０への充電を開始させることができる。

また、図８に示す充電中制御によれば、バッテリ２０への充電中に、バッテリパック１０が充電器４０から外されるか、或いは、バッテリ２０周囲の環境温度が大きく変化すると、バッテリ２０への充電を停止させることができる。

なお、図８に示す充電中制御では、バッテリ２０周囲の環境温度が大きく変化して、バッテリ２０への充電を一旦停止させると、その後、環境温度が安定しても、バッテリ２０への充電を自動で再開させることができない。

そこで、バッテリ２０への充電中に環境温度が大きく変化して、バッテリ２０への充電を停止させた後、環境温度が安定した際に、バッテリ２０への充電を自動で再開させるようにするには、充電中制御を、図９に示すように変更すればよい。

すなわち、Ｓ４８５にて、温度変化量ｄＴの絶対値が閾値Ｅ２を越えたと判断された場合には、Ｓ５００にて、バッテリ２０への充電を停止させて、充電中制御を終了するのではなく、Ｓ５１０にて、バッテリ２０への充電を一時的に停止させた後、Ｓ４１５に移行する。

また、Ｓ４８５にて、温度変化量ｄＴの絶対値が閾値Ｅ２以下であると判断された場合には、Ｓ５２０に移行して、現在、Ｓ５１０の処理によって、充電器４０に対しバッテリ２０への充電を停止させているか否かを判断する。

そして、現在、充電器４０に対しバッテリ２０への充電を停止させている場合には、Ｓ５３０に移行し、充電器４０に対し充電再開指令を送信することで、バッテリ２０への充電を再開させ、Ｓ４１５に移行する。

また、現在、充電器４０に対しバッテリ２０への充電を停止させていない場合には、そのままＳ４１５に移行する。
従って、図９に示す充電中制御によれば、バッテリ２０への充電中にバッテリ２０周囲の環境温度が変化し、バッテリ２０への充電を停止させても、その後、環境温度が安定すれば、バッテリ２０への充電を自動で再開させることができる。

次に、上記実施形態では、バッテリパック１０のＭＣＵ３４が、サーミスタ２２，３２の異常、低温異常、若しくは、温度変化の異常を検出すると、その旨を充電器４０のＭＣＵ５６に通知することにより、充電器４０側の表示部６０に異常を表示させて、使用者に異常を報知するものとして説明した。

しかし、こうした異常の報知は、必ずしも充電器４０側で行う必要はなく、バッテリパック１０側で行うようにしてもよく、或いは、充電器４０とバッテリパック１０との両方で行うようにしてもよい。

そして、このためには、図３に点線で示すように、バッテリパック１０内に複数のＬＥＤからなる異常表示用の表示部７０を設け、ＭＣＵ３４がＳ２５０、Ｓ２７０にてサーミスタ２２，３２の異常を検出したとき、Ｓ２４０にて低温異常を検出したとき、Ｓ２９０にて温度変化異常を検出したときに、表示部７０を介して、これら各異常の発生を報知するようにすればよい。

なお、この場合、バッテリパック１０のケースには、図２（ａ）に点線にて例示すように、表示部７０の表示状態（ＬＥＤの点灯状態）を確認できるようにするための窓部（表示用窓）７２を設けるとよい。

次に、上記実施形態では、バッテリ２０周囲の環境温度を検出する第２サーミスタ３２は、制御回路基板３０におけるバッテリ２０とは反対側の基板面に実装させるものとして説明したが、第２サーミスタ３２は、バッテリ２０から離れた位置に配置されていれば良く、必ずしも、制御回路基板３０の基板面に実装する必要はない。

また、環境温度やバッテリ温度を検出する温度検出素子としては、上記実施形態のように必ずしもサーミスタを用いる必要はなく、温度検出可能な素子であれば利用できる。

１０…バッテリパック、１２…装着部、１４…電源端子部、１４Ａ…正極側端子、１４Ｂ…負極側端子、１６…接続端子部、１６Ａ，１６Ｂ…信号端子、２０…バッテリ、２２…第１サーミスタ、３０…制御回路基板、３２…第２サーミスタ、３４…ＭＣＵ、３６…電流測定回路、３８…充電器検出回路、３９…電源回路、４０…充電器、４４Ａ…正極側端子、４４Ｂ…負極側端子、４６Ａ，４６Ｂ…信号端子、５２…整流回路、５４…充電用スイッチング電源回路、５６…ＭＣＵ、５８…制御用スイッチング電源回路、６０，７０…表示部、７２…窓部。

Claims (7)

1. 充電器を接続するための接続部と、
   前記接続部に接続された充電器により充電可能なバッテリと、
   前記バッテリ周囲の環境温度を検出する環境温度検出素子と、
   前記接続部に前記充電器が接続されているとき、前記環境温度検出素子を介して前記環境温度を周期的に検出し、該検出した前記環境温度の温度変化量の絶対値が予め設定された閾値を越えているとき、前記充電器に対し、前記バッテリへの充電開始を保留させるか又は前記バッテリへの充電を一時停止させる制御回路と、
   前記バッテリに装着されてバッテリ温度を検出するバッテリ温度検出素子と、
   を備え、
   前記制御回路は、
   前記接続部に前記充電器が接続されているとき、前記バッテリ温度検出素子を介して前記バッテリ温度を周期的に検出し、該検出したバッテリ温度の温度変化量の絶対値が所定の閾値を越えていて、前記環境温度の温度変化量の絶対値が前記閾値以下である場合には、前記環境温度検出素子に異常があると判断して、その旨を、報知手段を介して報知することを特徴とするバッテリパック。
2. 前記制御回路は、前記環境温度の温度変化量の絶対値が前記閾値を越えており、前記バッテリ温度検出素子を介して検出した前記バッテリ温度の温度変化量の絶対値が所定の閾値以下であるとき、前記バッテリ温度検出素子に異常があると判断して、その旨を、前記報知手段を介して報知することを特徴とする請求項１に記載のバッテリパック。
3. 前記制御回路は、前記充電器に対し前記バッテリへの充電開始を保留させるか又は前記バッテリへの充電を一時停止させた後、前記環境温度の温度変化量の絶対値が前記閾値以下になると、前記充電器に対し、前記バッテリへの充電を開始又は再開させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のバッテリパック。
4. 前記環境温度検出素子は、前記制御回路が実装された基板上、若しくは、該基板よりも前記バッテリから離れた位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のバッテリパック。
5. 前記制御回路は、前記充電器に対し前記バッテリへの充電開始を保留させるか又は前記バッテリへの充電を一時停止させているとき、その旨を、前記報知手段を介して報知することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のバッテリパック。
6. 前記報知手段は、前記充電器に設けられており、
   前記制御回路は、前記充電器を介して前記報知手段に報知させることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のバッテリパック。
7. 請求項６に記載のバッテリパックに接続されて、前記バッテリへの充電を行う充電器であって、
   前記バッテリパックからの指令に従い、前記バッテリへの充電開始・停止を切り換える充電制御手段と、
   前記バッテリパックの状態を報知する報知手段と、
   を備え、前記充電制御手段は、前記バッテリパックからの通知に従い前記報知手段を駆動し、前記バッテリパックの状態を報知することを特徴とする充電器。