JP6201889B2 - Conversion connector for different types of battery shared charger and different type of battery shared charger - Google Patents
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Description
本発明は、鉛電池やリチウムイオン電池等の異種類電池への充電を可能にするための、形状の異なる異種類電池のコネクタとの接続可能にする異種類電池共用充電器用変換コネクタ及び異種類電池共用充電器に関する。 The present invention relates to a conversion connector for different types of batteries and a different type of connector that can be connected to connectors of different types of batteries having different shapes in order to enable charging to different types of batteries such as lead batteries and lithium ion batteries. It relates to a battery shared charger.
充電を行って繰り返し利用することが可能な電池として、例えば、鉛電池、リチウムイオン電池、ニッケル・水素電池、ニッケル・カドミウム電池等、多数の種類が存在する。これら充電可能な各種類の電池は、それぞれ充電時の電気的及び化学的な特性が異なり、例えば、鉛電池は、比較的安全なため、充電器と鉛電池パックとをコネクタを介して接続した後、充電器の電源スイッチをオンにすることにより、直ちに充電電流が供給される。 There are many types of batteries that can be repeatedly used after being charged, such as lead batteries, lithium ion batteries, nickel / hydrogen batteries, nickel / cadmium batteries, and the like. Each type of rechargeable battery has different electrical and chemical characteristics during charging. For example, since a lead battery is relatively safe, a charger and a lead battery pack are connected via a connector. Thereafter, the charging current is immediately supplied by turning on the power switch of the charger.
一方、リチウムイオン電池は、常用領域と異常発生領域とが非常に接近しているため、安全性を確保する種々の仕組みが施され、例えば、リチウムイオン電池を充電する充電器には、リチウムイオン電池パックがコネクタを介して接続されたことを検知するコネクタ接続検知回路、リチウムイオン電池の監視情報を送受信するCAN(Controller Area Network)通信の機能等を備えている。 On the other hand, the lithium ion battery has a normal area and an abnormality occurrence area that are very close to each other. Therefore, various mechanisms for ensuring safety are applied. For example, a lithium ion battery is charged with a lithium ion battery charger. A connector connection detection circuit that detects that the battery pack is connected via the connector, a CAN (Controller Area Network) communication function that transmits and receives monitoring information of the lithium ion battery, and the like are provided.
しかし、種類の異なる電池毎にそれぞれの充電器を個別に揃えることは、用意する充電器の数が増大し、余分のスペースやコストが嵩み、また、充電時に各電池に適した充電器を正しく選択して接続する必要がある。そのため、種類の異なる電池を充電することができる異種類電池共用充電器が要望されている。 However, aligning each charger separately for different types of batteries increases the number of chargers to be prepared, which increases the space and cost, and makes it possible to provide a charger suitable for each battery during charging. It is necessary to select and connect correctly. Therefore, there is a demand for a different type battery shared charger that can charge different types of batteries.
異種類電池共用充電器として、例えば、下記の特許文献1には、ニッケル・カドミウム電池と鉛電池とを判別し、判別した結果に基づいて充電制御方法を選定する充電器について記載されている。また、下記の特許文献2には、鉛電池の充電と共用することができるようにしたニッケル・カドミウム電池用充電器について記載されている。 As a different type battery shared charger, for example, the following Patent Document 1 describes a charger that discriminates between a nickel-cadmium battery and a lead battery and selects a charge control method based on the determined result. Patent Document 2 below describes a nickel-cadmium battery charger that can be shared with lead-acid battery charging.
前述したように、鉛電池等の充電の際には、鉛電池と充電器とを電力線のみで接続するコネクタを用いればよいが、リチウムイオン電池等の充電の際には、リチウムイオン電池と充電器とを、電力線、コネクタ接続検知線、及びCAN通信用の通信線で接続するコネクタを用いなければならない。 As described above, when charging a lead battery or the like, a connector that connects the lead battery and the charger with only a power line may be used. However, when charging a lithium ion battery or the like, the lithium ion battery and the charger are charged. It is necessary to use a connector for connecting the device with a power line, a connector connection detection line, and a communication line for CAN communication.
このように、充電器と電池とを接続するワイヤーハーネスの構造やコネクタの形状が、種類の異なる電池毎に異なるため、異種類電池共用充電器で充電する場合でも、ワイヤーハーネス及びコネクタ形状が各電池の種類毎に異なるコネクタを用意しなければならず、コネクタのオプションが増えてしまい、汎用性の低下による生産性の低下及びコストの増大を招いていた。 Thus, since the structure of the wire harness connecting the charger and the battery and the shape of the connector are different for different types of batteries, even when charging with a different type of battery charger, the wire harness and the connector shape are different. Different connectors have to be prepared for each type of battery, resulting in an increase in connector options, resulting in a decrease in productivity and an increase in cost due to a decrease in versatility.
上記課題に鑑み、本発明は、異種類電池共用充電器側のコネクタの種類を統一することができるとともに、異種類電池に対して安全性を損なうことなく充電することを可能にする異種類電池共用充電器用変換コネクタ及び異種類電池共用充電器を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention is capable of unifying the types of connectors on the different-type battery shared charger side, and enables different-type batteries to be charged without impairing safety. It aims at providing the conversion connector for shared chargers, and a different kind battery shared charger.
本発明に係る異種類電池共用充電器用変換コネクタは、異種類電池共用充電器側と電池側とを接続するための変換コネクタであって、前記異種類電池共用充電器側の電力線に接続される第1の端子と、前記電池側の電力線に接続される第2の端子と、前記第1の端子と前記第2の端子とを接続した内部電力線と、前記内部電力線と接続された第3の端子であって、前記異種類電池共用充電器側のコネクタ接続検知線に接続される前記第3の端子と、を備える。 The conversion connector for a different-type battery shared charger according to the present invention is a conversion connector for connecting the different-type battery shared charger side and the battery side, and is connected to the power line on the different-type battery shared charger side. A first terminal; a second terminal connected to the battery-side power line; an internal power line connecting the first terminal to the second terminal; and a third terminal connected to the internal power line. A third terminal connected to a connector connection detection line on the different type battery shared charger side.
また、本発明に係る異種類電池共用充電器は、上記記載の異種類電池共用充電器用変換コネクタの前記第1の端子に接続される電力線と、前記第3の端子に接続されるコネクタ接続検知線とを有し、前記コネクタ接続検知線の充電開始前の電圧を基に、前記異種類電池共用充電器用変換コネクタに接続された電池の種類を判別する電池判別手段と、を備える。 Moreover, the different kind battery shared charger which concerns on this invention is the connector connection detection connected to the electric power line connected to the said 1st terminal of the conversion connector for different kind battery shared chargers described above, and the said 3rd terminal. And a battery discriminating means for discriminating the type of the battery connected to the conversion connector for the different type battery common charger based on the voltage before the start of charging of the connector connection detection line.
本発明によれば、電池側の電力線に接続される第2の端子と接続された内部電力線に接続された第3の端子であって、異種類電池共用充電器側のコネクタ接続検知線に接続される前記第3の端子を備えたことにより、コネクタ接続検知線を有しない電池パックに対する擬似的なコネクタ接続検知の機能を作動させることができ、異種類電池共用充電器側のコネクタの種類を統一するとともに、異種類電池に対して安全性を損なうことなく充電することが可能となる。 According to the present invention, the third terminal is connected to the internal power line connected to the second terminal connected to the power line on the battery side, and is connected to the connector connection detection line on the different-type battery shared charger side. By providing the third terminal to be operated, it is possible to activate a function of pseudo connector connection detection for a battery pack that does not have a connector connection detection line. It is possible to unify and charge different types of batteries without sacrificing safety.
本発明の実施形態について、以下に図面を参照して説明する。図1は、異種類電池共用充電器用変換コネクタの適用例を示す。なお、以下の説明において、「異種類電池共用充電器」を「共用充電器」と称し、「異種類電池共用充電器用変換コネクタ」を「変換コネクタ」と称する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an application example of a conversion connector for a different type battery shared charger. In the following description, “different type battery shared charger” is referred to as “shared charger”, and “different type battery shared charger conversion connector” is referred to as “conversion connector”.
以下の例では、リチウムイオン電池パック用のコネクタを備えた共用充電器と鉛電池パックとを接続する変換コネクタについて説明するが、本発明は、それらの種類の電池との接続に限定されるものではない。 In the following example, a conversion connector for connecting a common charger equipped with a connector for a lithium ion battery pack and a lead battery pack will be described, but the present invention is limited to connection with these types of batteries. is not.
図1に示すように、共用充電器10は、リチウムイオン電池パック30のコネクタ31と接続可能なワイヤーハーネス及びコネクタ形状を有するリチウムイオン電池用コネクタ11を備える。変換コネクタ20は、共用充電器10のリチウムイオン電池用コネクタ11と接続可能なコネクタ形状を有する充電器側コネクタ21を備える。
As shown in FIG. 1, the shared
また、変換コネクタ20は、鉛電池パック40のコネクタ41と接続可能なコネクタ形状を有する電池側コネクタ22を備える。変換コネクタ20は、リチウムイオン電池用コネクタ11を、鉛電池パック40のコネクタ41と接続可能となるように変換する。
The
また、変換コネクタ20は、鉛電池パック40のコネクタ41が電池側コネクタ22に接続されると、共用充電器10に対して擬似的にコネクタ接続検知を可能にし、また、共用充電器10に対して鉛電池パック40の電圧を判別可能にする機構を備える。
In addition, the
共用充電器10は、リチウムイオン電池用コネクタ11に、変換コネクタ20を介して、鉛電池パック40が接続されると、変換コネクタ20の機構により入力される後述するコネクタ接続検知線の電圧を基に、鉛電池パック40が共用充電器10に接続されたことを検知すると共にその電圧の種類を判別する電池種類判別部12、及びリチウムイオン電池パック30が接続されたことを検知するコネクタ接続検知部13を備える。
When the
図2は、変換コネクタ20の機構及びコネクタ接続の態様を示す。なお、図1〜図3において、同一の構成要素には同一の符号を付している。図2の(a)は、変換コネクタ20の機構、及びリチウムイオン電池用コネクタ11と変換コネクタ20と鉛電池パック40のコネクタ41との接続の態様を模式的に示している。一方、図2の(b)は、リチウムイオン電池用コネクタ11とリチウムイオン電池パック30のコネクタ31との接続の態様を模式的に示している。
FIG. 2 shows the mechanism of the
図2の(a)に示すように、変換コネクタ20は、共用充電器10側の電力線111に接続される第1の端子211と、電池側の電力線411に接続される第2の端子221と、第1の端子211と第2の端子221とを接続した内部電力線23と、内部電力線23と接続された第3の端子212であって、共用充電器10側のコネクタ接続検知線112に接続される第3の端子212を備える。
As shown in FIG. 2A, the
変換コネクタ20を、共用充電器10のリチウムイオン電池用コネクタ11と鉛電池パック40のコネクタ41とに接続すると、充電開始前では、鉛電池パック40の電池電圧が、鉛電池パック40のコネクタ41の電力線411、変換コネクタ20の電池側コネクタ22の第2の端子221、及び内部電力線23を経由して、充電器側コネクタ21の第3の端子212に出力される。
When the
共用充電器10は、変換コネクタ20の第3の端子212に接続されるコネクタ接続検知線112に入力される電圧を、予め設定された閾値と比較して、その大小の判定を行う比較回路により、鉛電池パック40の電圧を判別する。
The
そして、判別した電圧を基に、鉛電池パック40が共用充電器10に接続されたことを検知すると共に、該判別した電圧に対応した充電設定で、電力線111から鉛電池パック40の鉛電池に対する充電電流の給電を開始する。
Then, based on the determined voltage, it is detected that the
一方、図2の(b)に示すように、共用充電器10のリチウムイオン電池用コネクタ11とリチウムイオン電池パック30のコネクタ31とが、変換コネクタ20を介することなく、直接接続される場合、リチウムイオン電池用コネクタ11のコネクタ接続検知線112には、リチウムイオン電池パック30の電圧及び鉛電池パック40の電圧は入力されない。
On the other hand, as shown in FIG. 2B, when the lithium
共用充電器10は、コネクタ接続検知線112に何らの電池の電圧が検知されないことを確認した後、コネクタ接続検知線112を介して、リチウムイオン電池パック30に接続確認用の電圧(例えば、コネクタ接続検知線112の一方の片側線に+5V)を印加する。
The shared
リチウムイオン電池パック30は、共用充電器10からコネクタ接続検知線112に印加された電圧を検知することにより、共用充電器10と接続されたことを検知し、また、該電圧が印加された一方の片側線とは別の他方の片側線との間に閉回路を形成する。
The lithium
共用充電器10は、リチウムイオン電池パック30内でコネクタ接続検知線112に対して形成される閉回路によりループ電流が流れることを検知し、該ループ電流の検知により、リチウムイオン電池パック30がコネクタ11及びコネクタ31により接続されたことを検知する。
The shared
そして、共用充電器10は、リチウムイオン電池パック30と、CAN通信線113を介してリチウムイオン電池パック30の電池の状態情報を送受信し、リチウムイオン電池パック30の電池に適した充電設定で、電力線111からリチウムイオン電池パック30の電池への充電電流の給電を開始する。
And the shared
図3は、共用充電器10における、電池種類判別部12及びコネクタ接続検知部13の構成例を示す。電池種類判別部12は、一例として、抵抗分割回路121により、例えば12V、24V、48Vの電圧を判別するための閾値電圧を生成する。そして、スイッチ134をオフにし、スイッチ135をオンにした状態で、各閾値電圧とコネクタ接続検知線112の電圧とを、電圧比較回路122により比較する。該比較の結果によりコネクタ接続検知線112の電圧が、何れの閾値電圧の間の電圧であるかを電圧判別論理回路123により判別する。
FIG. 3 shows a configuration example of the battery
このようにコネクタ接続検知線112の電圧を判別することにより、共用充電器10は、変換コネクタ20に接続された鉛電池パック40の接続を検知すると共に、接続された鉛電池パック40の出力電圧の種類を判別することができる。そのため、出力電圧の異なる複数種類の鉛電池パックに対して一つの共用充電器10により適正な充電設定で充電を行うことが可能となる。
Thus, by determining the voltage of the connector
なお、電池種類判別部12の構成は、上述の抵抗分割回路121、電圧比較回路122及び電圧判別論理回路123のハードウェアを用いる構成に代えて、コネクタ接続検知線112の電圧を図示省略のA/D変換器によりアナログ信号からデジタル信号に変換し、コネクタ接続検知線112のデジタル電圧値を、予め設定された数値の閾値電圧と比較する処理をソフトウェアにより実行して、何れの閾値電圧の間の電圧であるかを判定して電池の種類を判別する構成としてもよい。
The configuration of the battery
コネクタ接続検知部13は、リチウムイオン電池パック30とのコネクタ接続を検知するため、上述の電池種類判別部12によるコネクタ接続の検知及び電圧判別の動作後、リチウムイオン電池パック30以外の電池パックが接続されていないことを検知した後に動作する。
Since the connector
コネクタ接続検知部13は、スイッチ134をオンにして例えば+5Vの電圧源131を、コネクタ接続検知線112の一方の片側線に印加する。このとき、コネクタ接続検知線112の他方の片側線を接地するスイッチ135はオフにする。
The connector
電圧源121をコネクタ接続検知線112の一方の片側線に印加し、コネクタ接続検知線112の他方の片側線に接続した発光ダイオード132が、リチウムイオン電池パック30における閉回路の形成によるループ電流で発光することを、フォトトランジスタ133の導通により検知する。これにより、共用充電器10は、リチウムイオン電池パック30と接続されたことを検知する。そして、リチウムイオン電池に適した充電設定により、充電電流の給電を開始する。
The
以上説明したように、本実施形態の変換コネクタ20は、コネクタ接続検知線を有しない電池パックに対して、共用充電器10において擬似的なコネクタ接続検知を可能にする。そのため、共用充電器10側のコネクタ11の種類を、リチウムイオン電池等のような安全性確認のためのワイヤーハーネスを具備するコネクタに統一することができる。
As described above, the
共用充電器10は、変換コネクタ20によって出力されるコネクタ接続検知線112の電圧の判別により、変換コネクタ20に接続された電池パックの種類を判別することが可能となり、異種類電池に対して安全性を損なうことなく充電することが可能になる。
The shared
共用充電器10側のコネクタ11の種類を統一することにより、共用充電器10側のコネクタ11のワイヤーハーネスやコネクタ形状の種類を単一化することができるため、共用充電器10の生産性が向上する。また、変換コネクタ20は、既存のコネクタと既存のワイヤーハーネスとを用いて容易に低コストで作製可能である。
By unifying the types of the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、以上に述べた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で種々の構成又は実施形態を採ることができる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to embodiment described above, In the range which does not deviate from the summary of this invention, various structures or embodiment can be taken. it can.
10 共用充電器
11 リチウムイオン電池用コネクタ
111 電力線
112 コネクタ接続検知線
113 CAN通信線
12 電池種類判別部
121 抵抗分割回路
122 電圧比較回路
123 電圧判別論理回路
13 コネクタ接続検知部
131 電圧源
132 発光ダイオード
133 フォトトランジスタ
134 スイッチ
135 スイッチ
20 変換コネクタ
21 充電器側コネクタ
22 電池側コネクタ
30 リチウムイオン電池パック
31 コネクタ
40 鉛電池パック
41 コネクタ
411 電池側の電力線
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記異種類電池共用充電器側の電力線に接続される第1の端子と、
前記電池側の電力線に接続される第2の端子と、
前記第1の端子と前記第2の端子とを接続した内部電力線と、
前記内部電力線と接続された第3の端子であって、前記異種類電池共用充電器側のコネクタ接続検知線に接続される前記第3の端子と、
を備えたことを特徴とする異種類電池共用充電器用変換コネクタ。 A conversion connector for connecting the battery charger side and the battery charger side,
A first terminal connected to the power line on the different type battery shared charger side;
A second terminal connected to the battery-side power line;
An internal power line connecting the first terminal and the second terminal;
A third terminal connected to the internal power line, the third terminal connected to a connector connection detection line on the different-type battery shared charger side;
A conversion connector for a battery charger for different types of batteries, characterized by comprising:
前記第3の端子に接続されるコネクタ接続検知線と、
前記コネクタ接続検知線の充電開始前の電圧を基に、前記異種類電池共用充電器用変換コネクタに接続された電池の種類を判別する電池種類判別手段と、
を備えたことを特徴とする異種類電池共用充電器。 A power line connected to the first terminal of the conversion connector for a different type battery shared charger according to claim 1;
A connector connection detection line connected to the third terminal;
Based on the voltage before the start of charging of the connector connection detection line, battery type determination means for determining the type of battery connected to the conversion connector for the different type battery shared charger,
A battery charger for different types of batteries, characterized by comprising:
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