JPH06319230A - パック電池と充電器 - Google Patents

パック電池と充電器

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JPH06319230A
JPH06319230A JP5104023A JP10402393A JPH06319230A JP H06319230 A JPH06319230 A JP H06319230A JP 5104023 A JP5104023 A JP 5104023A JP 10402393 A JP10402393 A JP 10402393A JP H06319230 A JPH06319230 A JP H06319230A
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battery pack
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Tetsuya Okada
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 パック電池は、簡単な回路構成で充電器に放
電量の検出信号を出力する。パック電池をセットした充
電器は、電池を満充電状態に保持してフローティング充
電する。 【構成】 パック電池は、充電器7に脱着自在に接続さ
れる充電端子1と、電気機器6に接続される放電端子2
とを備える。電池5と直列に放電検出抵抗3を接続して
いる。放電検出抵抗3の両端は、ケーシング8に表出す
る放電検出端子4を接続している。充電器は、パック電
池の放電検出端子4から入力される信号と充電電流から
電池を容量を演算して充電状態を制御する。 【効果】 パック電池が、電池の放電量の情報を充電器
に伝送するので、充電器は、電池の負荷電流と充電電流
とを演算してパック電池を満充電状態にフローティング
充電できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電気機器に電力を供給
しながら充電される、いわゆるフローティング充電に使
用されるパック電池と充電器に関する。
【0002】
【従来の技術】フローティング充電に使用されるパック
電池は、携帯電話の電源に便利に使用できる。この用途
に使用されるパック電池は、充電器に接続される充電端
子と、電気機器に接続される放電端子とを別々に備えて
いる。フローティング充電に使用されるパック電池は、
充電端子を充電器に、放電端子を電気機器に接続する。
充電器は、パック電池を充電し、電気機器に電力を供給
する。電気機器に大電流が流れると、パック電池と充電
器の両方から電力が供給される。電気機器の消費電流が
小さいとき、充電器から電力が供給される。この充電で
使用されるパック電池は、常に満充電状態にあるのがよ
い。それは、電気機器に連結したパック電池を、充電器
から分離して使用するときに、長い時間使用できるから
である。
【0003】図1に示すように、充電器にパック電池と
電気機器とを並列に接続するフローティング充電は、電
気機器の消費電流が大きいときに、パック電池からも電
力が供給されるので、充電器はパック電池の充電容量を
検出できない。この欠点を防止するために、パック電池
に、容量表示手段を内蔵するものが開発されている。こ
のパック電池は、電池の充電量と放電量とを検出して容
量を演算するマイコンと、マイコンの演算結果の表示手
段とを内蔵している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この構造のパック電池
は、容量表示を見て、充電器から離したときに使用でき
る時間を推測できる。しかしながら、この構造のパック
電池は、マイコンや電流検出回路や表示手段等を内蔵す
るので、相当に高価になる。パック電池は電池の寿命が
尽きると使用できなくなる。すなわち、使い捨ての消耗
品である。このため、パック電池が高価になると、無駄
が多くなる。とくに、高価な回路を内蔵するパック電池
を、電池の寿命が尽きて廃棄すると、正常に動作するマ
イコンや表示手段も一緒に廃棄することになり、資源を
有効に利用でない。さらに、表示手段のあるパック電池
は、表示を見て使用時間を推測できるが、常に満充電さ
れるとは限らないので、充電器から離したときに、使用
時間が短いことがある。たとえば、電気機器に大電流を
流した直後に、充電器からパック電池と電気機器とを離
すと、使用時間が短くなる。大電流でパック電池が放電
されているからである。
【0005】この欠点は、充電器がパック電池の容量を
検出して充電状態を制御することで解消できる。すなわ
ち、パック電池から電気機器に大電流が流れて容量が少
なくなったときに、電池の充電量を増加させると、電池
を短時間に満充電できる。このように、充電器がパック
電池の容量を検出して常に満充電しておくと、充電器か
ら離したときに、長い時間使用できる特長がある。放電
端子を充電端子に兼用するパック電池は、充電器でもっ
て、電池の充電量と放電量とを検出して電池の容量を検
出できる。しかしながら、充電端子と放電端子とを別々
に装備するフローティング充電用のパック電池は、充電
器でもって電池の放電量を検出できない。このため、電
池の容量を検出して、充電器が電池の充電量を制御する
ことが不可能である。したがって、充電器からパック電
池と電気機器とを切り離したときに、いつも長い時間電
気機器を使用できない欠点があった。
【0006】本発明は、この欠点を解決することを目的
に開発されたものである。本発明の重要な目的は、簡単
な回路構成で充電器に放電量の検出信号を出力して充電
器でもって電池の容量を演算して充電状態を制御できる
パック電池とその充電器とを提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明のパック電池は、
前述の目的を達成するために下記の構成を備える。本発
明のパック電池は、充電器に脱着自在に接続される充電
端子1と、電気機器に接続される放電端子2とを備える
もので、フローティング充電に使用されるものを改良し
たものである。
【0008】パック電池は、電池5と直列に放電検出抵
抗3を接続している。放電検出抵抗3の両端に、ケーシ
ング8に表出する放電検出端子4を接続している。
【0009】さらに、本発明の請求項2に記載される充
電器は、前記の構成のパック電池を充電するものであっ
て、下記の構成を備える。充電器7は、充電用電源12
と、出力電流検出回路16と、負荷電流検出回路17
と、演算回路13とを備える。出力電流検出回路16
は、パック電池の充電端子1に接続される出力端子10
に流れる電流を検出する。負荷電流検出回路17は、パ
ック電池の放電検出端子4に接続される入力端子11か
ら入力される電圧信号から負荷電流を検出する。演算回
路13は、出力電流検出回路16と負荷電流検出回路1
7からの信号を演算して、パック電池の電池5の容量を
演算してパック電池の充電状態を制御する。
【0010】
【作用】本発明のパック電池は、図1に示すように、放
電検出抵抗3を内蔵する。放電検出抵抗3は、電池5に
放電電流が流れると、両端に電圧が発生する。放電検出
抵抗3の両端に発生する電圧は、放電検出端子4から充
電器7に入力される。充電器7は、放電検出端子4から
入力される信号を演算して、電池5の放電量を検出す
る。図1に示す回路は、電池5と放電端子2との間に放
電検出抵抗3を接続している。ここに接続される放電検
出抵抗3は、電気機器6に流れる電流I2を検出する。
充電器7は、充電端子1に流れる電流I1を検出する。
電池5に流れる電流IBは、I1−I2で計算できる。充
電器7は、出力電流検出回路16と負荷電流検出回路1
7からの信号を演算回路13で演算して電池5に流れる
電流を検出し、電池5の充電量と放電量から容量を計算
する。充電器7の演算回路13は、電池5の容量が少な
くなると、充電電流を多くして、電池5を急速充電して
満充電できる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想
を具体化するためのパック電池を例示するものであっ
て、本発明のパック電池は、構成部品のタイプ、回路構
成、構造等を下記のものに特定するものでない。本発明
のパック電池は、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で変
更することができる。
【0012】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番
号を、「特許請求の範囲の欄」、「作用の欄」、および
「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付
記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、
実施例の部材に特定するものでは決してない。
【0013】パック電池は、ケーシング8内に、図2に
示す回路で、電池5と放電検出抵抗3とを内蔵する。電
池5の+側は、充電端子1と放電端子2とに接続されて
いる。電池5の−側は充電端子1と、放電検出抵抗3を
介して放電端子2に接続されている。放電検出抵抗3
は、抵抗値の小さい抵抗で、電気機器6に流れる電流に
相当する電圧降下を生じる。放電検出抵抗3の両端に
は、リード線9を介して、放電検出端子4に接続してい
る。
【0014】充電端子1と放電検出端子4とは充電器7
に接続される。放電端子2は電気機器6に接続される。
したがって、充電端子1と、放電検出端子4と、放電端
子2とは、図示しないが、パック電池のケーシング8に
表出して設けられる。
【0015】図1に示すように、パック電池を充電器7
にセットすると、パック電池の充電端子1は充電器7の
出力端子10に、放電検出端子4は入力端子11に接続
される。さらに、電気機器6にセットされたパック電池
は、放電端子2を電気機器6の電源端子に接続する。パ
ック電池は、電気機器6に内蔵され、あるいは、脱着自
在に装着できる。充電器7には、パック電池を脱着自在
に装着できる。パック電池を充電器7から分離して電気
機器6を使用するためである。
【0016】パック電池の電源を充電する充電器7は、
図1に示すように、充電用電源12と、パック電池の電
池5の容量を演算して電池5の充電状態を制御する演算
回路13と、演算回路13に制御されるスイッチング素
子14と、演算回路13に電池5の電圧信号を入力する
電池電圧検出回路15と、出力端子10に流れる電流を
検出する出力電流検出回路16と、入力端子11から入
力される電圧信号からの負荷電流を検出する負荷電流検
出回路17とを備える。
【0017】充電用電源12は、入力される交流の10
0Vで、電池5を充電し、また、電気機器6に電力を供
給できる直流電圧に変換する。
【0018】演算回路13は、出力電流検出回路16か
らの信号と、負荷電流検出回路17からの信号を演算し
て電池5の容量を計算し、計算結果でスイッチング素子
14を制御して、電池5の充電電流を調整する。パック
電池の電池容量が少なくなると、演算回路13はスイッ
チング素子14を制御して充電電流を増加し、電池5を
急速充電して満充電する。電池5が満充電になると、電
池電圧検出回路15からの信号でパック電池の充電を停
止する。電池5に流れる電流は、充電端子1の電流から
負荷電流を引いた値になる。充電端子1の電流は、出力
電流検出回路16に検出され、負荷電流は負荷電流検出
回路17に検出される。したがって、演算回路13は、
出力電流検出回路16の出力と、負荷電流検出回路17
の出力から電池5の電流を計算し、電池5の電流から電
池5の容量を計算する。
【0019】スイッチング素子14は、オンオフ制御さ
れて電池5の充電電流を調整し、あるいは、抵抗を変更
して充電電流を制御する。スイッチング素子14には、
トランジスタやFETが使用できる。
【0020】出力電流検出回路16は、充電用電源12
と出力端子10との間に接続された出力電流検出抵抗1
8と、出力電流検出抵抗18の両端に発生する電圧を増
幅する差動アンプ19とで構成される。負荷電流検出回
路17も、入力端子11の入力電圧を増幅する差動アン
プを備える。差動アンプ19で抵抗の両端に発生する電
圧を増幅する出力電流検出回路16と、負荷電流検出回
路17とは、出力電流検出抵抗18と、放電検出抵抗3
を小さな抵抗値とすることができる。
【0021】図1に示す充電器7は、図3に示すフロー
チャートでパック電池をフローティング充電する。 [N1のステップ]電池5を充電する。 [N2のステップ]電池電圧検出回路15からの信号を
処理して、演算回路13は電池5が満充電されたかどう
かを判定する。満充電されていないときは、N1のステ
ップにループする。満充電されると次のステップに進
む。 [N3のステップ]出力電流検出回路16から入力され
る信号と、負荷電流検出回路17からの信号を演算回路
13が演算し、電池5の放電電流量を積算する。すなわ
ち、電池5の容量を演算する。パック電池の放電検出端
子4から入力される信号は、充電器7の入力端子11か
ら負荷電流検出回路17を通じて演算回路13に入力さ
れる。 [N4のステップ]演算回路13が演算した電池5の放
電量が、所定値を超えたかどうかを判定する。所定値を
超えない場合、いいかえると電池5の容量が相当に大き
くて、ほぼ満充電されている状態にあると、N3のステ
ップにループする。放電量が所定値を超えて容量が少な
くなると、次のステップに進む。 [N5のステップ]演算回路13がスイッチング素子1
4を制御して、電池5の放電量に相当する電流を充電す
る。この充電で、放電された電池5は、再び満充電状態
となる。その後、N1のステップにループしてこの動作
を繰り返して、パック電池を満充電に近い状態に保持す
る。
【0022】
【発明の効果】本発明のパック電池は、極めて簡単な回
路構成で充電器に電池の放電量を出力でき、充電器でも
って、電池の放電量を演算して常に満充電に近い状態に
保持できる優れた特長がある。とくに、本発明のパック
電池は、それ自体に電池の容量を演算するための複雑な
回路を内蔵させず、パック電池をセットする充電器でも
って電池の容量を演算し、その演算結果から容量に相当
した充電をすることができる。このことは、資源を有効
に使用することに極めて大切なことである。それは、パ
ック電池は電池の寿命がなくなると廃棄されるので、こ
れに複雑な電池容量の演算手段を内蔵させて一緒に廃棄
することは資源を有効に利用できないからである。さら
に、本発明のパック電池は、充電器に電池の放電量に対
応する情報を伝送するので、充電器は、入力された情報
から充電電流を制御して、電池を満充電に近い理想的な
状態に保持できる。このため、本発明のパック電池と充
電器とは、充電端子から電池を充電し、放電端子から電
気機器に電力を供給するフローティング充電状態におい
て、電気機器が大電流を消費しても、パック電池を常に
満充電に近い状態に保持でき、充電器から外した状態で
長い時間使用できる特長がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のパック電池とその充電器の回路図
【図2】本発明のパック電池の一例を示す回路図
【図3】図1に示す充電器がパック電池を充電するフロ
ーチャート図
【符号の説明】
1…充電端子 2…放電端子 3…放電検出抵抗 4…放電検出端子 5…電池 6…電気機器 7…充電器 8…ケーシング 9…リード線 10…出力端子 11…入力端子 12…充電用電源 13…演算回路 14…スイッチング素子 15…電池電圧検出回路 16…出力電流検出回路 17…負荷電流検出回路 18…出力電流検出抵抗 19…差動アンプ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 充電器に脱着自在に接続される充電端子
    (1)と、電気機器に接続される放電端子(2)とを備えるパ
    ック電池において、 電池(5)と直列に放電検出抵抗(3)が接続されており、こ
    の放電検出抵抗(3)の両端に、ケーシング(8)に表出する
    放電検出端子(4)を接続していることを特徴とするパッ
    ク電池。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載されるパック電池の充電
    器であって、充電用電源(12)と、パック電池の充電端子
    (1)に接続される出力端子(10)に流れる電流を検出する
    出力電流検出回路(16)と、パック電池の放電検出端子
    (4)に接続される入力端子(11)から入力される電圧信号
    から負荷電流を検出する負荷電流検出回路(17)と、出力
    電流検出回路(16)と負荷電流検出回路(17)からの信号を
    演算して、パック電池の電池(5)の容量を演算してパッ
    ク電池の充電状態を制御する演算回路(13)とを備える充
    電器。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0928045A (ja) * 1995-07-10 1997-01-28 Sony Corp バッテリー充電装置及び充電制御方法
US5825161A (en) * 1996-10-01 1998-10-20 Uniden Corporation Battery pack and charging device
JP2002528850A (ja) * 1998-10-21 2002-09-03 デュラセル インコーポレイテッド 充電状態の表示器を有するバッテリパック
JP2009239989A (ja) * 2008-03-25 2009-10-15 Sanyo Electric Co Ltd 充電器
JP2015104147A (ja) * 2013-11-21 2015-06-04 日産自動車株式会社 電池制御システム

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