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JP5958752B2 - Charging device, battery pack, and charging system - Google Patents

Charging device, battery pack, and charging system Download PDF

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JP5958752B2 JP2012172274A JP2012172274A JP5958752B2 JP 5958752 B2 JP5958752 B2 JP 5958752B2 JP 2012172274 A JP2012172274 A JP 2012172274A JP 2012172274 A JP2012172274 A JP 2012172274A JP 5958752 B2 JP5958752 B2 JP 5958752B2
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Description

本発明は、充電装置、電池パック、及び、充電システムに関する。   The present invention relates to a charging device, a battery pack, and a charging system.

電池パックを充電する充電方式として、従来より、電流や電圧、電池パックの温度等を検知する方式や、充電時間をカウントし、充電開始から所定時間経過後に満充電と判断して充電を終了する充電装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。このうち、充電時間をカウントする方式の充電装置を用いて、例えば、3Ahの容量を有する電池パックを充電する場合には、充電電流1Aでの定電流制御により充電を開始し、充電開始から満充電となる時間(約3時間)より少し長い時間経過後に充電を終了することが行われている。   As a charging method for charging a battery pack, a method for detecting current, voltage, battery pack temperature, etc., and a charging time are counted, and charging is terminated after a predetermined time elapses from the start of charging. A charging device is known (see, for example, Patent Document 1). Among these, for example, when charging a battery pack having a capacity of 3 Ah using a charging device that counts the charging time, charging is started by constant current control with a charging current of 1 A, and the charging starts from the charging start. Charging is terminated after a little longer time than charging time (about 3 hours).

特開平2−192670号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2-192670

しかしながら、このような充電時間をカウントする方式の充電装置は、充電装置に予め設定された充電時間よりも長い充電時間が必要な大容量の電池パックを十分に充電できない問題を有している。例えば、前記充電電流1Aでの定電流制御の充電装置で10Ahの容量を有する電池パックを充電する場合、本来、10時間程度の充電時間が必要なところ、充電装置における充電時間のカウントにより3時間程度で通電が終了してしまい、十分な容量まで充電することができない。   However, such a charging device that counts the charging time has a problem that it cannot sufficiently charge a large-capacity battery pack that requires a charging time longer than the charging time preset in the charging device. For example, when charging a battery pack having a capacity of 10 Ah with a charging device with constant current control at the charging current of 1 A, a charging time of about 10 hours is originally required, but 3 hours can be obtained by counting the charging time in the charging device. Energization is terminated at a degree, and it is not possible to charge to a sufficient capacity.

このような問題に対し、電池パックの容量に応じて専用の充電装置を用意することが考えられるが、使用者の利便性を考慮すれば、電池パック、及び、充電装置は、従来のものに対し互換性を有することが望ましい。   For such a problem, it is conceivable to prepare a dedicated charging device according to the capacity of the battery pack. However, considering the convenience of the user, the battery pack and the charging device are conventional ones. It is desirable to have compatibility.

そこで、本発明の目的は、上記した充電時間をカウントする方式の充電装置のように、当初想定された仕様と異なる製品に柔軟に仕様変更できない従来技術の欠点を解消し、充電装置及び電池パック各々の性能に応じた最適な充電を行うことができる充電システムを提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the prior art in which the specification cannot be flexibly changed to a product different from the originally assumed specification, such as the above-described charging device that counts the charging time. To provide a charging system capable of performing optimum charging according to each performance.

上記課題を解決するために、本発明は、二次電池を有する電池パックが接続可能な新型の充電装置であって、前記二次電池に充電動作を行う充電部と、前記電池パックの接続を検知した場合に前記電池パックに第1信号を出力する装置側信号出力部と、前記充電部による前記充電動作を制御する装置側制御部と、を備え、前記装置側制御部は、前記第1信号に対応した第2信号が前記電池パックから入力されたか否かに応じて、前記充電部による前記充電動作を制御することを特徴とする充電装置を提供している。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is a new type of charging apparatus to which a battery pack having a secondary battery can be connected , wherein a charging unit that performs a charging operation on the secondary battery and a connection between the battery pack are provided. A device-side signal output unit that outputs a first signal to the battery pack when detected, and a device-side control unit that controls the charging operation by the charging unit, wherein the device-side control unit includes the first A charging device is provided that controls the charging operation by the charging unit in accordance with whether or not a second signal corresponding to a signal is input from the battery pack.

このような構成によれば、第1信号及び第2信号のやりとりにより、充電装置は、電池パックの特性を判別することができるため、電池パックの特性に適した充電制御を行なうことが可能となる。   According to such a configuration, the charging device can determine the characteristics of the battery pack by exchanging the first signal and the second signal, and thus can perform charge control suitable for the characteristics of the battery pack. Become.

また、本発明の充電装置は、前記電池パックが接続された際に、前記電池パックと情報の交換を行うための装置側端子を更に備え、前記第1信号及び前記第2信号は、前記装置側端子を介して入出力されることが好ましい。 The charging device of the present invention further includes a device-side terminal for exchanging information with the battery pack when the battery pack is connected , and the first signal and the second signal are the device Input / output is preferably performed via a side terminal.

ここで、前記装置側端子は、他の目的、例えば、電池パックの温度モニタや過充電・過放電等の信号を伝達するために設けられている既存の端子を兼用することが更に好ましい。このような構成によれば、第1信号及び第2信号の入出力に既存の端子が用いられているので、コスト及び回路構成の複雑化を低減させることが可能となる。   Here, it is more preferable that the device-side terminal also serves as an existing terminal provided for other purposes, for example, a battery pack temperature monitor or an overcharge / overdischarge signal. According to such a configuration, since existing terminals are used for input and output of the first signal and the second signal, it is possible to reduce cost and complexity of the circuit configuration.

また、前記装置側制御部は、前記第2信号が入力されたか否かに応じて、前記充電部による前記二次電池の充電時間を変更することが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said device side control part changes the charge time of the said secondary battery by the said charging part according to whether the said 2nd signal was input.

このような構成によれば、電池パックの容量に応じた充電時間で二次電池が充電されることとなるため、電池パックに充電不足が生じることが抑制される。   According to such a configuration, since the secondary battery is charged in a charging time corresponding to the capacity of the battery pack, it is possible to suppress insufficient charging of the battery pack.

また、本発明の別の観点によれば、前記新型の充電装置から前記第1信号が入力された場合に前記充電装置に前記第2信号を出力する電池側信号出力部を備えたことを特徴とする新型の電池パックを提供している。   According to another aspect of the present invention, the battery-side signal output unit that outputs the second signal to the charging device when the first signal is input from the new charging device is provided. A new battery pack is offered.

このような構成によれば、第1信号及び第2信号のやりとりにより、充電装置に電池パックの特性を伝達することができるため、電池パックの特性に適した充電制御が行なわれることが可能となる。   According to such a configuration, the characteristics of the battery pack can be transmitted to the charging device by exchanging the first signal and the second signal, so that charging control suitable for the characteristics of the battery pack can be performed. Become.

また、本発明の新型の電池パックは、前記充電装置に接続された際に、前記充電装置と前記情報の交換を行うための電池側端子を更に備え、前記第1信号及び前記第2信号は、前記電池側端子を介して入出力されることが好ましい。 The new battery pack of the present invention further includes a battery side terminal for exchanging information with the charging device when connected to the charging device, wherein the first signal and the second signal are The input / output is preferably performed via the battery side terminal.

ここで、前記電池側端子は、他の目的、例えば、電池パックの温度モニタや過充電・過放電等の信号を伝達するために設けられている既存の端子を兼用することが更に好ましい。このような構成によれば、第1信号及び第2信号の入出力に既存の端子が用いられているので、コスト及び回路構成の複雑化を低減させることが可能となる。   Here, it is more preferable that the battery-side terminal also serves as an existing terminal provided for other purposes, for example, a battery pack temperature monitor or an overcharge / overdischarge signal. According to such a configuration, since existing terminals are used for input and output of the first signal and the second signal, it is possible to reduce cost and complexity of the circuit configuration.

また、本発明のさらに別の観点によれば、充電時間をカウントすることで、第1の充電時間経過後に給電を終了する従来の充電装置と接続可能な電池パックであって、満充電までに前記第1の充電時間よりも長い第2の充電時間を要する二次電池と、前記充電装置と接続されている場合において、充電開始から前記第1の充電時間よりも短い第3の充電時間経過後に、前記充電装置の充電時間のカウントをリセットさせる処理を行い、前記カウントをリセットさせる処理を行った後に前記充電装置に給電を開始させるための処理を行う電池側信号出力部と、を備えたことを特徴とする新型の電池パックを提供している。 According to still another aspect of the present invention, a battery pack that can be connected to a conventional charging device that terminates power feeding after the first charging time has elapsed by counting the charging time, and is fully charged. A secondary battery that requires a second charging time longer than the first charging time and a third charging time that is shorter than the first charging time from the start of charging when connected to the charging device. A battery-side signal output unit that performs processing for resetting the charging time count of the charging device, and performs processing for starting power supply to the charging device after performing processing for resetting the count; A new battery pack characterized by the above is provided.

このような構成によれば、短い充電時間で充電を終了してしまう従来の充電装置を複数回動作させることで、電池パックに対する充電を続行させることができるため、電池パックが満充電となる前に充電が終了することが抑制される。   According to such a configuration, since the conventional charging device that finishes charging in a short charging time can be operated a plurality of times to continue charging the battery pack, before the battery pack is fully charged. It is suppressed that the charging is completed.

また、前記カウントをリセットさせる処理は、電池側信号出力部から、充電装置に対し、電池が接続されているときに充電装置に印加される出力を所定時間遮断すること、もしくは、リセット信号を出力することが好ましい。   In addition, the process of resetting the count is performed by blocking the output applied to the charging device for a predetermined time when the battery is connected, or outputting a reset signal from the battery-side signal output unit to the charging device. It is preferable to do.

このような構成によれば、前記カウントをリセットさせる処理を、簡易な構成により実現することが可能となる。   According to such a configuration, the process of resetting the count can be realized with a simple configuration.

また、本発明の別の観点によれば、本発明の充電システムは、二次電池を有する充電装置と、前記充電装置に接続可能な電池パックと、を備えた充電システムであって、前記充電装置は、前記電池パックに充電動作を行う充電部と、前記電池パックの接続を検知した場合に前記電池パックに第1信号を出力する装置側信号出力部と、を備え、前記電池パックは、前記充電装置から前記第1信号が入力された場合に前記充電装置に第2信号を出力する電池側信号出力部と、を備え、前記充電装置は、前記第1信号に対して前記電池パックから第2信号が入力されたか否かに応じて、前記充電部による前記充電動作を制御する装置側制御部と、を更に備えたことを特徴とする充電システムを提供している。 According to another aspect of the present invention, the charging system of the present invention is a charging system including a charging device having a secondary battery and a battery pack connectable to the charging device, wherein the charging apparatus includes a charging unit for charging operation to the battery pack, and a device-side signal output unit for outputting a first signal to the battery pack when detecting the connection of the battery pack, the battery pack, A battery-side signal output unit that outputs a second signal to the charging device when the first signal is input from the charging device, the charging device from the battery pack in response to the first signal There is provided a charging system further comprising: a device-side control unit that controls the charging operation by the charging unit according to whether or not a second signal is input.

このような構成によれば、充電装置は、第1信号及び第2信号のやりとりにより、電池パックの特性を判別することができるため、電池パックの特性に適した充電制御を行なうことが可能な充電システムを構築できる。   According to such a configuration, since the charging device can determine the characteristics of the battery pack by exchanging the first signal and the second signal, it is possible to perform charging control suitable for the characteristics of the battery pack. A charging system can be constructed.

本発明によれば、従来の電池パック、充電装置との互換性を保ちつつ、充電装置及び電池パックの性能に応じた最適な充電を行うことができる充電システムを提供することができる。なお、本発明は、電池パックの容量と充電時間の関係に限定された効果を奏するものではなく、電池パックの種別や充放電特性に対し、充電装置が最適な充電制御を行うことができることを効果とする発明である。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the charging system which can perform the optimal charge according to the performance of a charging device and a battery pack can be provided, maintaining compatibility with the conventional battery pack and charging device. It should be noted that the present invention does not provide an effect limited to the relationship between the capacity of the battery pack and the charging time, and that the charging device can perform optimum charging control with respect to the type and charging / discharging characteristics of the battery pack. This is an effect invention.

10Ah電池対応の充電装置に10Ah電池が装着された充電システムの回路図Circuit diagram of a charging system in which a 10Ah battery is attached to a 10Ah battery compatible charging device 10Ah電池対応の充電装置に3Ah電池が装着された充電システムの回路図Circuit diagram of a charging system in which a 3Ah battery is mounted on a 10Ah battery compatible charging device 3Ah電池対応の充電装置に10Ah電池が装着された充電システムの回路図Circuit diagram of a charging system in which a 10Ah battery is mounted on a 3Ah battery compatible charging device 10Ah電池対応の充電装置の動作の一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of operation | movement of the charging device corresponding to a 10 Ah battery. 10Ah電池の動作の一例を示すフローチャート。The flowchart which shows an example of operation | movement of a 10Ah battery.

以下、本発明の実施の形態として、電池容量と充電時間の制御に係る実施例を、添付図面を参照して説明する。   Hereinafter, as an embodiment of the present invention, an embodiment relating to control of battery capacity and charging time will be described with reference to the accompanying drawings.

本実施の形態では、本発明の10Ah等の大容量の電池パック2A、又は、既存の小容量(3Ah等)電池パック2Bから構成される電池パック2と、電池パック2A,2Bに対応可能な本発明の充電装置1A、又は、電池パック2Aに対応不可能な既存の充電装置1Bから構成される充電装置1と、が接続された充電システムに関するものである。   In the present embodiment, the battery pack 2A having a large capacity of 10Ah or the like according to the present invention or the battery pack 2 composed of the existing small capacity (such as 3Ah) battery pack 2B and the battery packs 2A and 2B can be supported. The present invention relates to a charging system to which a charging device 1A according to the present invention or a charging device 1 composed of an existing charging device 1B that is not compatible with a battery pack 2A is connected.

本実施の形態では、電池パック2Aは、一例として、電流値1Aの充電電流での所定時間a(本実施の形態では、10時間)に亘る充電により満充電となる容量を有し、電池パック2Bは、前記1Aの充電電流での所定時間b(本実施の形態では、3時間)に亘る充電により満充電となるような容量を有するものとする。   In the present embodiment, as an example, battery pack 2A has a capacity that is fully charged by charging for a predetermined time a (10 hours in the present embodiment) with a charging current having a current value of 1A. 2B has a capacity that is fully charged by charging over a predetermined time b (3 hours in the present embodiment) at the charging current of 1A.

また、充電装置1Aは、電池パック2Aが装着された場合には、例えば、電流値1Aの充電電流で所定時間aに亘り充電を行った後に充電を終了し、電池パック2Bが装着された場合には、前記1Aの充電電流で所定時間bに亘り充電を行った後に充電を終了する構成となっている。   In addition, when the battery pack 2A is mounted, the charging device 1A, for example, after charging for a predetermined time a with a charging current having a current value of 1A, ends the charging, and the battery pack 2B is mounted. The charging is terminated after charging for a predetermined time b with the charging current of 1A.

一方、既存の充電装置1Bは、電池パック2Aと電池パック2Bのいずれが装着された場合であっても、電流値1A等の充電電流で所定時間bに亘り給電を行った後に充電を終了する構成となっている。   On the other hand, the existing charging device 1B terminates the charging after supplying power for a predetermined time b with a charging current such as the current value 1A regardless of whether the battery pack 2A or the battery pack 2B is mounted. It has a configuration.

以下では、図1乃至5を用いて、主に、マイコン等の制御手段を有する新型の充電装置1A及び電池パック2Aの組み合わせ、および、前記充電装置1A,前記電池パック2Aと既存の充電装置1B,電池パック2Bとの組み合わせについて説明する。   In the following, with reference to FIGS. 1 to 5, a combination of a new type of charging device 1A having a control means such as a microcomputer and a battery pack 2A, and the charging device 1A, the battery pack 2A and the existing charging device 1B are mainly used. The combination with the battery pack 2B will be described.

図1は、新型の充電装置1Aに新型の大容量電池パック2Aが装着された充電システムの回路図、図2は、充電装置1Aに既存の小容量の電池パック2Bが装着された充電システムの回路図、図3は、既存の充電装置1Bに新型の大容量電池パック2Aが装着された充電システムの回路図である。   FIG. 1 is a circuit diagram of a charging system in which a new large-capacity battery pack 2A is mounted on a new charging apparatus 1A. FIG. 2 is a diagram of a charging system in which an existing small-capacity battery pack 2B is mounted on the charging apparatus 1A. FIG. 3 is a circuit diagram of a charging system in which a new large-capacity battery pack 2A is mounted on an existing charging device 1B.

初めに、図1に記載した新型の充電装置1Aと新型の大容量電池パック2Aの組み合わせを用いて、充電システムの概要を説明する。電池パック2Aは、複数の電池セル2aと、保護IC2bと、電池種判別素子2cと、サーミスタ等の温度検知素子2dと、定電圧電源2eと、電池側マイコン2fと、電池種判別素子開放手段2gと、電池種判別素子ショート手段2hと、サーミスタ開放手段2iと、ショート信号伝達手段2jと、を備えている。   First, the outline of the charging system will be described using a combination of the new charging device 1A and the new large-capacity battery pack 2A shown in FIG. The battery pack 2A includes a plurality of battery cells 2a, a protection IC 2b, a battery type determination element 2c, a temperature detection element 2d such as a thermistor, a constant voltage power source 2e, a battery side microcomputer 2f, and a battery type determination element opening means. 2g, a battery type discriminating element shorting means 2h, a thermistor opening means 2i, and a short signal transmitting means 2j.

なお、電池種判別素子開放手段2g及びサーミスタ開放手段2iが、本発明の電池側信号出力部に相当する。   The battery type discriminating element opening means 2g and the thermistor opening means 2i correspond to the battery side signal output section of the present invention.

また、複数の電池セル2aは、直列に接続されており、それぞれ、リチウムイオン電池等、周知の二次電池からなるセルで構成されている。   In addition, the plurality of battery cells 2a are connected in series, and each is formed of a cell made of a known secondary battery such as a lithium ion battery.

保護IC2bは、各電池セル2aの電圧を監視し、複数の電池セル2aの1つでも過電圧、過放電等、通常と異なる状態であると判断した場合に充電装置1Aに充電停止信号を出力する。   The protection IC 2b monitors the voltage of each battery cell 2a, and outputs a charge stop signal to the charging device 1A when it is determined that even one of the plurality of battery cells 2a is in an abnormal state such as overvoltage or overdischarge. .

電池種判別素子2cは、電池パック2に含まれる電池セル2aのセル数に応じた数値を示す素子であり、好適には、識別抵抗素子により、固有の抵抗値を有している。電池パック2Aが充電装置1Aに装着された際には、電池種判別素子2cの一端は充電装置1Aに接続され、充電装置は電池パック2と電気的な回路を形成する。   The battery type discriminating element 2c is an element indicating a numerical value corresponding to the number of battery cells 2a included in the battery pack 2, and preferably has a specific resistance value due to the identification resistance element. When the battery pack 2A is attached to the charging device 1A, one end of the battery type discrimination element 2c is connected to the charging device 1A, and the charging device forms an electrical circuit with the battery pack 2.

温度感知素子としてのサーミスタ2dは、電池セル2aに接触又は近接して配置されており、電池パック2内の電池温度に応じて数値、ここでは抵抗値が変化する。電池パック2が充電装置1Aに装着された際には、サーミスタ2dの一端が充電装置1Aに接続され、充電装置と電池パック2は電気的な回路を形成する。   The thermistor 2d as a temperature sensing element is arranged in contact with or close to the battery cell 2a, and a numerical value, here, a resistance value changes according to the battery temperature in the battery pack 2. When the battery pack 2 is attached to the charging device 1A, one end of the thermistor 2d is connected to the charging device 1A, and the charging device and the battery pack 2 form an electrical circuit.

定電圧電源2eは、複数の電池セル2aの電圧から駆動電圧を生成して電池側マイコン2fに供給する。   The constant voltage power source 2e generates a drive voltage from the voltages of the plurality of battery cells 2a and supplies it to the battery side microcomputer 2f.

電池種判別素子開放手段2gは、電池種判別素子2cの他端とGNDとの間に配置されたスイッチング素子である。電池種判別素子開放手段2gは、通常時は、オンしており、電池種判別素子開放手段2gがオンしている場合に、電池種判別素子2cの抵抗値に対応したセル数信号が、充電装置1Aに入力される。   The battery type discrimination element opening means 2g is a switching element arranged between the other end of the battery type discrimination element 2c and GND. The battery type discriminating element opening means 2g is normally on, and when the battery type discriminating element opening means 2g is on, the cell number signal corresponding to the resistance value of the battery type discriminating element 2c is charged. Input to device 1A.

電池種判別素子ショート手段2hは、電池種判別素子2cの一端とGNDとの間に配置されたスイッチング素子である。電池種判別素子ショート手段2hは、通常時は、オフしており、後述する第2ショート信号の入力の際にオンされる。   The battery type discriminating element shorting means 2h is a switching element arranged between one end of the battery type discriminating element 2c and GND. The battery type discriminating element short-circuit means 2h is normally turned off, and is turned on when a second short signal to be described later is input.

サーミスタ開放手段2iは、サーミスタ2dの他端とGNDとの間に配置されたスイッチング素子である。サーミスタ開放手段2iは、通常時は、オンしており、サーミスタ開放手段2iがオンしている場合に、サーミスタ2dの抵抗値に対応した温度信号が、充電装置1Aに入力される。   The thermistor opening means 2i is a switching element arranged between the other end of the thermistor 2d and GND. The thermistor opening means 2i is normally on, and when the thermistor opening means 2i is on, a temperature signal corresponding to the resistance value of the thermistor 2d is input to the charging device 1A.

なお、本実施の形態では、電池パック2A又2Bが装着された充電装置1A又は1Bは、セル数信号及び温度信号が入力されている場合に充電動作を行うことが可能となる構成を例示しているが、セル数信号及び温度信号のいずれか一方、もしくは、電池パックと充電装置とが接続されたことを認識し得る他の任意の構成を用いてもよい。   In the present embodiment, the charging device 1A or 1B to which the battery pack 2A or 2B is attached exemplifies a configuration capable of performing a charging operation when a cell number signal and a temperature signal are input. However, any one of the cell number signal and the temperature signal, or any other configuration capable of recognizing that the battery pack and the charging device are connected may be used.

電池側マイコン2fは、電池種判別素子開放手段2g、電池種判別素子ショート手段2h、サーミスタ開放手段2iのオン・オフを制御可能な構成となっている。   The battery side microcomputer 2f is configured to be able to control on / off of the battery type discriminating element opening means 2g, the battery type discriminating element shorting means 2h, and the thermistor opening means 2i.

詳細は後述するが、新型の大容量電池パック2Aが新型の充電装置1Aに装着された場合には、電池側マイコン2fには、充電装置1Aからショート信号伝達手段2jを介して第1ショート信号が入力され、電池側マイコン2fは、第1ショート信号に応じて電池種判別素子ショート手段2hをオンさせる。これにより、充電装置1Aには、第2ショート信号が入力されることとなり、この第2ショート信号の入力により、充電装置1A側では、装着された電池パック2が新型の大容量電池パック2Aであることを判別することが可能となる。   Although details will be described later, when the new large-capacity battery pack 2A is attached to the new charging device 1A, the first short signal is sent to the battery-side microcomputer 2f from the charging device 1A via the short signal transmission means 2j. Is input, and the battery-side microcomputer 2f turns on the battery type determination element shorting means 2h in response to the first short signal. As a result, the second short signal is input to the charging device 1A. When the second short signal is input, the mounted battery pack 2 is replaced with the new large-capacity battery pack 2A on the charging device 1A side. It is possible to determine that there is.

一方、図2に示すように、既存の小容量電池パック2Bが新型充電装置1Aに装着された場合には、既存小容量電池パック2Bは電池側マイコン2fを有しておらず、第1ショート信号が入力されないので、充電装置1Aに第2ショート信号が入力されることもない。これにより、新型充電装置1A側では、装着された電池パック2が既存の小容量電池パック2Bであることを判別することが可能となり、従来同様の充電を行う。   On the other hand, as shown in FIG. 2, when the existing small-capacity battery pack 2B is mounted on the new charging device 1A, the existing small-capacity battery pack 2B does not have the battery-side microcomputer 2f, and the first short-circuit Since no signal is input, the second short signal is not input to the charging device 1A. As a result, on the new charging device 1A side, it is possible to determine that the attached battery pack 2 is an existing small-capacity battery pack 2B, and charging is performed in the same manner as in the past.

次に、図3に記載した既存の充電器1Bに新型の大容量電池2Aが装着された場合には、上述したように、既存充電装置1Bは、充電開始から所定時間b(本実施の形態では3時間)経過後に充電を終了する構成となっているため、10Ah電池パック2Aが充電装置1Bに装着された場合には、満充電となる前に充電が終了してしまうこととなる。   Next, when the new large-capacity battery 2A is attached to the existing charger 1B shown in FIG. 3, as described above, the existing charging device 1B has a predetermined time b (this embodiment) from the start of charging. In this case, the charging is terminated after the elapse of 3 hours. Therefore, when the 10Ah battery pack 2A is attached to the charging device 1B, the charging is terminated before the battery is fully charged.

そこで、本実施の形態では、電池パック2Aが充電装置1Bに装着された場合には、電池側マイコン2fは、充電開始から所定時間bより短い所定時間c経過後に、電池種判別素子開放手段2g及びサーミスタ開放手段2iを一時的にオフさせることにより、疑似的に電池を抜いた時と同様の状態を生じさせることにより、充電装置1Bのカウントをリセットし、充電を継続させる。   Therefore, in the present embodiment, when the battery pack 2A is attached to the charging device 1B, the battery-side microcomputer 2f causes the battery type discriminating element opening means 2g after the elapse of a predetermined time c shorter than the predetermined time b from the start of charging. Further, by temporarily turning off the thermistor opening means 2i, a state similar to that when the battery is virtually removed is generated, thereby resetting the count of the charging device 1B and continuing the charging.

詳細には、上述したように、本実施の形態における充電装置1A及び1Bは、セル数信号及び温度信号が入力されている場合に充電動作を行う構成であるので、電池種判別素子開放手段2g及びサーミスタ開放手段2iがオフされた場合には、電池パックが外された時と同様の状態となり、充電動作を停止する。そして、この場合には、同時に、充電時間のカウントもリセットされる。   Specifically, as described above, the charging devices 1A and 1B according to the present embodiment are configured to perform the charging operation when the cell number signal and the temperature signal are input. When the thermistor opening means 2i is turned off, the state is the same as when the battery pack is removed, and the charging operation is stopped. In this case, the charging time count is also reset at the same time.

従って、電池種判別素子開放手段2g及びサーミスタ開放手段2iを再びオンした際には、充電装置は、新たな電池パックが装着された状態と認識し、充電動作を開始すると同時に、充電時間のカウントも新たに開始されることとなる。このような動作を繰り返すことで、10Ahの電池パック2Aを既存の充電装置1Bで満充電まで充電させることが可能となる。   Therefore, when the battery type discriminating element opening means 2g and the thermistor opening means 2i are turned on again, the charging device recognizes that a new battery pack has been installed and starts charging operation, and at the same time, counts the charging time. Will also be started anew. By repeating such an operation, the 10 Ah battery pack 2A can be charged to the full charge with the existing charging device 1B.

以上の動作により、新型、もしくは、既存の、充電装置及び電池パックのすべての組み合わせにおいて、互換性を維持した上で、それぞれの電池パックを十分に充電させることが可能となる。なお、既存の充電装置1Bと既存の電池パック2Bの組み合わせについては、上記課題が生じず、従来の方法で充電できることは明らかであるから、説明は省略する。   With the above operation, it is possible to fully charge each battery pack while maintaining compatibility in all combinations of new and existing charging devices and battery packs. In addition, about the combination of the existing charging device 1B and the existing battery pack 2B, since the said subject does not arise and it can be charged by the conventional method, description is abbreviate | omitted.

以下、本実施の形態における、充電装置、及び、電池パックの他の構成要素について、概略を説明する。これらの構成要素は、好適な一例を示したものにすぎず、他の周知の構成と置換することや、必要に応じて適宜省略し得ることは、当業者にとって自明である。   Hereinafter, the outline of the other components of the charging device and the battery pack in the present embodiment will be described. It is obvious to those skilled in the art that these constituent elements are only a preferable example, and can be replaced with other well-known constituent elements and can be omitted as appropriate.

充電装置1Aは、1次側整流・平滑回路10と、スイッチング回路20と、2次側整流・平滑回路30と、電流検出抵抗3と、充電電流設定手段70と、充電電流制御回路60と、充電電圧制御回路100と、充電制御信号伝達手段4と、充電電流信号伝達手段5と、定電圧電源回路40と、整流・平滑回路6と、電池種判別抵抗7と、電池種判別ショート手段8と、電池温度検出手段80と、電池電圧検出手段90と、表示手段9と、装置側マイコン50と、を備えている。   The charging device 1A includes a primary side rectification / smoothing circuit 10, a switching circuit 20, a secondary side rectification / smoothing circuit 30, a current detection resistor 3, a charging current setting means 70, a charging current control circuit 60, Charging voltage control circuit 100, charging control signal transmission means 4, charging current signal transmission means 5, constant voltage power supply circuit 40, rectification / smoothing circuit 6, battery type discrimination resistor 7, and battery type discrimination short means 8 A battery temperature detecting means 80, a battery voltage detecting means 90, a display means 9, and a device-side microcomputer 50.

なお、1次側整流・平滑回路10と、スイッチング回路20と、2次側整流・平滑回路30と、が、本発明の充電部に相当する。また、電池種判別ショート手段8が、本発明の装置側信号出力部に相当する。また、装置側マイコン50が、本発明の装置側制御部に相当する。   In addition, the primary side rectification / smoothing circuit 10, the switching circuit 20, and the secondary side rectification / smoothing circuit 30 correspond to the charging unit of the present invention. The battery type discrimination short means 8 corresponds to the apparatus side signal output unit of the present invention. The device-side microcomputer 50 corresponds to the device-side controller of the present invention.

1次側整流・平滑回路10は、ブリッジ接続された整流ダイオードを含む全波整流回路11と、平滑用コンデンサ12と、を備えており、交流電源200から供給された交流電力を全波整流する。   The primary side rectification / smoothing circuit 10 includes a full-wave rectification circuit 11 including a rectifier diode connected in a bridge and a smoothing capacitor 12, and full-wave rectifies the AC power supplied from the AC power supply 200. .

スイッチング回路20は、高周波トランス21と、MOSFET22と、PWM制御IC23と、を備えている。   The switching circuit 20 includes a high-frequency transformer 21, a MOSFET 22, and a PWM control IC 23.

MOSFET22は、高周波トランス21の1次側に直列接続されており、PWM制御IC23からゲート電極に印加される駆動パルス信号に基づきオン・オフする。   The MOSFET 22 is connected in series to the primary side of the high-frequency transformer 21 and is turned on / off based on a drive pulse signal applied from the PWM control IC 23 to the gate electrode.

PWM制御IC23は、充電制御信号伝達手段4を介して装置側マイコン50から伝達される制御信号に基づき、充電動作の開始および停止を制御する。詳細には、制御信号がHIGHレベルの場合にはMOSFET22のオン・オフ動作を許可し、LOWレベルの場合には許可しない。   The PWM control IC 23 controls the start and stop of the charging operation based on a control signal transmitted from the apparatus-side microcomputer 50 via the charging control signal transmission unit 4. Specifically, when the control signal is at a high level, the on / off operation of the MOSFET 22 is permitted, and when the control signal is at a LOW level, it is not permitted.

また、PWM制御IC23は、充電電流信号伝達手段5を介して充電電流制御回路60又は充電電圧制御回路100から伝達される制御信号に基づき、MOSFET22のゲート電極に供給する駆動パルス幅を変化させる。これにより、MOSFET22のオン時間が制御され、その結果、高周波トランス21から出力される電力が制御される。   Further, the PWM control IC 23 changes the drive pulse width supplied to the gate electrode of the MOSFET 22 based on the control signal transmitted from the charging current control circuit 60 or the charging voltage control circuit 100 via the charging current signal transmission means 5. Thereby, the ON time of the MOSFET 22 is controlled, and as a result, the power output from the high-frequency transformer 21 is controlled.

2次側整流平滑回路30は、整流用ダイオード31と、平滑用コンデンサ32と、放電用抵抗33と、を備えている。高周波トランス21の2次側から出力されたパルス電力は、整流用ダイオード31及び平滑用コンデンサ32によって半波整流され、充電電力として電池パック2に供給される。放電用抵抗33は、電力供給停止時に平滑用コンデンサ32に蓄積された電力を放電するためのものである。   The secondary side rectifying / smoothing circuit 30 includes a rectifying diode 31, a smoothing capacitor 32, and a discharging resistor 33. The pulse power output from the secondary side of the high-frequency transformer 21 is half-wave rectified by the rectifying diode 31 and the smoothing capacitor 32 and supplied to the battery pack 2 as charging power. The discharging resistor 33 is for discharging the electric power stored in the smoothing capacitor 32 when the power supply is stopped.

電流検出抵抗3は、電流検出抵抗3に流れる充電電流を検出し、充電電流制御回路60に出力する。詳細には、電流検出抵抗3における降下電圧を、後述する充電電流制御回路60のオペアンプ61、抵抗62及び63によって構成される反転増幅回路に出力する。   The current detection resistor 3 detects the charging current flowing through the current detection resistor 3 and outputs it to the charging current control circuit 60. Specifically, the voltage drop in the current detection resistor 3 is output to an inverting amplifier circuit constituted by an operational amplifier 61 and resistors 62 and 63 of a charging current control circuit 60 described later.

充電電流設定手段70は、抵抗71及び72を備えており、基準電圧Vccの抵抗71及び72による分圧電圧が、定電流制御の際の基準となる設定充電電流として充電電流制御回路60に入力される。   The charging current setting means 70 includes resistors 71 and 72, and the divided voltage of the reference voltage Vcc by the resistors 71 and 72 is input to the charging current control circuit 60 as a setting charging current that becomes a reference in constant current control. Is done.

充電電流制御回路60及び充電電圧制御回路100は、それぞれ、電池パック2の充電電流及び充電電圧を制御するための回路である。   The charging current control circuit 60 and the charging voltage control circuit 100 are circuits for controlling the charging current and the charging voltage of the battery pack 2, respectively.

充電電流制御回路60は、オペアンプ61及び65と、オペアンプ61及び65の入力抵抗62及び64と、オペアンプ61及び65の帰還抵抗63及び66と、ダイオード68と、電流制限用抵抗67と、を備えている。   The charging current control circuit 60 includes operational amplifiers 61 and 65, input resistors 62 and 64 of the operational amplifiers 61 and 65, feedback resistors 63 and 66 of the operational amplifiers 61 and 65, a diode 68, and a current limiting resistor 67. ing.

充電電流制御回路60は、電流検出抵抗3に流れる充電電流に基づく電圧降下をオペアンプ61によって反転増幅させ、その出力電圧と充電電流設定手段70から入力された設定充電電流との差をオペアンプ65によって比較し、比較結果を充電電流信号伝達手段5を介してPWM制御IC23に出力する。このようにして、充電電流制御回路60は、充電電流が設定充電電流になるように定電流制御を行う。また、装置側マイコン50に電流信号を出力するために、オペアンプ61の出力段は、装置側マイコン50にも接続されている。   The charging current control circuit 60 inverts and amplifies the voltage drop based on the charging current flowing through the current detection resistor 3 by the operational amplifier 61, and the operational amplifier 65 sets the difference between the output voltage and the set charging current input from the charging current setting means 70. The comparison result is output to the PWM control IC 23 via the charging current signal transmission means 5. In this way, the charging current control circuit 60 performs constant current control so that the charging current becomes the set charging current. The output stage of the operational amplifier 61 is also connected to the apparatus-side microcomputer 50 in order to output a current signal to the apparatus-side microcomputer 50.

充電電圧制御回路100は、抵抗101、103、105、106、及び、106と、ポテンショメータ102と、コンデンサ104と、整流ダイオード107と、シャントレギュレータ108と、を備えている。   The charge voltage control circuit 100 includes resistors 101, 103, 105, 106, and 106, a potentiometer 102, a capacitor 104, a rectifier diode 107, and a shunt regulator 108.

シャントレギュレータ108のリファレンス端子rには、抵抗101とポテンショメータ102との合成抵抗と、抵抗105と、による電池電圧の分圧電圧が入力されることとなるので、リファレンス端子rに入力された電圧が目標電圧より大きい場合に、ダイオード107から抵抗106へ向けて電流が流れることとなる。このようにして、充電電圧制御回路100は、充電電圧が設定電圧となるように定電圧制御を行う。   Since the combined voltage of the resistor 101 and the potentiometer 102 and the divided voltage of the battery voltage by the resistor 105 are input to the reference terminal r of the shunt regulator 108, the voltage input to the reference terminal r is When the voltage is larger than the target voltage, a current flows from the diode 107 toward the resistor 106. In this way, the charging voltage control circuit 100 performs constant voltage control so that the charging voltage becomes the set voltage.

なお、本実施の形態では、充電電流信号伝達手段5は、充電電流制御回路60及び充電電圧制御回路100にOR回路で接続されている。   In the present embodiment, the charging current signal transmission means 5 is connected to the charging current control circuit 60 and the charging voltage control circuit 100 through an OR circuit.

従って、本実施の形態では、充電電流が設定した値より高い充電初期には、充電装置1Aは、充電電流制御回路60による定電流制御で充電を行い、充電が進み、充電電圧が設定電圧まで増加した時に充電電圧制御回路100による定電圧制御に切り替わることとなる。   Therefore, in the present embodiment, at the initial stage of charging where the charging current is higher than the set value, the charging device 1A performs charging by constant current control by the charging current control circuit 60, charging proceeds, and the charging voltage reaches the set voltage. When it increases, the charging voltage control circuit 100 switches to constant voltage control.

定電圧電源回路40は、トランス41a〜41cと、スイッチング素子42と、制御素子43と、整流ダイオード44と、コンデンサ45、47と、3端子レギュレータ46と、リセットIC48と、を備えており、1次側整流・平滑回路10から出力された電圧から安定化直流電圧Vccを生成し、装置側マイコン50、オペアンプ61及び65等の各種の制御回路へ供給する。なお、リセットIC48は、交流電源200が充電装置1Aに接続された際に、リセット信号を出力するためものである。   The constant voltage power supply circuit 40 includes transformers 41a to 41c, a switching element 42, a control element 43, a rectifier diode 44, capacitors 45 and 47, a three-terminal regulator 46, and a reset IC 48. A stabilized DC voltage Vcc is generated from the voltage output from the secondary side rectifying / smoothing circuit 10 and supplied to various control circuits such as the device side microcomputer 50 and operational amplifiers 61 and 65. The reset IC 48 is for outputting a reset signal when the AC power source 200 is connected to the charging device 1A.

整流・平滑回路6は、トランス6aと、整流用ダイオード6bと、平滑用コンデンサ6cと、を備えており、定電圧電源回路40のトランス41aから出力された交流電力を整流・平滑してPWM制御IC23に駆動電力として供給する。   The rectifying / smoothing circuit 6 includes a transformer 6a, a rectifying diode 6b, and a smoothing capacitor 6c, and rectifies and smoothes the AC power output from the transformer 41a of the constant voltage power supply circuit 40 to perform PWM control. The driving power is supplied to the IC 23.

電池種判別抵抗7は、所定の抵抗値を有しており、充電装置1Aに電池パック2Aが装着されていない場合には、装置側マイコン50には、直流電圧Vccが入力される。   The battery type discrimination resistor 7 has a predetermined resistance value, and when the battery pack 2A is not attached to the charging device 1A, the DC voltage Vcc is input to the device-side microcomputer 50.

一方、充電装置1Aに電池パック2Aが装着されている場合、すなわち、充電装置側端子A1、A2と電池側端子B1、B2とが接続されている場合には、電池パック2Aの電池種判別素子開放手段2g及び電池種判別素子ショート手段2hの状態に応じた電圧が、装置側マイコン50及び電池側マイコン2fに入力されることとなる。   On the other hand, when the battery pack 2A is attached to the charging device 1A, that is, when the charging device side terminals A1, A2 and the battery side terminals B1, B2 are connected, the battery type discriminating element of the battery pack 2A. A voltage corresponding to the state of the opening means 2g and the battery type discriminating element shorting means 2h is input to the apparatus side microcomputer 50 and the battery side microcomputer 2f.

詳細には、電池種判別素子ショート手段2hがオフし、電池種判別素子開放手段2gがオンしている場合には、直流電圧Vccの電池種判別抵抗7と電池種判別素子2cとによる分圧が、セル数信号として、装置側マイコン50及び電池側マイコン2fに入力される。この場合には、充電装置1A又は1Bは、充電動作を行うことが可能な状態となる。   Specifically, when the battery type discriminating element shorting means 2h is off and the battery type discriminating element opening means 2g is on, the voltage is divided by the battery type discriminating resistor 7 and the battery type discriminating element 2c of the DC voltage Vcc. Is input to the device-side microcomputer 50 and the battery-side microcomputer 2f as a cell number signal. In this case, the charging device 1A or 1B is in a state in which a charging operation can be performed.

一方、電池種判別素子ショート手段2h及び電池種判別素子開放手段2gがオフしている場合には、直流電圧Vccが装置側マイコン50及び電池側マイコン2fに入力される。この場合には、充電装置1A又は1Bは、充電動作を停止することとなる。   On the other hand, when the battery type discriminating element shorting means 2h and the battery type discriminating element opening means 2g are off, the DC voltage Vcc is input to the device side microcomputer 50 and the battery side microcomputer 2f. In this case, the charging device 1A or 1B stops the charging operation.

また、電池種判別素子ショート手段2hがオンしている場合には、電池種判別素子開放手段2gの状態に関わらず、GNDレベルの電圧が装置側マイコン50及び電池側マイコン2fに入力される。後述するが、この電圧は、第2ショート信号を解除するためのものである。   When the battery type discrimination element shorting means 2h is on, a GND level voltage is input to the device side microcomputer 50 and the battery side microcomputer 2f regardless of the state of the battery type discrimination element opening means 2g. As will be described later, this voltage is for canceling the second short signal.

電池種判別ショート手段8は、電池種判別抵抗7の低電圧側端子とGNDとの間に配置されたスイッチング素子である。電池種判別ショート手段8は、通常時は、オフされており、電池種判別ショート手段8がオフされている場合に、電池種判別素子2cの抵抗値に対応したセル数信号が、装置側マイコン50に入力される。   The battery type discrimination short means 8 is a switching element arranged between the low voltage side terminal of the battery type discrimination resistor 7 and GND. The battery type discrimination short means 8 is normally turned off, and when the battery type discrimination short means 8 is turned off, a cell number signal corresponding to the resistance value of the battery type discrimination element 2c is displayed on the device side microcomputer. 50.

電池温度検出手段80は、抵抗81及び82から構成されており、抵抗81と、サーミスタ2dと抵抗82との合成抵抗と、による基準電圧Vccの分圧電圧が、温度信号として装置側マイコン50に入力される。   The battery temperature detecting means 80 is composed of resistors 81 and 82, and the divided voltage of the reference voltage Vcc by the resistor 81 and the combined resistance of the thermistor 2d and the resistor 82 is sent to the device-side microcomputer 50 as a temperature signal. Entered.

電池電圧検出手段90は、抵抗91及び92から構成されており、抵抗91と、抵抗92と、による電池電圧の分圧電圧が、電圧信号として装置側マイコン50に出力される。   The battery voltage detection means 90 includes resistors 91 and 92, and a divided voltage of the battery voltage by the resistor 91 and the resistor 92 is output to the apparatus-side microcomputer 50 as a voltage signal.

表示手段9は、赤色LED(R)および緑色LED(G)から構成された表示回路9aと、各LEDに接続された電流制限抵抗9b及び9cと、を備えている。   The display means 9 includes a display circuit 9a composed of red LEDs (R) and green LEDs (G), and current limiting resistors 9b and 9c connected to the LEDs.

本実施形態では、電池パック2が充電前である場合には、装置側マイコン50の出力ポート51aから抵抗9bにHIGH信号が出力され、これにより、充電前を示す赤色LED(R)が点灯する。また、電池パック2が充電終了後である場合には、出力ポート51aから抵抗9cにHIGH信号が出力され、これにより、充電終了を示す緑色LED(G)が点灯する。更に、電池パック2が充電中である場合には、出力ポート51aから抵抗9bと抵抗9cの両方にHIGH信号が出力される。この場合、赤色LED(R)と緑色LED(G)とが同時に点灯することとなるので、表示回路9aは、全体として、充電中を示す橙色に点灯することとなる。   In the present embodiment, when the battery pack 2 is not charged, a HIGH signal is output from the output port 51a of the apparatus-side microcomputer 50 to the resistor 9b, thereby turning on the red LED (R) indicating that the battery pack 2 is not charged. . When the battery pack 2 is after charging, a HIGH signal is output from the output port 51a to the resistor 9c, thereby turning on the green LED (G) indicating the end of charging. Further, when the battery pack 2 is being charged, a HIGH signal is output from the output port 51a to both the resistor 9b and the resistor 9c. In this case, since the red LED (R) and the green LED (G) are turned on at the same time, the display circuit 9a is turned on in orange indicating charging.

装置側マイコン50は、CPU51と、出力ポート51aと、出力ポート51bと、A/Dコンバータ52と、リセット入力ポート53と、を備えている。   The apparatus-side microcomputer 50 includes a CPU 51, an output port 51a, an output port 51b, an A / D converter 52, and a reset input port 53.

A/Dコンバータ52は、アナログ信号(上述した電流信号、セル数信号、温度信号、及び、電圧信号)をデジタル信号に変換する。リセット入力ポート53には、リセットIC48から上述したリセット信号が入力される。   The A / D converter 52 converts analog signals (the above-described current signal, cell number signal, temperature signal, and voltage signal) into digital signals. The reset signal described above is input from the reset IC 48 to the reset input port 53.

CPU51は、電池種判別抵抗7から入力されたセル数信号に基づき、出力ポート51aから充電制御伝達信号手段4に充電開始信号を出力する。   The CPU 51 outputs a charge start signal from the output port 51 a to the charge control transmission signal means 4 based on the cell number signal input from the battery type determination resistor 7.

また、CPU51は、温度信号が充電異常を示す場合には、出力ポート51aから充電制御信号伝達手段4に充電停止信号を出力することにより、充電を停止させる。   In addition, when the temperature signal indicates a charging abnormality, the CPU 51 stops charging by outputting a charging stop signal from the output port 51a to the charging control signal transmission means 4.

また、CPU51は、充電電流制御回路60のオペアンプ61から入力された電流信号、及び、電池電圧検出手段90から入力された電圧信号に基づき、電池パック2の充電状態を示す充電状態信号を表示手段9に出力する。   The CPU 51 also displays a charge state signal indicating the charge state of the battery pack 2 based on the current signal input from the operational amplifier 61 of the charge current control circuit 60 and the voltage signal input from the battery voltage detection means 90. Output to 9.

更に、本実施の形態では、CPU51は、充電装置1Aに電池パック2A又は2Bが装着された時に、電池種判別ショート手段8を一時的にオンさせる。電池種判別ショート手段8がオンすることにより、電池パック2A又は2Bには、GNDレベルの第1ショート信号が入力されることとなる。   Further, in the present embodiment, the CPU 51 temporarily turns on the battery type discrimination short means 8 when the battery pack 2A or 2B is attached to the charging device 1A. When the battery type discrimination short means 8 is turned on, the first short signal at the GND level is input to the battery pack 2A or 2B.

また、本実施の形態による充電装置1Aでは、CPU51は、充電時間をカウントし、所定時間経過後に、出力ポート51aから充電制御信号伝達手段4に充電停止信号を出力することにより、充電を停止させる。   Further, in charging apparatus 1A according to the present embodiment, CPU 51 counts the charging time, and stops charging by outputting a charging stop signal from output port 51a to charging control signal transmitting means 4 after a predetermined time has elapsed. .

詳細には、上述したように、充電装置1Aが電池パック2Aに装着された場合には、CPU51は、所定時間a経過後に充電を停止させる。   Specifically, as described above, when the charging device 1A is attached to the battery pack 2A, the CPU 51 stops the charging after the predetermined time a has elapsed.

また、充電装置1Aが電池パック2Bに装着された場合には、CPU51は、所定時間b経過後に充電を停止させる。   When the charging device 1A is attached to the battery pack 2B, the CPU 51 stops the charging after a predetermined time b has elapsed.

また、充電装置1Bが電池パック2A又は2Bに装着された場合にも、CPU51は、所定時間b経過後に充電を停止させる。   Moreover, also when the charging device 1B is attached to the battery pack 2A or 2B, the CPU 51 stops charging after the predetermined time b has elapsed.

なお、セル数信号及び温度信号が入力されていない場合には、充電装置1A、1Bのいずれにおいても、CPU51は、充電を停止させると同時に、カウントもリセットする構成となっている。   When neither the cell number signal nor the temperature signal is input, the CPU 51 is configured to reset the count at the same time as stopping the charging in any of the charging devices 1A and 1B.

次に、本実施形態の充電システムにおける装置側マイコン50による一連の動作の制御について、図4のフローチャートを用いて説明する。図4のフローチャートは、充電装置1Aの電源がオン、すなわち充電装置1Aが交流電源200に接続されたことを契機に開始する。また、図4のフローチャートでは、開始時には、充電装置1Aには、電池パック2A又は2Bは装着されていないものとする。   Next, control of a series of operations by the apparatus-side microcomputer 50 in the charging system of the present embodiment will be described using the flowchart of FIG. The flowchart of FIG. 4 starts when the charging device 1A is turned on, that is, when the charging device 1A is connected to the AC power source 200. In the flowchart of FIG. 4, it is assumed that the battery pack 2A or 2B is not attached to the charging device 1A at the start.

まず、装置側マイコン50は、装置側マイコン50は、表示手段9の赤色LED(R)を点灯させて、充電前であることを表示させる(S401)。   First, the device-side microcomputer 50 turns on the red LED (R) of the display means 9 to display that it is before charging (S401).

続いて、装置側マイコン50は、充電装置1Aに電池パック2A又は2Bが装着されたか否かを判断する(S402)。本実施の形態では、セル数信号、及び、温度信号が装置側マイコン50に入力された場合に電池パック2A又は2Bが装着されたものと判断する。   Subsequently, the device-side microcomputer 50 determines whether or not the battery pack 2A or 2B is attached to the charging device 1A (S402). In the present embodiment, when the cell number signal and the temperature signal are input to the apparatus-side microcomputer 50, it is determined that the battery pack 2A or 2B is attached.

充電装置1Aに電池パック2A又は2Bが装着された場合には(S402:YES)、装置側マイコン50は、表示手段9の赤色LED(R)と緑色LED(G)とを同時に点灯させて、充電中であることを表示させる(S403)。   When the battery pack 2A or 2B is attached to the charging device 1A (S402: YES), the device-side microcomputer 50 turns on the red LED (R) and the green LED (G) of the display means 9 at the same time, It is displayed that charging is in progress (S403).

続いて、装置側マイコン50は、電池種判別ショート手段8をオンさせる(S404)。   Subsequently, the device-side microcomputer 50 turns on the battery type discrimination short means 8 (S404).

これにより、電池パック2Aの電池側マイコン2fには、GNDレベルの第1ショート信号が入力されることとなり、電池パック2Aでは、この第1ショート信号に応じて、第2ショート信号を充電装置1Aに出力することとなる。   As a result, the first short signal at the GND level is input to the battery-side microcomputer 2f of the battery pack 2A, and the battery pack 2A sends the second short signal to the charging device 1A according to the first short signal. Will be output.

一方で、図3に示すように、充電装置1Aに接続された電池パック2が電池パック2Bである場合には、電池種判別素子ショート手段2hを備えていないため、第1ショート信号に応じて第2ショート信号を充電装置1Aに出力することはできない。   On the other hand, as shown in FIG. 3, when the battery pack 2 connected to the charging device 1A is the battery pack 2B, the battery type discriminating element shorting means 2h is not provided. The second short signal cannot be output to the charging device 1A.

続いて、装置側マイコン50は、電池種判別ショート手段8をオフさせ(第1ショート信号の解除)(S405)、その後、所定時間内に、電池種判別抵抗7(電池パック2A又は2B)からGNDレベルの第2ショート信号が入力されたか否かを判断する(S406)。   Subsequently, the device-side microcomputer 50 turns off the battery type discrimination short means 8 (cancels the first short signal) (S405), and then from the battery type discrimination resistor 7 (battery pack 2A or 2B) within a predetermined time. It is determined whether a second short signal of GND level is input (S406).

所定時間内に第2ショート信号が入力された場合には(S406:YES)、装置側マイコン50は、図1に示すように、充電装置1Aに10Ah電池パック2Aが装着されているものと判断し、電池パック2Aに関する電池Aフラグを1に設定する(S407)。   When the second short signal is input within the predetermined time (S406: YES), the device-side microcomputer 50 determines that the 10Ah battery pack 2A is attached to the charging device 1A as shown in FIG. Then, the battery A flag related to the battery pack 2A is set to 1 (S407).

一方、所定時間内に第2ショート信号が入力されなかった場合には(S406:NO)、装置側マイコン50は、図2に示すように、充電装置1Aに既存の3Ah電池パック2Bが装着されているものと判断し、電池パック2Bに関する電池Bフラグを1に設定する(S408)。   On the other hand, if the second short signal is not input within the predetermined time (S406: NO), the device-side microcomputer 50 has the existing 3Ah battery pack 2B attached to the charging device 1A as shown in FIG. The battery B flag related to the battery pack 2B is set to 1 (S408).

このように、本実施の形態では、第1ショート信号及び第2ショート信号のやりとりにより、電池パック2A側では、10Ah電池パック2Aに対応した充電装置1Aが接続されていることを、充電装置1A側では、10Ah電池パック2Aが接続されていることを検知することができるので、以後、それらの特性に適した充電制御を行なうことが可能となる。   As described above, in this embodiment, the charging device 1A corresponding to the 10Ah battery pack 2A is connected on the battery pack 2A side by the exchange of the first short signal and the second short signal. On the side, since it can be detected that the 10 Ah battery pack 2A is connected, it is possible to perform charge control suitable for those characteristics thereafter.

続いて、装置側マイコン50は、充電を開始させるために、充電制御信号伝達手段4にLOW信号を出力して、PWM制御IC23を動作可能な状態にした上で(S409)、電池Aフラグが1であるか否かを判断する(S410)。   Subsequently, in order to start charging, the device-side microcomputer 50 outputs a LOW signal to the charging control signal transmission means 4 to make the PWM control IC 23 operable (S409), and then the battery A flag is set. It is determined whether or not 1 (S410).

電池Aフラグが1である場合には(S410:YES)、充電装置1Aには電池パック2Aが装着されているので、その後、電池パック2Aに対応した所定時間aが経過したか否かを判断する(S411)。   When the battery A flag is 1 (S410: YES), since the battery pack 2A is attached to the charging device 1A, it is determined whether or not a predetermined time a corresponding to the battery pack 2A has passed. (S411).

一方、電池Aフラグが1でない場合には(S410:NO)、充電装置1Aには電池パック2Bが装着されているので、その後、電池パック2Bに対応した所定時間bが経過したか否かを判断する(S412)。   On the other hand, when the battery A flag is not 1 (S410: NO), since the battery pack 2B is attached to the charging device 1A, it is subsequently determined whether or not a predetermined time b corresponding to the battery pack 2B has elapsed. Judgment is made (S412).

所定時間a又はbが経過した場合には(S411:YES、又は、S412:YES)、表示手段9の緑色LED(G)を点灯させて、充電が終了したことを表示させる(S413)。そして、充電制御信号伝達手段4にHIGH信号を出力してPWM制御IC23を停止させることにより、充電を終了する(S414)。   When the predetermined time a or b has elapsed (S411: YES or S412: YES), the green LED (G) of the display means 9 is turned on to indicate that the charging is completed (S413). Then, the charging is terminated by outputting a HIGH signal to the charging control signal transmission means 4 and stopping the PWM control IC 23 (S414).

一方、所定時間a又はbが経過していない場合には(S411:NO、又は、S412:NO)、充電時間以外の方法により、電池パック2A又は2Bが満充電であるか否かを判断する(S415)。   On the other hand, when the predetermined time a or b has not elapsed (S411: NO or S412: NO), it is determined whether or not the battery pack 2A or 2B is fully charged by a method other than the charging time. (S415).

満充電を検出する方法としては様々な方法が考えられるが、例えば、リチウムイオン電池の場合には、一般的な定電流・定電圧制御充電における定電圧区間において充電電流が所定値以下であることを検出した場合に満充電であると判断することができる。   Various methods are conceivable as a method for detecting full charge. For example, in the case of a lithium ion battery, the charge current must be equal to or less than a predetermined value in a constant voltage section in general constant current / constant voltage control charging. Can be determined to be fully charged.

電池パック2A又は2Bが満充電であると判断した場合には(S415:YES)、S413及びS414へ進み、充電を終了する。   When it is determined that the battery pack 2A or 2B is fully charged (S415: YES), the process proceeds to S413 and S414, and the charging is terminated.

続いて、図5のフローチャートを用いて、本実施形態の充電システムにおける新型の電池パック2Aの電池側マイコン2fによる一連の動作の制御について説明する。図5のフローチャートは、充電装置1A又は1Bに電池パック2Aが装着されたことを契機に開始する。   Next, control of a series of operations by the battery-side microcomputer 2f of the new battery pack 2A in the charging system of the present embodiment will be described using the flowchart of FIG. The flowchart of FIG. 5 starts when the battery pack 2A is attached to the charging device 1A or 1B.

まず、電池側マイコン2fは、電池種判別素子開放手段2g及びサーミスタ開放手段2iをオンさせる(S501)。これにより、充電装置1A又は1Bにセル数信号及び温度信号が入力され、充電装置1A又は1Bは、充電動作を行うことが可能な状態となる。   First, the battery side microcomputer 2f turns on the battery type discriminating element opening means 2g and the thermistor opening means 2i (S501). Thereby, the cell number signal and the temperature signal are input to the charging device 1A or 1B, and the charging device 1A or 1B enters a state in which a charging operation can be performed.

続いて、電池側マイコン2fは、所定時間内に、充電装置1A又は2Bから第1ショート信号が入力されたか否かを判断する(S502)。   Subsequently, the battery-side microcomputer 2f determines whether or not the first short signal is input from the charging device 1A or 2B within a predetermined time (S502).

所定時間内に第1ショート信号が入力された場合には(S502:YES)、電池側マイコン2fは、図1に示すように、電池パック2Aが充電装置1Aに装着されているものと判断し、充電装置1Aに関する充電装置Aフラグを1に設定した上で(S503)、電池種判別素子ショート手段2hをオンさせる(S504)。これにより、充電装置1Aには、GNDレベルの第2ショート信号が入力されることとなる。   When the first short signal is input within the predetermined time (S502: YES), the battery-side microcomputer 2f determines that the battery pack 2A is attached to the charging device 1A as shown in FIG. Then, after setting the charging device A flag relating to the charging device 1A to 1 (S503), the battery type discriminating element shorting means 2h is turned on (S504). As a result, the second short signal at the GND level is input to the charging device 1A.

その後、電池側マイコン2fは、電池種判別素子ショート手段2hをオフさせて(S505)、フローチャートは終了する。   Thereafter, the battery-side microcomputer 2f turns off the battery type determination element shorting means 2h (S505), and the flowchart ends.

なお、充電装置1A側では、第2ショート信号が入力されたことにより、装着された電池パック2が電池パック2Aであると判断し(図4のS406)、所定時間a経過後に充電を終了させることとなる。   Note that the charging device 1A side determines that the attached battery pack 2 is the battery pack 2A when the second short signal is input (S406 in FIG. 4), and terminates the charging after a predetermined time a has elapsed. It will be.

一方、所定時間内に第1ショート信号が入力されなかった場合には(S502:NO)、電池側マイコン2fは、図3に示すように、電池パック2Aが既存の充電装置1Bに装着されているものと判断し、充電装置1Bに関する充電装置Bフラグを1に設定する(S506)。   On the other hand, when the first short signal is not input within the predetermined time (S502: NO), the battery side microcomputer 2f has the battery pack 2A attached to the existing charging device 1B as shown in FIG. The charging device B flag related to the charging device 1B is set to 1 (S506).

ここで、充電装置1Bでは、既存の3Ah電池パック2Bに対応した充電時間として所定時間b(本実施の形態では、3時間)が設定されているため、そのままでは、新型の10Ah電池パック2Aへの充電は、満充電となる前に終了してしまう。   Here, in the charging device 1B, a predetermined time b (3 hours in the present embodiment) is set as a charging time corresponding to the existing 3Ah battery pack 2B. Charging ends before it is fully charged.

そこで、本実施の形態では、電池側マイコン2fは、充電装置1Bに電池パック2Aが装着されてから、所定時間bより短い所定時間c経過後に(S507:YES)、電池種判別素子開放手段2g及びサーミスタ開放手段2iをオフさせる(S508)。   Therefore, in the present embodiment, the battery-side microcomputer 2f, after the battery pack 2A is attached to the charging device 1B, after the elapse of a predetermined time c shorter than the predetermined time b (S507: YES), the battery type discriminating element opening means 2g. Then, the thermistor opening means 2i is turned off (S508).

電池種判別素子開放手段2g及びサーミスタ開放手段2iがオフされることにより、充電装置1Bには、セル数信号及び温度信号が入力されなくなるので、充電装置1Bは、電池パック2Aが充電装置1Bから取り外されたものと判断し、充電を停止させると同時にカウントもリセットする。   When the battery type discriminating element opening means 2g and the thermistor opening means 2i are turned off, the cell number signal and the temperature signal are not input to the charging apparatus 1B. Therefore, the charging apparatus 1B has the battery pack 2A connected to the charging apparatus 1B. It is determined that the battery has been removed, and charging is stopped and the count is reset at the same time.

その後、電池側マイコン2fは、電池種判別素子開放手段2g及びサーミスタ開放手段2iを再びオンさせ(S509)、S507に戻る。   Thereafter, the battery-side microcomputer 2f turns on the battery type determination element opening means 2g and the thermistor opening means 2i again (S509), and returns to S507.

これにより、一時的に充電が中断するものの、カウントがリセットされた状態で新型10Ah電池パック2Aへの充電が継続される形になる。   Thus, although charging is temporarily interrupted, charging to the new 10Ah battery pack 2A is continued in a state where the count is reset.

なお、ステップ507からステップ509の動作を繰り返すことにより、装置側マイコン50におけるカウントに用いる容量が不足することを回避することも可能となる。   By repeating the operations from step 507 to step 509, it is possible to avoid a shortage of capacity used for counting in the apparatus-side microcomputer 50.

また、図5には示していないが、本実施の形態では、電池側マイコン2fは、所定時間cが複数回繰り返された時には、S507でYES後に、フローチャートを終了する。   Although not shown in FIG. 5, in the present embodiment, when the predetermined time c is repeated a plurality of times, the battery-side microcomputer 2f ends the flowchart after YES in S507.

これにより、必要時間以上に電池パックが充電されて過充電となることが防止される。   As a result, the battery pack is prevented from being overcharged by being charged more than necessary.

以上説明したように、本実施の形態による充電システムでは、充電装置1Aは、第1ショート信号及び第2ショート信号のやりとりにより、電池パック2の特性を判別することができるため、電池パック2の特性に適した充電制御を行なうことが可能となる。   As described above, in the charging system according to the present embodiment, the charging device 1A can determine the characteristics of the battery pack 2 by exchanging the first short signal and the second short signal. Charge control suitable for the characteristics can be performed.

また、上記実施の形態では、第1ショート信号及び第2ショート信号の入出力に既存の端子A1、A2、B1、B2が用いられているので、コスト及び回路構成の複雑化を低減させることが可能となる。   In the above embodiment, since the existing terminals A1, A2, B1, and B2 are used for input and output of the first short signal and the second short signal, the cost and the complexity of the circuit configuration can be reduced. It becomes possible.

また、上記実施の形態では、充電装置1Aは、第2ショート信号が入力されたか否かに応じて充電時間を変更するので、容量に応じた充電時間で電池パック2が充電されることとなり、電池パック2に充電不足が生じることが抑制される。   Further, in the above embodiment, the charging device 1A changes the charging time depending on whether the second short signal is input, so the battery pack 2 is charged with the charging time according to the capacity, It is suppressed that the battery pack 2 is insufficiently charged.

また、上記実施の形態では、電池パック2Aが既存の充電装置1Bに装着された場合には、電池パック2Aは、充電開始から所定時間bより短い所定時間c経過後に、カウントをリセットさせるので、電池パック2Aが充電不足となることが抑制される   In the above embodiment, when the battery pack 2A is attached to the existing charging device 1B, the battery pack 2A resets the count after a predetermined time c shorter than the predetermined time b from the start of charging. It is suppressed that battery pack 2A becomes insufficiently charged.

本発明による充電システムは、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲で種々の改良や変形が可能である。   The charging system according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various improvements and modifications can be made within the scope described in the claims.

例えば、上記実施の形態における電池パック2A及び2Bの容量は、一例であり、それぞれ、10Ah及び3Ahに限定されるものではない。   For example, the capacities of the battery packs 2A and 2B in the above embodiment are merely examples, and are not limited to 10 Ah and 3 Ah, respectively.

また、上記実施の形態では、セル数信号と温度信号の両方が装置側マイコン50に入力された場合に充電を開始したが、いずれか一方であってもよく、他の信号を充電開始信号として用いてもよい。   In the above embodiment, charging is started when both the cell number signal and the temperature signal are input to the apparatus-side microcomputer 50. However, either one may be used, and the other signal is used as the charging start signal. It may be used.

また、上記実施の形態では、第2ショート信号を装置側マイコン50に入力させるために、電池種判別素子2cに対応の電池種判別素子ショート手段2hを設けたが、替わりに、サーミスタ2dに対応のサーミスタショート手段を設けてもよい。   In the above embodiment, in order to input the second short signal to the apparatus-side microcomputer 50, the battery type discriminating element shorting means 2h corresponding to the battery type discriminating element 2c is provided. Instead, it corresponds to the thermistor 2d. Thermistor shorting means may be provided.

また、上記実施の形態における第1ショート信号及び第2ショート信号は、ショート以外の方法により生成されてもよい。   Further, the first short signal and the second short signal in the above embodiment may be generated by a method other than the short circuit.

また、上記実施の形態では、電池パック容量に応じた充電時間の制御を行う充電システムを例示したが、本発明は、該実施の形態に限定されるものではなく、電池種別(例えば、ニッケル水素電池とリチウムイオン電池など)に応じて、充電装置の電圧・電流の制御条件を変更すること等に適用することもできる。   Further, in the above embodiment, the charging system that controls the charging time according to the battery pack capacity is illustrated, but the present invention is not limited to this embodiment, and the battery type (for example, nickel hydrogen) It can also be applied to changing the voltage / current control conditions of the charging device according to the battery and the lithium ion battery.

1A 充電装置
2A 電池パック
2f 電池側マイコン
2g 電池種判別素子開放手段
2h 電池種判別素子ショート手段
2i サーミスタ開放手段
8 電池種判別ショート手段
50 装置側マイコン
1A Charging device 2A Battery pack 2f Battery side microcomputer 2g Battery type discriminating element opening means 2h Battery type discriminating element short means 2i Thermistor opening means 8 Battery type discrimination short means 50 Device side microcomputer

Claims (8)

二次電池を有する電池パックが接続可能な充電装置であって、
前記二次電池に充電動作を行う充電部と、
前記電池パックの接続を検知した場合に前記電池パックに第1信号を出力する装置側信号出力部と、
前記充電部による前記充電動作を制御する装置側制御部と、を備え、
前記装置側制御部は、前記第1信号に対応した第2信号が前記電池パックから入力されたか否かに応じて、前記充電部による前記充電動作を制御することを特徴とする充電装置。
A charging device to which a battery pack having a secondary battery can be connected ,
A charging unit for charging the secondary battery;
A device-side signal output unit that outputs a first signal to the battery pack when the connection of the battery pack is detected;
A device-side control unit that controls the charging operation by the charging unit,
The apparatus-side control unit controls the charging operation by the charging unit according to whether or not a second signal corresponding to the first signal is input from the battery pack.
前記電池パックが接続された際に、前記電池パックと情報の交換を行うための装置側端子を更に備え、
前記第1信号及び前記第2信号は、前記装置側端子を介して入出力されることを特徴とする請求項1に記載の充電装置。
When the battery pack is connected, it further comprises a device-side terminal for exchanging information with the battery pack,
The charging device according to claim 1, wherein the first signal and the second signal are input / output via the device-side terminal.
前記装置側制御部は、前記第2信号が入力されたか否かに応じて、前記充電部による前記二次電池の充電時間を変更することを特徴とする請求項1又は2に記載の充電装置。   3. The charging device according to claim 1, wherein the device-side control unit changes a charging time of the secondary battery by the charging unit according to whether the second signal is input. 4. . 請求項1から3のいずれか一項に記載の前記充電装置に接続可能な電池パックであって、前記充電装置から前記第1信号が入力された場合に前記充電装置に前記第2信号を出力する電池側信号出力部を更に備えたことを特徴とする電池パック。 A battery pack connectable to the charging device according to any one of claims 1 to 3, outputs the second signal to said charging device when the first signal from the charging device is input A battery pack, further comprising a battery side signal output unit. 前記充電装置に接続された際に、前記充電装置と前記情報の交換を行うための電池側端子を更に備え、
前記第1信号及び前記第2信号は、前記電池側端子を介して入出力されることを特徴とする請求項に記載の電池パック。
A battery-side terminal for exchanging information with the charging device when connected to the charging device;
The battery pack according to claim 2 , wherein the first signal and the second signal are input / output via the battery-side terminal.
充電時間をカウントすることで第1の充電時間経過後に給電を終了する充電装置と接続可能な電池パックであって、
満充電までに前記第1の充電時間よりも長い第2の充電時間を要する二次電池と、
前記充電装置と接続されている場合において、充電開始から前記第1の充電時間よりも短い第3の充電時間経過後に、前記充電装置の充電時間のカウントをリセットさせる処理を行い、前記カウントをリセットさせる処理を行った後に前記充電装置に給電を開始させるための処理を行う電池側信号出力部と、
を備えたことを特徴とする電池パック。
A battery pack connectable to a charging device that terminates power feeding after the first charging time has elapsed by counting the charging time,
A secondary battery that requires a second charging time longer than the first charging time until full charge;
In the case which is connected to the charging device, after the lapse of a short third charge time than the first charge time from start of charging, have rows process for resetting the count of the charging time of the charging device, the count processing and line cormorant battery signal output unit for starting the power supply to the charging device after the process of resetting,
A battery pack comprising:
前記カウントをリセットさせる処理は、電池側信号出力部から、充電装置に対し、電池が接続されているときに充電装置に印加される出力を所定時間遮断すること、もしくは、リセット信号を出力することを特徴とする請求項6に記載の電池パック。   In the process of resetting the count, the battery-side signal output unit cuts off the output applied to the charging device when the battery is connected to the charging device, or outputs a reset signal. The battery pack according to claim 6. 充電装置と、
前記充電装置に接続可能な電池パックと、
を備えた充電システムであって、
前記充電装置は、
前記電池パックに充電動作を行う充電部と、
前記電池パックの接続を検知した場合に前記電池パックに第1信号を出力する装置側信号出力部と、
を備え、
前記電池パックは、
二次電池と、
前記充電装置から前記第1信号が入力された場合に前記充電装置に第2信号を出力する電池側信号出力部と、
を備え、
前記充電装置は、
前記第1信号に対して前記電池パックから第2信号が入力されたか否かに応じて、前記充電部による前記充電動作を制御する装置側制御部と、
を更に備えたことを特徴とする充電システム。
A charging device;
A battery pack connectable to the charging device;
A charging system comprising:
The charging device is:
A charging unit that performs a charging operation on the battery pack ;
A device-side signal output unit that outputs a first signal to the battery pack when the connection of the battery pack is detected;
With
The battery pack is
A secondary battery,
A battery-side signal output unit that outputs a second signal to the charging device when the first signal is input from the charging device;
With
The charging device is:
A device-side control unit that controls the charging operation by the charging unit according to whether a second signal is input from the battery pack with respect to the first signal;
A charging system further comprising:
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