(57)【要約】【課題】柔軟な充電制御が可能な充電装置を提供する。【解決手段】充電器３０は、電池パック１０を充電する電源回路３１と、電池パック１０の情報を取得し、取得した情報に基づいて電源回路３１を制御する制御部３２と、電池パック１０の第１の充電制御特性を記憶する記憶部３３と、サーバ７０と通信可能なインターネット接続部３４と、を備える。制御部３２は、インターネット接続部３４あるいは携帯端末５０を介してサーバ７０から電池パック１０の情報に基づく最適な第２の充電制御特性を取得可能に構成される。制御部３２は、電池パック１０の充電制御特性として第１の充電制御特性と第２の充電制御特性の一方を選択可能に構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池パックを充電する充電回路部と、
前記電池パックの情報を取得する取得部と、
前記電池パックの情報に基づいて前記充電回路部を制御する制御部と、
外部コンピュータと通信可能な通信部と、を備え、
前記取得部は、前記電池パックの第１の充電制御特性を記憶しており、
前記通信部は、前記外部コンピュータから前記電池パックの情報に基づく最適な第２の充電制御特性を取得可能に構成し、
前記制御部は、前記電池パックの充電制御特性として前記第１の充電制御特性と前記第２の充電制御特性の一方を選択可能に構成した、充電装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記通信部に前記外部コンピュータが接続されていない場合に前記第１の充電制御特性で前記電池パックを充電するよう構成した、請求項１に記載の充電装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記電池パックの充電制御特性を自動的に選択するように構成した、請求項１又は２に記載の充電装置。
【請求項４】
前記通信部は、前記外部コンピュータと無線通信可能に構成され、
前記制御部は、前記無線通信の状態に応じて前記電池パックの充電制御特性を自動的に選択するように構成した、請求項３に記載の充電装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記無線通信が不能又は前記無線通信の電波が弱い場合に、前記第１の充電制御特性で前記電池パックを充電するよう構成した、請求項４に記載の充電装置。
【請求項６】
前記情報は、前記電池パックの使用履歴を含み、
前記通信部は、前記電池パックの使用履歴に基づいて前記外部コンピュータから最適な前記第２の充電制御特性を取得可能に構成した、請求項１から５のいずれか一項に記載の充電装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記電池パックの充電中に前記電池パックの情報を逐次取得し、取得した情報により前記電池パックの充電電流を設定する、請求項１から６のいずれか一項に記載の充電装置。
【請求項８】
電池パックを充電する充電回路部と、
前記電池パックの情報を取得する取得部と、
前記電池パックの情報に基づいて前記充電回路部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記電池パックの充電中に前記電池パックの情報を逐次取得し、取得した情報により前記電池パックの充電電流を設定する、充電装置。
【請求項９】
充電中に取得する前記電池パックの情報は、前記電池パックの各セルの電圧を含む、請求項７又は８に記載の充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池パックを充電する充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記特許文献１は、電池パックからの電池情報に基づいて充電電流を変更する充電装置を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１８０１７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の充電装置では、自身が記憶している充電制御（充電電流）での充電しか行えない。また、充電中は事前に決められた充電電流に従うので、充電中の電池パックの状態に応じた充電電流とすることはできない。
【０００５】
本発明はこうした状況を認識してなされたものであり、その目的は、柔軟な充電制御が可能な充電装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様は、充電装置である。この充電装置は、
電池パックを充電する充電回路部と、
前記電池パックの情報を取得する取得部と、
前記電池パックの情報に基づいて前記充電回路部を制御する制御部と、
外部コンピュータと通信可能な通信部と、を備え、
前記取得部は、前記電池パックの第１の充電制御特性を記憶しており、
前記通信部は、前記外部コンピュータから前記電池パックの情報に基づく最適な第２の充電制御特性を取得可能に構成し、
前記制御部は、前記電池パックの充電制御特性として前記第１の充電制御特性と前記第２の充電制御特性の一方を選択可能に構成した。
【０００７】
前記制御部は、前記通信部に前記外部コンピュータが接続されていない場合に前記第１の充電制御特性で前記電池パックを充電するよう構成してもよい。
【０００８】
前記制御部は、前記電池パックの充電制御特性を自動的に選択するように構成してもよい。
【０００９】
前記通信部は、前記外部コンピュータと無線通信可能に構成され、
前記制御部は、前記無線通信の状態に応じて前記電池パックの充電制御特性を自動的に選択するように構成してもよい。
【００１０】
前記制御部は、前記無線通信が不能又は前記無線通信の電波が弱い場合に、前記第１の充電制御特性で前記電池パックを充電するよう構成してもよい。
【００１１】
前記情報は、前記電池パックの使用履歴を含み、
前記通信部は、前記電池パックの使用履歴に基づいて前記外部コンピュータから最適な前記第２の充電制御特性を取得可能に構成してもよい。
【００１２】
前記制御部は、前記電池パックの充電中に前記電池パックの情報を逐次取得し、取得した情報により前記電池パックの充電電流を設定してもよい。
【００１３】
本発明の別の態様は、充電装置である。この充電装置は、
電池パックを充電する充電回路部と、
前記電池パックの情報を取得する取得部と、
前記電池パックの情報に基づいて前記充電回路部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記電池パックの充電中に前記電池パックの情報を逐次取得し、取得した情報により前記電池パックの充電電流を設定する。
【００１４】
充電中に取得する前記電池パックの情報は、前記電池パックの各セルの電圧を含んでもよい。
【００１５】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法やシステムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、柔軟な充電制御が可能な充電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施の形態に係る充電器（充電装置）３０及びそれを備える充電システムの概略ブロック図。
【図２】充電器３０におけるデータ更新のフローチャート。
【図３】充電器３０における充電動作のフローチャート。
【図４】充電器３０が電池パック１０から取得する情報の一例を示す表。
【図５】充電器３０が充電電流の計算に用いる入力ベクトルと重み付けベクトルの一例を示す表。
【図６】充電器３０による充電電流の計算、更新のフローチャート。
【図７】充電器３０における充電電流の時間変化の例を、電池パック１０の充電回数が１回、５００回、１０００回の場合の各々について示したグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態を詳述する。なお、各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理等には同一の符号を付し、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は発明を限定するものではなく例示であり、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
【００１９】
本実施の形態は、充電器（充電装置）３０及びそれを備える充電システムに関する。この充電システムは、図１に示すように、電池パック１０と、充電器３０と、スマートフォン等の携帯端末５０と、サーバ（外部コンピュータ）７０と、を備える。電池パック１０と充電器３０は、物理接続端子同士の接触により相互に電気的に接続される。充電器３０と携帯端末５０は、互いに通信可能である。具体的には、充電器３０と携帯端末５０は、通信ケーブルによって接続されて互いに有線通信可能である、又は、Bluetooth（登録商標）や無線ＬＡＮ（Wireless Local Area Network）を利用して互いに無線通信可能である。携帯端末５０は、インターネット等のネットワークを介してサーバ７０と接続される。充電器３０は、インターネット等のネットワークを介してサーバ７０と接続される。
【００２０】
電池パック１０は、記憶部（電池側記憶部）１１と、制御部（電池側制御部）１２と、電池セル１３と、を有する。記憶部１１は、電池パック１０の情報を記憶する。この情報は、電池パック１０の使用履歴を含む。記憶部１１が記憶する情報は、図４に例示のように、充電回数（累計充電回数）、過充電の検出回数、過放電の検出回数、過電流の検出回数、電池セル１３に含まれる各セルの電圧、電池セル１３の温度、電池パック１０を接続して使用した工具等の電気機器の種類、電気機器ごとの使用時間等を含む。制御部１２は、記憶部１１に記憶された情報を読み出して充電器３０に物理接続端子を介して送信する通信機能、及び過充電検出時に充電を停止したり過放電検出時や過電流検出時に放電を停止したりする保護機能を有する。電池セル１３は、リチウム電池等の複数の二次電池セルを含む。制御部１２は、電池セル１３の各セルの電圧を検出し、記憶部１１に記憶したり、充電器３０に送信したりすることができる。
【００２１】
充電器３０は、電源回路３１（充電回路部）と、制御部（充電器側制御部）３２と、記憶部（充電器側記憶部）３３と、インターネット接続部（ネットワーク接続部）３４と、を有する。電源回路３１は、外部交流電源からの供給電圧を電池パック１０の充電電圧に変換する。制御部３２は、電池パック１０の制御部１２から物理接続端子を介して電池パック１０の情報を受信する通信機能（取得部としての機能）、有線又は無線で携帯端末５０と通信する通信機能（通信部としての機能）、及び電源回路３１の制御により電池パック１０の充電電流を制御する充電制御機能を有する。記憶部３３は、充電器３０の充電対象となり得る電池パック１０の種類ごとに電池パック１０の充電制御特性（第１の充電制御特性）を記憶する。
【００２２】
充電制御特性は、電池パック１０の情報から電池パック１０の充電電流を決定（算出）するために必要なファームウェアデータ（プログラムや計算モデル）であり、各情報に対する後述の重み付けベクトル等を含む。制御部３２は、電池パック１０の情報と記憶部３３に記憶された充電制御特性を基に、電池パック１０の充電電流を決定できる。インターネット接続部３４は、インターネット等のネットワークを介してサーバ７０に接続してサーバ７０と通信する通信機能を担う。充電器３０が携帯端末５０を介してサーバ７０に接続する場合は、充電器３０からインターネット接続部３４を省略してもよい。充電器３０が自身のインターネット接続部３４を有してサーバ７０と接続する場合は、図１の充電システムから携帯端末５０を省略してもよい。
【００２３】
携帯端末５０は、無線通信部５１と、制御部（携帯端末側制御部）５２と、記憶部（携帯端末側記憶部）５３と、ユーザインターフェース５４と、インターネット接続部（ネットワーク接続部）５５と、を含む。無線通信部５１は、充電器３０との間における無線通信機能を有する。制御部５２は、携帯端末５０の全体の動作を制御する。記憶部５３は、各種情報を記憶する。ユーザインターフェース５４は、ユーザに対して画面表示等を行う。インターネット接続部５５は、インターネット等のネットワークを介してサーバ７０に接続してサーバ７０と通信する通信機能を担う。
【００２４】
サーバ７０は、情報データベース（サーバ側記憶部）７１と、情報処理部（サーバ側制御部）７２と、インターネット接続部（ネットワーク接続部）７３と、を有する。情報データベース７１は、電池パック１０の種類ごとに電池パック１０の充電制御特性（第２の充電制御特性）を記憶する。情報データベース７１に記憶された充電制御特性が充電器３０の記憶部３３に記憶された充電制御特性と異なるのは、常に最新の（最適な）充電制御特性にアップデートされている点である。例えば、研究過程でより適切な重み付けベクトルが分かったり、充電電流の決定に用いる電池パック１０の情報及びそれに対する重み付けベクトルが追加されたりした場合には、情報データベース７１の充電制御特性は直ちに更新される。充電器３０の記憶部３３に記憶される充電制御特性は、サーバ７０との通信により更新されるまでは、重み付けベクトルの変更や情報の追加には対応しないものとなる。
【００２５】
図２は、充電器３０におけるデータ更新のフローチャートである。このフローチャートを実行することで、記憶部３３に記憶される充電制御特性が最新版となる。図２における充電器３０とサーバ７０との通信は、携帯端末５０を介してもよいし、携帯端末５０を介さない直接的なものであってもよい。制御部３２は、起動すると、サーバ７０に接続リクエストを送信する（Ｓ１）。制御部３２は、サーバ７０から接続可能の応答があれば（Ｓ３の「可」）、サーバ７０に充電制御特性の更新データの有無を問い合わせる（Ｓ５）。問合せの際には、充電器３０に接続した電池パック１０の情報を送信する。制御部３２は、更新データがあれば（Ｓ７の「有」）、サーバ７０から更新データを受信して、記憶部３３に記憶した充電制御特性を更新データにより更新する（Ｓ９）。制御部３２は、サーバ７０への接続ができない場合（Ｓ３の「否」）、及び更新データが無い場合（Ｓ７の「無」）は待機する。
【００２６】
図３は、充電器３０における充電動作のフローチャートである。制御部３２は、充電器３０に電池パック１０が接続されると（Ｓ１１）、充電モードへ移行する（Ｓ１３）。制御部３２は、電池パック１０に情報リクエストを送信して電池パック１０の情報を取得する（Ｓ１５）。取得情報の一例が図４に示される。制御部３２は、取得した電池パック１０の情報と電池パック１０の充電制御特性により充電電流を計算する（Ｓ１７）。充電制御特性としての重み付けベクトルは、図５に示すように、電池パック１０の情報ごとに定められる。制御部３２は、充電制御特性として、サーバ７０から更新データを受信できる場合は当該更新データ（第２の充電制御特性）を使用し、サーバ７０から更新データを受信できない場合は記憶部３３に記憶した充電制御特性（第１の充電制御特性）を使用する。制御部３２が記憶部３３に記憶した充電制御特性を使用するケースとしては、例えば、充電器３０が携帯端末５０から離れていて近距離無線通信が行えないか近距離無線通信の電波が弱い場合、充電器３０及び／又は携帯端末５０がネットワークサービスの範囲外にあってサーバ７０に接続できない場合等がある。制御部３２は、サーバ７０との通信状態に応じて充電制御特性を自動的に選択することが望ましい。制御部３２は、計算した充電電流を電池パック１０の充電電流に設定する（Ｓ１９）。制御部３２は、電池パック１０の電圧が充電完了電圧を超えるまで、Ｓ１５、Ｓ１７、Ｓ１９のステップを定期的（例えば５ｍｓごと）に繰り返す（Ｓ２１）。制御部３２は、電池パック１０の電圧が充電完了電圧を超えると充電を完了する。
【００２７】
図４は、充電器３０が電池パック１０から取得する情報の一例を示す表である。図５は、充電器３０が充電電流の計算に用いる入力ベクトルと重み付けベクトルの一例を示す表である。図５に示す重み付けベクトルは、充電制御特性としてサーバ７０から受信したり記憶部３３に記憶したりするものである。図５に示すセルバランスは、各セルの電圧のばらつきを示すものであり、電池パック１０から受信した各セルの電圧に基づいて制御部３２が導出する。なお、電池パック１０側でセルバランスを導出して充電器３０に送信しても良い。図６は、充電器３０による充電電流の計算、更新のフローチャートである。制御部３２は、電池パック１０の情報を基に図５に示す入力ベクトルｘを生成する（Ｓ２５）。制御部３２は、入力ベクトルｘと重み付けベクトルｗによって特定される係数ｆ（ｘ，ｗ）を標準電流値に乗じて充電電流を導出する（Ｓ２７）。標準電流値は、例えば電池パック１０の充電回数が０で異常が一度もなく、高温でなくセル電圧のばらつきもないに場合の充電電流である。ｆ（ｘ，ｗ）は、基本的に１よりも小さい値である。充電回数や各種異常（過充電、過放電、過電流）の回数、セル電圧のバラツキ、及びセル温度の値が大きいほどｆ（ｘ，ｗ）は小さくなり、充電電流も小さくなる。制御部３２は、導出した充電電流を電池パック１０の充電電流として設定し、電池パック１０の充電を行う（Ｓ２９）。
【００２８】
図７は、充電器３０における充電電流の時間変化の例を、電池パック１０の充電回数が１回、５００回、１０００回の場合の各々について示したグラフである。このグラフは、電池パック１０の充電電流が時間の経過と共に逐次変化していくことを示し、また電池パック１０の充電回数が多くなると充電電流が小さくなることを示している。充電電流が逐次変化するのは、制御部３２が、電池パック１０の充電中に電池パック１０の情報を逐次取得し、取得した情報により電池パック１０の充電電流を設定（逐次更新）するためである。時間の経過による充電電流の変化に影響するのは、電池パック１０の各セルの電圧、セルバランス、及びセル温度であり、それらの情報は充電中に逐次取得ないし計算する必要があるが、その他の情報は充電開始時に一度受信すれば足りる。
【００２９】
本実施の形態によれば、下記の効果を奏することができる。
【００３０】
(1) 充電器３０の制御部３２は、サーバ７０から充電制御特性の更新データを受信可能であれば、サーバ７０から受信した充電制御特性により電池パック１０を充電するので、充電器３０の記憶部３３に記憶している充電制御特性での充電しか行えない場合と比較して柔軟かつ最適な充電制御が可能となる。
【００３１】
(2) 制御部３２がサーバ７０との通信状態に応じて充電制御特性を自動的に選択する構成とすれば、ユーザは充電制御特性を選択する必要がなく、また特に意識しなくても通信状態が良ければサーバ７０から受信した充電制御特性により電池パック１０が充電されるので、利便性が高い。
【００３２】
(3) 制御部３２は、電池パック１０の充電中に電池パック１０の情報をリアルタイムに取得し、取得した情報により電池パック１０の充電電流をリアルタイムに設定（逐次更新）するので、予め決められたパターンによって充電電流をステップ的に変化させる場合と比較して、充電中の電池パック１０の状態に応じた柔軟かつ最適な充電制御が可能となる。
【００３３】
以上、実施の形態を例に本発明を説明したが、実施の形態の各構成要素や各処理プロセスには請求項に記載の範囲で種々の変形が可能であることは当業者に理解されるところである。
【符号の説明】
【００３４】
１０  電池パック、１１  記憶部（電池側記憶部）、１２  制御部（電池側制御部）、１３  電池セル、
３０  充電器、３１  電源回路（充電回路部）、３２  制御部（充電器側制御部）、３３  記憶部（充電器側記憶部）、３４  インターネット接続部（ネットワーク接続部）、
５０  携帯端末（スマートフォン）、５１  無線通信部、５２  制御部（携帯端末側制御部）、５３  記憶部（携帯端末側記憶部）、５４  ユーザインターフェース、５５  インターネット接続部（ネットワーク接続部）、
７０  サーバ（外部コンピュータ）、７１  情報データベース（サーバ側記憶部）、７２  情報処理部（サーバ側制御部）、７３  インターネット接続部（ネットワーク接続部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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