(57)【要約】【課題】バッテリパックの温度に応じて、充電器側の電流量や出力停止機能を制御することが可能な、新規かつ改良された技術を提供する。【解決手段】バッテリパック１３０は、バッテリの温度情報を含む充電電流を算出するための演算情報を取得する取得部と、演算情報に基づいて、バッテリに対する充電電流を演算する演算部と、演算部により演算された充電電流をＥＣ１１０に対して通知する通知部とを備える。通知部は、専用コマンドを用いて充電電流をＥＣ１１０に対して通知することとしてもよい。バッテリパック１３０は、温度情報に関する第１の閾値および第２の閾値を記憶する記憶部を備え、演算部は、第１の閾値および第２の閾値で区切られる区分のいずれに温度情報が属するかに応じて、最適な充電電流を演算することとしてもよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリの温度情報を含む充電電流を算出するための演算情報を取得する取得部と、
前記演算情報に基づいて、バッテリに対する充電電流を演算する演算部と、
前記演算部により演算された充電電流をコンピュータに対して通知する通知部と、
を備える、バッテリパック。
【請求項２】
前記通知部は、専用コマンドを用いて前記充電電流をコンピュータに対して通知する
請求項１に記載のバッテリパック。
【請求項３】
温度情報に関する第１の閾値および第２の閾値を記憶する記憶部を備え、
前記演算部は、第１の閾値および第２の閾値で区切られる区分のいずれに前記温度情報が属するかに応じて、前記最適な充電電流を演算する
請求項１に記載のバッテリパック。
【請求項４】
前記記憶部は、前記第１の閾値および第２の閾値で区切られる区分に応じた充電条件を記憶し、
前記演算部は、前記温度情報の属する区分および前記区分に応じた充電条件に基づいて、前記最適な充電電流を演算する
請求項３に記載のバッテリパック。
【請求項５】
前記温度情報が、前記第１の閾値未満または第２の閾値を超えているか否かを検出する検出部を備え、
前記通知部は、前記温度情報が、前記第１の閾値未満または第２の閾値を超えていることが検出された場合、前記バッテリに対する充電を停止する要求を、コンピュータに対して通知する
請求項３に記載のバッテリパック。
【請求項６】
前記温度情報が、前記第１の閾値未満であるかまたは第２の閾値を超えているか否かを検出する検出部を備え、
前記記憶部は、前記第１の閾値および第２の閾値で区切られる区分に応じて設定される、バッテリへの充電電圧および充電電流の少なくとも１つを含む充電条件を記憶し、
前記演算情報は、現在のバッテリへの充電電圧および充電電流の少なくとも１つを含み、
前記検出部は、前記温度情報が、前記第１の閾値未満または第２の閾値を超えていることが検出された場合、前記充電条件と前記演算情報とに基づいて、バッテリの状況が異常な状態であるか否かを検出し、
前記通知部は、前記検出部が、前記バッテリの状況が異常であることを検出した場合、前記バッテリに対する充電を停止する要求を、コンピュータに対して通知する
請求項３に記載のバッテリパック。
【請求項７】
前記記憶部は、前記第１の閾値よりも低い第３の閾値および第２の閾値よりも高い第４の閾値を記憶し、
前記検出部は、前記第３の閾値未満および第４の閾値を超えている場合、バッテリの状況が異常であることを検出し、
前記通知部は、前記検出部が、前記バッテリの状況が異常であることを検出した場合、前記バッテリに対する充電を停止する要求を、コンピュータに対して通知する
請求項６に記載のバッテリパック。
【請求項８】
バッテリの温度情報を含む充電電流を算出するための演算情報を取得する取得部と、
前記演算情報に基づいて、バッテリに対する充電電流を演算する演算部と、
前記演算部により演算された充電電流を、専用コマンドを用いてコンピュータに対して通知する通知部と、
を有する、バッテリパックと、
前記通知部から通知された充電電流に基づいて前記バッテリに充電を行う充電制御部を有する、コンピュータと、
を備える、情報処理装置。
【請求項９】
バッテリの温度情報を含む充電電流を算出するための演算情報を取得する取得部と、
前記演算情報に基づいて、バッテリに対する充電電流を演算する演算部と、
前記演算部により演算された充電電流を、専用コマンドを用いてコンピュータに対して通知する通知部と、
を有する、バッテリパックと、
前記通知部から通知された充電電流に基づいて前記バッテリに充電を行う充電制御部を有する、コンピュータと、
を備える、充電制御システム。
【請求項１０】
正常範囲の上限値および当該正常範囲の下限値を記憶する記憶部と、
バッテリの状況を示す値を取得し、当該バッテリの状況を示す値が、前記記憶部が記憶する前記正常範囲の上限値を超えている場合、または、前記正常範囲の下限値未満である場合に、当該バッテリの状況が異常であることを検出する監視部と、
前記監視部が、前記バッテリの状況が異常であることを検出した場合には、充電器から前記バッテリに対する充電の受け入れを停止する充放電切り替え部と、
を備える、バッテリパック。
【請求項１１】
前記監視部が、前記バッテリの状況が異常であることを検出した場合には、前記充電器による前記バッテリに対する充電を停止する旨の要求を、コンピュータ本体に対して通知する通知処理部をさらに備える、
請求項１０に記載のバッテリパック。
【請求項１２】
前記記憶部は、少なくとも１つの閾値をさらに記憶し、
前記監視部は、
前記バッテリの状況が異常ではないと判断した場合には、前記バッテリの状況を示す値が前記閾値によって分類される２つ以上の区分のいずれに属するかを判断し、
前記通知処理部は、
前記監視部が判断した区分を前記コンピュータ本体に対して通知する、
請求項１１に記載のバッテリパック。
【請求項１３】
前記２つ以上の区分は、
少なくとも、前記充電器による前記バッテリに対する充電時の電流値として正常値を指定する区分と、当該正常値よりも大きい値または当該正常値よりも小さい値を指定する区分とを含む、
請求項１２に記載のバッテリパック。
【請求項１４】
前記監視部は、
前記バッテリの状況を示す値として前記バッテリのセル温度を監視するセル温度監視部、前記バッテリのセル電圧を監視するセル電圧監視部および前記バッテリの残容量を監視する残容量監視部のうち、少なくともいずれか１つを有する、
請求項１０乃至請求項１３のいずれか１項に記載のバッテリパック。
【請求項１５】
正常範囲の上限値および当該正常範囲の下限値を記憶する記憶部を備えるバッテリパックは、
バッテリの状況を示す値を取得し、当該バッテリの状況を示す値が、前記記憶部が記憶する前記正常範囲の上限値を超えている場合、または、前記正常範囲の下限値未満である場合に、当該バッテリの状況が異常であることを検出するステップと、
前記バッテリの状況が異常であることを検出した場合には、充電器から前記バッテリに対する充電の受け入れを停止するステップと、
を含んで実行する、バッテリパックによる充電制御方法。
【請求項１６】
バッテリパックとコンピュータ本体とを有する充電制御システムであって、
前記バッテリパックは、
正常範囲の上限値および当該正常範囲の下限値を記憶する記憶部と、
バッテリの状況を示す値を取得し、当該バッテリの状況を示す値が、前記記憶部が記憶する前記正常範囲の上限値を超えている場合、または、前記正常範囲の下限値未満である場合に、当該バッテリの状況が異常であることを検出する監視部と、
前記監視部が、前記バッテリの状況が異常であることを検出した場合には、充電器から前記バッテリに対する充電の受け入れを停止する充放電切り替え部と、
を備えるとともに、
前記監視部が、前記バッテリの状況が異常であることを検出した場合には、前記充電器による前記バッテリに対する充電を停止する旨の要求を、前記コンピュータ本体に対して通知する通知処理部をさらに備え、
前記コンピュータ本体は、
前記充電器による前記バッテリに対する充電を停止する旨の要求を受け付けると、前記充電器による前記バッテリに対する充電を停止する充電制御部を備える、
充電制御システム。
【請求項１７】
バッテリパックとコンピュータ本体とを有する充電制御システムによる充電制御方法であって、
正常範囲の上限値および当該正常範囲の下限値を記憶する記憶部を備える前記バッテリパックは、
バッテリの状況を示す値を取得し、当該バッテリの状況を示す値が、前記記憶部が記憶する前記正常範囲の上限値を超えている場合、または、前記正常範囲の下限値未満である場合に、当該バッテリの状況が異常であることを検出するステップと、
前記バッテリの状況が異常であることを検出した場合には、充電器から前記バッテリに対する充電の受け入れを停止するステップと、
前記バッテリの状況が異常であることを検出した場合には、前記充電器による前記バッテリに対する充電を停止する旨の要求を、前記コンピュータ本体に対して通知するステップと、
を含んで実行し、
前記コンピュータ本体は、
前記充電器による前記バッテリに対する充電を停止する旨の要求を受け付けると、前記充電器による前記バッテリに対する充電を停止するステップ
を含んで実行する、充電制御システムによる充電制御方法。
【請求項１８】
前記演算部は、
前記バッテリに対する充電電流を演算するとともに、前記演算情報に基づいて、バッテリに対する急速充電が可能であるか否かを判断し、
前記通知部は、
前記演算部により演算された充電電流を前記コンピュータに対して通知するとともに、前記演算部により判断された結果を示す急速充電可否情報を前記コンピュータに対して通知する、
請求項１に記載のバッテリパック。
【請求項１９】
前記演算情報は、現在のバッテリへの充電電圧を含み、
バッテリへの充電電圧に関する第５の閾値を記憶する記憶部をさらに備え、
前記演算部は、
前記現在のバッテリへの充電電圧が前記第５の閾値を超えているか否かを判断し、前記現在のバッテリへの充電電圧が前記第５の閾値を超えていると判断した場合には、バッテリに対する急速充電が不可能であると判断する、
請求項１８に記載のバッテリパック。
【請求項２０】
前記演算情報は、現在のバッテリへの充電電流を含み、
急速充電が不可能である場合におけるバッテリへの充電電流に関する第６の閾値を記憶する記憶部と、
前記演算部によってバッテリに対する急速充電が不可能であると判断された場合に、前記現在のバッテリへの充電電流が、前記第６の閾値を超えていることを検出した場合に、充電器からの充電電流が異常であることを検出する検出部と、
前記検出部が、充電器からの充電電流が異常であることを検出した場合には、前記充電器から前記バッテリに対する充電の受け入れを停止する停止部と、
をさらに備える、請求項１８に記載のバッテリパック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリパック、情報処理装置、充電制御システム、バッテリパックによる充電制御方法および充電制御システムによる充電制御方法に関する。詳しくは、バッテリパックの温度に応じて、充電器側の電流量や出力停止機能を制御する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、環境温度によらず、一定の電流値の電流によってバッテリに対する充電が一般的になされていた。ここで、充電反応は、化学反応であり、温度の影響を大きく受ける。一定の電流値の電流によって充電した場合、副反応の起こりやすさや充電生成物の状態は温度によって大きく異なる。そこで、パーソナルコンピュータ用のバッテリパック等の安全利用に関する手引書や推奨規格が各種団体から発行され、バッテリの充電制御の見直しが必要となっている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
安全上リスクのある低温および高温領域では、充電電流値を低減させることが望ましい一方で、ユーザビリティの観点では、充電電流を多く流して充電時間の短縮が求められている。これらの相反する充電仕様を両立させることが必要不可欠である。
【０００４】
【非特許文献１】“ノート型ＰＣにおけるリチウムイオン二次電池の安全利用に関する手引書”、[ｏｎｌｉｎｅ]、平成１９年４月２０日、社団法人電子情報技術産業協会、社団法人電池工業会、[平成２０年６月１６日検索]、インターネット＜ｈｔｔｐ：／／ｉｔ．ｊｅｉｔａ．ｏｒ．ｊｐ／ｐｅｒｉｎｆｏ／ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ／ｐｃ／ｂａｔｔｅｒｙ／０７０４２０．ｐｄｆ＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、バッテリパックの温度に応じて、充電器側の電流量や出力停止機能を制御する機能はなかったという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、バッテリパックの温度に応じて、充電器側の電流量や出力停止機能を制御することが可能な、新規かつ改良された技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明のある観点によれば、バッテリの温度情報を含む充電電流を算出するための演算情報を取得する取得部と、演算情報に基づいて、バッテリに対する充電電流を演算する演算部と、演算部により演算された充電電流をコンピュータに対して通知する通知部と、を備える、バッテリパックが提供される。
【０００８】
かかる構成によれば、バッテリパック内の温度を監視してそれに応じてリアルタイムに充電電流量を制御することが可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、バッテリパック内の温度を監視してそれに応じてリアルタイムに充電電流量を制御することが可能となる。また、標準温度領域では一定の充電電流を確保することで充電時間が長時間化するといった影響はなく、ユーザビリティを損なわないという効果を奏する。さらに、専用コマンドを設けることで通信トラフィックを軽減でき、バッテリ側で演算機能を持つことでコンピュータ本体側の設計開発工数を削減できる。これらにより、安全性を確保しつつ、効率的な充電を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００１１】
［第１実施形態］
《本実施形態に係るシステム構成について》
先ず、本実施形態に係るシステム構成について説明する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係るシステム構成を示す図である。図１に示すように、充電制御システム１０は、例えば、ノート型パーソナルコンピュータ等のコンピュータであり、コンピュータ本体１００と、バッテリパック１３０とを含んで構成される。ここでは、充電制御システム１０の一例として、ノート型パーソナルコンピュータを挙げたが、充電制御システム１０は、バッテリを有する機器であれば特に限定されるものではない。
【００１３】
コンピュータ本体１００は、ＥＣ（Ｅｍｂｅｄｄｅｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）（充電制御部）１１０、充電器１２０、バッテリパック１３０、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）１４０、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）１５０、Ｎｏｒｔｈ  Ｂｒｉｄｇｅ１６０、メモリ１７０、Ｓｏｕｔｈ  Ｂｒｉｄｇｅ１８０、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｋ  Ｄｒｉｖｅ）１９０等により構成される。ＥＣ１１０とバッテリパック１３０とは、ＳＭ―ＢＵＳ（Ｓｙｓｔｅｍ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ−Ｂｕｓ）１１１によって接続されている。
【００１４】
ＥＣ１１０は、ノート型パーソナルコンピュータ等に標準的に内蔵されるＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）であり、Ｋｅｙｂｏａｒｄの制御、各種電源系のパワマネージメント制御等を担うものである。本実施形態においては、ＥＣ１１０を用いることとするが、特にＥＣ１１０に限定されない。ＳＭ−ＢＵＳ１１１を介してバッテリパック１３０と通信可能にされ、充電器１２０を制御する機能を有するものであれば他の構成であってもよい。ＥＣ１１０は、ＳＭ−ＢＵＳ１１１を介して、バッテリパック１３０が有するバッテリの状況、例えば、バッテリの残量、製造情報等を得ることができる。
【００１５】
ＳＭ−ＢＵＳ１１１は、コンピュータのコンポーネント（特に半導体ＩＣ）間の通信用の２線式のバスである。ここでは、ＳＭ−ＢＵＳ１１１を用いることとするが、特にＳＭ−ＢＵＳ１１１に限定されない。ＥＣ１１０とバッテリパック１３０との通信に使用できるものであれば他の構成であってもよい。
【００１６】
充電器１２０は、バッテリに供給する電流量（充電電流値）の多段階切り替え機能を有するものである。すなわち、充電器１２０は、ＥＣ１１０からの電流値指示信号に基づき、指定の電流をバッテリパック１３０に供給する機能を有する。
【００１７】
バッテリパック１３０は、バッテリを有するものであり、例えば、Ｓｍａｒｔ  Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｓｙｓｔｅｍ（以下ＳＢＳ）準拠、または相当の機能を有したバッテリを有する。本実施形態においては、ＳＢＳにおいて標準的に具備されるコマンド以外に、充電電流切り替えのための専用コマンドをサポートする。専用コマンドについては、詳細を後述する。バッテリパック１３０内部には、バッテリセルの温度・電流・電圧機能が存在し、専用ＬＳＩによって管理される。バッテリパック１３０の構成についての詳細は、図２を参照して後述する。ここで、セルとは、電極、セパレータ、電解液、容器、端子等から構成され、充電することによって化学エネルギーを電気エネルギーに変換して電気エネルギー源を供給するシステムの基本構成ユニットを意味する（上記した非特許文献１参照）。コンピュータ用バッテリパックは通常、複数の単電池と制御回路を組み合わせた組電池になっており、本実施形態ではその単電池をセルと記す。また、バッテリ１３８は複数のセルの集合体およびセル単体の総称として記す。
【００１８】
本実施形態では、バッテリパック１３０側からＥＣ１１０に対して、バッテリが必要とする電流を要求するための専用カスタムコマンドを搭載する。通常のＰＣの場合、ＥＣ１１０がデバイスのマスタ、バッテリがスレーブとなるため、ＥＣ１１０が定期的に当該専用カスタムコマンドを発行し、バッテリは、そのレスポンスとして、必要とする電流値情報を提供する。バッテリは、バッテリパック１３０内部の温度、バッテリの残量値、バッテリセルの電圧情報などの様々な環境情報から総合的に最適な充電電流値を算出し、それをＥＣ１１０側に示す。応用例としてバッテリがマスタになってもよい。
【００１９】
《バッテリパック１３０のハードウェア構成について》
図２は、本実施形態に係るバッテリパックのハードウェア構成を示す図である。図２を参照して（適宜図１参照）、本実施形態に係るバッテリパックのハードウェア構成について説明する。
【００２０】
バッテリパック１３０は、バッテリ１３８の温度情報を含む充電電流を算出するための演算情報を取得する取得部と、演算情報に基づいて、バッテリに対する充電電流を演算する演算部と、演算部により演算された充電電流をコンピュータに対して通知する通知部と、を備える。専用コマンドを用いて充電電流をコンピュータに対して通知することとしてもよい。
【００２１】
また、バッテリパック１３０は、温度情報に関する第１の閾値および第２の閾値を記憶する記憶部をさらに備え、演算部は、第１の閾値および第２の閾値で区切られる区分のいずれに温度情報が属するかに応じて、最適な充電電流を演算することとしてもよい。
【００２２】
記憶部は、第１の閾値および第２の閾値で区切られる区分に応じた充電条件を記憶し、演算部は、温度情報の属する区分および区分に応じた充電条件に基づいて、最適な充電電流を演算することとしてもよい。
【００２３】
また、バッテリパック１３０は、温度情報が第１の閾値未満または第２の閾値を超えているか否かを検出する検出部をさらに備えることとしてもよい。また、その場合には、通知部は、温度情報が、第１の閾値未満または第２の閾値を超えていることが検出された場合、バッテリ１３８に対する充電を停止する要求を、コンピュータに対して通知することとしてもよい。
【００２４】
また、バッテリパック１３０は、温度情報が第１の閾値未満であるかまたは第２の閾値を超えているか否かを検出する検出部をさらに備えることとしてもよい。その場合には、記憶部は、第１の閾値および第２の閾値で区切られる区分に応じて設定される、バッテリ１３８への充電電圧および充電電流の少なくとも１つを含む充電条件を記憶する。そして、演算情報は、現在のバッテリへの充電電圧および充電電流の少なくとも１つを含む。検出部は、温度情報が、第１の閾値未満または第２の閾値を超えていることが検出された場合、充電条件と演算情報とに基づいて、バッテリの状況が異常な状態であるか否かを検出する。通知部は、検出部が、バッテリの状況が異常であることを検出した場合、バッテリに対する充電を停止する要求を、コンピュータに対して通知する。
【００２５】
記憶部は、第１の閾値よりも低い第３の閾値および第２の閾値よりも高い第４の閾値を記憶することとしてもよい。その場合には、検出部は、第３の閾値未満および第４の閾値を超えている場合、バッテリの状況が異常であることを検出する。通知部は、検出部が、バッテリの状況が異常であることを検出した場合、バッテリに対する充電を停止する要求を、コンピュータに対して通知する。
【００２６】
また、バッテリパック１３０と、通知部から通知された充電電流に基づいてバッテリ１３８に充電を行う充電制御部を有するコンピュータとを備える情報処理装置を提供することも可能である。
【００２７】
また、バッテリパック１３０と、通知部から通知された充電電流に基づいてバッテリ１３８に充電を行う充電制御部を有するコンピュータとを備える充電制御システムを提供することも可能である。
【００２８】
図２に示すように、本実施形態においては、バッテリパック１３０は、マイコン１３１と、制御ＩＣ１３２と、２次保護ＩＣ１３３と、サーミスタ１３４と、抵抗１３５と、充電ＦＥＴ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）１３６ａ、予備充電ＦＥＴ１３６ｂ、放電ＦＥＴ１３６ｃ、放電ＦＥＴ１３６ｄと、コネクタ１３７と、バッテリ１３８とを備える。バッテリパック１３０は、バッテリ１３８の状況を示す値を取得し、取得したバッテリの状況を示す値に基づいて、バッテリ１３８の状況が異常であることを検出する監視部を備える。監視部は、特に、限定されるものではないが、本実施形態では、後述するセル温度監視部１３１１、セル電圧監視部１３２１および残容量監視部１３２２のうち、少なくともいずれか１つを有することとする。監視部は、バッテリの状況が異常であるか否かを検出する処理を行うが、例えば、所定時間ごとに行うこととすればよく、例えば、２５０ｍｓに１回のペースで行うこととすればよい。応用例として、バッテリ使用累積時間・充放電サイクル回数などのバッテリ使用履歴情報も算出用パラメータに加えてもよい。
【００２９】
マイコン１３１は、監視部の一例として、バッテリ１３８のセル温度を監視するセル温度監視部１３１１を備えることとしてもよい。この場合には、マイコン１３１は、正常範囲の上限値および正常範囲の下限値を記憶する記憶部１３１２を備える。また、この場合には、マイコン１３１は、バッテリの状況を示す値として、バッテリ１３８のセル温度を取得し、取得した値が、記憶部１３１２が記憶する正常範囲の上限値を超えている場合、または、正常範囲の下限値未満である場合に、バッテリの状況が異常であることを検出する。セル温度監視部１３１１は、バッテリ１３８のセル温度を、例えば、サーミスタ１３４の抵抗と外付け抵抗との分圧した電圧をアナログからデジタルに変換（Ａ／Ｄ変換）することによって計測する。
【００３０】
また、マイコン１３１は、バッテリ１３８のセルを流れる電流値を監視するセル電流監視部１３１３を備えることとしてもよい。セル電流監視部１３１３は、バッテリ１３８のセルを流れる電流値を、例えば、抵抗１３５の電圧をＡ／Ｄ変換することによって計測する。
【００３１】
さらに、マイコン１３１は、各種の監視部が、バッテリの状況が異常であることを検出した場合には、充電器１２０によるバッテリに対する充電を停止する旨の要求を、コンピュータ本体１００に対して通知する通知処理部１３１４を備えることとしてもよい。通知処理部１３１４は、例えば、所定時間ごとに処理を行うこととすればよく、例えば、１６〜３０ｓに１回のペースで処理を行うこととすればよい。
【００３２】
また、記憶部１３１２は、少なくとも１つの閾値をさらに記憶することとしてもよい。その場合には、セル温度監視部１３１１は、バッテリの状況が異常ではないと判断した場合には、バッテリの状況を示す値が閾値によって分類される２つ以上の区分のいずれに属するかを判断する。また、その場合には、通知処理部１３１４は、セル温度監視部１３１１が判断した区分をコンピュータ本体１００に対して通知する。ここで、２つ以上の区分は、少なくとも、充電器１２０によるバッテリに対する充電時の電流値として正常値を指定する区分と、正常値よりも大きい値または正常値よりも小さい値を指定する区分とを含むものである。
【００３３】
記憶部１３１２は、閾値として、例えば、低温側の値と高温側の値との２つを記憶することとすればよい。この２つの閾値によって、バッテリの状況を示す値が３つの区分に分類される。したがって、セル温度監視部１３１１は、バッテリの状況が異常ではないと判断した場合には、バッテリの状況を示す値が閾値によって分類される３つの区分（標準温度域、低温度域、高温度域）のいずれに属するかを判断する。また、その場合には、通知処理部１３１４は、セル温度監視部１３１１が判断した区分をコンピュータ本体１００に対して通知する。
【００３４】
コンピュータ本体１００は、セル温度監視部１３１１が判断した区分の通知を受け付けた場合、その区分が低温度域、高温度域のいずれかを示す区分であった場合には、充電器１２０によってバッテリパック１３０に供給される充電電流（充電電圧）を低く設定するのが好ましい。例えば、標準温度域（例えば、１０〜４５℃）を示す区分であった場合には、充電器１２０によってバッテリパック１３０に供給される充電電流を（例えば、１５００ｍＡ（０．７１Ｉｔ））に設定する。他方で、例えば、低温度域（例えば、０〜１０℃）、高温度域（例えば、４５〜６０℃）のいずれかを示す区分であった場合には、充電器１２０によってバッテリパック１３０に供給される充電電流を（例えば、７５０ｍＡ（０．３５Ｉｔ））に設定する。
【００３５】
これは、例えば、バッテリ１３８のセルがリチウムイオン電池等で構成されている場合に、セル温度が高温の場合には、内部短絡による発熱や外部加熱により、正負極の電極構造が崩れるおそれがあるからである。そして、発生した酸素と電解液が反応して発煙、発火等の熱暴走を引き起こすおそれがあるからである。
【００３６】
また、例えば、バッテリ１３８のセルがリチウムイオン電池等で構成されている場合に、セル温度が低温の場合には、物質移動速度が減少し、負極の炭素中のリチウムイオンの挿入が遅くなる。そのため、負極炭素上でリチウムが析出して、内部短絡による発熱、発火に至る可能性が高まるからである。この３つの区分（標準温度域、低温度域、高温度域）については、図３を参照して後述する。
【００３７】
制御ＩＣ１３２は、監視部の一例として、バッテリ１３８のセル電圧を監視するセル電圧監視部１３２１を備えることとしてもよい。この場合には、制御ＩＣ１３２は、正常範囲の上限値および正常範囲の下限値を記憶する記憶部１３２３を備える。また、この場合には、制御ＩＣ１３２は、バッテリの状況を示す値として、バッテリ１３８のセル電圧を取得し、取得した値が、記憶部１３２３が記憶する正常範囲の上限値を超えている場合、または、正常範囲の下限値未満である場合に、バッテリの状況が異常であることを検出する。
【００３８】
また、制御ＩＣ１３２は、監視部の一例として、バッテリ１３８の残容量を監視する残容量監視部１３２２を備えることとしてもよい。この場合には、制御ＩＣ１３２は、正常範囲の上限値および正常範囲の下限値を記憶する記憶部１３２３を備える。また、この場合には、制御ＩＣ１３２は、バッテリの状況を示す値として、バッテリ１３８の残容量を取得し、取得した値が、記憶部１３２３が記憶する正常範囲の上限値を超えている場合、または、正常範囲の下限値未満である場合に、バッテリの状況が異常であることを検出する。バッテリ１３８の放電が進み、残容量が３Ｖを切ると大電流が流せなくなる等の事情を考慮すると、バッテリ１３８の残容量の正常範囲の下限値は、例えば、３Ｖとすればよい。
【００３９】
また、記憶部１３２３は、少なくとも１つの閾値をさらに記憶することとしてもよい。その場合には、セル電圧監視部１３２１または残容量監視部１３２２は、バッテリの状況が異常ではないと判断した場合には、バッテリの状況を示す値が閾値によって分類される２つ以上の区分のいずれに属するかを判断する。また、その場合には、通知処理部１３１４は、セル温度監視部１３１１が判断した区分をコンピュータ本体１００に対して通知する。ここで、２つ以上の区分は、少なくとも、充電器１２０によるバッテリに対する充電時の電流値として正常値を指定する区分と、正常値よりも大きい値または正常値よりも小さい値を指定する区分とを含むものである。
【００４０】
さらに、制御ＩＣ１３２は、各種の監視部が、バッテリの状況が異常であることを検出した場合には、充電器１２０からバッテリに対する充電の受け入れを停止する充放電切り替え部１３２４を備える。充電器１２０からバッテリに対する充電の受け入れを停止するには、例えば、充電ＦＥＴ１３６ａをＯＦＦにすればよい。
【００４１】
２次保護ＩＣ１３３は、マイコン１３１、制御ＩＣ１３２等による制御が効かなくなった場合に備え、２次的な保護素子であり、例えば、バッテリ１３８の電圧をモニタリングする機能等を有する。
【００４２】
サーミスタ１３４は、例えば、バッテリ１３８のセル表面上に配置され、バッテリ１３８のセル温度を測定するセンサとしての機能を有する。
【００４３】
抵抗１３５は、例えば、セルＧＮＤとＳＭ−ＢＵＳ１１１とのＧＮＤ間に配置されるものである。
【００４４】
充電ＦＥＴ１３６ａ、予備充電ＦＥＴ１３６ｂ、放電ＦＥＴ１３６ｃ、放電ＦＥＴ１３６ｄは、バッテリパック１３０の充放電を制御するトランジスタである。充電ＦＥＴ１３６ａ、予備充電ＦＥＴ１３６ｂは、ＯＮにされている場合、充電方向の電流を通し、ＯＦＦにされている場合、充電方向の電流を停止させる。放電ＦＥＴ１３６ｃ、放電ＦＥＴ１３６ｄは、ＯＮにされている場合、放電方向の電流を通し、ＯＦＦにされている場合、放電方向の電流を停止させる。
【００４５】
コネクタ１３７は、ＥＣ１１０または充電器１２０とバッテリパック１３０とを接続するものである。充電時には、充電器１２０からコネクタ１３７を介して充電電流が供給される。また、バッテリパック１３０は、ＳＭ−ＢＵＳ１１１は、コネクタ１３７を経由して、マイコン１３１とＥＣ１１０とを接続している。
【００４６】
バッテリ１３８は、１または複数のセルを有する。また、バッテリ１３８は、充電器１２０から充電電流が供給されることで充電される。
【００４７】
ヒーター抵抗付きヒューズ等の電流遮断素子１３９は、電圧が所定の値を超えた場合に、電流の流れを停止させるものであり、所定の値は、例えば、４．３Ｖに設定されている。
【００４８】
《本実施形態に係るシステムの基本動作について》
電流値切り替えに関連する基本的な流れを以下に示す。
（１）ＥＣ１１０が、定期的に専用カスタムコマンドを発行する。
（２）バッテリパック１３０が、上記コマンドのレスポンスとして、バッテリ１３８が必要とする最適電流値情報をＥＣ１１０に提供する。
（３）ＥＣ１１０は、上記レスポンスデータにて示されている電流値情報に基づき、充電器１２０を制御してバッテリパック１３０に対して最適な充電電流を供給する。
【００４９】
《ＥＣ１１０が最適電流を判断する場合のデメリットについて》
ＥＣ１１０が最適電流を演算、判断する機構にした場合、バッテリパック１３０から、温度情報、残容量情報、セルの電圧情報など様々なデータを取得し、それらから総合的に判断するための演算を行う必要がある。電流切り替えにはリアルタイム性が求められるため、ＳＭ−ＢＵＳ１１１のトラフィックが上がり、ＥＣ１１０側の処理負荷が上がってしまう。また、通信エラーやパケットロスによって必要なデータの一部が欠落してしまい、正しく演算できなくなる可能性がある。
【００５０】
《バッテリパック１３０が最適電流を判断する場合のメリット（その１）について》
これに対して、本実施形態で示したように、バッテリパック１３０側で最適電流を演算、判断する機構にした場合、ＥＣ１１０に対しては、必要な電流のみを示せばよく、ＥＣ１１０側の負荷軽減に寄与できる。（バッテリパック１３０内部のＬＳＩが温度情報、残量情報、セルの電圧情報などを管理しているため、バッテリパック１３０側で演算する方が総合的に高いパフォーマンスをキープできる。）
【００５１】
《バッテリパック１３０が最適電流を判断する場合のメリット（その２）について》
ＰＣ本体側は機種ごとに開発を行っているのに対し、バッテリパック側は、機種に依存せずに開発を行うのが一般的である。そのため、ＥＣ１１０の動作仕様を複雑化すると、機種毎に動作に微妙な差が出たり、非常に大きなデバッグ・検証工数を機種毎に確保しなければならなくなったりする。そこで、本実施形態で示したように、複雑な部分をバッテリパック１３０内部に集約し、ＥＣ１１０側の動作をシンプルにすることによって、設計開発工数を軽減することができる。
【００５２】
《３つの区分（標準温度域、低温度域、高温度域）について》
図３は、３つの区分（標準温度域、低温度域、高温度域）について説明するための図である。図３を参照して、３つの区分（標準温度域、低温度域、高温度域）について説明する。なお、図３および本説明は、上記した非特許文献から抜粋したものである。したがって、３つの区分（標準温度域、低温度域、高温度域）の一例を説明したものにすぎない。
【００５３】
１．温度および電流に対する考え方について
充電反応は、化学反応であり、温度の影響を大きく受ける。同じ上限充電電圧、充電電流としても、副反応の起こりやすさや充電生成物の状態は温度によって大きく異なる。そこで、安全性の観点から厳しい条件と考えられる低温度域および高温度域においては、上限充電電圧、最大充電電流の一方または両方の値を低減させるのが好ましい。
【００５４】
２．標準温度域Ｔ２〜Ｔ３について
標準温度域Ｔ２〜Ｔ３は、充電電圧および充電電流については、安全性の見地から、標準温度域、高温度域、低温度域のそれぞれの温度域に分けて上限値および最大値を定義しているが、そのうち、最も高い値を適用することが可能なセル表面温度領域であると定義される。標準温度域では、安全性の見地から規定された上限充電電圧および最大充電電流に関して、最も高い条件でセルに受電することができる。充電中にセル表面温度がＴ３を上回った場合には、高温度域での充電条件を適用しなければならない。充電中にセル表面温度がＴ２を下回った場合には、低温度域での充電条件を適用しなければならない。
【００５５】
３．高温度域Ｔ３〜Ｔ４
高温度域Ｔ３〜Ｔ４は、標準温度域より高い温度域であり、かつ安全性の見地から、標準温度域における最大充電電流、上限充電電圧の一方または両方を変えることにより許容可能な、充電時セル表面温度領域であると定義される。高温度域において標準温度域と同じ上限充電電圧あるいは最大充電電流にて充電すると、正極の結晶構造の安定性に起因して安全性の低下が懸念される。したがって、高温度域で定める充電条件に切り替える。充電前、セル表面温度がＴ３を上回っている場合には、高温度域で定める充電条件を適用する。充電中、セル表面温度がＴ４を上回っている場合には、いかなる電流での充電も行ってはならない。
【００５６】
４．低温度域Ｔ１〜Ｔ２
標準温度域より低い温度域であり、かつ安全性の見地から、標準温度域における最大充電電流、上限充電電圧の一方または両方を変えることにより許容可能な、充電時セル表面温度領域であると定義される。低温度域では、物質移動速度が減少し、負極の炭素中へのリチウムイオンの挿入が遅くなるため、負極炭素上でリチウムが析出する可能性が高まる。この状態も、発熱という事象に対して熱暴走に至りやすい状態といえる。また、低温度域では充電受け入れ性の温度依存性が大きく、組電池のバランスが崩れやすい。したがって、低温度域で定める充電条件に切り替える。充電前あるいは充電中にセル表面温度がＴ１を下回る場合には、いかなる電流での充電も行ってはならない。
【００５７】
《充電電流値の決定アルゴリズムについて》
次に、充電電流値の決定アルゴリズムについて説明する。図４は、充電電流値を決定する処理の流れを示すフローチャートである。図４を参照して（適宜他の図参照）、充電電流値を決定する処理について説明する。
【００５８】
バッテリパック１３０は、バッテリパック１３０がコンピュータ本体１００に接続されているか否かを判定する（ステップＳ１０１）。接続されていると判定した場合には（ステップＳ１０１で「ＮＯ」）、充電を停止する（ステップＳ１０３）。充電を停止する処理では、具体的に、通知処理部１３１４が、充電器１２０によるバッテリに対する充電を停止する旨の要求を、コンピュータ本体１００に対して通知する。その後、ＥＣ１１０は、その要求を受け付けると、充電器１２０によるバッテリに対する充電を停止する。以降における充電を停止する処理についても同様とする。
【００５９】
バッテリパック１３０は、バッテリパック１３０がコンピュータ本体１００に接続されていると判定した場合には（ステップＳ１０１で「ＹＥＳ」）、セル温度監視部１３１１は、バッテリ１３８のセル温度が安全領域内か否かを判定する（ステップＳ１０２）。この判定は、例えば、セル温度が正常範囲に属するか否かを判定することによって行う。安全領域内ではないと判定した場合には（ステップＳ１０２で「ＮＯ」）、充電を停止する（ステップＳ１０３）。
【００６０】
セル温度監視部１３１１は、バッテリ１３８のセル温度が安全領域内であると判定した場合には（ステップＳ１０１で「ＮＯ」）、バッテリ１３８のセル温度が低温域内か否かを判定する（ステップＳ１０４）。低温域内であると判定した場合には（ステップＳ１０４で「ＹＥＳ」）、セル電圧監視部１３２１は、バッテリ１３８のセルの電圧が閾値を超えていないか否かを判定する（ステップＳ１０５）。
【００６１】
バッテリ１３８のセルの電圧が閾値を超えていないと判定した場合には（ステップＳ１０５で「ＹＥＳ」）、低温用の充電電流値を設定する（ステップＳ１０６）。低温用の充電電流値を設定する処理では、具体的に、通知処理部１３１４が、充電器１２０によるバッテリに対する充電電流を低温用の充電電流値の電流にする旨の要求を、コンピュータ本体１００に対して通知する。その後、ＥＣ１１０は、その要求を受け付けると、充電器１２０によるバッテリに対する充電を低温用の充電電流値の電流にする。
【００６２】
バッテリ１３８のセルの電圧が閾値を超えていると判定した場合には（ステップＳ１０５で「ＮＯ」）、充電を停止する（ステップＳ１０７）。
【００６３】
セル温度監視部１３１１は、バッテリ１３８のセル温度が低温域内ではないと判定した場合には（ステップＳ１０４で「ＮＯ」）、セル温度監視部１３１１は、バッテリ１３８のセル温度が高温域内であるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。高温域内ではないと判定した場合には（ステップＳ１０８で「ＮＯ」）、充電電流値をデフォルト値に設定する（ステップＳ１０９）。充電電流値をデフォルト値に設定する処理では、具体的に、通知処理部１３１４が、充電器１２０によるバッテリに対する充電電流をデフォルト値の大きさの電流にする旨の要求を、コンピュータ本体１００に対して通知する。その後、ＥＣ１１０は、その要求を受け付けると、充電器１２０によるバッテリに対する充電をデフォルト用の充電電流値の電流にする。
【００６４】
セル温度監視部１３１１が、バッテリ１３８のセル温度が高温域内であると判定した場合には（ステップＳ１０８で「ＹＥＳ」）、セル電圧監視部１３２１は、バッテリ１３８のセルの電圧が閾値を超えていないか否かを判定する（ステップＳ１１０）。
【００６５】
バッテリ１３８のセルの電圧が閾値を超えていないと判定した場合には（ステップＳ１１０で「ＹＥＳ」）、高温用の充電電流値を設定する（ステップＳ１１１）。高温用の充電電流値を設定する処理では、具体的に、通知処理部１３１４が、充電器１２０によるバッテリに対する充電電流を高温用の充電電流値の電流にする旨の要求を、コンピュータ本体１００に対して通知する。その後、ＥＣ１１０は、その要求を受け付けると、充電器１２０によるバッテリに対する充電を高温用の充電電流値の電流にする。
【００６６】
バッテリ１３８のセルの電圧が閾値を超えていると判定した場合には（ステップＳ１１０で「ＮＯ」）、充電を停止する（ステップＳ１１２）。
【００６７】
《バッテリ挿入時の充電電流の変更について》
次に、バッテリ挿入時の充電電流の変更について説明する。図５は、バッテリ挿入時に充電電流を変更する処理の流れを示すフローチャートである。図５を参照して（適宜他の図参照）、バッテリ挿入時に充電電流を変更する処理について説明する。
【００６８】
図５に示すように、ＡＣアダプタが挿入され（ステップＳ２０１）、バッテリパック１３０が充電器１２０に挿入された、または、バッテリパック１３０内の情報が変化したとする（ステップＳ２０２）。ＥＣ１１０は、充電電流情報取得要求をバッテリパック１３０に送信する（ステップＳ２０３）。バッテリパック１３０は、充電電流情報をＥＣ１１０に送信し（ステップＳ２０４）、ＥＣ１１０は、充電器１２０に充電電流変更要求を送信する（ステップＳ２０５）。充電器１２０は、充電電流変更処理を行う（ステップＳ２０６）。
【００６９】
《充電電流情報の変更時における充電電流の変更について》
次に、充電電流情報の変更時における充電電流の変更について説明する。図６は、充電電流情報の変更時における充電電流の変更する処理の流れを示すフローチャートである。図６を参照して（適宜他の図参照）、充電電流情報の変更時における充電電流の変更処理について説明する。
【００７０】
図６に示すように、ＥＣ１１０は、バッテリパック１３０に充電電流情報取得要求を送信する（ステップＳ３０１）。バッテリパック１３０は、ＥＣ１１０に充電電流情報を送信する（ステップＳ３０２）。バッテリ１３８の状態変化が生じたとする（ステップＳ３０３）。ＥＣ１１０は、バッテリパック１３０に充電電流情報取得要求を送信する（ステップＳ３０４）。バッテリパック１３０は、ＥＣ１１０に充電電流情報を送信する（ステップＳ３０５）。ＥＣ１１０は、充電器１２０に充電電流変更要求を送信する（ステップＳ３０６）。充電器１２０は、充電電流変更処理を行う（ステップＳ３０７）。
【００７１】
《通信不成立時について》
次に、通信不成立時の処理について説明する。図７は、通信不成立時の処理の流れを示すフローチャートである。図７を参照して（適宜他の図参照）、通信不成立時の処理について説明する。
【００７２】
図７に示すように、ＥＣ１１０は、バッテリパック１３０に充電電流情報取得要求を送信する（ステップＳ４０１）。バッテリパック１３０は、ＥＣ１１０に充電電流情報を送信する（ステップＳ４０２）。ＥＣ１１０は、充電電流情報の受信を失敗し、Ｘ回（Ｘは任意）のエラーを検出した場合に充電を停止する（ステップＳ４０３）。ＥＣ１１０は、充電器１２０に充電電流停止要求を送信する（ステップＳ４０４）。充電器１２０は、充電電流停止処理を行う（ステップＳ４０５）。
【００７３】
ＥＣ１１０は、バッテリパック１３０に充電電流情報取得要求を送信する（ステップＳ４０６）。バッテリパック１３０は、ＥＣ１１０に充電電流情報を送信する（ステップＳ４０７）。ＥＣ１１０は、通信成立で、充電電流を指定された電流に変更する処理を行う（ステップＳ４０８）。ＥＣ１１０は、充電器１２０に充電電流変更要求を送信する（ステップＳ４０９）。充電器１２０は、充電電流変更処理を行う（ステップＳ４１０）。
【００７４】
《バッテリ取り外し時の処理について》
次に、バッテリ取り外し時の処理について説明する。図８は、バッテリ取り外し時の処理の流れを示すフローチャートである。図８を参照して（適宜他の図参照）、バッテリ取り外し時の処理について説明する。
【００７５】
図８に示すように、バッテリパック１３０が充電器１２０から外されたとする（ステップＳ５０１）。バッテリパック１３０は、バッテリ取り外し時の処理を行い（ステップＳ５０２）、ＥＣ１１０は、充電電流情報のリセットを行う（ステップＳ５０３）。ＥＣ１１０は、充電器１２０に充電電流変更要求を送信する（ステップＳ５０４）。充電器１２０は、充電電流変更処理を行う（ステップＳ５０５）。
【００７６】
《本実施形態が奏する効果について》
本実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
【００７７】
バッテリパック１３０が、検出したバッテリ１３８の状況に応じて、充電の受け入れを停止することが可能となる。
【００７８】
ユーザビリティ、安全性の両方を満足して、バッテリ１３８に対して最適充電を行うことができる。（バッテリに搭載されるマイコンとの間で、バッテリ状態に基づいて最適な充電電流値を通信することにより、リアルタイムに充電電流を切り替えるシステムを提供することができる。）
【００７９】
複雑な処理をバッテリパック１３０側にて行うことにより、ＥＣ１１０側の負荷、ＥＣ１１０とバッテリパック１３０間の通信負荷を軽減できる。これにより、システム全体としてパフォーマンスを向上することができる。（専用のカスタムコマンドを用意することで、ＥＣとバッテリ間の通信負荷を軽減することができる。）
【００８０】
複数の異なる開発委託機関に対しても、仕様にバラツキが発生せず、また設計開発工数が増大することなくソフトウェアを開発できる。
【００８１】
《本実施形態の変形例について》
上記では、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００８２】
例えば、本実施形態では、バッテリパック１３０側で演算した情報を、専用カスタムコマンドを通じてＥＣ１１０に返すこととしたが、温度、電圧、残容量の情報をＥＣ１１０へ伝達してＥＣ１１０側で演算を行うことも可能である。
【００８３】
また、例えば、本実施形態では、変更できる対象を充電電流としたが、充電電圧を変更することも可能である。
【００８４】
本実施形態に示した技術をさらに応用し、専用のメカボタンまたはユーティリティ等の入力装置により、急速充電機能をサポートすることもできる。これによって、バッテリ１３８のステータスに応じた最適な充電電流（ノーマル充電または急速充電）に自動的に切り替えることも可能である。応用例として、放電時において、最大放電電力の制限閾値を切替える機能も可能である。
【００８５】
［第２実施形態］
第１実施形態に示した技術は、バッテリのセル温度が低温または高温である場合に充電電流を抑えるものであり、標準温度領域では一定の電流値の電流でバッテリの充電を行うことが想定されるものである。しかし、充電時間を短縮するために充電電流を上げた場合、バッテリに対して繰り返し充放電を行うと、バッテリの容量が減ってしまう（バッテリのサイクル劣化特性が悪化する）おそれがある。充電時間の短縮とサイクル劣化特性の維持とを両立させるような充電方式が必要不可欠である。第２実施形態は、所定の条件を満たす場合に、バッテリに対する充電電流を増やして急速充電を行うことで、通常充電に比べてバッテリのサイクル劣化特性を悪化させずに充電時間を短縮するものである。
【００８６】
《第２実施形態の概要について》
第２実施形態では、標準温度領域のうち、バッテリのセル電圧が低い領域でのみ充電電流を増加させるものである。バッテリのセル電圧が低い領域では充電電流を増やしても、サイクル劣化特性に悪影響が少ないので、通常充電と同等のサイクル劣化特性を維持しつつ、充電時間を短縮することができる。また、充電電流値をリアルタイムで切り替えることで、温度・電圧が変化した場合にも、十分なサイクル劣化特性・安全性を確保することができる。
《第２実施形態に係るシステム構成について》
先ず、第２実施形態に係るシステム構成について説明する。
【００８７】
第２実施形態に係るシステム構成については、第１実施形態に係るシステム構成と比較して、急速充電を行う機能が追加されている。図９は、第２実施形態に係るバッテリパックのハードウェア構成を示す図である。図９に示すように、第２実施形態に係るバッテリパック１３０Ａは、第１実施形態に係るバッテリパック１３０と比較して、マイコン１３１に急速充電制御部１３１５が追加されている。
【００８８】
《第２実施形態に係るシステムの基本動作について》
図１０は、第２実施形態に係る充電制御システムにおける急速充電に関連する基本的な処理の流れを示す図である。図１１は、急速充電が可能な条件の一例を示す図である。図１２は、デバイス異常時における保護機能の一例を示す図である。図１０乃至図１２を参照して、第２実施形態に係る充電制御システムにおける急速充電に関連する基本的な処理の流れについて説明する。
【００８９】
（１）ＥＣ１１０が、定期的に専用カスタムコマンドを発行する。
（２）バッテリパック１３０の通知処理部１３１４は、上記コマンドのレスポンスとして、バッテリ１３８が必要とする最適電流値情報をＥＣ１１０に通知する。この際に、急速充電制御部１３１５は、バッテリ１３８の状況に応じて、バッテリ１３８に対する急速充電が可能であるか否かを判断する。急速充電制御部１３１５は、バッテリ１３８の状況が所定の条件を満たす場合には充電が可能であると判断し、急速充電ＯＫ信号を、通知処理部１３１４を介してＥＣ１１０に通知する。本実施形態では、急速充電制御部１３１５は、急速充電ＯＫ信号を、通知処理部１３１４を介してＥＣ１１０に通知することとするが、急速充電ＮＧ信号を、通知処理部１３１４を介してＥＣ１１０に通知することとしてもよい。また、急速充電制御部１３１５は、判断した結果を示す急速充電可否情報を、通知処理部１３１４を介してＥＣ１１０に対して通知することとしてもよい。
【００９０】
上記したとは、例えば、バッテリ１３８のセル温度に対する条件を含むものとすることが可能である。また、例えば、バッテリ１３８のセル電圧に対する条件を含むものとすることが可能である。図１１に示す例では、バッテリ１３８に関する所定の条件として、バッテリ１３８のセル温度、セル電圧の両方に対する条件を含む場合が示されている。図１１に示した例において、ｔ１，ｔ２，ｔ３，ｔ４は、隣接する領域間の境界値を示すセル温度であり、その大小関係は、例えば、ｔ１＜ｔ２＜ｔ３＜ｔ４である。ｖ１，ｖ２，ｖ３，ｖ４，ｖ５は、隣接する領域間の境界値を示すセル電圧であり、その大小関係は、例えば、ｖ１＜ｖ２＜ｖ３＜ｖ４＜ｖ５である。図１１に示した括弧内の数値ｉ１，ｉ２，ｉ３，ｉ４は、各領域における最適な電流値を示すものであり、その大小関係は、例えば、ｉ１＜ｉ２＜ｉ３＜ｉ４である。例えば、「急速充電可能領域」として示されている領域は、バッテリ１３８のセル温度がｔ２〜ｔ３、バッテリ１３８のセル電圧がｖ１〜ｖ２の条件を満たす領域として示されている。急速充電制御部１３１５は、セル温度監視部１３１１からバッテリ１３８のセル温度を取得することができ、セル電圧監視部１３２１からバッテリ１３８のセル電圧を取得することができる。なお、バッテリ１３８に関する所定の条件（例えば、図１１に示した隣接する領域間の境界値等）は、例えば、閾値として記憶部１３１２に記憶されている。
【００９１】
図１１に示した例では、「急速充電可能領域」として示されている領域は、すくなくとも、バッテリ１３８のセル電圧がｖ１〜ｖ２の条件を満たす領域であるとした。一般的に、バッテリ１３８のセル電圧が高い状態で充電電流値を大きくすると、バッテリ１３８のサイクル劣化特性の悪化が顕著になる現象が知られている。そこで、例えば、急速充電を行った場合において、急速充電を行わない場合と同程度のサイクル劣化特性を維持できるセル電圧としての上限値（バッテリ１３８の残容量が６０％程度）を実験データによって特定して、特定した値をｖ２とすることができる。図１１に示した例では、「急速充電可能領域」として示されている領域のうち、バッテリ１３８のセル電圧としての上限値がｖ２となっている。しかし、この上限値は、上記の値に限定されるものではなく、その時々で適切に算出される理論値、実験値等によって特定されるものである。
【００９２】
（３）ＥＣ１１０は、上記レスポンスデータにて示されている最適電流値情報および急速充電可否情報に基づいて、充電電流値を決定し、決定した充電電流値を示す充電電流制御信号を充電器１２０に出力する。充電器１２０は、充電電流制御信号が示す充電電流値を大きさとする充電電流をバッテリ１３８に出力することで、バッテリ１３８を充電する。
【００９３】
なお、ＣＰＵ１４０が、ＨＤＤ１９０に記憶されているソフトウェアであるＵｔｉｌｉｔｙを実行しており、このソフトウェアの機能によってユーザから急速充電を行うか否かを指定する情報の入力を受け付け、ＥＣ１１０に出力することとしてもよい。その場合には、ＥＣ１１０は、例えば、マイコン１３１から急速充電ＯＫ信号の入力を受け付けた上に、ＣＰＵ１４０から急速充電を行う旨を示す急速充電指示を受けた場合に、急速充電を行うと判断することとしてもよい。
【００９４】
また、最適電流値情報、急速充電可否情報、ユーザからの指示の他に、バッテリ１３８の状態も考慮された上で、ＥＣ１１０による充電レベルが決定され、充電レベルに対応付けられている充電電流値が決定されることとしてもよい。
【００９５】
（４）図１２に示すように、ＥＣ１１０が正常な状態で、マイコン１３１が異常な状態となった場合には、ＥＣ１１０がマイコン１３１との通信エラーを検知し、ＥＣ１１０が、充電器１２０からバッテリ１３８に出力される充電電流を止めることで安全性を確保することができる。
【００９６】
（５）図１２に示すように、マイコン１３１が正常な状態で、ＥＣ１１０が異常な状態となった場合には、急速充電制御部１３１５が充電電流の異常を検知し、充放電切り替え部１３２４が充電器１２０からの充電電流の受け入れを停止する。急速充電制御部１３１５は、現在の充電電流値をセル電流監視部１３１３から取得する。記憶部１３１２は、例えば、急速充電ＯＫの場合における充電電流値の閾値と、急速充電ＮＧの場合における充電電流値の閾値とを別の値として記憶しておくこととすればよい。その場合には、急速充電制御部１３１５は、現在の充電電流値が現在の状態に対応する閾値を超えていることを検出した場合に、充電器１２０からの充電電流が異常であることを検出する。
【００９７】
《第２実施形態に係るシステムのメリットについて》
サイクル劣化特性を維持しつつ充電時間を短縮することが可能である。標準温度領域のうち、バッテリ１３８のセル電圧が低い領域でのみ充電電流を増加させることで、通常充電と同等のサイクル劣化特性を維持しつつ、充電時間を短縮することができる。バッテリ１３８のセル電圧が低いのは、主にバッテリ１３８の残容量が少ないときであるので、バッテリ１３８の残容量が少ないときに急速充電できることとすれば、ユーザビリティも高い状態を維持できる。
【００９８】
リアルタイムで充電電流を変えることができることで、温度・電圧が変化してもサイクル劣化特性・安全性を維持することが可能である。バッテリパック１３０の温度・電圧は、使用状況により刻々と変化するため、バッテリパック１３０の最適な充電電流値も変化する。刻々と変化する、バッテリパック１３０の最適充電電流値に対して、充電回路が出力する充電電流の大きさや安全回路の動作点をリアルタイムで適応させることで、バッテリパック１３０の温度・電圧が変化したときにも、サイクル劣化特性を維持することができる。また、ＪＥＩＴＡ、電池工業会などから発行されている推奨規格にも対応しており、十分な安全性を確保することができる。
【００９９】
《第２実施形態の変形例について》
上記では、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１００】
例えば、第２実施形態では、温度・電圧をもとに急速充電の可否を判断したが、バッテリの残容量が所定の容量に達した場合、もしくはバッテリの電圧が所定の電圧に達した場合に充電を止める機能を付加することもできる。例えば、バッテリに対して充電を行っているうちに、バッテリの残容量が８０％を超えた時点で充電を停止することができる。これによって、バッテリパックのサイクル劣化特性をさらに改善することが可能である。
【０１０１】
第２実施形態では、ユーザが急速充電の可否を設定することができたが、ユーザのバッテリ使用履歴情報を分析してユーザの趣向に合わせた充電プロファイルでの充電を行うことも可能である。例えば、記憶部１３１２等にユーザのバッテリ使用履歴情報として、バッテリの残容量の時間変化を記憶しておく。そして、急速充電制御部１３１５が、放電回数全体に対して、残容量が所定の値（例えば、記憶部１３１２に記憶されている）より小さいところまで放電される回数が所定の割合（例えば、記憶部１３１２に記憶されている）より大きいか否かを判断する。所定の割合よりも大きい場合には、そのユーザは持ち運びが多いと判断して、急速充電を自動で行うこととしてもよい。また、急速充電制御部１３１５は、満充電が多いユーザは持ち運びが少ないと判断して、急速充電を行わないこととしてもよい。
【０１０２】
第２実施形態では、ＥＣ・バッテリパックでそれぞれ動作異常時におけるソフトウェアによる保護機能を組み込むこととしたが、電流制限スイッチ等のハードウェア保護機能を組み込むことでさらに安全性を高めることが可能である。
【０１０３】
第２実施形態では、１つのコンピュータ本体に対してバッテリパックが１つ接続されることとしたが、１つのコンピュータ本体に対してバッテリパックが複数接続されることとしてもよい。その場合に、コンピュータ本体のＥＣは、各バッテリパックに合わせた充電制御を行うこととすることもできる。
【０１０４】
《第２実施形態が奏する効果について》
第２実施形態によれば、以下のような効果を奏する。
【０１０５】
従来の充電方式に比べて、サイクル劣化特性を維持しつつ、充電時間を短縮することができる。
【０１０６】
充電電流値の異なる複数のバッテリに展開可能であり、ひとつのノート型ＰＣにバッテリセル数等の異なる複数のバッテリを接続して、それぞれのバッテリに合わせた急速充電を実現することが可能である。
【０１０７】
バッテリセル電圧が低い（＝バッテリ残量が少ない）ときに急速充電が可能となりユーザビリティが高い。
【０１０８】
ノート型ＰＣを持ち運ぶことが多いユーザにとって、移動の合間の短い時間でたくさんの充電ができるので、ＡＣアダプタを携帯する必要性がなくなり、モバイル性が高まる。
【０１０９】
複雑な処理をバッテリパック側にて行うことにより、ＥＣとバッテリ間の通信負荷を軽減でき、通信ミス等による動作異常を減らすことができ、安全性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本実施形態に係るシステム構成を示す図である。
【図２】本実施形態に係るバッテリパックのハードウェア構成を示す図である。
【図３】３つの区分（標準温度域、低温度域、高温度域）について説明するための図である。
【図４】充電電流値を決定する処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】バッテリ挿入時に充電電流を変更する処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】充電電流情報の変更時における充電電流の変更する処理の流れを示すフローチャートである。
【図７】通信不成立時の処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】バッテリ取り外し時の処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】第２実施形態に係るバッテリパックのハードウェア構成を示す図である。
【図１０】第２実施形態に係る充電制御システムにおける急速充電に関連する基本的な処理の流れを示す図である。
【図１１】急速充電が可能な条件の一例を示す図である。
【図１２】デバイス異常時における保護機能の一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１０    充電制御システム
１００  コンピュータ本体
１１１  ＳＭ−ＢＵＳ
１２０  充電器
１３０  バッテリパック
１３１  マイコン
１３２  制御ＩＣ
１３３  ２次保護ＩＣ
１３４  サーミスタ
１３５  抵抗
１３６ａ  充電ＦＥＴ
１３６ｂ  予備充電ＦＥＴ
１３６ｃ  放電ＦＥＴ
１３６ｄ  放電ＦＥＴ
１３７  コネクタ
１３８  バッテリ
１３９  ヒーター抵抗付きヒューズ等の電流遮断素子
１３１１  セル温度監視部
１３１２  記憶部
１３１３  セル電流監視部
１３１４  通知処理部
１３１５  急速充電制御部
１３２１  セル電圧監視部
１３２２  残容量監視部
１３２３  記憶部
１３２４  充放電切り替え部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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