(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁誘導式のトランスポンダとリーダ／ライタとして非接触通信を行う非接触通信制御部と、
前記トランスポンダとして前記非接触通信を行うときのアンテナと、
前記リーダ／ライタとして前記非接触通信を行うときのアンテナと、
セル部の充電を制御する電池制御部と
を備え、
前記非接触通信制御部は、前記電池制御部から供給された前記セル部の充電状態を非接触で通信する
電池。
【請求項２】
充電器からの充電電流を前記セル部に供給する通常モードと、前記セル部をバイパスするバイパスモードとを切り替えるスイッチをさらに備え、
前記電池制御部は、前記スイッチも制御する
請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記スイッチは、電圧が印加されないとき、前記バイパスモードに設定される
請求項２に記載の電池。
【請求項４】
前記非接触通信制御部は、前記トランスポンダとして動作したときに受信した搬送波を、前記リーダ／ライタとして動作するときの搬送波として用いてデータを送信する
請求項１に記載の電池。
【請求項５】
電池セルである
請求項１に記載の電池。
【請求項６】
電池パックである
請求項１に記載の電池。
【請求項７】
複数の電池セルが直列に接続され、
前記電池セルそれぞれは、
電磁誘導式のトランスポンダとリーダ／ライタとして非接触通信を行う非接触通信制御部と、
前記トランスポンダとして前記非接触通信を行うときのアンテナと、
前記リーダ／ライタとして前記非接触通信を行うときのアンテナと、
セル部の充電を制御する電池制御部と
を備え、
前記非接触通信制御部は、前または後に隣接する前記電池セルの前記非接触通信制御部と、前記電池制御部から供給された前記セル部の充電状態を非接触で通信する
電池パック。
【請求項８】
前記トランスポンダとして前記非接触通信を行うときのアンテナは、前記電池セルの長手方向の一端に配置され、前記リーダ／ライタとして前記非接触通信を行うときのアンテナは、前記電池セルの長手方向の他端に配置されている
請求項７に記載の電池パック。
【請求項９】
直列に接続された２以上の前記電池セルの列が、前記電池セルの長手方向と垂直な方向に複数配置されている
請求項７に記載の電池パック。
【請求項１０】
前記電池セルの長手方向と垂直な方向に複数配置されている２以上の前記電池セルの列が、隣接する列どうしで前記長手方向にずれて配置されている
請求項９に記載の電池パック。
【請求項１１】
前記電池セルの長手方向と垂直な方向に複数配置されている２以上の前記電池セルの列の間にセパレータが配置されている
請求項９に記載の電池パック。
【請求項１２】
前記電池セルそれぞれは、
充電器からの充電電流を前記セル部に供給する通常モードと、前記セル部をバイパスするバイパスモードとを切り替えることができ、電圧が印加されないとき、前記バイパスモードに設定されるスイッチをさらに備える
請求項７に記載の電池パック。
【請求項１３】
外部に出力する電圧を一定にする電圧レギュレータをさらに備える
請求項１２に記載の電池パック。
【請求項１４】
電磁誘導式のトランスポンダとリーダ／ライタとして非接触通信を行う非接触通信制御部と、
前記トランスポンダとして前記非接触通信を行うときのアンテナと、
前記リーダ／ライタとして前記非接触通信を行うときのアンテナと、
充電対象の電池に供給する充電電流を制御する充電制御部と
を備え、
前記非接触通信制御部は、前記電池の充電状態を非接触で通信し、
前記充電制御部は、前記非接触通信により受信した前記電池の充電状態に応じて、前記充電電流を制御する
充電器。
【請求項１５】
電池パックと充電器とからなり、
前記電池パックは、
複数の電池セルが直列に接続され、
前記電池セルそれぞれは、
電磁誘導式のトランスポンダとリーダ／ライタとして非接触通信を行う電池セル非接触通信制御部と、
前記トランスポンダとして前記非接触通信を行うときのアンテナと、
前記リーダ／ライタとして前記非接触通信を行うときのアンテナと、
セル部の充電を制御する電池制御部と
を備え、
前記電池セル非接触通信制御部は、前または後に隣接する前記電池セルの前記電池セル非接触通信制御部と、前記電池制御部から供給された前記セル部の充電状態を非接触で通信し、
前記充電器は、
電磁誘導式のトランスポンダとリーダ／ライタとして非接触通信を行う充電器非接触通信制御部と、
前記トランスポンダとして前記非接触通信を行うときのアンテナと、
前記リーダ／ライタとして前記非接触通信を行うときのアンテナと、
前記電池パックに供給する充電電流を制御する充電制御部と
を備え、
前記充電器非接触通信制御部は、前記電池パックの充電状態を非接触で通信し、
前記充電制御部は、前記非接触通信により受信した前記電池パックの充電状態に応じて、前記充電電流を制御する
充電システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、電池、電池パック、充電器、および充電システムに関し、特に、電池セルの個数が多数となる場合でも、簡単な構造で、充放電制御を行うことができるようにする電池、電池パック、充電器、および充電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
複数の電池セルを接続して構成される電池パックを充電する場合には、セルバランスを考慮する必要があり、個々の電池セルの容量や充放電特性、温度などを確認しながら、充放電制御をする必要がある（例えば、特許文献１参照）。そのため、従来は、図１において破線で示されるような、セル電圧や温度など、充放電制御データを取得するための専用の配線が、電池セルごとに設けられていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−３２０３３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、例えば、大容量を必要とする大型の電池パックのように、電池セルの個数が多数となると、充放電制御データを取得するための配線も増えるため、構造が複雑になってしまう。
【０００５】
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、電池セルの個数が多数となる場合でも、簡単な構造で、充放電制御を行うことができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本技術の第１の側面の電池は、電磁誘導式のトランスポンダとリーダ／ライタとして非接触通信を行う非接触通信制御部と、前記トランスポンダとして前記非接触通信を行うときのアンテナと、前記リーダ／ライタとして前記非接触通信を行うときのアンテナと、
セル部の充電を制御する電池制御部とを備え、前記非接触通信制御部は、前記電池制御部から供給された前記セル部の充電状態を非接触で通信する。
【０００７】
本技術の第１の側面においては、セル部の充電が制御され、その充電状態が、電磁誘導式のトランスポンダとリーダ／ライタとして非接触通信により通信される。
【０００８】
本技術の第２の側面の電池パックは、複数の電池セルが直列に接続され、前記電池セルそれぞれは、電磁誘導式のトランスポンダとリーダ／ライタとして非接触通信を行う非接触通信制御部と、前記トランスポンダとして前記非接触通信を行うときのアンテナと、前記リーダ／ライタとして前記非接触通信を行うときのアンテナと、セル部の充電を制御する電池制御部とを備え、前記非接触通信制御部は、前または後に隣接する前記電池セルの前記非接触通信制御部と、前記電池制御部から供給された前記セル部の充電状態を非接触で通信する。
【０００９】
本技術の第２の側面においては、複数の電池セルが直列に接続されている。電池セルそれぞれではセル部の充電が制御され、その充電状態が、電磁誘導式のトランスポンダとリーダ／ライタとして、電池セル間で非接触通信により通信される。
【００１０】
本技術の第３の側面の充電器は、電磁誘導式のトランスポンダとリーダ／ライタとして非接触通信を行う非接触通信制御部と、前記トランスポンダとして前記非接触通信を行うときのアンテナと、前記リーダ／ライタとして前記非接触通信を行うときのアンテナと、充電対象の電池に供給する充電電流を制御する充電制御部とを備え、前記非接触通信制御部は、前記電池の充電状態を非接触で通信し、前記充電制御部は、前記非接触通信により受信した前記電池の充電状態に応じて、前記充電電流を制御する。
【００１１】
本技術の第３の側面においては、電磁誘導式のトランスポンダとリーダ／ライタとして非接触通信が行われ、充電対象の電池の充電状態が非接触で通信され、非接触通信により受信した電池の充電状態に応じて、充電電流が制御される。
【００１２】
本技術の第４の側面の充電システムは、電池パックと充電器とからなり、前記電池パックは、複数の電池セルが直列に接続され、前記電池セルそれぞれは、電磁誘導式のトランスポンダとリーダ／ライタとして非接触通信を行う電池セル非接触通信制御部と、前記トランスポンダとして前記非接触通信を行うときのアンテナと、前記リーダ／ライタとして前記非接触通信を行うときのアンテナと、セル部の充電を制御する電池制御部とを備え、前記電池セル非接触通信制御部は、前または後に隣接する前記電池セルの前記電池セル非接触通信制御部と、前記電池制御部から供給された前記セル部の充電状態を非接触で通信し、前記充電器は、電磁誘導式のトランスポンダとリーダ／ライタとして非接触通信を行う充電器非接触通信制御部と、前記トランスポンダとして前記非接触通信を行うときのアンテナと、前記リーダ／ライタとして前記非接触通信を行うときのアンテナと、前記電池パックに供給する充電電流を制御する充電制御部とを備え、前記充電器非接触通信制御部は、前記電池パックの充電状態を非接触で通信し、前記充電制御部は、前記非接触通信により受信した前記電池パックの充電状態に応じて、前記充電電流を制御する。
【００１３】
本技術の第４の側面においては、複数の電池セルが直列に接続されている電池パック側では、電池セルそれぞれで、セル部の充電が制御され、その充電状態が、電磁誘導式のトランスポンダとリーダ／ライタとして、電池セル間で非接触通信により通信される。充電器側では、電磁誘導式のトランスポンダとリーダ／ライタとして電池パックと非接触通信が行われ、電池パックの充電状態が非接触で通信され、非接触通信により受信した電池パックの充電状態に応じて、充電電流が制御される。
【発明の効果】
【００１４】
本技術の第１および第２の側面によれば、電池セルの個数が多数となる場合でも、簡単な構造で、充放電制御を行うことができる。
【００１５】
また、本技術の第３および第４の側面によれば、第１の側面の電池または第２の側面の電池パックを適切に充放電制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】充放電制御のための配線の従来例を示す図である。
【図２】本技術を適用した充電システムの一実施の形態の構成例を示す図である。
【図３】電池セルの外観に内部構造を重ねて示した図である。
【図４】非接触近距離通信の概要を説明する図である。
【図５】電池セルと充電器の機能的構成例を示すブロック図である。
【図６】正常に充電がされる場合の複数の電池セルの動作について説明する図である。
【図７】自己診断可能なトラブルが発生した場合の複数の電池セルの動作について説明する図である。
【図８】自己診断不能なトラブルが発生した場合の複数の電池セルの動作について説明する図である。
【図９】複数の電池セルのその他の配置例を示している。
【図１０】応用例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
［充電システムの構成例］
図２は、本技術を適用した充電システムの一実施の形態の構成例を示している。
【００１８】
充電システムは、複数の電池セル１を接続して構成される電池パック２と充電器３とで構成される。図２の例では、電池パック２内では、N個の電池セル１が直列に接続されており、必要な場合には、N個の電池セル１それぞれを電池セル１−１乃至１−Ｎと区別して説明する。電池パック２は、充電器３に装着されることで、充放電することができる。なお、充電器３は、携帯型のパーソナルコンピュータ、デジタル（ビデオ）カメラなどの電子機器の一部として組み込まれ、電池パック２と充電器３が電子機器の一部とされる場合もある。
【００１９】
電池セル１は、近距離かつ非接触で通信可能な電磁誘導式のトランスポンダとリーダ／ライタとしての通信機能を有し、前または後に隣接する一方の電池セル１の充電状態を非接触通信により受信する。また、電池セル１は、受信した他の電池セル１の充電状態とともに、自身（電池セル１）の充電状態を、前または後に隣接する他方の電池セル１伝達（送信）する。
【００２０】
充電器３もまた、近距離かつ非接触で通信可能な電磁誘導式のトランスポンダとリーダ／ライタとしての通信機能を有し、電池セル１から送信される充電状態を受信して、電池パック２の充電を制御する。
【００２１】
電磁誘導式のトランスポンダとリーダ／ライタとしての、近距離かつ非接触の通信としては、例えば、近接型のICカードシステムの規格であるISO/IEC 14443、およびNFCIP(Near Field Communication Interface and Protocol)-1の規格であるISO/IEC 18092に従った通信などがある。トランスポンダは、ICカード、タグ、RFIDなどとも呼ばれる。換言すれば、トランスポンダとしての通信機能は、ISO/IEC 14443のTypeA、TypeB、FeliCa(登録商標)、およびISO15963の、カード、タグとしての通信機能を表す。しかし、電池セル１と充電器３が備える通信機能は、これらのような規格化された非接触近距離通信に限定されず、データの変調方式や通信レートなどを独自に規定した、電磁誘導式の非接触近距離通信でもよい。
【００２２】
電池セル１には、それぞれを識別するためのIDを記したラベル４が外側からも確認可能に貼り付けられている。具体的には、電池セル１―ｎ（ｎ＝１，２，・・，N）には、ラベル４ｎが貼り付けられている。
【００２３】
［電池セルの構成例］
図３は、電池セル１の外観に内部構造を重ねて示した図である。電池セル１の外観図は、正面図と右側面図に対応する。
【００２４】
電池セル１は、非接触通信制御部１１と電池制御部１２を少なくとも含んで構成される。
【００２５】
非接触通信制御部１１は、電磁誘導式のトランスポンダとリーダ／ライタとしての非接触近距離通信を制御する。具体的には、非接触通信制御部１１は、トランスポンダとして動作する場合、リーダ／ライタ側からのコマンドをトランスポンダアンテナ１１Tを介して受信する。そして、非接触通信制御部１１は、リーダ／ライタ側からのコマンドに対するレスポンスをリーダ／ライタ側に返信する。また、非接触通信制御部１１は、リーダ／ライタとして動作する場合、電池制御部１２から供給される、セル部１５の充電状態を表す状態データに基づいて、所定のコマンドを、他のトランスポンダに、リーダ／ライタアンテナ１１Rを介して送信する。そして、非接触通信制御部１１は、他のトランスポンダからのコマンドに対するレスポンスを受信する。なお、非接触通信制御部１１が送受信するコマンドには、そのコマンドに適宜付加されるデータも含まれるものとする。
【００２６】
非接触通信制御部１１は、例えば、ICチップとして電池セル１に実装することができ、図４以降の図面では、非接触通信制御部１１をCL Chip(Contactless Chip)１１と表記している場合もある。トランスポンダアンテナ１１Tは、電池セル１の長手方向の一端に配置され、リーダ／ライタアンテナ１１Rは、電池セル１の長手方向の他端に配置されている。また、リーダ／ライタアンテナ１１Rは、円筒状のセル部１５の外周に巻かれ、ループアンテナとなっている。
【００２７】
電池制御部１２は、電池セル１内のセル部１５の充電状態や温度状態を検出して制御する。電池制御部１２は、セル部１５の充電状態や温度状態に応じて、スイッチ１３を、ａ側またはｂ側に切り替える制御を行う。また、電池制御部１２は、セル部１５の充電状態や温度状態を表す状態データを非接触通信制御部１１に供給する。
【００２８】
スイッチ１３がａ側とされると、電池セル１の負極端子でもあるセル部１５の一方のセル端子１５ａと、電池セル１の正極端子１４とが接続され、充電器３からの充電電流が電池セル１のセル部１５に供給されないバイパスモードとなる。一方、スイッチ１３がｂ側とされると、電池セル１の正極端子１４がセル部１５の他方のセル端子１５ｂと接続され、充電器３からの充電電流がセル部１５に供給される通常モード（充電モード）となる。なお、電池セル１の正極端子１４と、セル部１５のセル端子１５ｂは、完全に絶縁されている。
【００２９】
スイッチ１３の回路は、電圧印加によりｂ側、即ち、通常モードが選択されるように構成されている。従って、例えば、電池制御部１２が制御不能となり、スイッチ１３に電圧が印加されない場合には、スイッチ１３はバイパスモード（ａ側）に設定される。
【００３０】
［電池セル１間通信の概要］
図４は、充電器３と電池セル１、または、電池セル１間で行われる、非接触近距離通信の概要を説明する図である。
【００３１】
電池セル１−１は、非接触近距離通信により、充電器３内のリーダ／ライタ２１から、リーダ／ライタアンテナ２１Rを介して送信されたコマンドを受信する。電池セル１−１は、充電器３内のリーダ／ライタ２１からのコマンドに対して、特にトラブルが発生していない場合には、コマンドを了解した旨のレスポンスを返信し、トラブルが発生している場合には、トラブルコードを返信する。また、電池セル１−１は、自身（電池セル１−１）の充電状態を含む状態データを電池セル１−２に送信する。電池セル１−２は、非接触近距離通信により、電池セル１−１からコマンドと状態データを受信する。そして、電池セル１−２は、電池セル１−１にレスポンスを返信し、電池セル１−１の状態データに、さらに自身（電池セル１−２）の充電状態も付加した状態データを電池セル１−３（不図示）に送信する。
【００３２】
以下同様に、バケツリレー方式で、隣接する電池セル１で、順次、状態データが伝達される。そして、電池セル１−Ｎは、非接触近距離通信により、電池セル１−（Ｎ−１）から送信された状態データに、自身（電池セル１−Ｎ）の充電状態を付加した状態データを充電器３内のトランスポンダ２２に送信する。充電器３内のトランスポンダ２２は、電池セル１−Ｎから送信された状態データを、トランスポンダアンテナ２２Tを介して受信する。
【００３３】
なお、非接触近距離通信を行う一方の電池セル１のリーダ／ライタアンテナ１１Rと、他方の電池セル１のトランスポンダアンテナ１１Tとの距離は、例えば、数mm乃至数cm程度の、非接触近距離通信が十分に可能な範囲内の距離である。充電器３内のリーダ／ライタアンテナ２１Rと電池セル１−１のトランスポンダアンテナ１１Tとの距離、電池セル１−Ｎのリーダ／ライタアンテナ１１Rと充電器３内のトランスポンダアンテナ２２Tとの距離も同様である。
【００３４】
充電システムにおいて、搬送波を生成することができるのは充電器３内のリーダ／ライタ２１のみであり、その他は、リーダ／ライタ２１が生成した搬送波を利用してコマンドを送信する。即ち、充電器３内のリーダ／ライタ２１は、搬送波を生成し、振幅変調（ASK）等の所定の変調方式で変調することにより、コマンドを送信する。電池セル１−１の非接触通信制御部１１は、リーダ／ライタ２１から送信されてきた搬送波を使用して、電池セル１−２の非接触通信制御部１１にコマンドを送信する。後続の電池セル１−２乃至１−Ｎそれぞれも、リーダ／ライタ側から送信されてきた搬送波を使用して、コマンドを送信する。
【００３５】
これにより、各電池セル１には、搬送波を生成するための発振子が不要となるので、電池セル１のコストダウンが可能となる。また、各電池セル１間通信のクロックが、リーダ／ライタ２１の搬送波周波数で一致し、同期が取れる。
【００３６】
［電池セルと充電器の機能ブロック図］
図５は、電池セル１―ｎ（ｎ＝１，２，・・，N）と充電器３の機能的構成例を示すブロック図である。なお、図５において図２乃至図４と同一の符号を付し、既に説明した部分については、説明を適宜省略する。
【００３７】
充電器３は、非接触通信制御部３１、充電制御部３２、および電源３３を含んで構成される。非接触通信制御部３１は、その内部に搬送波生成部３１ｃを有する。
【００３８】
非接触通信制御部３１は、図４のリーダ／ライタ２１とトランスポンダ２２に対応する。即ち、非接触通信制御部３１がリーダ／ライタとして動作する場合には、搬送波生成部３１ｃで生成した搬送波を、所定の変調方式でコマンドに応じて変調し、リーダ／ライタアンテナ２１Rから電池セル１−１に送信する。また非接触通信制御部３１は、リーダ／ライタアンテナ２１Rから出力された搬送波を電池セル１−１が変調し、その変調された搬送波を受信することで、電池セル１−１からのレスポンスを受信する。
【００３９】
非接触通信制御部３１がトランスポンダとして動作する場合には、非接触通信制御部３１は、電池セル１−Ｎのリーダ／ライタアンテナ１１Rから出力される、コマンドに応じて変調された搬送波をトランスポンダアンテナ２２Tを介して受信することで、電池セル１−Ｎからのコマンドを受信する。また非接触通信制御部３１は、電池セル１−Ｎのリーダ／ライタアンテナ１１Rから出力される搬送波を変調することで、レスポンスを電池セル１−Ｎに送信する。
【００４０】
非接触通信により送受信されるデータには、コマンドまたはレスポンスの種別を表すコマンドコードまたはレスポンスコード、電池セル１のラベル４に記載されているものと同一のID、充電状態を表す状態データ（後述するカウンタ）などがある。また、電池セル１にトラブルが生じた場合には、トラブルの内容を表すトラブルコードなども送受信される。送受信されるデータについては、図６以降の動作説明で詳述する。
【００４１】
充電制御部３２は、非接触通信制御部３１から供給される、電池セル１−１乃至１−Ｎの充電状態に基づいて、電源３３の供給を制御することで、電池セル１−１乃至１−Ｎへの充電を制御する。
【００４２】
電池セル１―ｎの非接触通信制御部１１は、充電器３の非接触通信制御部３１と同様に、リーダ／ライタおよびトランスポンダとして動作する。ただし、非接触通信制御部１１がリーダ／ライタとして動作する場合、自身で搬送波を発生させず、充電器３の搬送波生成部３１ｃで生成された搬送波を用いてデータを送信する点だけが非接触通信制御部３１と異なる。
【００４３】
電池セル１−ｎがトランスポンダとして動作する場合のリーダ／ライタは、ｎ＝１であれば充電器３、ｎ＝２乃至Ｎであれば電池セル１―（ｎ−１）となる。また、電池セル１−ｎがリーダ／ライタとして動作する場合のトランスポンダは、ｎ＝１乃至Ｎ−１であれば電池セル１―（ｎ＋１）、ｎ＝Ｎであれば充電器３となる。
【００４４】
非接触通信制御部１１は、セル部１５の充電状態を表す状態データを電池制御部１２から取得し、自身（セル部１５）の充電状態を含む状態データを、後続のトランスポンダ（ｎ≠Ｎの場合、電池セル１−（ｎ＋１）、ｎ＝Ｎの場合、充電器３）に送信する。
【００４５】
電池制御部１２は、セル部１５の充電状態や温度状態を検出して制御するとともに、セル部１５の充電状態や温度状態を表す状態データを非接触通信制御部１１に供給する。また、電池制御部１２は、セル部１５の充電状態や温度状態に応じて、スイッチ１３を、ａ側またはｂ側に切り替える制御を行う。なお、図３に示したスイッチ１３が、図５では便宜的に２つのスイッチ１３ｘと１３ｙに分かれて示されているが、スイッチ１３ｘと１３ｙは、１つのスイッチ１３として連動して制御される。
【００４６】
スイッチ１３がａ側とされると、充電器３からの充電電流がセル部１５に供給されないバイパスモードとなる。一方、スイッチ１３がｂ側とされると、充電器３からの充電電流がセル部１５に供給される通常モード（充電モード）となる。
【００４７】
電池制御部１２は、非接触通信制御部１１とともに１つのICチップにより構成することができ、非接触通信制御部１１と電池制御部１２の電源は、リーダ／ライタ側から送信される搬送波から発生させた電力を用いてもよいし、自身のセル部１５を電源としてもよい。
【００４８】
［正常充電時の動作］
次に、図６を参照して、正常に充電がされる場合の電池セル１−１乃至１−Ｎの動作について説明する。
【００４９】
各電池セル１は、常に同一のレベルで充電がされていくわけではない。換言すれば、満充電となるタイミングは電池セル１−１乃至１−Ｎそれぞれで異なる。各電池セル１の電池制御部１２は、セル部１５の充電率を計測し、満充電となったとき、スイッチ１３をａ側に制御し、バイパスモードに設定する。図６は、電池セル１−２が満充電に達し、バイパスモードに設定されている例を示している。
【００５０】
充電器３の充電制御部３２は、非接触通信制御部３１に、充電状態を確認するコマンドを送信させる。電池セル１−１の非接触通信制御部１１は、充電状態を確認するコマンドを、充電器３の非接触通信制御部３１から受信する。非接触通信制御部３１からの、充電状態を確認するコマンドには、初期値として「０」がセットされたカウンタが、データとして付加されている。
【００５１】
電池セル１−１の非接触通信制御部１１は、自身（電池セル１−１）のセル部１５は未だ満充電ではなく、正常充電中である旨の状態データを電池制御部１２から取得して、受信したカウンタの値に「１」をインクリメントする。そして、電池セル１−１の非接触通信制御部１１は、インクリメント後のカウンタとともに、充電状態を確認するコマンドを、電池セル１−２の非接触通信制御部１１に送信する。
【００５２】
電池セル１−２の非接触通信制御部１１は、電池セル１−１から、充電状態を確認するコマンドを受信する。電池セル１−２の非接触通信制御部１１が電池制御部１２から取得した状態データは、満充電であることを示している。この場合、電池セル１−２の非接触通信制御部１１は、カウンタの値をそのままとして、充電状態を確認するコマンドとカウンタを、電池セル１−３の非接触通信制御部１１に送信する。
【００５３】
このように、電池セル１の非接触通信制御部１１は、自身の電池制御部１２から状態データを取得して、正常充電中である場合には、カウンタの値に「１」をインクリメントし、満充電である場合には、カウンタの値をそのままとする。そして、非接触通信制御部１１は、充電状態に応じたカウントの処理結果を、後続の電池セル１に送信する。従って、充電器３の非接触通信制御部３１が電池セル１−Ｎから受信したカウンタが「１以上の値」である場合には、電池セル１−１乃至１−Ｎの少なくとも１つが満充電ではないことを表す。一方、電池セル１−１乃至１−Ｎのすべてが満充電である場合には、充電器３の非接触通信制御部３１が電池セル１−Ｎから受信するカウンタは「０」となる。
【００５４】
なお、充電状態を確認するコマンドを受信したトランスポンダ側は、特に、自身にトラブルが発生していない限り、コマンドを了解した旨のレスポンスをリーダ／ライタ側に返信する。
【００５５】
以上のように、図２の充電システムによれば、非接触通信により状態データ（充放電制御データ）を送受信することで、各電池セル１の充放電状態を管理することができるので、従来の、充放電制御データを取得するための配線が不要になる。即ち、電池セル１の個数が多数となる場合でも、簡単な構造で、充放電制御を行うことができる。また、充電器３は、各電池セル１の充放電状態を非接触通信により送受信し、適切に充放電制御することができる
【００５６】
なお、上述した例では、１つの電池セル１に対して、１つの非接触通信制御部１１と電池制御部１２を設けたが、２以上の電池セル１に対して、１つの非接触通信制御部１１と電池制御部１２を設けるようにしてもよい。即ち、複数の電池セル単位で充電状態を管理し、非接触通信により状態データを送受信するようにしてもよい。さらに言えば、複数の電池セル１が接続された電池パック２に対して、１つの非接触通信制御部１１と電池制御部１２を設け、電池パック単位で充電状態を管理し、非接触通信により状態データを送受信するようにしてもよい。ただし、１つの非接触通信制御部１１が管理する単位での充放電の管理となる。
【００５７】
上述したような、カウンタが「０」であるか否かを送受信する方法は、充電器３の充電制御部３２が電池パック２の充電状態を管理するための簡単な方法であるが、充電制御部３２がより詳細に管理するために、送受信するデータをより詳細なものに変更することもできる。例えば、各電池セル１の充電率、温度のデータそのものを送受信するようにしてもよい。このような場合であっても、電極の接続以外に状態モニタ用の配線が必要なく、電池パック２の設計が簡便になるため、電池パック２としての信頼性を向上させることができ、電池パック２の製造コストも低減させることができる。
【００５８】
［自己診断可能なトラブル発生の場合の動作］
次に、図７を参照して、電池セル１に、自己診断可能なトラブルが発生した場合の動作について説明する。自己診断可能なトラブルとは、例えば、過電流、温度異常などであり、少なくとも非接触通信制御部１１は正常に動作して、発生したトラブルに対応するトラブルコードを送信することができるトラブルをいう。
【００５９】
図７は、電池セル１−２に自己診断可能なトラブルが発生した場合の例を示している。
【００６０】
電池セル１−２の電池制御部１２は、トラブルを検出すると、スイッチ１３をａ側に制御し、バイパスモードに設定する。そして、電池制御部１２は、トラブルの内容Aを表すトラブルコードAを非接触通信制御部１１に供給する。電池セル１−２の非接触通信制御部１１は、電池制御部１２から、トラブルコードAが含まれた状態データを取得する。
【００６１】
電池セル１−２の非接触通信制御部１１は、電池セル１−１の非接触通信制御部１１からのコマンドに対して、トラブルが発生した電池セル１−２のIDを含み、発生したトラブルの内容Aを表すトラブルコードAを返信する。
【００６２】
また、電池セル１−２の非接触通信制御部１１は、コマンドとともに受信したカウンタの値を、満充電のときと同様そのままとし（インクリメントせず）、充電状態を確認するコマンドを、電池セル１−３の非接触通信制御部１１に送信する。
【００６３】
電池セル１−２のトラブルコードAを受信した電池セル１−１の非接触通信制御部１１は、次の充電器３との通信において、電池セル１−２のIDを含むトラブルコードAを返信する。これにより、充電器３は、電池セル１−２において、トラブルコードAのトラブルが発生したことを検出することができる。充電器３は、電池セル１の少なくとも１つにトラブルが発生している場合には、ランプ点灯、メッセージ出力等によりアラートを出力するようにしてもよい。
【００６４】
なお、電池セル１−２が、発生したトラブルの内容Aを表すトラブルコードAのみを返信し、電池セル１−１が、トラブルコードAに、トラブル発生電池セルである電池セル１−２のIDを加えて、充電器３に送信（返信）してもよい。
【００６５】
［自己診断不能なトラブル発生の場合の動作］
次に、図８を参照して、電池セル１に、自己診断不能なトラブルが発生した場合の動作について説明する。自己診断不能なトラブルとは、例えば、電池制御部１２だけでなく、非接触通信制御部１１にも何らかの障害が発生し、非接触通信自体ができなくなった場合である。
【００６６】
図８は、電池セル１−２に自己診断不能なトラブルが発生した場合の例を示している。
【００６７】
上述したように、スイッチ１３の回路は、電圧印加によりｂ側、即ち、通常モードが選択されるように構成されている。従って、電池制御部１２に障害が発生し、電池制御部１２の制御が働かないと、スイッチ１３はバイパスモード（ａ側）に設定される。
【００６８】
また、非接触通信制御部１１にも何らかの障害が発生し、非接触通信自体ができなくなった場合には、電池セル１−１が送信した、充電状態を確認するコマンドに対しても応答することができない。
【００６９】
電池セル１−１の非接触通信制御部１１は、充電状態を確認するコマンドに対して、電池セル１−２から応答がない場合、次の充電器３との通信において、自分（電池セル１−１）のIDを含む、無応答を表す内容BのトラブルコードBを返信する。これにより、充電器３は、電池セル１−１の隣の電池セル１−２において、トラブルコードBのトラブルが発生したことを検出することができる。
【００７０】
この場合、電池セル１−２より後続の電池セル１−３乃至１−Ｎには、充電状態を確認するコマンドは送信されない。しかし、電池セル１−２のスイッチ１３はバイパスモードとなっているので、充電器３からの充電電流は電池セル１−３乃至１−Ｎにも供給される。電池セル１−３乃至１−Ｎそれぞれは、「暫定モード」として独自に充電状態を管理する。
【００７１】
図７および図８を参照して説明したように、電池セル１−１乃至１−Ｎのいずれかにトラブルが発生した場合、充電器３は、非接触通信により、トラブルの内容と、トラブルが発生した電池セル１を認識することができる。トラブル発生を認識した充電器３は、発生したトラブルの内容を表すトラブルコードと、トラブルが発生した電池セル１のIDを所定の表示部に表示させるようにすることができる。これにより、例えば、トラブル発生の表示を見たユーザが、電池セル１の外側に貼られたラベル４のIDと比較して、不具合が生じている電池セル１を交換することができる。従って、不具合が生じている電池セル１のみを容易に脱着交換できるので修理も簡単になる。なお、電池セル１の外側に貼られたラベル４のIDで不具合電池セル１を認識する代わりに、コスト的には高くなるが、不具合電池セル１をランプ点灯により識別するようにしてもよい。
【００７２】
［電池セルの配置例］
図９は、複数の電池セル１のその他の配置例を示している。
【００７３】
上述した例では、N個の電池セル１−１乃至１−Ｎが、１列に配置され、直列に接続されている例を示した。しかしながら、電池パック２を構成する複数の電池セル１の配置は、図９A乃至図９Cに示すように、直列に接続された複数の電池セル１の列が、長手方向と垂直な方向に複数配置されるようにすることもできる。
【００７４】
図９Aおよび図９Bは、N個の電池セル１−１乃至１−Ｎが、Ｎ／２個を１列として２列に並列配置される例を示している。図９Aは、隣接する互いの列が電池セル１のセル長の半分程度長手方向にずれて配置されている例であり、図９Bは、隣接する互いの列が長手方向同位置に配置された例である。
【００７５】
図９Aおよび図９Bの配置例において、非接触通信を行うリーダ／ライタアンテナ１１Rとトランスポンダアンテナ１１Tとの距離は、通信可能距離の最大値（以下、最大通信距離という。）Lmax以下の距離DS1となっている。一方、非接触通信を行わないリーダ／ライタアンテナ１１Rとトランスポンダアンテナ１１Tとの距離は、最も近いものでも、最大通信距離Lmaxより十分に大きい距離DS2となっている。
【００７６】
図９Cは、N個の電池セル１−１乃至１−Ｎが、Ｎ／２個を１列として２列に並列配置され、かつ、隣接する互いの列の間に、電磁波（搬送波）の混信を防止するためのセパレータSPを設けた例を示している。この場合、図９Bの配置よりも隣接する列間の距離を短く設定することができる。セパレータSPは、シールドでもよい。
【００７７】
上述した例では、リーダ／ライタアンテナ１１Rとトランスポンダアンテナ１１Tとの距離について説明したが、充電器３のトランスポンダアンテナ２２Tおよびリーダ／ライタアンテナ２１Rとの距離についても同様であることは言うまでもない。
【００７８】
なお、上述した例において、２列に並列配置された電池セル１の充電ラインが並列接続されているのか、直列接続されているかについては言及しなかったが、接続方法は、必要な容量および電圧に応じて適宜決定すればよい。ただし、非接触近距離通信は、１列に配置されている列単位となる。
【００７９】
最大通信距離Lmaxは、ループアンテナであるリーダ／ライタアンテナ１１Rの直径と磁界強度に依存する。ここで、リーダ／ライタアンテナ１１Rの直径は、リーダ／ライタアンテナ１１Rが円筒状のセル部１５の外周に巻かれているため、セル部１５の直径＋α（＞０）に必然的に決定され、変更することはできない。そのため、最大通信距離Lmaxは、磁界強度を適切に設定することで決定される。
【００８０】
［応用例］
直列に接続された電池セル１−１乃至１−Ｎの１つ以上に障害が発生し、使用できなくなった場合、即ち、電池セル１−１乃至１−Ｎの１つ以上がバイパスモードとなった場合、放電時の電池パック２の出力電圧は低下する。
【００８１】
そこで、図１０に示すように、電圧レギュレータ５１を設け、バイパスモードによって低下した電圧を正常時と同電圧にして出力させるようにすることができる。これにより、電池セル１に障害が発生し、電圧降下が発生した場合でも、「暫定モード」として電池パック２の電源を使用することができる。電圧レギュレータ５１がどれくらいまでの電圧降下量に対応するかは、何個の電池セル１の障害まで許容するかに応じて適宜決定することができる。電圧レギュレータ５１は、充電器３および電池パック２のどちら側に設けてもよい。
【００８２】
本明細書において、システムとは、複数の装置により構成される装置全体を表すものである。
【００８３】
本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００８４】
１−１乃至１−Ｎ  電池セル，  ２  電池パック，  ３  充電器，  １１  非接触通信制御部，  １１T  トランスポンダアンテナ，  １１R  リーダ／ライタアンテナ，  １２  電池制御部，  １３  スイッチ，  ２１R  リーダ／ライタアンテナ，  ２２T  トランスポンダアンテナ，  ３１  非接触通信制御部，  ３１ｃ  搬送波生成部，  ３２  充電制御部
【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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