(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの二次電池を含む電池組を備えた電池パックと、
前記二次電池を充電する充電手段を備えた充電装置と、
を備えた充電システムであって、
前記電池パックは、
前記二次電池の状態を判別する電池状態判別手段を有し、
前記充電装置は、接続される電池パックに応じて電池パックからの信号をデジタル信号入力部とアナログ信号入力部の一方に入力するよう構成し、
前記充電装置に接続された前記電池パックが充電情報をデジタル信号で出力可能な場合には、前記デジタル信号入力部に入力されたデジタル信号に基づき前記二次電池の充電条件を設定して充電し、
前記充電装置に接続された前記電池パックがデジタル信号を出力不可能な場合には、前記電池状態判別手段からの信号を前記アナログ信号入力部に入力して前記二次電池を充電するように構成したことを特徴とする充電システム。
【請求項２】
前記充電装置は、電池パックからの信号を前記デジタル信号入力部と前記アナログ信号入力部の一方に入力するように切り替えるスイッチを有することを特徴とする請求項１に記載の充電システム。
【請求項３】
少なくとも一つの二次電池を含む電池組を備えた電池パックと、
前記二次電池を充電する充電手段を備えた充電装置と、
を備えた充電システムであって、
前記電池パックは、
前記二次電池の状態を判別する電池状態判別手段と、
前記充電手段が前記二次電池を充電する際の目標充電電圧及び目標充電電流のうちの少なくとも一方を前記二次電池の状態に基づき設定する設定手段と、
前記目標充電電圧及び前記目標充電電流のうちの少なくとも一方に関する情報をデジタル信号で出力するデジタル信号出力部と、
を備え、
前記充電装置は、
前記デジタル信号が入力されるデジタル信号入力部と、
アナログ信号が入力されるアナログ信号入力部と、
前記デジタル信号に基づき前記充電手段を制御する充電制御手段と、
を備え、
前記デジタル信号出力部は、更に前記二次電池の充電を停止するための充電停止信号を出力可能であり、
前記デジタル信号入力部は、更に前記充電停止信号を入力可能であり、
前記充電装置は、更に前記電池パックとは異なる前記デジタル信号出力部を有さない別の電池パックを充電可能であり、
前記アナログ信号入力部は、前記別の電池パックからの電池状態を示すアナログ信号を入力可能であり、
前記充電制御手段は、更に前記アナログ信号に基づき前記充電手段を制御可能であることを特徴とする充電システム。
【請求項４】
前記電池パックは、
前記二次電池の種類、前記電池組に含まれる二次電池の数、及び、前記電池組内での二次電池の接続構成のうちの少なくとも１つに関する電池情報を記憶した記憶手段を更に備え、
前記電池状態判別手段は、
前記二次電池の電池電圧を検出する電池電圧検出手段と、
前記二次電池の電池温度を検出する電池温度検出手段と、
を備えており、
前記設定手段は、前記電池電圧、前記電池温度、及び、前記電池情報に基づき前記目標充電電圧及び前記目標充電電流のうちの少なくとも一方を設定することを特徴とする請求項３に記載の充電システム。
【請求項５】
前記電池パックは、前記二次電池の電池温度を検出する電池温度検出手段を更に備え、
前記設定手段は、前記電池温度が第１の所定値以上第２の所定値以下である場合には前記目標充電電圧を第１の目標充電電圧に設定し、前記電池温度が前記第１の所定値未満又は前記第２の所定値より大きい場合には前記目標充電電圧を前記第１の目標充電電圧よりも小さい第２の目標充電電圧に設定することを特徴とする請求項３に記載の充電システム。
【請求項６】
前記充電制御手段は、前記目標充電電圧及び前記目標充電電流のうちの少なくとも一方の変化に追従して前記充電手段を制御することを特徴とする請求項３から５のいずれか一項に記載の充電システム。
【請求項７】
二次電池を充電する充電手段を備えた充電装置であって、
接続される電池パックに応じて電池パックからの信号をデジタル信号入力部とアナログ信号入力部の一方に入力するよう構成し、
接続された前記電池パックが充電情報をデジタル信号で出力可能な場合には、前記デジタル信号入力部に入力されたデジタル信号に基づき前記二次電池の充電条件を設定して充電し、
接続された前記電池パックがデジタル信号を出力不可能な場合には、該電池パックが備える電池状態判別手段からの信号を前記アナログ信号入力部に入力して前記二次電池を充電するように構成したことを特徴とする充電装置。
【請求項８】
二次電池を充電する充電手段を備えた充電装置であって、
デジタル信号出力部を有する電池パックから、二次電池を充電する際の目標充電電圧及び目標充電電流のうちの少なくとも一方に関する情報を示すデジタル信号が入力されるデジタル信号入力部と、
アナログ信号が入力されるアナログ信号入力部と、
前記デジタル信号に基づき前記充電手段を制御する充電制御手段と、
を備え、
前記デジタル信号入力部は、更に前記デジタル信号出力部を有する電池パックからの充電を停止するための充電停止信号を入力可能であり、
前記アナログ信号入力部は、前記電池パックとは異なる前記デジタル信号出力部を有さない別の電池パックからの電池状態を示すアナログ信号を入力可能であり、
前記充電制御手段は、更に前記アナログ信号に基づき前記充電手段を制御可能である
ことを特徴とする充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池パック及び二次電池を充電するための充電システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、コードレス電動工具を駆動するための電池には、高容量化及び軽量化を実現するために出力密度の高いリチウムイオン電池が採用されている。リチウムイオン電池は、適切な電圧で充電されないと発火等が生じる場合があるため、充電の際には、充電池側のマイコンによって充電電圧及び充電電流が制御されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２−１９２６７０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、充電池側のマイコンのみで充電電圧及び充電電流を制御していると、例えば、充電池側で誤った電池電圧を検出してしまった場合には、リチウムイオン電池を誤った電池電圧に基づき充電してしまうこととなり、リチウムイオン電池に発火等が生じる虞がある。
【０００５】
本発明は、斯かる実情に鑑み、適切かつ安全な充電電圧及び充電電流で充電を行うことのできる充電システムを提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の充電システムは、少なくとも一つの二次電池を含む電池組を備えた電池パックと、前記二次電池を充電する充電手段を備えた充電装置とを備えており、前記電池パックは、前記二次電池の状態を判別する電池状態判別手段を有し、前記充電装置は、接続される電池パックに応じて電池パックからの信号をデジタル信号入力部とアナログ信号入力部の一方に入力するよう構成し、前記充電装置に接続された前記電池パックが充電情報をデジタル信号で出力可能な場合には、前記デジタル信号入力部に入力されたデジタル信号に基づき前記二次電池の充電条件を設定して充電し、前記充電装置に接続された前記電池パックがデジタル信号を出力不可能な場合には、前記電池状態判別手段からの信号を前記アナログ信号入力部に入力して前記二次電池を充電するように構成したことを特徴としている。
【０００７】
また、前記充電装置は、電池パックからの信号を前記デジタル信号入力部と前記アナログ信号入力部の一方に入力するように切り替えるスイッチを有することが好ましい。
【０００８】
また、本発明の別の観点による充電システムは、少なくとも一つの二次電池を含む電池組を備えた電池パックと、前記二次電池を充電する充電手段を備えた充電装置と、を備えており、前記電池パックは、前記二次電池の状態を判別する電池状態判別手段と、前記充電手段が前記二次電池を充電する際の目標充電電圧及び目標充電電流のうちの少なくとも一方を前記二次電池の状態に基づき設定する設定手段と、前記目標充電電圧及び前記目標充電電流のうちの少なくとも一方に関する情報をデジタル信号で出力するデジタル信号出力部と、を備え、前記充電装置は、前記デジタル信号が入力されるデジタル信号入力部と、アナログ信号が入力されるアナログ信号入力部と、前記デジタル信号に基づき前記充電手段を制御する充電制御手段と、を備え、前記デジタル信号出力部は、更に前記二次電池の充電を停止するための充電停止信号を出力可能であり、前記デジタル信号入力部は、更に前記充電停止信号を入力可能であり、前記充電装置は、更に前記電池パックとは異なる前記デジタル信号出力部を有さない別の電池パックを充電可能であり、前記アナログ信号入力部は、前記別の電池パックからの電池状態を示すアナログ信号を入力可能であり、前記充電制御手段は、更に前記アナログ信号に基づき前記充電手段を制御可能であることを特徴としている。
【０００９】
このような構成によれば、二次電池を充電する際の目標充電電圧及び目標充電電流のうちの少なくとも一方が二次電池の状態に基づき設定されるので、それぞれの電池パックに応じた適切な充電電圧及び充電電流で二次電池の充電を行うことができる。また、電池パック側で二次電池の状態を判別し、充電手段が二次電池を充電する際の目標充電電圧及び目標充電電流のうちの少なくとも一方を二次電池の状態に基づき設定するので、充電装置側で二次電池の状態の検出に誤りがあったとしても、安全な充電電圧及び充電電流で充電を行うことができる。更に、デジタル信号に基づき充電手段が制御されるので、目標充電電圧及び目標充電電流に忠実な充電電圧及び充電電流で充電を行うことができる。
【００１０】
また、前記電池パックは、前記二次電池の種類、前記電池組に含まれる二次電池の数、及び、前記電池組内での二次電池の接続構成のうちの少なくとも１つに関する電池情報を記憶した記憶手段を更に備え、前記電池状態判別手段は、前記二次電池の電池電圧を検出する電池電圧検出手段と、前記二次電池の電池温度を検出する電池温度検出手段と、を備えており、前記設定手段は、前記電池電圧、前記電池温度、及び、前記電池情報に基づき前記目標充電電圧及び前記目標充電電流のうちの少なくとも一方を設定することが好ましい。
【００１１】
このような構成によれば、電池電圧、電池温度、及び、電池情報に基づき目標充電電圧及び目標充電電流のうちの少なくとも一方が設定されるので、より適切な充電電圧及び充電電流で充電を行うことができる。
【００１２】
また、前記電池パックは、前記二次電池の電池温度を検出する電池温度検出手段を更に備え、前記設定手段は、前記電池温度が第１の所定値以上第２の所定値以下である場合には前記目標充電電圧を第１の目標充電電圧に設定し、前記電池温度が前記第１の所定値未満又は前記第２の所定値より大きい場合には前記目標充電電圧を前記第１の目標充電電圧よりも小さい第２の目標充電電圧に設定することが好ましい。
【００１３】
このような構成によれば、充電に不適切な電池温度である場合には目標充電電圧が低く設定されるので、より適切な充電電圧及び充電電流で充電を行うことができる。
【００１４】
また、前記充電制御手段は、前記目標充電電圧及び前記目標充電電流のうちの少なくとも一方の変化に追従して前記充電手段を制御することが好ましい。
【００１５】
このような構成によれば、目標充電電圧及び目標充電電流のうちの少なくとも一方の変化に追従して充電手段が制御されるので、目標充電電圧及び目標充電電流により忠実な充電電圧及び充電電流で充電を行うことができる。
【００１７】
また、本発明の別の観点による充電装置は、二次電池を充電する充電手段を備えており、接続される電池パックに応じて電池パックからの信号をデジタル信号入力部とアナログ信号入力部の一方に入力するよう構成し、接続された前記電池パックが充電情報をデジタル信号で出力可能な場合には、前記デジタル信号入力部に入力されたデジタル信号に基づき前記二次電池の充電条件を設定して充電し、接続された前記電池パックがデジタル信号を出力不可能な場合には、該電池パックが備える電池状態判別手段からの信号を前記アナログ信号入力部に入力して前記二次電池を充電するように構成したことを特徴としている。
【００１９】
また、本発明の別の観点による充電装置は、二次電池を充電する充電手段を備えており、デジタル信号出力部を有する電池パックから、二次電池を充電する際の目標充電電圧及び目標充電電流のうちの少なくとも一方に関する情報を示すデジタル信号が入力されるデジタル信号入力部と、アナログ信号が入力されるアナログ信号入力部と、前記デジタル信号に基づき前記充電手段を制御する充電制御手段と、を備え、前記デジタル信号入力部は、更に前記デジタル信号出力部を有する電池パックからの充電を停止するための充電停止信号を入力可能であり、前記アナログ信号入力部は、前記電池パックとは異なる前記デジタル信号出力部を有さない別の電池パックからの電池状態を示すアナログ信号を入力可能であり、前記充電制御手段は、更に前記アナログ信号に基づき前記充電手段を制御可能であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の充電システムによれば、適切かつ安全な充電電圧及び充電電流で充電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】は、本実施の形態による充電装置に本実施の形態による電池パックが接続された充電システムの回路図である。
【図２】は、目標充電電圧値出力回路及び電圧制御回路について説明する回路図である。
【図３】は、目標充電電流値出力回路及び電流制御回路について説明する回路図である。
【図４】は、本実施の形態による充電装置に従来の電池パックが接続された充電システムの回路図である。
【図５】は、本実施の形態による電池パック及び従来の電池パックのいずれか一方が本実施の形態による充電装置に接続された場合の充電装置側マイコンによる充電制御について説明するフローチャートである。
【図６】は、リチウム電池を充電する際の電池温度に対する理想的な充電電流を示した図である。
【図７】は、本実施の形態による電池パックが本実施の形態による充電装置に接続された場合の電池パック側マイコンによる充電制御について説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２９】
図１は、本発明の一実施形態による充電装置１に本発明の一実施形態による電池パック２が接続された充電システムの回路図である。電池パック２は、サーマルプロテクタ２０１と、２次電池としての複数のリチウムイオン素電池２０２ａ−２０２ｆと、保護ＩＣ２０３と、電池電圧検出回路２０４と、サーミスタ２０５と、電池パック側マイコン２０６と、接続端子Ｒｘ／Ｔ２及びＴｘ／Ｓ２と、を備えている。
【００３０】
サーマルプロテクタ２０１は、接点の熱変形を利用したスイッチであり、本実施の形態では、過電流時に発熱して変形することにより接点を開いて回路を遮断する機能と、電池パック２の外郭温度が安全上許容できる範囲を越えた場合に回路を遮断する機能とを有する。複数のリチウムイオン素電池２０２ａ−２０２ｆは、直列接続されたリチウムイオン素電池２０２ａ、２０２ｃ、２０２ｅと、直列接続されたリチウムイオン素電池２０２ｂ、２０２ｄ、２０２ｆとが並列接続されることにより電池組を構成している。保護ＩＣ２０３は、各リチウムイオン素電池２０２ａ−２０２ｆの電圧を検出し、検出した電圧が過充電に相当するものである場合に異常検知信号を出力する。電池電圧検出回路２０４は、電池パック２の電池電圧を検出し、検出した電池電圧に応じた電池電圧信号を出力する。サーミスタ２０５は、複数のリチウムイオン素電池２０２ａ−２０２ｆに近接して設けられており、複数のリチウムイオン素電池２０２ａ−２０２ｆの電池温度を検出し、検出した電池温度に応じた電池温度信号を出力する。
【００３１】
電池パック側マイコン２０６は、ＡＤ入力ポートＡＤ２１及びＡＤ２２と、メモリ２０６ａと、シリアル通信ポートＲｘ２及びＴｘ２と、を備えている。ＡＤ入力ポートＡＤ２１には、サーミスタ２０５から出力された電池温度信号が入力され、ＡＤ入力ポートＡＤ２２には、電池電圧検出回路２０４から出力された電池電圧信号が入力される。メモリ２０６ａは、不揮発性メモリであり、素電池２０２ａ−２０２ｆの種類、並びに、素電池２０２ａ−２０２ｆの接続構成（直列数及び並列数）等の電池情報を記憶している。本実施の形態では、メモリ２０６ａには、セルの製造メーカー、充放電サイクル回数、素電池の種類、及び、素電池の接続構成が記憶されている。本実施の形態では、素電池２０２ａ−２０２ｆの種類としてリチウムイオン電池が、素電池２０２ａ−２０２ｆの接続構成として直列数３、並列数２が記憶されている。
【００３２】
シリアル通信ポートＲｘ２及びＴｘ２は、それぞれ接続端子Ｒｘ／Ｔ２及びＴｘ／Ｓ２と接続されている。電池パック２が充電装置１と接続されている場合に、シリアル通信ポートＲｘ２は充電装置１からのシリアル信号を受信することができ、シリアル通信ポートＴｘ２は充電装置１にシリアル信号を送信することができる。本実施の形態では、電池パック側マイコン２０６は、リチウムイオン素電池２０２ａ−２０２ｆの温度が高過ぎる場合やリチウムイオン素電池２０２ａ−２０２ｆが満充電となった場合に充電停止信号をシリアル通信ポートＴｘ２から出力することができる。また、入力ポートＡＤ２１に入力された電池温度信号、入力ポートＡＤ２２に入力された電池電圧信号、及び、ＡＤメモリ２０６ａに記憶された電池情報に基づき、目標充電電圧値及び目標充電電流値を設定し、設定された目標充電電圧値及び目標充電電流値をシリアル通信ポートＴｘ２から出力することができる。目標充電電圧値及び目標充電電流値の設定に関しては後述する。
【００３３】
充電装置１は、第１の整流平滑回路１０１と、スイッチング制御回路１０２と、スイッチング回路１０３と、高周波トランス１０４と、第２の整流平滑回路１０５と、充電電圧検出回路１０６と、充電電流検出回路１０７と、充電装置側マイコン１０８と、補助電源回路１０９と、スイッチ１１０と、目標充電電圧・電流値出力回路１１１と、電圧・電流制御回路１１２と、電源停止回路１１３と、接続端子Ｔｘ／Ｓ１及びＲｘ／Ｔ１と、を備えている。
【００３４】
第１の整流平滑回路１０１は、交流電源Ｐから供給された交流を整流及び平滑して直流として出力する。スイッチング制御回路１０２は、スイッチング電源ＩＣであり、ＭＯＳＦＥＴから構成されるスイッチング回路１０３を制御してその駆動パルス幅を変化させる。第１の整流平滑回路１０１から出力された直流は、スイッチング回路１０３のスイッチングにより再び交流に変換され、高周波トランス１０４により変圧されて出力される。第２の整流平滑回路１０５は、高周波トランス１０４から出力された交流を整流及び平滑して再び直流として出力し、この直流によって複数のリチウムイオン素電池２０２ａ−２０２ｆは充電される。
【００３５】
充電電圧検出回路１０６は、電池パック２を充電する充電電圧を検出し、検出した充電電圧に応じた充電電圧信号を出力し、充電電流検出回路１０７は、電池パック２に流れる充電電流を検出し、検出した充電電流に応じた充電電流信号を出力する。
【００３６】
充電装置側マイコン１０８は、Ａ／Ｄ入力ポートＡＤ１１−ＡＤ１５と、シリアル通信ポートＴｘ１及びＲｘ１と、入力ポートＰ０と、出力ポートＰａ及びＰｂと、を備えており、補助電源回路１０９からの電力により作動する。
【００３７】
Ａ／Ｄ入力ポートＡＤ１１は、スイッチ１１０を介して接続端子Ｔｘ／Ｓ１と接続されており、Ａ／Ｄ入力ポートＡＤ１２は、スイッチ１１０を介して接続端子Ｒｘ／Ｔ１と接続されている。Ａ／Ｄ入力ポートＡＤ１３には、電池パック２のサーミスタ２０５から出力された電池温度信号が入力され、Ａ／Ｄ入力ポートＡＤ１４には、充電電流検出回路１０７から出力された充電電流信号が入力され、Ａ／Ｄ入力ポートＡＤ１５には、充電電圧検出回路１０６から出力された充電電圧信号が入力される。接続端子Ｔｘ／Ｓ１とＲｘ／Ｔ２及び接続端子Ｒｘ／Ｔ１とＴｘ／Ｓ２とが接続されている場合には、シリアル通信ポートＴｘ１及びＲｘ１は、電池パック側マイコン２０６のシリアル通信ポートＲｘ２及びＴｘ２とそれぞれ接続されることとなる。これにより、充電装置側マイコン１０８と電池パック側マイコン２０６との間でシリアル通信が可能となり、充電装置側マイコン１０８は、電池パック側マイコン２０６から入力された情報に応じて充電制御を行うことができるようになる。
【００３８】
入力ポートＰ０には、保護ＩＣから出力された異常検知信号が入力される。入力ポートＰ０に異常検知信号が入力された場合には、充電装置側マイコン１０８は、スイッチング制御回路１０２に充電を停止させるための信号を直接出力して充電を停止させる。出力ポートＰａ及びＰｂからは、シリアル通信ポートＲｘ１に入力された目標充電電圧値及び目標充電電流値がそれぞれ出力される。
【００３９】
目標充電電圧・電流値出力回路１１１は、目標充電電圧値出力回路１１１ａと目標充電電流値出力回路１１１ｂとを備えており、電圧・電流制御回路１１２は、電圧制御回路１１２ａと電流制御回路１１２ｂとを備えている。
【００４０】
図２は、目標充電電圧値出力回路１１１ａ及び電圧制御回路１１２ａについて説明する回路図である。目標充電電圧値出力回路１１１ａは、ポテンショメータから構成されており、電圧制御回路１１２ａは、差動増幅器から構成されている。出力ポートＰａから出力されたデジタル信号の目標充電電圧値は、ポテンショメータによってアナログ信号に変換され、差動増幅器の一方の入力端子に入力される。差動増幅器の他方の入力端子には、充電電圧検出回路１０６から出力された充電電圧信号が入力される。差動増幅器は、両入力端子に入力された信号の差分を増幅して充電電圧制御信号としてスイッチング制御回路１０２に出力する。スイッチング制御回路１０２は、充電電圧制御信号に基づきスイッチング回路１０３のオン・オフを制御する。
【００４１】
図３は、目標充電電流値出力回路１１１ｂ及び電流制御回路１１２ｂについて説明する回路図である。目標充電電流値出力回路１１１ｂは、ポテンショメータから構成されており、電流制御回路１１２ｂは、増幅器と差動増幅器から構成されている。出力ポートＰｂから出力されたデジタル信号の目標充電電流値は、ポテンショメータによってアナログ信号に変換され、差動増幅器の一方の入力端子に入力される。差動増幅器の他方の入力端子には、充電電流検出回路１０７から出力され増幅器で増幅された充電電流信号が入力される。差動増幅器は、両入力端子に入力された信号の差分を増幅して充電電流制御信号としてスイッチング制御回路１０２に出力する。スイッチング制御回路１０２は、充電電流制御信号に基づきスイッチング回路１０３のオン・オフを制御する。
【００４２】
図１に戻り、電源停止回路１１３には、保護ＩＣから出力された異常検知信号が入力され、異常検知信号が入力された場合には、電源停止回路１１３は、スイッチング制御回路１０２に充電を停止させるための信号を直接出力して充電を停止させる。なお、保護ＩＣから出力された異常検知信号は入力ポートＰ０にも入力され、異常検知信号が入力ポートＰ０に入力された場合には、充電装置側マイコン１０８もスイッチング回路制御１０２に充電を停止させるための信号を出力して充電を停止させる。このように、電源停止回路１１３と充電装置側マイコン１０８の両方に異常検知信号が入力されることにより、万が一、一方が故障した場合であっても、リチウムイオン素電池２０２ａ−２０２ｆに過充電等が生じた際に充電を確実に停止させることができる。
【００４３】
次に、図４を用いて、本実施形態による充電装置１に従来の電池パック３が接続された充電システムについて説明する。電池パック３は、サーマルプロテクタ３０１と、複数のリチウムイオン素電池３０２ａ−３０２ｆと、保護ＩＣ３０３と、サーミスタ３０４と、識別素子３０５と、接続端子Ｒｘ／Ｔ３及びＴｘ／Ｓ３と、を備えている。サーマルプロテクタ３０１、複数のリチウムイオン素電池３０２ａ−３０２１ｆ、及び、保護ＩＣ３０３に関しては、電池パック２と同一の構成であるため、説明を省略する。識別素子３０５は、セル数及び電池種を示す抵抗値を有する抵抗から構成されており、識別信号を出力する。電池パック３が充電装置１に接続された場合、サーミスタ３０４は、接続端子Ｒｘ／Ｔ３を介して充電装置１の接続端子Ｔｘ／Ｓ１と接続され、識別素子３０５は、接続端子Ｔｘ／Ｓ３を介して充電装置１のＲｘ／Ｔ１と接続される。
【００４４】
次に、図５に示すフローチャートを用いて、電池パック２又は３のいずれかが充電装置１に接続された場合の充電装置側マイコン１０８による充電制御について説明する。充電装置側マイコン１０８による充電制御は、充電装置１の電源がオンされることで開始する。本実施形態では、充電制御開始時にはスイッチ１１０はオフしているものとするが、スイッチ１１０は、充電開始時にはオンしており、充電装置１の電源がオンされるとオフされる構成であってもよい。
【００４５】
充電制御が開始すると、まず、充電装置側マイコン１１０は、シリアル通信ポートＴｘ１からシリアル通信信号を出力する（Ｓ５０１）。本実施の形態では、シリアル信号として、ＡＤ入力ポートＡＤ１４に入力された充電電流信号を送信する。次に、シリアル通信ポートＲｘ１が目標充電電圧値及び目標充電電流値を受信したか否かを判断する（Ｓ５０２）。
【００４６】
目標充電電圧値及び目標充電電流値を受信していた場合には（Ｓ５０２：ＹＥＳ）、充電装置１に接続された電池パックは電池パック２であると判断して目標充電電圧値及び目標充電電流値をそれぞれＰａ及びＰｂから出力し（Ｓ５０３）、続いて、シリアル通信ポートＲｘ１が充電停止信号を受信したか否かを判断する（Ｓ５０４）。
【００４７】
充電停止信号を受信していた場合には（Ｓ５０４：ＹＥＳ）、スイッチング制御回路１０２に充電を停止させるための信号を出力して充電を停止させ（Ｓ５０５）、充電を終了する。一方、充電停止信号を受信していない場合には（Ｓ５０４：ＮＯ）、ＡＤ１３に入力された電池温度信号に基づき、電池温度が所定温度より小さいか否かを判断する（Ｓ５０６）。
【００４８】
ここで、図６は、電池を充電する際の電池温度に対する理想的な充電電流を示したものであるが、Ｓ５０６における所定温度とは、図６におけるＴ３に相当する温度、すなわち、充電を行うと電池の劣化度合いが大きくなる電池温度のことを意味する。従って、電池温度が所定温度（Ｔ３）以上である場合には（Ｓ５０６：ＮＯ）、スイッチング制御回路１０２に充電を停止させるための信号を出力して充電を停止させ（Ｓ５０５）、充電を終了する。一方、電池温度が所定温度（Ｔ３）より小さい場合には（Ｓ５０６：ＹＥＳ）、ＡＤ１４に入力された充電電流信号に基づき、充電電流値が所定値より小さいか否かを判断する（Ｓ５０７）。
【００４９】
ここで、Ｓ５０７における充電電流値の所定値とは満充電を示す電流値のことを意味する。従って、充電電流値が所定値より小さい場合には（Ｓ５０７：ＹＥＳ）、スイッチング制御回路１０２に充電を停止させるための信号を出力して充電を停止させ（Ｓ５０５）、充電を終了する。一方、充電電流値が所定値以上である場合には（Ｓ５０７：ＮＯ）、ＡＤ１５に入力された充電電圧信号に基づき、充電電圧値が所定値より小さいか否かを判断する（Ｓ５０８）。
【００５０】
ここで、Ｓ５０８における充電電圧値の所定値とは、過充電を示す電圧値のことを意味する。従って、充電電圧値が所定値以上である場合には（Ｓ５０８：ＮＯ）、スイッチング制御回路１０２を制御して充電を停止させ（Ｓ５０５）、充電を終了する。一方、充電電圧値が所定値より小さい場合には（Ｓ５０８：ＹＥＳ）、再びＳ５０２に戻り、新たに目標充電電圧値及び目標充電電流値を受信したか否かを判断する。
【００５１】
一方、Ｓ５０２で目標充電電圧値及び目標充電電流値を受信していない場合には（Ｓ５０２：ＮＯ）、充電装置１に接続された電池パックは電池パック３であると判断してスイッチ１１０をオンさせ（Ｓ５０９）、ＡＤ入力ポートＡＤ１１及びＡＤ入力ポートＡＤ１２にそれぞれ温度信号及び識別信号が入力されている否かを判断する（Ｓ５１０）。
【００５２】
温度信号及び識別信号が入力されていない場合には（Ｓ５１０：ＮＯ）、Ｓ５０１に戻り、再び、シリアル通信信号を出力する。一方、温度信号及び識別信号が入力されていた場合には（Ｓ５１０：ＹＥＳ）、温度信号と、識別信号が示すセル数及び電池種とに基づき目標充電電圧及び目標充電電流を設定し（Ｓ５１１）、設定した目標充電電圧及び目標充電電流をそれぞれＰａ及びＰｂから出力する（Ｓ５０３）。その後の動作は、電池パック２が接続された場合と同じである。
【００５３】
続いて、図７に示すフローチャートを用いて、電池パック２が充電装置１に接続された場合の電池パック側マイコン２０６による充電制御について説明する。電池パック側マイコン２０６による充電制御は、充電装置１に電池パック２が接続されることで開始する。充電制御が開始すると、まず、電池パック側マイコン２０６は、シリアル通信ポートＲｘ２がシリアル通信信号、すなわち、充電電流信号を受信したか否かを判断する（Ｓ７０１）。
【００５４】
シリアル通信信号を受信していない場合には（Ｓ７０１：ＮＯ）、Ｓ７０１に戻って、シリアル通信信号を受信したか否かの判断を続ける。一方、シリアル通信信号を受信していた場合には（Ｓ７０１：ＹＥＳ）、ＡＤ２１に入力された電池温度信号、ＡＤ２２に入力された電池電圧信号、及び、ＡＤメモリ２０６ａに記憶された電池情報に基づき、目標充電電圧及び目標充電電流を設定し（Ｓ７０２）、設定した目標充電電圧及び目標充電電流をシリアル通信ポートＴｘ２から出力する（Ｓ７０３）。続いて、ＡＤ１３に入力された電池温度信号に基づき、電池温度が所定温度（Ｔ３）より小さいか否かを判断する（Ｓ７０４）。
【００５５】
電池温度が所定温度（Ｔ３）以上である場合には（Ｓ７０４：ＮＯ）、スイッチング制御回路１０２に充電を停止させるための信号を出力して充電を停止させ（Ｓ７０５）、充電を終了する。一方、電池温度が所定温度（Ｔ３）より小さい場合には（Ｓ７０４：ＹＥＳ）、電池温度が所定範囲内であるか否かを判断する（Ｓ７０６）。ここで、Ｓ７０６における所定範囲とは、図６におけるＴ１−Ｔ２に相当するリチウムイオンの充電に適した範囲のことを意味する。
【００５６】
電池温度が所定範囲（Ｔ１−Ｔ２）内でない場合には（Ｓ７０６：ＮＯ）、Ｓ７０２で設定した目標充電電流値を変更、すなわち、低下させ（Ｓ７０７）、変更された目標充電電流値をシリアル通信ポートＴｘ２から出力する（Ｓ７０８）。続いて、Ｓ７０１で受信した充電電流信号に基づき、充電電流値が所定値より小さいか否かを判断する（Ｓ７０９）。なお、電池温度が所定範囲（Ｔ１−Ｔ２）内である場合には（Ｓ７０６：ＹＥＳ）、そのままＳ７０９に進み、充電電流値が所定値より小さいか否かを判断する。
【００５７】
ここで、Ｓ７０９における充電電流値の所定値とは満充電を示す電流値のことを意味する。従って、充電電流値が所定値より小さい場合には（Ｓ７０９：ＹＥＳ）、スイッチング制御回路１０２に充電を停止させるための信号を出力して充電を停止させ（Ｓ７０５）、充電を終了する。一方、充電電流値が所定値以上である場合には（Ｓ７０９：ＮＯ）、ＡＤ２２に入力された電池電圧信号に基づき、電池電圧値が所定値より小さいか否かを判断する（Ｓ７１０）。
【００５８】
ここで、Ｓ７１０における電池電圧値の所定値とは、過充電を示す電圧値のことを意味する。従って、電池電圧値が所定値以上である場合には（Ｓ７１０：ＮＯ）、スイッチング制御回路１０２に充電を停止させるための信号を出力して充電を停止させ（Ｓ７０５）、充電を終了する。一方、電池電圧値が所定値より小さい場合には（Ｓ７１０：ＹＥＳ）、再びＳ７０１に戻り、新たにシリアル通信信号を受信したか否かを判断する。
【００５９】
このように、本実施の形態の電池パック２によれば、リチウムイオン素電池２０２ａ−２０２ｆを充電する際の目標充電電圧及び目標充電電流がリチウムイオン素電池２０２ａ−２０２ｆの状態に基づき設定されるので、適切な充電電圧及び充電電流でリチウムイオン素電池２０２ａ−２０２ｆの充電を行うことができる。また、電池パック２側でリチウムイオン素電池２０２ａ−２０２ｆの状態を判別して目標充電電圧及び目標充電電流をリチウムイオン素電池２０２ａ−２０２ｆの状態に基づき設定するので、充電装置１側でリチウムイオン素電池２０２ａ−２０２ｆの状態の検出に誤りがあったとしても、安全な充電電圧及び充電電流で充電を行うことができる。
【００６０】
また、本実施の形態の電池パック２によれば、電池電圧、電池温度、及び、電池情報に基づき目標充電電圧及び目標充電電流のうちの少なくとも一方が設定されるので、より適切な充電電圧及び充電電流で充電を行うことができる。
【００６１】
また、本実施の形態の電池パック２によれば、目標充電電圧及び目標充電電流はデジタル信号で電池パック２から出力されるため、目標充電電圧及び目標充電電流に忠実な充電電圧及び充電電流で充電を行うことができる。
【００６２】
また、本実施の形態の電池パック２によれば、電池温度が所定範囲Ｔ１−Ｔ２外である場合には目標充電電圧が低く設定されるので、より適切な充電電圧及び充電電流で充電を行うことができる。
【００６３】
また、本実施の形態の充電装置１によれば、目標充電電圧値出力回路１１１ａ及び目標充電電流値出力回路１１１ｂは、ポテンショメータから構成されているため、目標充電電圧及び目標充電電流の変化に追従することができ、目標充電電圧及び目標充電電流により忠実な充電電圧及び充電電流で充電を行うことができる。
【００６４】
また、本実施の形態による充電装置１によれば、充電装置１が従来の電池パック３と接続された場合には、電池パック３のサーミスタ３０４及び識別素子３０５からの出力がそれぞれＡＤ１１及びＡＤ１２に入力されるようにスイッチ１１０がオンし、充電装置１が本実施の形態による電池パック２と接続された場合には、電池パック２のシリアル通信ポートＲｘ２及びＴｘ２と充電装置１のシリアル通信ポートＴｘ１及びＲｘ２との間で通信可能となるようにスイッチ１１０がオフされるので、電池パック２と電池パック３のいずれが充電装置１に接続された場合であってもそれぞれの電池パックに応じた適切に充電を行うことができる。
【００６５】
なお、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した範囲で種々の変形や改良が可能である。例えば、上述した実施の形態では、目標充電電圧及び目標充電電流の両方をリチウムイオン素電池２０２ａ−２０２ｆの状態に基づき設定したが、いずれか一方のみを設定してもよい。また、充電される電池もリチウム電池に限らない。また、電池の状態は、セルの製造メーカーや充放電サイクルを考慮して判別してもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１  充電装置
１０８  充電装置側マイコン
１１０  スイッチ
２、３  電池パック  
２０２ａ―２０２ｆ  リチウムイオン素電池
２０６  電池パック側マイコン
２０６ａ  メモリ
【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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