(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池の種類に対応して設定された抵抗値を有する判別用抵抗と、
前記電池の種類に対応した所定の接続関係で前記判別用抵抗と接続されたインピーダンス素子と、
前記判別用抵抗の抵抗値を利用して前記電池の種類を１次判別し、前記判別用抵抗と前記インピーダンス素子との接続関係を利用して前記電池の種類を２次判別し、これら１次判別と２次判別の結果が一致した場合のみ電池種類の判別結果を出力する判別手段
とを有することを特徴とする電池種類判別装置。
【請求項２】
電池の種類に対応して設定された抵抗値を有し、一端が第１の端子に接続され、他端が基準電位端子に接続された判別用抵抗と、
一端が第２の端子に、他端が前記電池の種類に応じて基準電位端子および第１の端子のいずれかに接続されたインピーダンス素子と、
第１の抵抗と第１のスイッチ素子とを直列接続して構成され、電源と第１の端子との間に接続された第１の抵抗−スイッチ素子直列回路と、
第２の抵抗と第２のスイッチ素子とを直列接続して構成され、電源と第２の端子との間に接続された第２の抵抗−スイッチ素子直列回路とを有し、
前記第１のスイッチ素子のみをオンさせたときの第１の端子に発生する電圧値から前記電池の種類を１次判別し、前記第２のスイッチ素子のみをオンさせたときの前記第１の端子に発生する電圧から前記電池の種類を２次判別し、これら１次判別と２次判別の結果が一致した場合のみ電池種類の判別結果を出力することを特徴とする電池種類判別装置。
【請求項３】
電池の種類に対応して設定された抵抗値を有し、一端が第１の端子に接続され、他端が基準電位端子に接続された判別用抵抗と、
一端が第２の端子に、他端が前記電池の種類に応じて基準電位端子および第１の端子のいずれかに接続されたインピーダンス素子と、
第１の抵抗と第１のスイッチ素子とを直列接続して構成され、電源と第１の端子に接続された第１の抵抗−スイッチ素子直列回路と、
第２の抵抗と第２のスイッチ素子とを直列接続して構成され、電源と第２の端子との間に接続された第２の抵抗−スイッチ素子直列回路と、
第３の抵抗と第３のスイッチ素子とを直列接続して構成され、前記第１の抵抗−スイッチ素子直列回路または前記判別用抵抗と並列に接続された第３の抵抗−スイッチ素子直列回路とを有し、
前記第１のスイッチ素子のみをオンさせたときの第１の端子に発生する電圧と前記第１のスイッチ素子および前記第３のスイッチ素子のみをオンさせたときの第１の端子に発生する電圧との比から前記電池の種類を１次判別し、前記第２のスイッチ素子のみをオンさせたときの前記判別用抵抗の両端に発生する電圧から前記電池の種類を２次判別し、これら１次判別と２次判別の結果が一致した場合のみ電池種類の判別結果を出力することを特徴とする電池種類判別装置。
【請求項４】
前記インピーダンス素子として感温抵抗素子を用いると共に、前記判別用抵抗と並列に第４のスイッチ素子を接続し、温度測定時は前記第２のスイッチ素子と第４のスイッチ素子のみをオンさせ、前記第２の端子に発生する電圧を検知することを特徴とする請求項２または３に記載の電池種類判別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、電池に最適な充電条件や放電条件を選定するため電池の種類を判別する電池種類判別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話機や可搬型のパーソナルコンピュータおよびワードプロセッサなど、携帯機器が多く普及しつつある。これらの機器では一次電池や二次電池を内蔵したパック電池が駆動電源として使われている。ところで、１台の機器に対して異なる形式のパック電池を選択的に使用する場合、最低放電可能電圧が電池の種類によって異なるため、機器側でパック電池の種類を判別して、現在使用しているパック電池の端子電圧が最低放電可能電圧に近づくと、警報を発するようにしていた。
【０００３】
一方、異なる形式の二次電池をそれぞれ内蔵したパック電池を共通の１台の充電器で充電するとき、そのパック電池に使用している電池の種類、すなわち電池の形式や電気容量に最適な条件で充電することに注意が必要である。例えば、ニッケル・カドミウム蓄電池とニッケル・水素蓄電池およびリチウム二次電池では最適な充電方式が異なる。すなわち、ニッケル・カドミウム蓄電池やニッケル・水素蓄電池等のアルカリ蓄電池の場合は、一定の電流で充電を行って、電池が満充電状態となると充電を停止し、リチウム二次電池や鉛電池等の定電圧充電すべき電池の場合は、一定の電流で充電を行って、電池電圧が所定値まで上昇すると電流を減じて電池電圧が所定値を越えないようにしている。さらに、電池の形式が同じであっても、電気容量の大小で充電条件は変化する。したがって、１台の充電器で電池の形式や電気容量の異なるパック電池を充電するときは、パック電池に内蔵されている電池の種類を判別し、各々の電池に最適な状態で充電することが重要となる。
【０００４】
パック電池の種類を判別する方法としては従来、大別して２種類が知られている。第１の方法は、パック電池の外部ケースに電池の種類によって異なる機械的な凹凸を設け、この凹凸を機器あるいは充電器側で検知する方法である。
【０００５】
第２の方法は、例えば特開平２−２９９４２８に開示されているように、パック電池内部に電池の種類に対応した抵抗値を有する判別用抵抗を、また機器あるいは充電器内部に安定化電源と分圧用抵抗およびバッテリ機種検出回路をそれぞれ設け、安定化電源の出力である電源電圧を判別用抵抗と分圧用抵抗とで構成される分圧回路に供給し、この分圧回路の出力電圧である分圧用抵抗に発生する電圧によってバッテリ機種検出回路で電池の種類を判別する方法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第１の方法はパック電池の外部ケースに電池の種類に応じた凹凸を設けて電池の種類を機械的に判別するために信頼性に乏しく、しかもケースに凹凸を設けるスペースに限りがあることから、電池の種類が多くなると判別が困難となる欠点がある。
【０００７】
一方、第２の方法では判別用抵抗として、電池の種類に対応しない抵抗値のものを間違えて取り付けた場合は、電池に不適切な充電方法で充電されてしまう結果、電池が劣化したり漏液が発生したり、また特に一台でアルカリ蓄電池とリチウム二次電池や鉛電池等の定電圧充電すべき電池を充電する充電器の場合、アルカリ蓄電池を定電圧充電すべき電池の充電方法で充電したり、逆に定電圧充電すべき電池をアルカリ蓄電池と同様に充電する可能性があり、最悪の場合には破裂や発火のおそれがある。
【０００８】
また、第２の方法では電源電圧を判別用抵抗と分圧用抵抗とからなる分圧回路で分圧していることから、この分圧回路の出力電圧である分圧用抵抗の両端に発生する電圧は電源電圧に依存するため、電源電圧の変動により電池種類の判別を誤るおそれがある。従って、パック電池の種類が多くなっても電池の種類を正しく判別するためには、判別用抵抗と分圧用抵抗の精度はもちろん、電源電圧の電圧精度や電圧検知精度に極めて高い精度が要求され、電池種類の判別に必要なコストが増えるという問題があった。
【０００９】
本発明の目的は、判別用抵抗として電池の種類に対応しない抵抗値のものを誤って取り付けた場合に電池種類の誤判別を行うことがない電池種類判別装置を提供することにある。
【００１０】
本発明の他の目的は、さらに判別対象の電池の種類が多くなっても、電源電圧に特別に高精度を要求されることなく電池の種類を正しく判別できる電池種類判別装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明による電池種類判別装置は、電池の種類に対応して設定された抵抗値を有する判別用抵抗と、電池の種類に対応した所定の接続関係で判別用抵抗と接続されたインピーダンス素子を設けると共に、判別用抵抗の抵抗値を利用して電池の種類を１次判別し、判別用抵抗とインピーダンス素子との接続関係を利用して電池の種類を２次判別し、これら１次判別と２次判別の結果が一致した場合のみ電池種類の判別結果を出力するようにしたことを特徴とする。
【００１２】
より具体的には、本発明に係る第１の電池種類判別装置は、電池の種類に対応して設定された抵抗値を有し、一端が第１の端子に接続され、他端が基準電位端子に接続された判別用抵抗と、一端が第２の端子に、他端が前記電池の種類に応じて基準電位端子および第１の端子のいずれかに接続されたインピーダンス素子と、第１の抵抗と第１のスイッチ素子とを直列接続して構成され、電源と第１の端子との間に接続された第１の抵抗−スイッチ素子直列回路と、第２の抵抗と第２のスイッチ素子とを直列接続して構成され、電源と第２の端子との間に接続された第２の抵抗−スイッチ素子直列回路とを有し、第１のスイッチ素子のみをオンさせたときの第１の端子に発生する電圧値から電池の種類を１次判別し、第２のスイッチ素子のみをオンさせたときの第１の端子に発生する電圧から電池の種類を２次判別し、これら１次判別と２次判別の結果が一致した場合のみ電池種類の判別結果を出力することを特徴とする。
【００１３】
また、本発明に係る第２の電池種類判別装置は、電池の種類に対応して設定された抵抗値を有し、一端が第１の端子に接続され、他端が基準電位端子に接続された判別用抵抗と、一端が第２の端子に、他端が電池の種類に応じて基準電位端子および第１の端子のいずれかに接続されたインピーダンス素子と、第１の抵抗と第１のスイッチ素子とを直列接続して構成され、電源と第１の端子に接続された第１の抵抗−スイッチ素子直列回路と、第２の抵抗と第２のスイッチ素子とを直列接続して構成され、電源と第２の端子との間に接続された第２の抵抗−スイッチ素子直列回路と、第３の抵抗と第３のスイッチ素子とを直列接続して構成され、第１の抵抗−スイッチ素子直列回路または判別用抵抗と並列に接続された第３の抵抗−スイッチ素子直列回路とを有し、第１のスイッチ素子のみをオンさせたときの第１の端子に発生する電圧と第１のスイッチ素子および第３のスイッチ素子のみをオンさせたときの第１の端子に発生する電圧との比から電池の種類を１次判別し、第２のスイッチ素子のみをオンさせたときの判別用抵抗の両端に発生する電圧から電池の種類を２次判別し、これら１次判別と２次判別の結果が一致した場合のみ電池種類の判別結果を出力することを特徴とする。
【００１４】
さらに、本発明においてはインピーダンス素子として感温抵抗素子を用いると共に、判別用抵抗と並列に第４のスイッチ素子を接続し、温度測定時は第２のスイッチ素子と第４のスイッチ素子のみをオンさせ、第２の端子に発生する電圧を検知することを特徴とする。
【００１５】
【作用】
このように本発明による電池種類判別装置においては、判別用抵抗の抵抗値による１次判別と、判別用抵抗とインピーダンス素子との接続関係による２次判別を行い、１次判別と２次判別の結果が一致した場合のみ電池種類の判別結果を出力することにより、電池の種類に対応しない誤った抵抗値の判別用抵抗を取り付けた場合は判別結果を出力しないため、誤った判別結果を出力することがない。従って、本発明による電池種類判別装置を充電器に適用して、電池種類に応じた充電制御を行う場合、電池種類の判別を誤って充電することによる電池の劣化や漏液あるいは電池の破裂や発火といった事態が回避され、信頼性、安全性が向上する。
【００１６】
また、第１のスイッチ素子のみをオンさせたときの第１の端子に発生する電圧と、第１のスイッチ素子および第３のスイッチ素子のみをオンさせたときの第１の端子に発生する電圧との比から電池種類の１次判別を行うようにすると、この電圧比は電源電圧に依存しないため、電源電圧の安定度が低くとも、高精度に電池の種類を判別することが可能である。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
（第１の実施例）
図１は、本発明の第１の実施例に係る電池判別装置を用いた充電器およびアルカリ蓄電池を内蔵した第１の電池パックを示すブロック図である。
【００１８】
電池パック１０は、二次電池１１と判別用抵抗１２およびインピーダンス素子であるサーミスタ１３を有する。二次電池１１は、例えばニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・水素蓄電池あるいはニッケル亜鉛電池などのアルカリ蓄電池である。ここでは、二次電池１１がニッケル・カドミウム蓄電池（以下、Ｎｉ／Ｃｄという）とニッケル・水素蓄電池（以下、Ｎｉ−ＭＨという）の場合について説明する。判別用抵抗１２は二次電池１１に対応して設けられたものであり、その抵抗値ＲＸは二次電池１１の種類によって予め設定されている。また、電池判別用抵抗１２とサーミスタ１３とは、二次電池１１の種類に対応した接続関係で接続されている。
【００１９】
すなわち、端子ａ−１，ｂ−１，ｃ−１，ｄ−１は電池パック１０の外部接続端子であり、第１の端子ａ−１は判別用抵抗１２の一端に接続され、第２の端子ｂ−１はサーミスタ１３の一端に接続され、第３の端子ｃ−１は二次電池１１の正極端子に接続され、基準電位端子である第４の端子ｄ−１は二次電池１１の負極端子とサーミスタ１３の他端および判別用抵抗１２の他端に共通に接続されている。
【００２０】
一方、充電器２０は電池パック１０の二次電池を充電するものであり、第１の抵抗−スイッチ素子直列回路２１、第２の抵抗−スイッチ素子直列回路２２、スイッチ素子２３、電池判別制御回路２４、充電制御回路２５、定電流充電回路２６、定電流・定電圧充電回路２７および充電用電源２８を有する。第１および第２の抵抗−スイッチ素子直列回路２１，２２、スイッチ素子２３および電池判別制御回路２４は、二次電池１１の種類を判別するために設けられている。端子ａ−２，ｂ−２，ｃ−２，ｄ−２は充電器２０の外部接続端子であり、充電時に電池パック１０の端子ａ−１，ｂ−１，ｃ−１，ｄ−１にそれぞれ接続される。
【００２１】
図２は、同実施例の電池判別装置を用いた充電器および定電圧充電すべき二次電池を内蔵した第２の電池パックを示すブロック図であり、充電器２０は図１と同様の構成である。電池パック３０は、リチウム二次電池（以下、ＬＩＢという）等の非水溶媒系二次電池や鉛電池などの定電圧で充電すべき二次電池を内蔵している。
【００２２】
この電池パック３０は、二次電池３１と判別用抵抗３２およびインピーダンス素子であるサーミスタ３３を有するが、図１の電池パック１０とは判別用抵抗３２とサーミスタ３３との接続関係が異なっている。
【００２３】
すなわち、端子ａ−３，ｂ−３，ｃ−３，ｄ−３は電池パック３０の外部接続端子であり、第１の端子ａ−３はサーミスタ３３の一端と判別用抵抗３２の一端に共通に接続され、第２の端子ｂ−３はサーミスタ３３の他端に接続され、第３の端子ｃ−３は二次電池３１の正極端子に接続され、基準電位端子である第４の端子ｄ−３は二次電池３１の負極端子と判別用抵抗３２の他端に共通に接続されている。また、充電器２０の外部接続端子である端子ａ−２，ｂ−２，ｃ−２，ｄ−２は、充電時に電池パック３０の端子ａ−３，ｂ−３，ｃ−３，ｄ−３にそれぞれ接続される。
【００２４】
図１、図２における充電器２０の構成について、さらに詳しく説明する。本実施例では、図１における第１の電池パック１０内の二次電池１１がＮｉ／Ｃｄの場合は一定電流で充電し、二次電池１１の端子電圧ＶB が所定値（ΔＶ）低下したとき充電電流を停止させるか減少させる「−ΔＶ制御」で充電制御を行う。また、電池パック１０内の二次電池１１がＮｉ−ＭＨの場合は一定電流で充電し、電池温度の上昇率（いわゆる温度微分）が所定値に達したとき充電電流を停止させるか減少させる「ｄＴ／ｄｔ制御」で充電制御を行う。さらに、図２における第２の電池パック３０内の二次電池３１がＬＩＢの場合は充電初期では定電流で充電し、電池電圧が所定値（例えば４．２Ｖ／セル）に達すると定電圧で充電する「定電流・定電圧充電」で充電制御を行うものとする。
【００２５】
第１の抵抗−スイッチ素子直列回路２１は、第１のスイッチ素子２１１と第１の抵抗２１２を直列接続して構成され、充電器２０の内部回路の電源Ｖ+ と端子ａ−２との間に接続される。第２の抵抗−スイッチ素子直列回路２２は、第２のスイッチ素子２２１と第２の抵抗２２２を直列接続して構成され、電源Ｖ+ と端子ｂ−２との間に接続される。スイッチ素子２３（第４のスイッチ素子）は、端子ａ−２と端子ｄ−２との間に接続される。
【００２６】
電池判別制御回路２４は２つの入力端子を持ち、これらの入力端子に端子ａ−２に発生する電圧Ｖｄおよび端子ｂ−２に発生する電圧Ｖｔを入力してそれらの値を測定し、Ｖｔの値によって充電開始信号を発生し、またＶｄの値から二次電池の種類を判別して出力する。
【００２７】
充電制御回路２５は、電池判別制御回路２４の出力に対応して充電条件を決定する。すなわち、第１の抵抗２１２の抵抗値を１０ｋΩとし、電池パック１０または３０内の判別用抵抗１２または３２の抵抗値を１ｋΩ、２ｋΩ、５．１ｋΩ、１０ｋΩ、２０ｋΩ、３９ｋΩのいずれかとし、電源Ｖ+ の電圧値を５Ｖとすると、二次電池の種類、その接続数（接続状態も含む）、電圧Ｖｄおよび充電条件（充電制御方式と充電電流）の関係は表１のようになる。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
充電制御回路２５は、−ΔＶ制御回路２５１、ｄＴ／ｄｔ制御回路２５２、スイッチ回路２５３および電流指定回路２５４からなり、端子ｃ−２は−ΔＶ制御回路２５１の入力端子に接続され、ｄＴ／ｄｔ制御回路２５２の入力端子は第２の抵抗−スイッチ素子直列回路２２の一端と端子ｂ−２に接続されている。
【００３０】
−ΔＶ制御回路２５１は、端子ｃ−２、ｃ−１を介して二次電池１１の端子電圧ＶB 、または端子ｃ−２，ｃ−３を介して二次電池３１の端子電圧ＶB を監視して、ＶB のピーク電圧値から所定値（例えば１０ｍＶ／セル）低下した時点で充電停止信号を発生する。
【００３１】
ｄＴ／ｄｔ制御回路２５２は、端子ｂ−２、ｂ−１を介してサーミスタ１３、または端子ｂ−２，ｂ−３を介してサーミスタ３３に接続され、第２の抵抗２２２で分圧された電圧を測定することにより二次電池１１または３１の温度を監視して、温度上昇率が所定値（例えば１℃／分）に達した時点で充電停止信号を発生する。
【００３２】
スイッチ回路２５３は電池判別制御回路２４の出力に対応して、第１の電池パック１０内の二次電池１１がＮｉ／Ｃｄの場合は−ΔＶ制御回路２５１から出力される充電停止信号を選択し、二次電池１１がＮｉ−ＭＨの場合はｄＴ／ｄｔ制御回路２５２から出力される充電停止信号を選択して、定電流充電回路２６の制御端子に供給する。
【００３３】
電池判別制御回路２４の出力は定電流・定電圧充電回路２７の電圧制御端子にも入力され、電池判別制御回路２４が電池パック３０内の二次電池３１をＬＩＢと判断した場合は定電流・定電圧充電回路２７を動作状態とする。
【００３４】
電流指定回路２５４は、電池判別制御回路２４の出力に対応して二次電池の種類に最適な充電電流値を指定する信号を定電流充電回路２６と定電流・定電圧回路２７の電流設定端子に入力し、充電制御回路２５内のスイッチ回路２５３から出力される充電停止信号を制御端子に加わると出力を停止する。
【００３５】
定電流・定電圧充電回路２７は、電池判別制御回路２４によって選択されると定電流・定電圧を発生する。
充電用電源２８は、例えば交流電源の出力を整流して直流を得る電源や、他の比較的大容量の電池が用いられる。充電用電源２８の出力は、定電流充電回路２６の入力端子と定電流・定電圧充電回路２７の入力端子に与えられている。
【００３６】
次に、本実施例の動作を図３のフローチャートを用いて説明する。
まず、充電器２０に電源が投入されると、電池判別制御回路２４からの制御信号により第１のスイッチ素子２１１がオフ、第２のスイッチ素子２２１がオン、第４のスイッチ素子２３がオンとなる（ステップＳ１）。
【００３７】
一方、電池判別制御回路２４は端子ｂ−２の電圧Ｖｔを監視しており、０．１Ｖ≧Ｖｔの時は電圧Ｖｔの監視を続ける（ステップＳ２のＮｏ）。電池パック１０と充電器２０が接続されると、端子ａ−１と端子ａ−２、端子ｂ−１と端子ｂ−２、端子ｃ−１と端子ｃ−２、端子ｄ−１と端子ｄ−２がそれぞれ接続され、電圧Ｖｔは電源Ｖ+ の電圧を第２の抵抗２２２とサーミスタ１３とで分圧した電圧となるため０．１Ｖ＜Ｖｔ（ステップＳ２でＹｅｓ）となり、次のステップＳ３に進む。
【００３８】
ステップＳ３では第１のスイッチ素子２１１がオン、第２のスイッチ素子２２１がオフ、第４のスイッチ素子２３がオフとなり、このときの端子ａ−２の電圧Ｖｄの値を電池判別制御回路２４内のメモリに記憶させる（ステップＳ４）。電池判別制御回路２４は電圧Ｖｄの値を読み取り、これを表１の電池判別制御回路判定範囲と比較して、電池種類の１次判別結果ＢＴ１を設定する（ステップＳ５〜Ｓ１６）。
【００３９】
なお、電圧Ｖｄの値が表１の電池判別制御回路判定範囲のどれにも入らない場合（ステップＳ１５でＮｏ）は、電池が異常と判定する。ステップＳ３〜Ｓ１６の処理で、電池種類の１次判別を終了する。
【００４０】
次に、ステップＳ１７で第１のスイッチ素子２１１がオフ、第２のスイッチ素子２２１がオン、第４のスイッチ素子２３がオフとなる。ここで、電圧Ｖｄの値がＶｄ＞０．１Ｖのとき（ステップＳ１８でＹｅｓ）は、電池種類の２次判別結果ＢＴ２をリチウム二次電池であることを示すＬＩＢとし（ステップＳ１９）、Ｖｄ≦０．１Ｖのとき（ステップＳ１８でＮｏ）は、ＢＴ２をリチウム二次電池でないことを示す／ＬＩＢとする（ステップＳ２０）。ステップＳ１７〜Ｓ２０の処理が２次判別である。なお、図ではリチウム二次電池でないことを示す記号を“ＬＩＢ”の上に線を付して表わしているが、明細書中では“／ＬＩＢ”として記載するものとする。
【００４１】
判別用抵抗１２によって、電池種類の１次判別結果ＢＴ１が／ＬＩＢ、つまり表１の１，２，３，４のいずれかに設定されたとき（ステップＳ２１でＹｅｓ）は、二次電池は電池パック１０内の二次電池１１であるＮｉ／ＣｄかＮｉ−ＭＨのいずれかのアルカリ蓄電池であり、ＢＴ１がＬＩＢ、つまり表１の５，６のいずれかに選定されたとき（ステップＳ２１でＮｏ）は、二次電池は電池パック３０内の二次電池３１であるリチウム二次電池であることを示す。
【００４２】
また、サーミスタ１３の接続方法によって、ＢＴ２が／ＬＩＢに設定されているときは（ステップＳ２２でＹｅｓ）は二次電池はアルカリ蓄電池であり、ＢＴ２がＬＩＢに設定されているとき（ステップＳ２３でＹｅｓ）は、リチウム二次電池である。
【００４３】
すなわち、ステップＳ２１でＹｅｓかつステップＳ２１でＹｅｓのときは二次電池はアルカリ蓄電池、またステップＳ２１でＮｏかつステップＳ２３でＹｅｓのときはリチウム二次電池であり、いずれも１次判別と２次判別とが一致するため、処理はステップＳ２４以降の充電制御選定プログラムに移る。しかし、ステップＳ２１でＹｅｓかつステップＳ２２でＮｏの場合や、ステップＳ２１でＮｏかつステップＳ２３でＮｏの場合は、いずれも１次判別と２次判別とが一致しないため、このような場合は電池異常とし（ステップＳ３６）、充電動作を行わないようにする。
【００４４】
１次判別と２次判別の結果が一致した場合（ステップＳ２１でＹｅｓ、またはステップＳ２３でＹｅｓ）には、電池判別制御回路２４はＢＴ１の値に応じて電池種類に適した充電制御を行うように、充電制御回路２５と定電流・定電圧充電回路２７に信号を伝える。すなわち、ＢＴ１＝１のとき（ステップＳ２４でＹｅｓ）はステップＳ２５に進み、表１中のＮｏ．１の条件が選択され、スイッチ回路２５３は−ΔＶ制御回路２５１の出力を選択して、−ΔＶ制御回路２５１が充電停止信号を発生すると定電流充電回路２６は充電を停止し、また電流指定回路２５４は定電流充電回路２６が５００ｍＡの充電電流を流すように電流指定を行う。また、ＢＴ１＝２のとき（ステップＳ２６でＹｅｓ）はステップＳ２７に進み、Ｎｏ．２の条件が選択され、Ｎｏ．１と同様にスイッチ回路２５３は−ΔＶ制御回路２５１の出力を選択し、電流指定回路２５４は定電流充電回路２６が１０００ｍＡ一定の充電電流を流すように電流指定を行う。
【００４５】
一方、ＢＴ１＝３のとき（ステップＳ２８でＹｅｓ）はステップＳ２９に進んでＮｏ．３の条件が選択され、スイッチ回路２５３はｄＴ／ｄｔ制御回路２５２の出力を選択し、電流指定回路２５４は定電流充電回路２６が６５０ｍＡ一定の充電電流を流すように電流指定を行い、ＢＴ１＝４のとき（ステップＳ３０でＹｅｓ）はステップＳ３１に進んでＮｏ．４の条件が選択され、スイッチ回路２５３はｄＴ／ｄｔ制御回路２５２の出力を選択し、電流指定回路２５４は定電流充電回路２６が１２００ｍＡ一定の充電電流を流すように電流指定を行う。
【００４６】
さらに、ＢＴ１＝５のとき（ステップＳ３２でＹｅｓ）はステップＳ３３に進んでＮｏ．５の条件が選択され、電流指定回路２５４は定電流・定電圧充電回路２７が最大７５０ｍＡの充電電流を流すように電流指定を行い、ＢＴ１＝６のとき（ステップＳ３４でＹｅｓ）はステップＳ３５に進んでＮｏ．６の条件が選択され、電流指定回路２５４は定電流・定電圧充電回路２７が最大２０００ｍＡの充電電流を流すように電流指定を行う。
【００４７】
ＢＴ１が１，２，３，４，５，６のいずれでもない場合（ステップＳ２４，Ｓ２６，Ｓ２８，Ｓ３０，Ｓ３２，Ｓ３４で全てＮｏ）は何らかの異常があったと判断し、電池異常として充電動作は行わない（ステップＳ３６）。
【００４８】
このように本実施例によれば、判別用抵抗の抵抗値を利用して電池の種類を判別する１次判別と、判別用抵抗とインピーダンス素子であるサーミスタとの接続関係を利用して電池の種類を判別する２次判別を行い、これら２種類の判別結果が一致した場合のみ電池種類の判別結果を出力して充電動作に入るようにしている。このようにすると、判別用抵抗として誤った抵抗値のものを取り付けた場合は、１次判別と２次判別の結果が一致しないため、誤った充電方法で充電動作に入ることがなく、信頼性の高い充電器を実現することができる。
【００４９】
（第２の実施例）
図４は、本発明の第２の実施例に係る電池判別装置を用いた充電器およびアルカリ蓄電池を内蔵した第１の電池パックを示すブロック図である。第１の電池パック１０は、第１の実施例における図１中の電池パック１０と同一である。図１と同一部分に同一符号を付して図１との相違点のみ説明すると、本実施例では充電器２０において、第１の抵抗−スイッチ素子直列回路２１に並列に接続された第３の抵抗−スイッチ素子直列回路２９が新たに追加されている。この第３の抵抗−スイッチ素子直列回路２９は、第３のスイッチ素子２９１と第３の抵抗２９２を直列接続して構成される。
【００５０】
図５は、同実施例の電池判別装置を用いた充電器および定電圧充電すべき二次電池を内蔵した第２の電池パックを示すブロック図である。第２の電池パック３０は、第１の実施例における図２中の電池パック３０と同一であり、また充電器２０は図４と同様の構成である。
【００５１】
電池判別制御回路２４は２つの入力端子を持ち、これらの入力端子に端子ａ−２に発生する電圧Ｖｄおよび端子ｂ−２に発生する電圧Ｖｔを入力してそれらの値を測定し、Ｖｔの値によって充電開始信号を発生し、Ｖｄ，Ｖｔの値から二次電池の種類を判別して出力する。
【００５２】
充電制御回路２５は、電池判別制御回路２４の出力に対応して充電条件を決定する。すなわち、第１の抵抗２１２と第２の抵抗２２２の抵抗値を共に１０ｋΩとし、電池パック１０または３０内の判別用抵抗１２または３２の抵抗値を１ｋΩ、２ｋΩ、５．１ｋΩ、１０ｋΩ、２０ｋΩ、３９ｋΩのいずれかとすると、二次電池の種類、その接続数（接続状態も含む）、比Ｋと充電条件（充電制御と充電電流）の関係は表２のようになる。Ｋについては、後述する。
【００５３】
【表２】
0003688758.tif 000003
【００５４】
次に、本実施例の動作を図６のフローチャートを用いて説明する。
まず、充電器２０に電源が投入されると、電池判別制御回路２４からの制御信号により第１のスイッチ素子２１１がオフ、第２のスイッチ素子２２１がオフ、第３のスイッチ素子２９１がオフ、第４のスイッチ素子２３がオンとなる（ステップＳ１）。
【００５５】
一方、電池判別制御回路２４は端子ｂ−２の電圧Ｖｔを監視しており、０．１Ｖ≧Ｖｔの時は電圧Ｖｔの監視を続ける（ステップＳ２のＮｏ）。電池パック１０と充電器２０が接続されると、端子ａ−１と端子ａ−２、端子ｂ−１と端子ｂ−２、端子ｃ−１と端子ｃ−２、端子ｄ−１と端子ｄ−２がそれぞれ接続され、電圧Ｖｔは電源Ｖ+ の電圧を第２の抵抗２２２とサーミスタ１３とで分圧した電圧となるため、０．１Ｖ＜Ｖｔとなり（ステップＳ２でＹｅｓ）、次のステップＳ３に進む。
【００５６】
ステップＳ３では第１のスイッチ素子２１１がオン、第２のスイッチ素子２２１がオフ、第３のスイッチ素子２９１がオフ、第４のスイッチ素子２３がオフとなり、このときの端子ａ−２の電圧Ｖｄの値＝Ｖｄ(OFF) を電池判別制御回路２４内のメモリに記憶させる（ステップＳ４）。ステップＳ５では第１のスイッチ素子２１１がオン、第２のスイッチ素子２２１がオフ、第３のスイッチ素子２９１がオン、第４のスイッチ素子２３がオフとなり（ステップＳ５）、このときのＶｄの値＝Ｖｄ(ON)を電池判別制御回路２４内のメモリに記憶させる（ステップＳ６）。
【００５７】
次に、電池判別制御回路２４はＶｄ(OFF) ／Ｖｄ(ON)の比Ｋを計算してメモリに記憶させ（ステップＳ７）、Ｋの値と表２の電池判別制御回路判定範囲とを比較して、電池種類の１次判別結果ＢＴ１を設定する（ステップＳ８〜Ｓ１９）。すなわち、第１のスイッチ素子２１１のみがオンのときの端子ａ−２の電圧Ｖｄ(OFF) と、第１のスイッチ素子２１１と第３のスイッチ素子２９１のみがオンのときの端子ａ−２の電圧Ｖｄ(ON)とを測定する。ここで、判別用抵抗１２の抵抗値をＲＸ、第１の抵抗２１２の抵抗値をＲ１、第３の抵抗２９２の抵抗値をＲ２とすると、Ｖｄ(OFF) ，Ｖｄ(ON)は（１）（２）式で与えられる。
【００５８】
0003688758.tif 000004
（１）（２）式から、Ｖｄ（OFF)／Ｖｄ（ON) の比Ｋは（３）式で求まる。
【００５９】
0003688758.tif 000005
なお、表２のＫの計算値はＲ１＝Ｒ２＝１０ｋΩの場合である。Ｋが表２の電池判別制御回路判定範囲のどれにも入らない場合（ステップＳ１８でＮｏ）は、電池異常とする。ステップＳ３〜Ｓ１９で１次判別を終了する。
【００６０】
次に、ステップＳ２０で第１のスイッチ素子２１１がオフ、第２のスイッチ素子２２１がオン、第３のスイッチ素子２９１がオフ、スイッチ素子２３がオフとなる。ここで、電圧Ｖｄの値がＶｄ＞０．１Ｖのとき（ステップＳ２１でＹｅｓ）は、電池種類の２次判別結果ＢＴ２をリチウム二次電池であることを示すＬＩＢとし（ステップＳ２２）、Ｖｄ≦０．１Ｖのとき（ステップＳ２１でＮｏ）はＢＴ２をリチウム二次電池でないことを示す／ＬＩＢとする（ステップＳ２３）。ステップＳ２０〜Ｓ２３の処理が２次判別である。
【００６１】
判別用抵抗１２によって、電池種類の１次判別結果ＢＴ１が／ＬＩＢ、つまり表１の１，２，３，４のいずれかに設定されたとき（ステップＳ２４でＹｅｓ）は、二次電池は電池パック１０内の二次電池１１であるＮｉ／ＣｄかＮｉ−ＭＨのいずれかのアルカリ蓄電池であり、ＢＴ１がＬＩＢ、つまり表２の５，６のいずれかに設定されたとき（ステップＳ２４でＮｏ）は、二次電池は電池パック３０内の二次電池３１であるリチウム二次電池であることを示す。
【００６２】
また、サーミスタ１３の接続方法によって、ＢＴ２が／ＬＩＢに設定されたとき（ステップＳ２５でＹｅｓ）は、二次電池はアルカリ蓄電池であり、ＢＴ２がＬＩＢに設定されたとき（ステップＳ２６でＹｅｓ）は、リチウム二次電池である。
【００６３】
すなわち、ステップＳ２４でＹｅｓかつステップＳ２５でＹｅｓのときは二次電池はアルカリ蓄電池、またステップＳ２４でＮｏかつステップＳ２６でＹｅｓのときはリチウム二次電池であり、いずれも１次判別と２次判別とが一致するため、処理はステップＳ２７以降の充電制御選定プログラムに移る。しかしながら、ステップＳ２４でＹｅｓかつステップＳ２５でＮｏの場合や、ステップＳ２４でＮｏかつステップＳ２６でＮｏの場合は、いずれも１次判別と２次判別とが一致しないため、このような場合は電池異常とし、充電動作をしないようにする。
【００６４】
１次判別と２次判別とが一致した場合（ステップＳ２５でＹｅｓ、またはステップＳ２６でＹｅｓ）には、電池判別制御回路２４はＢＴ１の値に応じて電池種類に適した充電制御を行うように、充電制御回路２５と定電流・定電圧充電回路２７に信号を伝える。すなわち、ＢＴ１＝１のとき（ステップＳ２７でＹｅｓ）はステップＳ２７に進み、表２中のＮｏ．１の条件が選択され、スイッチ回路２５３は−ΔＶ制御回路２５１の出力を選択して、−ΔＶ制御回路２５１が充電停止信号を発生すると定電流充電回路２６は充電を停止し、また電流指定回路２５４は定電流充電回路２６が５００ｍＡの充電電流を流すように電流指定を行う。また、ＢＴ１＝２のとき（ステップＳ２９でＹｅｓ）はステップＳ３０に進み、Ｎｏ．２の条件が選択され、Ｎｏ．１と同様にスイッチ回路２５３は−ΔＶ制御回路２５１の出力を選択し、電流指定回路２５４は定電流充電回路２６が１０００ｍＡ一定の充電電流を流すように電流指定を行う。
【００６５】
一方、ＢＴ１＝３のとき（ステップＳ３１でＹｅｓ）はステップＳ３２に進んでＮｏ．３の条件が選択され、スイッチ回路２５３はｄＴ／ｄｔ制御回路２５２の出力を選択し、電流指定回路２５４は定電流充電回路２６が６５０ｍＡ一定の充電電流を流すように電流指定を行い、ＢＴ１＝４のとき（ステップＳ３３でＹｅｓ）はステップＳ３４に進んでＮｏ．４の条件が選択され、スイッチ回路２５３はｄＴ／ｄｔ制御回路２５２の出力を選択し、電流指定回路２５４は定電流充電回路２６が１２００ｍＡ一定の充電電流を流すように電流指定を行う。
【００６６】
さらに、ＢＴ１＝５のとき（ステップＳ３５でＹｅｓ）はステップＳ３６に進んでＮｏ．５の条件が選択され、電流指定回路２５４は定電流・定電圧充電回路２７が最大７５０ｍＡの充電電流を流すように電流指定を行い、ＢＴ１＝６のとき（ステップＳ３７でＹｅｓ）はステップＳ３８に進んでＮｏ．６の条件が選択され、電流指定回路２５４は定電流・定電圧充電回路２７が最大２０００ｍＡの充電電流を流すように電流指定を行う。
【００６７】
ＢＴ１が１，２，３，４，５，６のいずれでもない場合（ステップＳ２７，Ｓ２９，Ｓ３１，Ｓ３３，Ｓ３５，Ｓ３７で全てＮｏ）は何らかの異常があったと判断し、電池異常として充電動作は行わない（ステップＳ３９）。
【００６８】
本実施例によれば、第１の実施例と同様の効果が得られる上、（３）式に示すようにＫの値は電源Ｖ+ の電圧に依存しないため、電源Ｖ+ の安定度が悪くても容易にかつ正確に電池の種類を判別できるという利点がある。
【００６９】
本発明は、上記実施例に限定されるものでなく、次のように種々変形して実施することができる。
（１）第１および第２の実施例では、表１および表２に示すような６種類の電池で説明したが、６種類以外の２種類以上の組み合わせでも良く、容量も表１および表２に限定されない。
【００７０】
（２）第１および第２の実施例では、Ｎｉ／Ｃｄは−ΔＶ制御、Ｎｉ−ＭＨはｄＴ／ｄｔ制御、ＬＩＢは定電流・定電圧充電で説明したが、他の充電制御でも良く、また複数種類の充電制御を組み合わせても良い。
【００７１】
（３）表１および表２では、判別用抵抗の抵抗値を１ｋΩ、２ｋΩ、５．１ｋΩ、１０ｋΩ、２０ｋΩ、３９ｋΩとしたが、他の値でも良く、また判別する数は６種類以外の組み合わせでも良い。
【００７２】
（４）第１および第２の実施例では、本発明の電池種類判別装置を充電器に適用した場合について説明したが、放電器に適用して電池電圧が低下したとき警報を発生させたり、放電路を遮断するときの電圧値を設定するのに本発明の電池種類判別装置を使用してもよい。また、本発明は二次電池の種類を判別することのみならず、乾電池等の一次電池の種類、あるいは二次電池と一次電池の両方を含めてその種類を判別する場合にも適用できる。
【００７３】
（５）第１および第２の実施例では、インピーダンス素子をサーミスタとしてが、固定抵抗をインピーダンス素子として用いても良い。
（６）第２の実施例では、第３の抵抗−スイッチ素子直列回路を第１の抵抗−スイッチ素子直列回路に並列に接続したが、端子ａ−２とｄ−２との間に接続してもよく、さらに第１の抵抗と第１のスイッチ素子を並列接続した第１の抵抗−スイッチ素子並列回路と、第３の抵抗と第３のスイッチ素子を並列接続した第３の抵抗−スイッチ素子並列回路とを直列に接続してもよい。この場合、第１〜第４のスイッチ素子のオン・オフ制御のタイミングや、Ｋの値を適宜変更することで容易に対応することができる。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明による電池種類判別装置においては、判別用抵抗の抵抗値による１次判別と、判別用抵抗とインピーダンス素子との接続関係による２次判別を行い、１次判別と２次判別の結果が一致した場合のみ電池種類の判別結果を出力することにより、電池の種類に対応しない誤った抵抗値の判別用抵抗を取り付けた場合は判別結果を出力しないため、誤った判別結果を出力することがない。
【００７５】
従って、本発明による電池種類判別装置を充電器に適用して、電池種類に応じた充電制御を行う場合、２種類の判別結果が一致した場合にのみ充電動作に入るようにできるため、電池種類の判別を誤って不適切な充電制御方式で充電することがないため、電池の劣化や漏液さらには電池の破裂や発火といった事態が発生することを避けることができ、信頼性、安全性が向上する。
【００７６】
また、第２の実施例のように第１のスイッチ素子のみをオンさせたときの第１の端子に発生する電圧と第１のスイッチ素子と第３のスイッチ素子のみをオンさせたときの第１の端子に発生する電圧との比から電池種類の１次判別を行うようにすれば、この電圧比は電源電圧に依存しないことから、電源電圧の安定度が低くとも高精度に電池の種類を判別することができ、電池種類の判別に必要なコストが軽減されるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例に係る電池種類判別装置を含む二次電池の充電器および第１の電池パックの構成を示すブロック図
【図２】同実施例に係る電池種類判別装置を含む二次電池の充電器および第２の電池パックの構成を示すブロック図
【図３】同実施例の動作を説明するためのフローチャート
【図４】本発明の他の実施例に係る電池種類判別装置を含む二次電池の充電器および第１の電池パックの構成を示すブロック図
【図５】同実施例に係る電池種類判別装置を含む二次電池の充電器および第２の電池パックの構成を示すブロック図
【図６】同実施例の動作を説明するためのフローチャート
【符号の説明】
１０，３０…電池パック
１１，３１…二次電池
１２，３２…判別用抵抗
１３，３３…インピーダンス素子（サーミスタ）
２１…第１の抵抗−スイッチ素子直列回路
２１１…第１のスイッチ素子
２１２…第１の抵抗
２２…第２の抵抗−スイッチ素子直列回路
２２１…第２のスイッチ素子
２２２…第２の抵抗
２３…第４のスイッチ素子
２４…電池判別制御回路
２５…充電制御回路
２６…定電流充電回路
２７…定電流・定電圧充電回路
２８…充電用電源
２９…第３の抵抗−スイッチ素子直列回路
２９１…第３のスイッチ素子
２９２…第３の抵抗
【図１】
0003688758.tif 000006
【図２】
0003688758.tif 000007
【図３】
0003688758.tif 000008
【図４】
0003688758.tif 000009
【図５】
0003688758.tif 000010
【図６】
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