(57)【要約】  【課題】二次電池を効率よく使用できる二次電池の放電制御方法を提供する。  【解決手段】二次電池12の充放電サイクルの進行に正比例して放電終止電圧が低くなるように設定することで、充放電サイクルが進行するに従って電池電圧が小さくなり放電時間が短くなる二次電池12を、充放電サイクルが進行していない二次電池12の放電終止電圧よりも低い電圧まで放電させることが可能となり、二次電池12の電池容量を有効に使い切ることができ、二次電池12を効率よく使用できる。  【選択図】図１
2006128052.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電終止電圧になると二次電池の放電を停止させる二次電池の放電制御方法であって、
前記二次電池の充放電サイクルの進行に応じて放電終止電圧を低く設定する
ことを特徴とした二次電池の放電制御方法。
【請求項２】
放電終止電圧になると二次電池の放電を停止させる二次電池の放電制御方法であって、
前記二次電池の放電電流が大きくなるのに応じて放電終止電圧を低く設定する
ことを特徴とした二次電池の放電制御方法。
【請求項３】
放電終止電圧になると二次電池の放電を停止させる二次電池の放電制御装置であって、
前記二次電池の放電終止電圧を設定する放電終止電圧設定手段と、
前記二次電池の充放電サイクルを検知する充放電サイクル検知手段と、
この充放電サイクル検知手段で検知された充放電サイクルの進行に応じて前記放電終止電圧設定手段にて放電終止電圧を低く設定させる制御手段と
を具備したことを特徴とした二次電池の放電制御装置。
【請求項４】
放電終止電圧になると二次電池の放電を停止させる二次電池の放電制御装置であって、
前記二次電池の放電終止電圧を設定する放電終止電圧設定手段と、
前記二次電池の放電電流を検知する電流検知手段と、
この電流検知手段で検知された前記二次電池の放電電流が大きくなるのに応じて前記放電終止電圧設定手段にて放電終止電圧を低く設定させる制御手段と
を具備したことを特徴とした二次電池の放電制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放電終止電圧になると二次電池の放電を停止させる二次電池の放電制御方法およびその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気機器に使用される二次電池は、電気機器内に設けられた放電制御装置により所定の放電終止電圧まで放電制御され、放電終止電圧になった二次電池は放電が停止される。そして、放電した二次電池は、充電制御装置により充電され、充放電サイクルが繰り返される（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−２４３９９０号公報（第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、二次電池には、充放電サイクルが進行すると電池電圧が低くなる傾向があるため、充放電サイクルの初期に設定された放電終止電圧のまま放電終止電圧を一定とすると、充放電サイクルが進行した二次電池の放電が相対的に早く終わり、電池容量が残っているにも拘らず放電を強制的に停止してしまうという問題点を有している。
【０００４】
一方で、放電終止電圧を予め低く設定すると、充放電サイクルが進行していない二次電池では過放電するおそれがある。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、二次電池を効率よく使用できる二次電池の放電制御方法およびその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、二次電池の充放電サイクルの進行に応じて、二次電池の放電を停止させる放電終止電圧を低く設定するものである。
【０００７】
また、本発明は、二次電池の放電電流が大きくなるのに応じて、二次電池の放電を停止させる放電終止電圧を低く設定するものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、二次電池の充放電サイクルの進行に応じて、二次電池の放電を停止させる放電終止電圧を低く設定することで、充放電サイクルが進行していない二次電池の過放電を防止するとともに、充放電サイクルが進行して電池電圧が低くなった二次電池は、充放電サイクルが進行していない二次電池よりも低い放電終止電圧まで放電可能となり、電池容量を有効に使い切ることができ、二次電池を効率よく使用できる。
【０００９】
また、本発明によれば、二次電池の放電電流が大きくなるのに応じて、二次電池の放電を停止させる放電終止電圧を低く設定することで、放電電流が比較的小さい二次電池の過放電を防止するとともに、放電電流が大きくなって電池電圧が低くなった二次電池は、放電電流が比較的小さい二次電池よりも低い放電終止電圧まで放電可能となり、電池容量を有効に使い切ることができ、二次電池を効率よく使用できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の第１の実施の形態の構成を図面を参照して説明する。
【００１１】
図２において、１は掃除機本体で、この掃除機本体１は、被掃除面としての床面上を走行可能であり、内部に収容された電動送風機２の駆動にて生じる吸気風とともに吸い込んだ塵埃をサイクロン分離により捕集するものである。
【００１２】
また、この掃除機本体１には、外部から空気を吸引する本体吸込口３が開口されている。この本体吸込口３には、可撓性を有し湾曲可能な細長略円筒状のホース体４が連通接続されている。このホース体４の先端には、掃除する際に作業者が把持する握り部５が設けられている。
【００１３】
さらに、この握り部５の先端には、細長略円筒状の延長管６が着脱可能に連通接続されている。またさらに、この延長管６の先端には、例えば室内の床面の絨毯などの上に載置させて、この絨毯上の塵埃を吸い込む吸込口体としての床ブラシ７が着脱可能に連通接続されている。
【００１４】
そして、掃除機本体１の上部には、電動送風機２の駆動をオンオフするスイッチ８が設けられている。
【００１５】
次に、上記第１の実施の形態の内部構成を説明する。
【００１６】
図１に示すように、掃除機本体１内には、電動送風機２の駆動を制御する制御手段11に、電動送風機２に給電する例えばニッケル水素電池、あるいはリチウムイオン電池などの二次電池12、二次電池12の充放電サイクルを検知する充放電サイクル検知手段13（以下、検知手段13という）、および、二次電池の放電終止電圧ＶＥを設定する放電終止電圧設定手段14（以下、設定手段14という）がそれぞれ設けられている。
【００１７】
制御手段11は、図示しない素子、メモリおよびＩＣなどを備えた制御回路であり、スイッチ８のオンオフに基づき、電動送風機２のオンオフを切り換えるものである。
【００１８】
また、この制御手段11は、検知手段13にて検知した二次電池12の充放電サイクルの進行に応じて、設定手段14にて放電終止電圧ＶＥを低く設定し、二次電池12の電池電圧Ｖがこの放電終止電圧ＶＥになると、二次電池12の放電を停止させ、図示しない報知手段などにより作業者に二次電池12の充電を促す報知などをする。
【００１９】
二次電池12は、掃除機本体１に対して着脱可能に設けられている。そして、この二次電池12は、図示しないマイコンなどを搭載し、図示しない充電器による充電回数などをマイコンに記憶することで、充放電サイクルを記録している。
【００２０】
また、検知手段13は、二次電池12のマイコンに記録された充放電サイクルを読み取り、制御手段11に伝達する。
【００２１】
さらに、設定手段14は、制御手段11にて二次電池12の放電を停止させる放電終止電圧ＶＥを、制御手段11に設定する。
【００２２】
なお、放電終止電圧ＶＥは、それぞれの充放電サイクルで二次電池12が過放電とならないように、かつ、電気掃除機が駆動不可能となる停止電圧ＶＳよりも大きくなるように、低下率を適宜設定する。
【００２３】
そして、制御手段11、検知手段13および設定手段14により、二次電池12の放電制御装置15が構成されている。
【００２４】
次に、上記第１の実施の形態の放電制御装置15の動作の一実施例を、図３および図４を参照して説明する。
【００２５】
図３に示すように、二次電池12は、充放電サイクルが１００サイクルのときに比べて、充放電サイクルが４００サイクルのときの電池電圧Ｖが低く、かつ、放電時間ｔが短くなっている。
【００２６】
すなわち、二次電池12は、充放電サイクルが進行するに従い、電池電圧Ｖが低くなり、かつ放電時間ｔが短くなっている。
【００２７】
そこで、本実施例では、図４に示すように、二次電池12の充放電サイクルの進行に正比例して放電終止電圧ＶＥが低くなり、かつ、各充放電サイクルで停止電圧ＶＳよりも大きくなるように設定する。
【００２８】
具体的には、例えば停止電圧ＶＳが０．８Ｖであるとき、放電終止電圧ＶＥを、充放電サイクルが１００サイクルのときには１．００Ｖ、２００サイクルのときには０．９６Ｖ、３００サイクルのときには０．９３Ｖ、４００サイクルのときには０．９０Ｖに設定する。
【００２９】
この結果、充放電サイクルが進行するに従って電池電圧Ｖが小さくなり放電時間ｔが短くなる二次電池12を、充放電サイクルが進行していない二次電池12の放電終止電圧ＶＥよりも低い電圧まで放電させることが可能となる。
【００３０】
すなわち、図３に示す従来の放電終止電圧ＶE1は、例えば１．００Ｖに固定されているので、この放電終止電圧ＶE1に達した後、二次電池12は、例えば充放電サイクルが４００サイクルであった場合に、電池電圧Ｖが停止電圧ＶＳとなるまでに約３分間の駆動可能時間があったが、上記第１の実施の形態では、充放電サイクルが進行するに従い放電終止電圧ＶＥを低くすることで、この約３分間の駆動可能時間を有効に利用して、二次電池12の電池容量を有効に使い切ることができ、二次電池12を効率よく使用できる。
【００３１】
また、充放電サイクルの初期の二次電池12の放電終止電圧ＶＥは、充放電サイクルが進行した二次電池12の放電終止電圧ＶＥよりも大きく設定されるので、充放電サイクルの初期から予め低い放電終止電圧ＶＥに設定されている場合と比較して、充放電サイクルの初期の二次電池12が過放電してしまうことを防止できる。
【００３２】
すなわち、充放電サイクルの初期の電池電圧Ｖは、放電終止電圧付近で急激に低下するため、放電終止電圧ＶＥを過放電とならない下限に設定しても、放電停止のタイミングが微妙に遅れただけで過放電となってしまうおそれがあるので、放電終止電圧ＶＥを高めに設定することで過放電を確実に防止する。また、充放電サイクルが進行すると電池電圧Ｖの放電終止電圧付近での低下は緩やかとなるため、放電終止電圧ＶＥを下限に設定しても過放電となることはなく、駆動可能時間を伸ばすことができる。
【００３３】
なお、上記第１の実施の形態において、二次電池12の充放電サイクルを検知する際には、例えば二次電池12に二次元、あるいは三次元のバーコードを設定して二次電池12の製造時期を記憶させ、この製造時期と一般的な使用頻度とから充放電サイクルを推定する構成も可能である。この場合には、二次電池12を装着した際に検知手段13で読み取り易い位置にバーコードを設ける。
【００３４】
同様に、二次電池12の充放電サイクルを検知する際には、二次電池12に設けられたロット番号を検知手段13で読み取って二次電池12の製造時期を推定させてもよい。
【００３５】
また、二次電池12を着脱可能としない構成も可能であり、この場合には、二次電池12の充放電サイクルを検知する際に、充放電サイクルを検知手段13で単純にカウントすればよく、構成を簡略化できる。
【００３６】
次に、第２の実施の形態を図５を参照して説明する。なお、上記第１の実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００３７】
この図５に示す実施の形態の放電制御装置15は、上記第１の実施の形態の検知手段13に代えて、二次電池12の放電電流を検知する電流検知手段16が設けられている。
【００３８】
そして、制御手段11は、電流検知手段16にて検知した二次電池12の放電電流が大きくなるのに応じて設定手段14にて放電終止電圧ＶＥを低く設定させる。
【００３９】
次に、上記第２の実施の形態の放電制御装置15の動作の一実施例を、図６を参照して説明する。
【００４０】
図６に示すように、二次電池12は、放電電流が大きいときの電池電圧Ｖが、放電電流が小さいときの電池電圧Ｖよりも低く、かつ、放電時間ｔが短くなっている。
【００４１】
すなわち、二次電池12は、放電電流が大きくなるのに従い、電池電圧Ｖが低くなり、かつ放電時間ｔが短くなっている。
【００４２】
そこで、本実施例では、二次電池12の放電電流が大きくなるのに正比例して放電終止電圧ＶＥが低くなり、かつ、各放電電流で停止電圧ＶＳよりも大きくなるように設定する。
【００４３】
具体的には、例えば停止電圧ＶＳが０．８Ｖであるとき、放電終止電圧ＶＥを、放電電流が小さいとき（例えば弱モード運転時）には１．００Ｖ、放電電流が中程度のとき（例えば中モード運転時）には０．９５Ｖ、放電電流が大きいとき（例えば強モード運転時）には０．９０Ｖに設定する。
【００４４】
この結果、放電電流が大きくなるに従って電池電圧Ｖが小さくなり放電時間ｔが短くなる二次電池12を、放電電流が小さい二次電池12の放電終止電圧ＶＥよりも低い電圧まで放電させることが可能となる。
【００４５】
すなわち、図６に示す従来の放電終止電圧ＶE1は、例えば１．００Ｖに固定されているので、この放電終止電圧ＶE1に達した後、二次電池12は、例えば放電電流が大きい場合に、電池電圧Ｖが停止電圧ＶＳとなるまでに約３分間の駆動可能時間があったが、上記第２の実施の形態では、放電電流が大きくなるのに従い放電終止電圧ＶＥを低くすることで、この約３分間の駆動可能時間を有効に利用して、二次電池12の電池容量を有効に使い切ることができ、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することが可能になる。
【００４６】
しかも、放電終止電圧ＶEを設定する際に、二次電池12の放電電流を検知するだけでよいので、放電終止電圧ＶＥを設定するための放電電流の検出端子などを二次電池12に別個に設ける必要がなく、構成を簡略化できるとともに、放電終止電圧ＶＥを確実に設定できる。
【００４７】
なお、上記各実施の形態において、放電終止電圧ＶＥは、充放電サイクルの進行、あるいは放電電流の増加に対して直線的に低くなるように設定するだけでなく、曲線的に低くなるように設定したり、所定の充放電サイクル毎、あるいは所定の放電電流値毎に階段状に低くなるように設定したりすることも可能である。
【００４８】
そして、放電制御装置15は、電気掃除機に限らず、他の様々な電気機器に用いることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施の形態の二次電池の放電制御装置を示すブロック図である。
【図２】同上放電制御装置を備えた電気掃除機を示す斜視図である。
【図３】同上放電制御装置により放電制御される二次電池の充放電サイクル毎の放電時間と電池電圧との関係の一実施例を示すグラフである。
【図４】同上放電制御装置により設定される充放電サイクル毎の放電終止電圧の一実施例を示すグラフである。
【図５】本発明の第２の実施の形態の二次電池の放電制御装置を示すブロック図である。
【図６】同上放電制御装置により放電制御される二次電池の放電電流毎の放電時間と電池電圧との関係の一実施例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００５０】
11    制御手段
12    二次電池
13    充放電サイクル検知手段
14    放電終止電圧設定手段
15    放電制御装置
16    電流検知手段
ＶＥ   放電終止電圧
【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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