(57)【要約】      （修正有）【課題】多種多様な電池組を充電可能な充電装置を提供する。【解決手段】二次電池を有する電池組２Ａを充電する充電装置１であって、電池組の充電電圧及び充電電流の少なくとも一方をデジタル信号で制御するよう構成しており、充電電圧の電圧基準値を設定する電圧基準値出力部９と、充電電流の電流基準値を設定する電流基準値出力部８と、を有する。充電装置の制御部は、検出した充電電圧と電圧基準値出力部から出力された電圧基準値とを比較する充電電圧制御回路７０と、検出した充電電流と電流基準値出力部から出力された電流基準値とを比較する充電電流制御回路６０と、を有し、電電圧制御回路及び充電電流制御回路からの比較結果に基づいて充電電圧及び充電電流が対応する基準値となるように構成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池を有する電池組を充電する充電装置であって、
該電池組の充電電圧及び充電電流の少なくとも一方をデジタル信号で制御するよう構成したことを特徴とする充電装置。
【請求項２】
該デジタル信号に基づいて該充電電圧及び該充電電流の少なくとも一方の基準値を設定する基準値出力部と、
該基準値に基づいて該充電電圧及び該充電電流の少なくとも一方を制御する制御部と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
【請求項３】
該基準値出力部は、該充電電圧の電圧基準値を設定する電圧基準値出力部と、該充電電流の電流基準値を設定する電流基準値出力部と、を有し、
該制御部は、該デジタル信号に基づいて該充電電圧及び該充電電流が対応する該基準値となるように制御することを特徴とする請求項２に記載の充電装置。
【請求項４】
該電池組を充電する充電手段を備え、
該制御部は、
検出した該充電電圧と該電圧基準値出力部から出力された該電圧基準値とを比較する充電電圧制御部と、
検出した該充電電流と該電流基準値出力部から出力された該電流基準値とを比較する充電電流制御部と、
を有し、
該充電手段は、該充電電圧制御部及び該充電電流制御部からの比較結果に基づいて該充電電圧及び該充電電流が対応する該基準値となるように構成したことを特徴とする請求項３に記載の充電装置。
【請求項５】
１以上の二次電池を有する電池組を充電する充電手段と、
ｎビットのデジタル信号を出力するデジタル信号出力手段と、
該デジタル信号出力手段から出力される該デジタル信号に応答して、２ｎ個の目標電圧の中から該デジタル信号の値に対応する目標電圧を示す目標信号を出力する目標信号出力手段と、
該目標信号に基づいて充電電圧が該目標電圧になるように制御する充電電圧制御手段と、を備えることを特徴とする充電装置。
【請求項６】
該電池組は電池パックに収容され、
該デジタル信号出力手段は、該電池パックから電池情報を取得し、該目標信号出力手段に出力する該デジタル信号の値を該電池情報に基づいて決定することを特徴とする請求項５に記載の充電装置。
【請求項７】
該電池情報には、該二次電池の最大充電電圧値、該電池組を構成する該二次電池のセル数、該電池組の充電回数に関する履歴情報、該電池組の特性情報の少なくとも一の情報を含むことを特徴とする請求項５又は６に記載の充電装置。
【請求項８】
１以上の二次電池を有する電池組を充電する充電手段と、
ｎビットのデジタル信号を出力するデジタル信号出力手段と、
該デジタル信号出力手段から出力される該デジタル信号に応答して２ｎ個（ｎは１以上の整数）の基準値の中から該デジタル信号の値に対応する基準値を出力する基準値出力手段と、
該２ｎ個の基準値のそれぞれに一対一の関係で対応する２ｎ個の目標電圧値の中から一の目標電圧値を選定する目標電圧値選定手段と、
該基準値を用いて充電電圧の値が該基準値に対応する該目標電圧値になるように該充電電圧を制御する充電電圧制御手段と、を備えることを特徴とする充電装置。
【請求項９】
該２ｎ個の基準値は、
該二次電池の最大充電電圧値が第１の値である第１の電池組を充電するための第１の目標電圧値に対応する第１の基準値と、
該二次電池の最大充電電圧値が第２の値である第２の電池組を充電するための第２の目標電圧値に対応する第２の基準値と、を含むことを特徴とする請求項８に記載の充電装置。
【請求項１０】
該基準値出力手段は、ｎビットの分解能を持ち、２ｎ個の基準電圧を出力可能であるＤ／Ａコンバータ又はデジタルポテンショメータであり、
該基準値として該基準電圧を用いることを特徴とする請求項８又は９に記載の充電装置。
【請求項１１】
該電池組は電池パックに収容され、
該電池パックは、該電池組を充電するための該目標電圧値に関する情報を記憶する記憶手段と、該目標電圧値に関する情報を該目標電圧値選定手段と通信する電池側通信手段と、を備え、
該充電装置は、該目標電圧値に関する情報を該電池パックと通信する充電側通信手段を更に備え、
該目標電圧値選定手段は、該目標電圧値に関する情報に基づいて該目標電圧値を選定することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の充電装置。
【請求項１２】
該電池組は電池パックに収容され、
該電池パックは、該電池組に関する電池情報を記憶する記憶部と、該電池情報を該目標電圧値選定手段と通信する電池側通信手段と、を備え、
該充電装置は、該電池情報を該電池パックと通信する充電側通信手段を更に備え、
該目標電圧値選定手段は、該電池情報に基づいて該目標電圧値を選定することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の充電装置。
【請求項１３】
該電池情報は、該電池組の充電履歴に関する履歴情報と、該電池組の特性に関する特性情報と、を含み、
該目標電圧値選定手段は、該履歴情報及び該特性情報に基づいて該目標電圧値を選定することを特徴とする請求項１２に記載の充電装置。
【請求項１４】
該目標電圧値選定手段は、該充電回数が多くなるに従って、より低い値の該目標電圧値を選定することを特徴とする請求項１３に記載の充電装置。
【請求項１５】
１以上の二次電池を有する電池組を充電する充電手段と、
ｎビットのデジタル信号を出力するデジタル信号出力手段と、
該デジタル信号出力手段から出力される該デジタル信号に応答して２ｎ個（ｎは１以上の整数）の基準値の中から該デジタル信号の値に対応する基準値を出力する基準値出力手段と、
該２ｎ個の基準値のそれぞれに対応する２ｎ個の目標電流値の中から一の目標電流値を選定する目標電流値選定手段と、
該基準値を用いて充電電流の値が該基準値に対応する該目標電流値になるように該充電電流を制御する充電電流制御手段と、を備えることを特徴とする充電装置。
【請求項１６】
該２ｎ個の基準値は、
許容電流値が第１の電流値である第１の電池組を充電するための第１の目標電流値に対応する第１の基準値と、
許容電流値が第２の電流値である第２の電池組を充電するための第２の目標電流値に対応する第２の基準値と、を含むことを特徴とする請求項１５に記載の充電装置。
【請求項１７】
該基準値出力手段は、ｎビットの分解能を持ち、２ｎ個の基準電圧を出力可能であるＤ／Ａコンバータ又はデジタルポテンショメータであり、
該基準値として該基準電圧を用いることを特徴とする請求項１５又は１６に記載の充電装置。
【請求項１８】
該電池組は電池パックに収容され、
該電池パックは、該電池組を充電するための該目標電流値に関する情報を記憶する記憶手段と、該目標電流値に関する情報を該目標電流値選定手段と通信する電池側通信手段と、を備え、
該充電装置は、該目標電流値に関する情報を該電池パックと通信する充電側通信手段を更に備え、
該目標電流値選定手段は、該目標電流値に関する情報に基づいて該目標電流値を選定することを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれか１項に記載の充電装置。
【請求項１９】
該電池組は電池パックに収容され、
該電池パックは、該電池組に関する電池情報を記憶する記憶部と、該電池情報を該目標電流値選定手段と通信する電池側通信手段と、を備え、
該充電装置は、該電池情報を該電池パックと通信する充電側通信手段を更に備え、
該目標電流値選定手段は、該電池情報に基づいて該目標電流値を選定することを特徴とする請求項１５乃至１７のいずれか１項に記載の充電装置。
【請求項２０】
該電池情報は、該電池組の充電履歴に関する履歴情報と、該電池組の特性に関する特性情報と、を含み、
該目標電流値選定手段は、該履歴情報及び該特性情報に基づいて該目標電流値を選定することを特徴とする請求項１９に記載の充電装置。
【請求項２１】
該目標電流値選定手段は、該充電回数が多くなるに従って、より低い値の該目標電流値を選定することを特徴とする請求項２０に記載の充電装置。
【請求項２２】
該充電電流が目標電流値となるように制御する充電電流制御手段と、
ＰＷＭ信号を用いて該目標電流値を設定する目標電流値設定手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
【請求項２３】
該目標電流値設定手段は、該ＰＷＭ信号のデューティ比を変更することで該目標電流値を変更することを特徴とする請求項２２に記載の充電装置。
【請求項２４】
該目標電流値設定手段は、該ＰＷＭ信号を平滑する平滑回路を有していること特徴とする請求項２２又は２３に記載の充電装置。
【請求項２５】
外部からの電圧を入力可能な電圧入力部と、
該電圧入力部に入力された外部電圧値を記憶する電圧記憶手段と、
該電圧記憶手段に記憶された該外部電圧値に基づいて目標電圧値を設定する目標電圧値設定手段と、をさらに備え、
該目標電流値設定手段は、該充電電圧が該目標電圧値に達した後、該充電電圧が記憶された該外部電圧値に維持されるように該目標電流値を変更することを特徴とする請求項２２乃至２４のいずれか一項に記載の充電装置。
【請求項２６】
該目標電圧値設定手段は、記憶された該外部電圧値を該目標電圧値として設定することを特徴とする請求項２５に記載の充電装置。
【請求項２７】
該電池組に関する電池情報を取得する情報取得手段をさらに備え、
該目標電流値設定手段は、該電池情報に基づいて該目標電流値を設定することを特徴とする請求項２２乃至２６のいずれか一項に記載の充電装置。
【請求項２８】
該電池組に関する電池情報を取得する情報取得手段をさらに備え、
該目標電圧値設定手段は、該電池情報に基づいて、記憶された該外部電圧値に所定値を加えた値を該目標電圧値として設定することを特徴とする請求項２５に記載の充電装置。
【請求項２９】
該電池組に関する電池情報を取得する情報取得手段をさらに備え、
該目標電圧値設定手段は、該電池情報に基づいて、記憶された該外部電圧値から所定値を減じた値を該目標電圧値として設定することを特徴とする請求項２５に記載の充電装置。
【請求項３０】
該電池情報は、該電池組の種類である電池種を含むことを特徴とする請求項２７乃至２９のいずれか一項に記載の充電装置。
【請求項３１】
該電池情報は、該電池組の温度である電池温度を含むことを特徴とする請求項２７乃至２９のいずれか一項に記載の充電装置。
【請求項３２】
該電池情報は、該電池組の充電回数又は放電回数を含むことを特徴とする請求項２７乃至２９のいずれか一項に記載の充電装置。
【請求項３３】
二次電池を有する電池組を充電する充電装置であって、
該充電電流が目標電流値となるように制御する充電電流制御手段と、
デジタル信号であるＰＷＭ信号を用いて該目標電流値を設定する目標電流値設定手段と、を備え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】
本発明は充電装置に関し、特にコードレス電動工具の電源として使用される二次電池を充電するのに好適な充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、二次電池により構成される電池組を収容した電池パックが各種電気機器の電源として使用されており、同時に電池パック内に収容された電池組を充電するための充電装置が広く用いられている。例えば、定電流定電圧充電制御により電池組を充電し、定電圧制御区間における目標電圧値及び定電流制御区間における目標電流値を設定する際の基準値として、複数の抵抗によって基準電圧を分圧した値を用いている充電装置が知られている。（特許文献１）。このような充電装置においては、二次電池の最大充電電圧値を同じくしセル数のみが異なる電池組を充電対象とし、目標電圧値を設定する際の基準値を決定する抵抗の数及び抵抗値が定められている。また、充電対象とする電池組の許容電流値のみを想定して目標電流値を設定する際の基準値を決定する抵抗の数及び抵抗値も定められている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１０６１１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、二次電池の高容量化が進んでおり、例えばリチウムイオン電池の最大充電電圧値が１セルあたり４．１〜４．２Ｖが一般的であったが、４．３５Ｖ程度のリチウムイオン電池が開発されてきており、この先更なる高容量化が進むと予想される。また、許容電流値についても様々な値をもつ二次電池が開発されることが予想され、例えば４．３５Ｖの二次電池を４セル有する電池組、４．５Ｖの二次電池を５セル有する電池組等の多種多様な電池組が今後開発されると予想される。このような状況において、上記の充電装置では充電対象として想定している電池組は適正に充電することができるものの複数種類の電池組それぞれに対してそれぞれの電池組の性能を最大限活かすことのできる充電をすることはできないため、複数種類の電池組を適正に充電することができる充電装置が望まれていた。また、上記の充電装置では充電対象として想定している電池組は確実且つ迅速に充電できるものの許容電流値の異なる電池組に対しては確実に充電できない場合があり、許容電流値の異なる複数種類の電池組を確実且つ迅速に充電可能な充電装置が望まれていた。
【０００５】
そこで本発明は、複数種類の電池組を適正に充電するための目標電圧値を設定することができる充電装置を提供することを目的とする。また、本発明は許容電流値の異なる複数種類の電池組を確実且つ迅速に充電するための目標電流値を設定することができる充電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】
上記課題を解決するために本発明は、二次電池を有する電池組を充電する充電装置であって、該電池組の充電電圧及び充電電流の少なくとも一方をデジタル信号で制御するよう構成したことを特徴とする充電装置を提供する。
【０００７】
このような構成によると、充電電圧及び充電電流の少なくとも一方をデジタル信号で制御するため、特許文献１に記載の充電装置と比較して多種多様な制御が可能となる。
【０００８】
上記構成において、該デジタル信号に基づいて該充電電圧及び該充電電流の少なくとも一方の基準値を設定する基準値出力部と、該基準値に基づいて該充電電圧及び該充電電流の少なくとも一方を制御する制御部と、を備えることが好ましい。
【０００９】
このような構成によると、デジタル信号に基づいて充電電圧及び充電電流の少なくとも一方の基準値を設定することができるため、特許文献１に記載の充電装置と比較して当該制御のための基準値をより多く設定することができる。
【００１０】
また、該基準値出力部は、該充電電圧の電圧基準値を設定する電圧基準値出力部と、該充電電流の電流基準値を設定する電流基準値出力部と、を有し、該制御部は、該デジタル信号に基づいて該充電電圧及び該充電電流が対応する該基準値となるように制御することが好ましい。
【００１１】
このような構成によると、充電電圧及び充電電流を様々な値に制御することが可能となり、多種多様な電池組を確実且つ迅速に充電することができる。
【００１２】
該電池組を充電する充電手段を備え、該制御部は、検出した該充電電圧と該電圧基準値出力部から出力された該電圧基準値とを比較する充電電圧制御部と、検出した該充電電流と該電流基準値出力部から出力された該電流基準値とを比較する充電電流制御部と、
を有し、該充電手段は、該充電電圧制御部及び該充電電流制御部からの比較結果に基づいて該充電電圧及び該充電電流が対応する該基準値となるように構成したこと
【００１３】
上記課題を解決するために本発明はさらに、１以上の二次電池を有する電池組を充電する充電手段と、ｎビットのデジタル信号を出力するデジタル信号出力手段と、該デジタル信号出力手段から出力される該デジタル信号に応答して、２ｎ個の目標電圧の中から該デジタル信号の値に対応する目標電圧を示す目標信号を出力する目標信号出力手段と、該目標信号目標信号に基づいて充電電圧が該目標電圧になるように制御する充電電圧制御手段と、を備えることを特徴とする充電装置を提供する。
【００１４】
このような構成によると、充電の際の目標電圧を２ｎ個の中の目標電圧の中から選択可能となるため、２ｎ個の目標電圧が設定可能となる。このため、電池組を構成する二次電池の最大充電電圧値が異なる複数種類の電池組を適正に充電するための目標電圧を設定することができる。
【００１５】
上記構成において、電池組は電池パックに収容され、該デジタル信号出力手段は、該電池パックから電池情報を取得し、該目標信号出力手段に出力する該デジタル信号の値を該電池情報に基づいて決定することが好ましい。
【００１６】
このような構成によると、電池パックから取得した情報に基づいてデジタル信号の値を決定するため、充電対象である電池パックに適切な目標電圧を設定することができる。
【００１７】
また、該電池情報には、該二次電池の最大充電電圧値、該電池組を構成する該二次電池のセル数、該電池組の充電回数に関する履歴情報、該電池組の特性情報の少なくとも一の情報を含むことが好ましい。
【００１８】
上記課題を解決するために本発明はさらに、１以上の二次電池を有する電池組を充電する充電手段と、ｎビットのデジタル信号を出力するデジタル信号出力手段と、該デジタル信号出力手段から出力される該デジタル信号に応答して２ｎ個（ｎは１以上の整数）の基準値の中から該デジタル信号の値に対応する基準値を出力する基準値出力手段と、該２ｎ個の基準値のそれぞれに一対一の関係で対応する２ｎ個の目標電圧値の中から一の目標電圧値を選定する目標電圧値選定手段と、該基準値を用いて充電電圧の値が該基準値に対応する該目標電圧値になるように該充電電圧を制御する充電電圧制御手段と、を備えることを特徴とする充電装置を提供する。
【００１９】
このような構成によれば、充電の際の目標電圧を２ｎ個の中の目標電圧の中から選択可能となるため、２ｎ個の目標電圧が設定可能となる。このため、電池組を構成する二次電池の最大充電電圧値が異なる複数種類の電池組を適正に充電するための目標電圧を設定することができる。
【００２０】
また、該２ｎ個の基準値は、該二次電池の最大充電電圧値が第１の値である第１の電池組を充電するための第１の目標電圧値に対応する第１の基準値と、該二次電池の最大充電電圧値が第２の値である第２の電池組を充電するための第２の目標電圧値に対応する第２の基準値と、を含むことが好ましい。
【００２１】
このような構成によると、二次電池の最大充電電圧値が異なる複数の電池パックそれぞれの目標電圧値に対するそれぞれの基準値を出力することができるので、複数種類の電池パックを適正に充電することができる。
【００２２】
また、該基準値出力手段は、ｎビットの分解能を持ち、２ｎ個の基準電圧を出力可能であるＤ／Ａコンバータ又はデジタルポテンショメータであり、該基準値として該基準電圧を用いることが好ましい。
【００２３】
このような構成によると、Ｄ／Ａコンバータ又はデジタルポテンショメータを基準値出力部として採用し、Ｄ／Ａコンバータ又はデジタルポテンショメータの出力可能な２ｎ個の基準電圧を基準値として用いるため、簡易な構成で２ｎ個の基準値を出力することができる。
【００２４】
また、該電池組は電池パックに収容され、該電池パックは、該電池組を充電するための該目標電圧値に関する情報を記憶する記憶手段と、該目標電圧値に関する情報を該目標電圧値選定手段と通信する電池側通信手段と、を備え、該充電装置は、該目標電圧値に関する情報を該電池パックと通信する充電側通信手段を更に備え、該目標電圧値選定手段は、該目標電圧値に関する情報に基づいて該目標電圧値を選定することが好ましい。
【００２５】
このような構成によれば、目標電圧値に関する情報を電池パックから取得するため、当該目標電圧値をそのまま利用することができ、充電装置側で演算等の処理を行う必要がない。
【００２６】
また、該電池組は電池パックに収容され、該電池パックは、該電池組に関する電池情報を記憶する記憶部と、該電池情報を該目標電圧値選定手段と通信する電池側通信手段と、を備え、該充電装置は、該電池情報を該電池パックと通信する充電側通信手段を更に備え、該目標電圧値選定手段は、該電池情報に基づいて該目標電圧値を選定することが好ましい。
【００２７】
このような構成によれば、電池パック内に記憶された電池情報に基づいて目標電圧値を選定することができるので、当該電池パックに適正な目標電圧を選定することができる。
【００２８】
また、該電池情報は、該電池組の充電履歴に関する履歴情報と、該電池組の特性に関する特性情報と、を含み、該目標電圧値選定手段は、該履歴情報及び該特性情報に基づいて該目標電圧値を選定することが好ましい。
【００２９】
このような構成によると、特性情報及び履歴情報に基づいて目標電圧値を選定することができる。このため、特性情報のみに基づいて目標電圧値を選定する場合と比較して履歴情報をも考慮して目標電圧値を決定することができ、充電対象の電池パックをより適正に充電するための目標電圧値を選定することができる。
【００３０】
また、該目標電圧値選定手段は、該充電回数が多くなるに従って、より低い値の該目標電圧値を選定することが好ましい。
【００３１】
このような構成によると、充電回数が多くなるに従って目標電圧値を低い値に設定するため、劣化の進行した二次電池は低い目標電圧値で充電することができる。このため、劣化の進行した二次電池がより劣化することを抑制し、二次電池を長寿命とすることができる。
【００３２】
上記課題を解決するために本発明はさらに、１以上の二次電池を有する電池組を充電する充電手段と、ｎビットのデジタル信号を出力するデジタル信号出力手段と、該デジタル信号出力手段から出力される該デジタル信号に応答して２ｎ個（ｎは１以上の整数）の基準値の中から該デジタル信号の値に対応する基準値を出力する基準値出力手段と、該２ｎ個の基準値のそれぞれに対応する２ｎ個の目標電流値の中から一の目標電流値を選定する目標電流値選定手段と、該基準値を用いて充電電流の値が該基準値に対応する該目標電流値になるように該充電電流を制御する充電電流制御手段と、を備えることを特徴とする充電装置を提供する。
【００３３】
このような構成によれば、充電の際の目標電流値を２ｎ個の中の目標電流値の中から選択可能となるため、２ｎ個の目標電流値が設定可能となる。このため、電池組を構成する二次電池の許容電流値が異なる複数種類の電池組を適正に充電するための目標電流値を設定することができる。
【００３４】
上記構成において、該２ｎ個の基準値は、許容電流値が第１の電流値である第１の電池組を充電するための第１の目標電流値に対応する第１の基準値と、許容電流値が第２の電流値である第２の電池組を充電するための第２の目標電流値に対応する第２の基準値と、を含むことが好ましい。
【００３５】
このような構成によると、二次電池の許容電流値が異なる複数の電池パックそれぞれの目標電流値に対するそれぞれの基準値を出力することができるので、複数種類の電池パックを適正に充電することができる。
【００３６】
また、該基準値出力手段は、ｎビットの分解能を持ち、２ｎ個の基準電圧を出力可能であるＤ／Ａコンバータ又はデジタルポテンショメータであり、該基準値として該基準電圧を用いることが好ましい。
【００３７】
このような構成によると、Ｄ／Ａコンバータ又はデジタルポテンショメータを基準値出力部として採用し、Ｄ／Ａコンバータ又はデジタルポテンショメータの出力可能な２ｎ個の基準電圧を基準値として用いるため、簡易な構成で２ｎ個の基準値を出力することができる。
【００３８】
また、該電池組は電池パックに収容され、該電池パックは、該電池組を充電するための該目標電流値に関する情報を記憶する記憶手段と、該目標電流値に関する情報を該目標電流値選定手段と通信する電池側通信手段と、を備え、該充電装置は、該目標電流値に関する情報を該電池パックと通信する充電側通信手段を更に備え、該目標電流値選定手段は、該目標電流値に関する情報に基づいて該目標電流値を選定することが好ましい。
【００３９】
このような構成によれば、目標電流値に関する情報を電池パックから取得するため、当該目標電流値をそのまま利用することができ、充電装置側で演算等の処理を行う必要がない。
【００４０】
また、該電池組は電池パックに収容され、該電池パックは、該電池組に関する電池情報を記憶する記憶部と、該電池情報を該目標電流値選定手段と通信する電池側通信手段と、を備え、該充電装置は、該電池情報を該電池パックと通信する充電側通信手段を更に備え、該目標電流値選定手段は、該電池情報に基づいて該目標電流値を選定することが好ましい。
【００４１】
このような構成によると、電池パック内に記憶された電池情報に基づいて目標電流値を選定することができるので、当該電池パックに適正な目標電流値を選定することができる。
【００４２】
また、該電池情報は、該電池組の充電履歴に関する履歴情報と、該電池組の特性に関する特性情報と、を含み、該目標電流値選定手段は、該履歴情報及び該特性情報に基づいて該目標電流値を選定することが好ましい。
【００４３】
このような構成によれば、特性情報及び履歴情報に基づいて目標電圧値を選定することができる。このため、特性情報のみに基づいて目標電流値を選定する場合と比較して履歴情報をも考慮して目標電流値を決定することができ、充電対象の電池パックをより適正に充電するための目標電流値を選定することができる。
【００４４】
また、該目標電流値選定手段は、該充電回数が多くなるに従って、より低い値の該目標電流値を選定することが好ましい。
【００４５】
このような構成によると、充電回数が多くなるに従って目標電流値を低い値に設定するため、劣化の進行した二次電池は低い目標電流値で充電することができる。このため、劣化の進行した二次電池がより劣化することを抑制し、二次電池を長寿命とすることができる。
【００４６】
上記構成において、該充電電流が目標電流値となるように制御する充電電流制御手段と、
ＰＷＭ信号を用いて該目標電流値を設定する目標電流値設定手段と、を備えることが好ましい。
【００４７】
このような構成によると、ＰＷＭ信号を出力することで目標電流値を設定することができる。
【００４８】
また、該目標電流値設定手段は、該ＰＷＭ信号のデューティ比を変更することで該目標電流値を変更することが好ましい。
【００４９】
このような構成によると、デューティ比を変更することで目標電流値を変更することができるため、目標電流値を様々な値に無段階に設定することができる。このため、多種多様な電池組を確実且つ迅速に充電することができる。
【００５０】
また、該目標電流値設定手段は、該ＰＷＭ信号を平滑する平滑回路を有していることが好ましい。
【００５１】
このような構成によると、ＰＷＭ信号が平滑されるため、目標電流値を正確に設定することができる。
【００５２】
また、外部からの電圧を入力可能な電圧入力部と、該電圧入力部に入力された外部電圧値を記憶する電圧記憶手段と、該電圧記憶手段に記憶された該外部電圧値に基づいて目標電圧値を設定する目標電圧値設定手段と、をさらに備え、該目標電流値設定手段は、該充電電圧が該目標電圧値に達した後、該充電電圧が記憶された該外部電圧値に維持されるように該目標電流値を変更することが好ましい。
【００５３】
このような構成によると、外部電圧値に精度の高いものを使用することで、充電電圧が目標電圧値に達したか否かを正確に判断することができ、二次電池の劣化又は故障を抑制し、且つ、二次電池の性能を最大限に利用することができる。
【００５４】
また、該目標電圧値設定手段は、記憶された該外部電圧値を該目標電圧値として設定することが好ましい。
【００５５】
このような構成によると、外部電圧値そのものを目標電圧値として設定するため、外部電圧値に精度の高いものを使用することで、充電電圧が目標電圧値に達したか否かをより正確に判断することができ、且つ、二次電池の劣化又は故障をより抑制し、且つ、二次電池の性能を最大限に利用することができる。
【００５６】
また、該電池組に関する電池情報を取得する情報取得手段をさらに備え、該目標電流値設定手段は、該電池情報に基づいて該目標電流値を設定することが好ましい。
【００５７】
このような構成によると、電池情報に基づいて目標電流値を設定するため、充電装置に接続された電池組に適正な目標電流値を設定することができ、電池組が有する二次電池の劣化又は故障をより抑制することができる。
【００５８】
また、該電池組に関する電池情報を取得する情報取得手段をさらに備え、該目標電圧値設定手段は、該電池情報に基づいて、記憶された該外部電圧値に所定値を加えた値を該目標電圧値として設定することが好ましい。
【００５９】
このような構成によると、電池情報に基づいて記憶された外部電圧値に所定値を加えた値を目標電圧値として設定するため、充電装置に接続された電池組に適正な目標電圧値を設定することができ、電池組が有する二次電池の劣化又は故障をより抑制することができる。
【００６０】
また、該電池組に関する電池情報を取得する情報取得手段をさらに備え、該目標電圧値設定手段は、該電池情報に基づいて、記憶された該外部電圧値から所定値を減じた値を該目標電圧値として設定することが好ましい。
【００６１】
このような構成によると、電池情報に基づいて記憶された外部電圧値に所定値を減じた値を目標電圧値として設定するため、充電装置に接続された電池組に適正な目標電圧値を設定することができ、電池組が有する二次電池の劣化又は故障をより抑制することができる。
【００６２】
また、該電池情報は、該電池組の種類である電池種を含むことが好ましい。
【００６３】
このような構成によると、電池情報に電池種が含まれるため、電池種に応じた充電制御を行うことができる。このため、二次電池の劣化又は故障をより抑制し、且つ、二次電池の性能を最大限に利用することができる。
【００６４】
また、該電池情報は、該電池組の温度である電池温度を含むことが好ましい。
【００６５】
このような構成によると、二次電池の劣化又は故障に多大な影響を与える要因である電池温度に応じた充電制御を行うことができる。このため、二次電池の劣化又は故障をより抑制し、且つ、二次電池の性能を最大限に利用することができる。
【００６６】
また、該電池情報は、該電池組の充電回数又は放電回数を含むことが好ましい。
【００６７】
このような構成によると、電池情報に二次電池の劣化の程度を示す指標である充電回数又は放電回数を含むため、充電回数又は放電回数から推測される二次電池の劣化具合に応じた充電制御を行うことができる。このため、二次電池の劣化又は故障をより抑制し、且つ、二次電池の性能を最大限に利用することができる。
【００６８】
上記課題を解決するために本発明はさらに、二次電池を有する電池組を充電する充電装置であって、該充電電流が目標電流値となるように制御する充電電流制御手段と、デジタル信号であるＰＷＭ信号を用いて該目標電流値を設定する目標電流値設定手段と、を備えることを特徴とする充電装置を提供する。
【００６９】
このような構成によると、充電電圧及び充電電流の少なくとも一方をデジタル信号で制御するため、特許文献１に記載の充電装置と比較して多種多様な制御が可能となる。また、ＰＷＭ信号によって目標電流値を設定することができる。
【発明の効果】
【００７０】
本発明の充電装置によれば、複数種類の電池組を適正に充電するための目標電圧値を設定することができる。また、許容電流値の異なる複数種類の電池組を確実且つ迅速に充電するための目標電流値を設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる充電装置のブロック図を含む回路図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態にかかる充電装置の充電側マイコン及び電池パックの電池側マイコンが記憶している電池情報を示すテーブルである。
【図３】本発明の第１の実施の形態にかかる充電装置における目標電圧値及び目標電流値の設定範囲及び設定数を示す図であり、（ａ）は目標電流値の設定可能範囲及び設定可能数、（ｂ）は目標電圧値の設定可能範囲及び設定可能数である。
【図４】本発明の第１の実施の形態にかかる充電装置による充電制御を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施の形態にかかる充電装置による充電制御を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施の形態にかかる充電装置の充電側マイコンが記憶している電池情報を示すテーブルである。
【図７】本発明の第３の実施の形態にかかる充電装置のブロック図を含む回路図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態にかかる充電装置において、比較基準ビット値を記憶させる場合の充電装置と電圧出力装置との接続を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態にかかる充電装置において、ＰＷＭ信号出力ポートから出力される設定用ＰＷＭ信号、及び、電流基準値出力回路から出力される平滑比較用電圧を示しており、（ａ）は、設定用ＰＷＭ信号のデューティ比が７５％の場合を示しており、（ｂ）は、設定用ＰＷＭ信号のデューティ比が２５％の場合を示している。
【図１０】本発明の第３の実施の形態にかかる充電装置による充電制御を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第３の実施の形態にかかる充電装置による充電制御を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第３の実施の形態にかかる充電装置の記憶部に記憶されている接続構成に基づいた目標電流値決定テーブルを示す図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態にかかる充電装置の記憶部に記憶されている電池温度に基づいた目標電流値決定テーブルを示す図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態にかかる充電装置の記憶部に記憶されているセル数に基づいた目標電圧値決定テーブルを示す図である。
【図１５】本発明の第３の実施の形態にかかる充電装置の記憶部に記憶されている最大充電電圧に基づいた目標電圧値決定テーブルを示す図である。
【図１６】本発明の第３の実施の形態にかかる充電装置の記憶部に記憶されている充放電回数に基づいた目標電圧値決定テーブルを示す図である。
【図１７】本発明の第３の実施の形態にかかる充電装置による充電制御における充電電流及び充電電圧の時間変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００７２】
本発明の第１の実施の形態による充電装置１について図１乃至図４を参照しながら説明する。図１は、充電装置１内部の回路及び充電装置１に装着された電池パック２内部の回路の構成を示すブロック図を含む回路図である。
【００７３】
最初に電池パック２について説明する。図１に示すように電池パック２は、電池組２Ａと、保護ＩＣ２ｂと、電池側電源回路２ｃと、電池側マイコン２ｄと、電池側メモリ２ｅと、感温素子２ｆとを備えている。
【００７４】
電池組２Ａは、電池セル２ａを直列に４セル接続した構成である。本実施の形態においては、例えば電池セル２ａは定格電圧３．６Ｖのリチウムイオン電池であり、最大充電電圧値は４．２Ｖである。なお、電池組２Ａ全体としての最大充電電圧値は１６．８Ｖ（４．２Ｖ／セル×４セル）である。また、電池セル２ａの許容電流値は６Ａであり、電池組２Ａ全体としての許容電流値も同様に６Ａである。
【００７５】
保護ＩＣ２ｂは、個々の電池セル２ａの電圧を監視し、その中の一つでも過充電や過放電により、通常状態ではない状態になった場合に異常信号を電池側マイコン２ｄに出力する。電池側電源回路２ｃは、複数の電池セル２ａの電圧を変圧して、その電力を電池側マイコン２ｄに供給している。
【００７６】
感温素子２ｆは、電池組２Ａに隣接して設けられており、電池組２Ａの温度を検出し電池側マイコン２ｄに当該検出結果を出力している。
【００７７】
電池側メモリ２ｅは、電池情報及び図２に示すテーブルを記憶している。詳細には、電池側メモリ２ｅは電池情報として、電池組２Ａを構成する電池セル２ａのセル数、電池セル２ａの最大充電電圧値（セルあたりの電圧）、電池組２Ａを適正に充電するための目標電圧値、充電の際の許容電流値、充電を終了させるための終止電流値等の電池組２Ａを充電する際に必要となる電池組２Ａの特性に関する特性情報を主に記憶している。また電池側メモリ２ｅは、電池情報として充電回数、異常信号の回数等の充電履歴に関する履歴情報も記憶している。
【００７８】
図２に示すテーブルは、電池組を構成する二次電池のセル数及び二次電池の最大充電電圧値（１セルあたりの最大充電電圧値）に基づいて決定された目標電圧値とデジタル信号（ａ〜ｏ）との対応を示している。具体的には、最大充電電圧値が４．２Ｖ、４．３５Ｖ、４．５Ｖの３種類の二次電池それぞれに対してセル数に応じた目標電圧値、それぞれの目標電圧値に対応するデジタル信号を示している。例えば、電池組を構成する二次電池のセル数が５セルで当該二次電池の最大充電電圧値が４．５Ｖである場合の目標電圧値は２２．５Ｖであり、当該目標電圧値（２２．５Ｖ）に対応するデジタル信号はｉである。また電池組を構成する二次電池のセル数が７セルで当該二次電池の最大充電電圧値が４．３５Ｖである場合の目標電圧値は、３０．４５Ｖであり、当該目標電圧値（３０．４５Ｖ）に対応するデジタル信号はｋである。
【００７９】
本実施の形態における図２に示すテーブルにおいては、電池組を適正に充電するための目標電圧値として、二次電池の性能を最大限に活かすために電池組を構成する二次電池の最大充電電圧値に電池組を構成する二次電池のセル数を乗じて得られた値（以下、電池組最大充電電圧値）を採用している。電池組を適正に充電するための目標電圧値は、電池組最大充電電圧値に限られず、二次電池の性能を活かせる範囲の値であればよく、二次電池の特性及び状態に基づいて適宜決定されることが好ましい。なお、電池組を適正に充電するための目標電圧値は、充電容量を重視する場合には電池組最大充電電圧値が適切であり、寿命を重視する場合には当該電池組最大充電電圧値よりも小さい値（小さくすれば寿命は延びるが容量が確保できず、また、電池メーカ等の電池の種類によって最適値は異なる）が最適である。すなわち、容量と寿命の両方を考慮すると最大充電電圧値より数％低い値（例えば４．２Ｖ／セルの場合であれば４．１８Ｖ／セル）が適切である。電池側メモリ２ｅは、記憶手段に相当する。
【００８０】
電池側マイコン２ｄは、ＲＯＭ、ＲＡＭ、演算機能等を備えており、保護ＩＣ２ｂ、電池側電源回路２ｃ、電池側メモリ２ｅ及び感温素子２ｆに接続されている。また、電池側マイコン２ｄは、情報通信ポート２ｇを備えており、情報通信ポート２ｇを介して充電装置１と様々な情報を相互に通信する。情報通信ポート２ｇは電池側通信手段に相当する。
【００８１】
電池側マイコン２ｄは、充電の際に情報通信ポート２ｇを介して充電装置１に電池情報及び図２のテーブルから導出されるデジタル信号を送信する。本実施の形態においては、電池組２Ａを構成する電池セル２ａのセル数は４セル、電池セル２ａの最大充電電圧値は４．２Ｖ、目標電圧値は１６．８Ｖであるため、電池側マイコン２ｄはデジタル信号としてｄを充電装置１に送信する。また電池側マイコン２ｄは、保護ＩＣ２ｂから異常信号が電池側マイコン２ｄに入力された場合には、充電装置１に情報通信ポート２ｇを介して充電異常停止信号を出力する。さらに、電池側マイコン２ｄは、充電装置１から情報通信ポート２ｇを介して電池組２Ａの充電が終了したことを示す充電停止信号が送信された際に電池側メモリ２ｅに記憶されている充電回数を更新可能に構成されている。
【００８２】
次に充電装置１について説明する。充電装置１は、第１整流平滑回路１０と、スイッチング回路２０と、第２整流平滑回路３０と、補助電源回路４０と、スイッチング電源回路６と、充電側マイコン５０と、充電電流制御回路６０と、電流基準値出力部８と、電池電圧検出回路７と、表示回路８０と、充電電圧制御回路７０と、電圧基準値出力部９と、充電制御信号伝達部４及び５とにより主に構成されており、電池パック２を装着した状態で電池パック２内部の電池組２Ａ（電池セル２ａ）を定電流定電圧充電制御により充電する。なお、定電流定電圧充電制御とは、充電が開始されると充電電流を一定の電流値（目標電流値）に制御しながら充電し（定電流制御区間）、電池組２Ａ全体の電圧が目標電圧値に達した後は充電電圧を当該目標電圧値に保ちながら充電し（定電圧制御区間）、定電圧制御区間において充電電流が所定の終止電流値以下になった場合に充電を終了させる充電制御である。
【００８３】
第１整流平滑回路１０は、全波整流回路１１と平滑用コンデンサ１２とにより構成されており、交流電源９０から供給される交流電圧を全波整流回路１１で全波整流し、平滑用コンデンサ１２で平滑して直流電圧を出力する。交流電源９０は、商用電源等の外部電源である。
【００８４】
スイッチング回路２０は、第１整流平滑回路１０に接続されており、高周波トランス２１と、ＭＯＳＦＥＴ２２と、ＰＷＭ制御ＩＣ２３とにより構成されている。ＰＷＭ制御ＩＣ２３は、ＭＯＳＦＥＴ２２の駆動パルス幅を変え、当該駆動パルス幅に応じてＭＯＳＦＥＴ２２はスイッチングを行い、第１整流平滑回路１０からの直流出力をパルス列波形の電圧とする。パルス列波形の電圧は高周波トランス２１の一次側巻線に印加され、高周波トランス２１により降圧 (若しくは昇圧)され第２整流平滑回路３０に出力される。
【００８５】
第２整流平滑回路３０は、ダイオード３１と、平滑用コンデンサ３２と、放電用抵抗３３とから構成され、高周波トランス２１の２次側巻線から得られる出力電圧を整流及び平滑して直流電圧を生成し、当該直流電圧を充電装置１のプラス端子１ａとマイナス端子１ｂから出力するように構成されている。
【００８６】
電流検出抵抗３は、第２整流平滑回路３０とマイナス端子１ｂとの間に接続され、電池パック２に流れる充電電流を検出する。充電電流の検出は、電流検出抵抗３に電流が流れることで生じる電圧降下を後述のオペアンプ６１において反転増幅し、その値を充電側マイコン５０の後述のＡ／Ｄ入力ポート５２に入力することにより行う。
【００８７】
補助電源回路４０は、第１整流平滑回路１０に接続されており、充電側マイコン５０や後述するオペアンプ６１、６５等の各種回路へ安定化した基準電圧Ｖｃｃを供給するための定電圧電源回路である。補助電源回路４０は、コイル４１ａ、４１ｂ及び４１ｃと、スイッチング素子４２と、制御素子４３と、整流ダイオード４４と、３端子レギュレータ４６と、発振防止用コンデンサ４５及び４７と、リセットＩＣ４８とにより主に構成されている。なお、リセットＩＣ４８は、充電側マイコン５０に対してリセット信号を出力し、充電側マイコン５０をリセットするＩＣである。
【００８８】
スイッチング電源回路６は、補助電源回路４０とスイッチング回路２０等に接続され、ＰＷＭ制御ＩＣ２３の電源となる整流平滑回路であり、コイル６ａと、整流ダイオード６ｂと、平滑コンデンサ６ｃとにより主に構成されている。
【００８９】
充電側マイコン５０は、第１出力部５１ａと、Ａ／Ｄ入力ポート５２と、デジタル通信ポート５３と、リセットポート５４と、図示せぬＲＯＭと、図示せぬＲＡＭと、図示せぬ演算装置とにより主に構成されている。充電側マイコン５０は、Ａ／Ｄ入力ポート５２及びデジタル通信ポート５３に入力される各種信号を処理し、その結果に基づく各種信号を第１出力部５１ａ及びデジタル通信ポート５３から表示回路８０、電流基準値出力部８、電圧基準値出力部９等に出力して、充電装置１の動作を制御している。図示せぬＲＯＭには、主に図２に示すテーブルが記憶されている。充電側マイコン５０は制御部、デジタル信号出力手段、目標電圧値選定手段、目標電流値設定手段、充電側通信手段に相当する。
【００９０】
第１出力部５１ａは、複数のポートを有し、それぞれが表示回路８０と、充電制御信号伝達部４とに接続されている。デジタル通信ポート５３は、電池パック２の情報通信ポート２ｇと接続されており、双方向に通信可能に構成されている。またデジタル通信ポート５３は、電流基準値出力部８及び電圧基準値出力部９に接続されており、電流基準値出力部８及び電圧基準値出力部９のそれぞれに１０ビットのデジタル信号を送信可能に構成されている。リセットポート５４は補助電源回路４０と接続されている。
【００９１】
電流基準値出力部８は、定電流制御区間における目標電流値を設定するための素子であり、１０ビットの分解能を持つＤ／Ａコンバータからなる。電流基準値出力部８すなわちＤ／Ａコンバータは、充電側マイコン５０のデジタル通信ポート５３及び充電電流制御回路６０に接続されており、デジタル通信ポート５３から送信される１０ビットのデジタル信号に応じて充電電流制御回路６０に目標電流値に対応する比較用の電圧を出力する。電流基準値出力部８は基準値出力手段に相当する。
【００９２】
本実施の形態ではＤ／Ａコンバータは、１０ビットの分解能であるため、所定の電圧範囲を１０２４階調に分解し、所定の電圧範囲内において最大１０２４種類の比較用の電圧を出力することができる。また、当該所定の電圧範囲内における１０２４種類の比較用の電圧は目標電流値Ｉ１〜Ｉ２の範囲内の１０２４種類の目標電流値に対応しているため、結果として図３（ａ）に示すように電流値Ｉ１〜Ｉ２（Ｉ１＞Ｉ２）の範囲内において１０２４種類の目標電流値を設定することができる。
【００９３】
本実施の形態では、一例として電流値Ｉ１は６．１１５Ａ、電流値Ｉ２は１Ａであり、１Ａから６．１１５Ａまでの範囲内において５ｍＡ刻みで１０２４種類の電流値を目標電流値として設定することができる。例えば、目標電流値を電流値Ｉ１（６．１１５Ａ）に設定する場合はデジタル通信ポート５３からＤ／Ａコンバータにデジタル信号[１１１１１１１１１１]（１０進数の１０２３に対応）を出力すればよく、電流値Ｉ２（１Ａ）に設定する場合にはデジタル信号[００００００００００]（１０進数の０に対応）を出力すればよい。また、目標電流値を５Ａに設定する場合には、デジタル通信ポート５３からデジタル信号[１１００１０００００]（１０進数の８００に対応）を出力することで目標電流値を５Ａに設定することができる。
【００９４】
本実施の形態においては、１Ａ〜６．１１５Ａの範囲において５ｍＡ刻みで目標電流値を設定できるため、例えば、所望の電流値が６Ａの電池組、５．８Ａの電池組、３．２Ａの電池組、２．５Ａの電池組（二次電池）等、これら全ての電池組に対して目標電流値としてそれぞれの所望の電流値を設定することができる。電池組を適正に充電するための目標電流値は所望の電流値であり、所望の電流値を目標電流値に設定して充電を行うことで迅速且つ確実に電池組を充電することができる。
【００９５】
他方、１Ａ〜６Ａの範囲において１Ａ刻みでしか目標電流値を設定できない構成の特許文献１に記載のような充電装置である場合には、許容電流値が６Ａの電池組に対しては適正に充電するための目標電流値を設定可能であるが、許容電流値が５．８Ａの電池組に対しては５．８Ａを超えない５Ａで充電しなければならず、充電時間が長くなるという問題が生じる。同様に許容電流値が３．２Ａ、２．５Ａの電池組に対してもそれぞれ３Ａ、２Ａで充電しなければならず充電時間が長時間となる。
【００９６】
このように、特許文献１に記載のような充電装置においては、充電対象の電池組の種類（許容電流値）に応じて目標電流値を適正な電流値に設定できないために、確実且つ迅速に充電できなかったが、本実施の形態においては様々な許容電流値を持つ電池組の種類に応じて適正に充電するための目標電流値を設定でき、確実且つ迅速に充電することができる。
【００９７】
本実施の形態においては、電流基準値出力部８に１０ビットの分解能を持つＤ／Ａコンバータを用いているが、１０ビットの分解能を持つデジタルポテンショメータを用いても同様の効果を得ることができる。１０ビットの分解能を持つデジタルポテンショメータは、デジタル信号に基づいて抵抗の値を可変することで所定の電圧範囲を１０２４階調に分解し、所定の電圧範囲内において最大１０２４種類の比較用の電圧を出力することができる素子である。
【００９８】
充電電流制御回路６０は、オペアンプ６１、６５と、抵抗６２、６３、６４、６６、６７と、ダイオード６８とから構成されている。オペアンプ６１の出力端子はＡ／Ｄ入力ポート５２に接続され、オペアンプ６１の反転入力端子は電流検出抵抗３に接続され、オペアンプ６５の非反転入力端子は電流基準値出力部８に接続され、オペアンプ６５の出力端子は抵抗６７及びダイオード６８を介して充電制御信号伝達部５に接続されている。
【００９９】
充電電流制御回路６０は、オペアンプ６１の反転入力端子に入力された充電電流に対応する比較用の電圧をオペアンプ６１で反転増幅させてオペアンプ６５の反転入力端子に入力し、その充電電流に対応する比較用の電圧と電流基準値出力部８からオペアンプ６５の非反転入力端子に入力された目標電流値に対応する比較用の電圧とを比較して充電制御信号伝達部５を介してＰＷＭ制御ＩＣ２３に当該比較結果に応じた信号を出力して充電電流を制御している。
【０１００】
電池電圧検出回路７は、電池電圧を検出する回路であり、抵抗７ａ及び７ｂから構成されている。抵抗７ａ、７ｂは、充電装置１のプラス端子１ａとアースとの間に直列に接続されており、抵抗７ａと７ｂとの接続点は充電側マイコン５０のＡ／Ｄ入力ポート５２に接続されている。電池パック２に供給する電圧、すなわち電池パック２の電圧は抵抗７ａ、７ｂによって分圧され、その値が充電側マイコン５０のＡ／Ｄ入力ポート５２の１つに電池電圧情報として入力される。
【０１０１】
充電制御信号伝達部４は、フォトカプラ４ａとＦＥＴ４ｂとにより構成されている。フォトカプラ４ａは、スイッチング回路２０とスイッチング電源回路６との間に接続されており、ＰＷＭ制御ＩＣ２３の起動／停止を制御する信号を伝達する。ＦＥＴ４ｂは、フォトカプラを構成する発光素子とアースとの間に接続されており、ＦＥＴ４ｂのゲートは第１出力部５１ａに接続されている。充電側マイコン５０の第１出力部５１ａのうちＦＥＴ４ｂに接続されるポートがハイ信号を出力すると、ＦＥＴ４ｂがオンし、充電制御信号伝達部４のフォトカプラがオンする。これによりＰＷＭ制御ＩＣ２３が起動して充電が開始される。また、第１出力部５１ａのうちＦＥＴ４ｂに接続されるポートがロー信号を出力すると、ＦＥＴ４ｂがオフし、充電制御信号伝達部４のフォトカプラがオフする。これによりＰＷＭ制御ＩＣ２３が停止し、充電が停止（終了）する。
【０１０２】
充電制御信号伝達部５はフォトカプラ等からなり、充電電圧制御回路７０及び充電電流制御回路６０における充電電圧及び充電電流の信号をＰＷＭ制御ＩＣ２３に帰還する。充電電流制御手段は、充電電流制御回路６０と充電制御信号伝達部５とＰＷＭ制御ＩＣ２３とにより主に構成されている。
【０１０３】
表示回路８０は、充電の状態を表示するための回路であり、ＬＥＤ８１と、抵抗８２及び８３とにより構成されている。第１出力部５１ａのうち抵抗８２に接続されるポートがハイ信号を出力すると、ＬＥＤ８１は赤に点灯し、第１出力部５１ａのうち抵抗８３に接続されるポートがハイ信号を出力すると、ＬＥＤ８１は緑に点灯し、両方のポートからハイ信号を出力するとＬＥＤ８１は橙に点灯する。本実施の形態では、充電側マイコン５０は、電池パック２の未接続や充電待機時等の充電を行う前の状態ではＬＥＤ８１の赤を点灯させ、充電中にはＬＥＤ８１の２灯同時点灯により橙に点灯させ、充電終了後にはＬＥＤ８１の緑を点灯させる。
【０１０４】
電圧基準値出力部９は、定電圧制御区間における目標電圧値を設定するための素子であり、１０ビットの分解能を持つＤ／Ａコンバータからなる。電圧基準値出力部９すなわちＤ／Ａコンバータは、充電側マイコン５０のデジタル通信ポート５３及び充電電圧制御回路７０に接続されており、デジタル通信ポート５３から送信されるデジタル信号に応じて充電電圧制御回路７０に目標電圧値に対応する比較用の電圧を出力する。電圧基準値出力部９は基準値出力手段に相当する。
【０１０５】
本実施の形態ではＤ／Ａコンバータは、１０ビットの分解能であるため、所定の電圧範囲を１０２４階調に分解し、所定の電圧範囲内において最大１０２４種類の比較用の電圧を出力することができる。また、当該所定の電圧範囲内における１０２４種類の比較用の電圧は目標電圧値Ｖ１〜Ｖ２の範囲内の１０２４種類の目標電圧値に対応しているため、結果として図３（ｂ）に示すように電圧値Ｖ１〜Ｖ２（Ｖ１＞Ｖ２）の範囲内において１０２４種類の目標電圧値を設定することができる。
【０１０６】
本実施の形態では、一例として電圧値Ｖ１は６１．１５Ｖ、電圧値Ｖ２は１０Ｖであり、目標電圧値を１０Ｖから６１．１５Ｖまでの範囲内において５０ｍＶ刻みで１０２４種類設定可能である。例えば、目標電圧値を電圧値Ｖ１に設定する場合はデジタル通信ポート５３からＤ／Ａコンバータにデジタル信号[１１１１１１１１１１]（１０進数の１０２３に対応）を出力すればよく、電圧値Ｖ２に設定する場合にはデジタル信号[００００００００００]（１０進数の０に対応）を出力すればよい。また、目標電圧値を１６．８Ｖに設定する場合には、デジタル通信ポート５３からデジタル信号[００１０００１０００]（１０進数の１３６に対応）を出力すればよく、目標電圧値を４５Ｖに設定する場合には、デジタル通信ポート５３からデジタル信号[１０１０１１１１００]（１０進数の７００に対応）を出力すればよい。
【０１０７】
本実施の形態においては、１０Ｖ〜６１．１５Ｖの範囲において５０ｍＶ刻みで目標電圧値を設定できるため、例えば、最大充電電圧値が４．２Ｖの二次電池を３セル有する電池組（目標電圧値としては１２．６Ｖ）、最大充電電圧値が４．３５Ｖの二次電池を７セル有する電池組（目標電圧値としては３０．４５Ｖ）、最大充電電圧値が４．５Ｖの二次電池を１０セル有する電池組（目標電圧値としては４５Ｖ）、これら全ての電池組に対して適正な目標電圧値を設定することができる。このように二次電池の最大充電電圧値及びセル数が異なる多種多様な電池組に対して適正に充電するための目標電圧値を設定することができる。
【０１０８】
他方、二次電池のセル数が１〜４であり且つ二次電池の最大充電電圧値が４．２Ｖである電池組のみを充電対象とした特許文献１に記載のような充電装置である場合には、４．２Ｖ（１セルに対応）、８．４Ｖ（２セルに対応）、１２．６Ｖ（３セルに対応）、１６．８Ｖ（４セルに対応）の４個の目標電圧値しか設定できず、上記した３種類の電池組の中において最大充電電圧値が４．２Ｖの二次電池を３セル有する電池組については適正に充電できるが、最大充電電圧値が４．３５Ｖ、４．５Ｖである二次電池を充電する場合には、これらの二次電池を適正に充電するための目標電圧値よりも低い電圧値を目標電圧値として充電する他なく満充電まで充電することができず適正な充電を行えなかった。
【０１０９】
このように、特許文献１に記載のような充電装置においては、充電対象の電池組の種類（二次電池の最大充電電圧値、セル数）に応じて目標電圧値を適正な値に設定できないために、充電対象の電池組の性能を最大限活かす充電ができなかったが、本実施の形態においては充電対象の電池組の種類に応じて適正に充電するための目標充電電圧値を設定でき、電池組の性能を最大限活かすように充電することが可能である。
【０１１０】
本実施の形態においては、電圧基準値出力部９に１０ビットの分解能を持つＤ／Ａコンバータを用いているが、１０ビットの分解能を持つデジタルポテンショメータを用いても同様の効果を得ることができる。１０ビットの分解能を持つデジタルポテンショメータは、デジタル信号に基づいて抵抗の値を可変することで所定の電圧範囲を１０２４階調に分解し、所定の電圧範囲内において最大１０２４種類の比較用の電圧を出力することができる素子である。
【０１１１】
充電電圧制御回路７０は、充電電圧を制御する回路であり、オペアンプ７１、ダイオード７２、抵抗７３及び７４により構成されている。抵抗７３及び７４は、充電装置１のプラス端子１ａとアースとの間に直列に接続されており、抵抗７３と抵抗７４との接続点はオペアンプ７１の反転入力端子に接続されている。また、オペアンプ７１の非反転入力端子は電圧基準値出力部９に接続され、出力端子はダイオード７２を介して充電制御信号伝達部５に接続されている。
【０１１２】
電池パック２に供給する電圧、すなわち充電電圧は抵抗７３と抵抗７４とによって分圧され、その分圧された電圧が充電電圧に対応する比較用の電圧としてオペアンプ７１の反転入力端子に入力される。また、目標電圧値に対応する比較用の電圧は電圧基準値出力部９からオペアンプ７１の非反転入力端子に入力される。
【０１１３】
充電電圧制御回路７０は、オペアンプ７１の反転入力端子に入力された充電電圧に対応する比較用の電圧と電圧基準値出力部９からオペアンプ７１の非反転入力端子に入力された目標電圧値に対応する比較用の電圧とを比較して充電制御信号伝達部５を介してＰＷＭ制御ＩＣ２３に当該比較結果に応じた信号を出力して充電電圧を制御している。充電電圧制御手段は、充電電圧制御回路７０と充電制御信号伝達部５とＰＷＭ制御ＩＣ２３とにより主に構成されている。
【０１１４】
次に本発明の第１の実施の形態にかかる充電装置１の充電制御の一例を図４のフローチャートを用いて説明する。
【０１１５】
まず、交流電源９０と充電装置１とを接続すると、充電側マイコン５０が動作を開始し、充電前の充電待機状態であることを示すため表示回路８０を赤色に点灯させる（ステップ２０１）。表示回路８０を赤色に点灯させるには、第１出力部５１ａのうち抵抗８２に接続されるポートからハイ信号を出力し、ＬＥＤ８１を赤に点灯させる。
【０１１６】
次に、電池パック２が充電装置１に実装されたか否かを判別する（ステップ２０２）。電池パック２が実装されたか否かの判別は、電池側マイコン２ｄと充電側マイコン５０とが情報通信ポート２ｇを介して通信を行うことで判別する。ステップ２０２において、電池パック２が充電装置１に実装されていないと判別した場合は、電池パック２が充電装置１に実装されるまでステップ２０１及びステップ２０２を繰り返し、充電待機状態を継続する。
【０１１７】
他方、ステップ２０２において電池パック２が充電装置１に実装されていると判別した場合は、電池の種類を判別する（ステップ２０３）。ステップ２０３においては、充電側マイコン５０は、情報通信ポート２ｇを介して電池側マイコン２ｄと通信し、電池パック２の電池側メモリ２ｅに記憶されている電池情報を取得することで電池の種類を判別する。本実施の形態における電池組２Ａの電池セル２ａの最大充電電圧値は４．２Ｖ、セル数は４セル、目標電流値は１６．８Ｖであるので電池側マイコン２ｄは、充電側マイコン５０にｄというデジタル信号を送信し、充電側マイコン５０は電池情報としてｄというデジタル信号を取得する。また、充電側マイコン５０は当該通信において許容電流値（６Ａ）、充電を終了させるための終止電流値等の情報を取得する。
【０１１８】
充電側マイコン５０は、取得したデジタル信号（ｄ）を図示せぬＲＯＭに記憶されている図２に示すテーブルと照らし合わせ電池の種類を判別する。具体的には、デジタル信号（ｄ）から充電対象である電池組２Ａは、最大充電電圧値が４．２Ｖの電池セル２ａを４セル有しており、電池組２Ａを適正に充電するための目標電圧値は１６．８Ｖであると判別する。その後、充電側マイコン５０は電池の種類に応じて目標電圧値を設定する（ステップ２０４）。ステップ２０４において、目標電圧値を１６．８Ｖに設定するには、デジタル通信ポート５３から電圧基準値出力部９にデジタル信号[００１０００１０００]（１０進数の１３６に対応）を出力すればよい。
【０１１９】
本実施の形態では、電池パック２はデジタル信号（ｄ）を送信したが、例えば電池パック２からデジタル信号（ｈ）が送信された場合には、充電側マイコン５０は充電対象である電池組２Ａは、最大充電電圧値が４．３５Ｖの電池セル２ａを５セル有しており、電池組２Ａを適正に充電するための目標電圧値は２１．７５Ｖであると判別し、目標電圧値を２１．７５Ｖに設定するためにデジタル通信ポート５３から電圧基準値出力部９にデジタル信号[００１１１０１０１１]（１０進数の２３５に対応）を出力する。
【０１２０】
また、本実施の形態においては、電池パック２から送信されるデジタル信号（ａ〜ｏ）に基づいて電池組２Ａを適正に充電するための目標電圧値を設定しているが、例えば電池パック２に識別抵抗を設け、その識別抵抗を別の分圧抵抗と直列に接続し、基準電圧Ｖｃｃを当該識別抵抗と当該分圧抵抗とによって分圧した分圧値によって電池の種類を識別し、目標電圧値を設定してもよい。例えば、識別抵抗の値がＴ１の場合は、最大充電電圧値が４．２Ｖの二次電池を３セル有している電池組で当該電池組を適正に充電するための目標電圧値は１２．６Ｖであり、識別抵抗の値がＴ２の場合は最大充電電圧値が４．５Ｖの二次電池を４セル有している電池組で当該電池組を適正に充電するための目標電圧値は１８Ｖとしてもよい。
【０１２１】
次に、目標電流値をＩ１に設定する（ステップ２０５）。目標電流値をＩ１（６Ａ）に設定するには、デジタル通信ポート５３から電流基準値出力部８にデジタル信号[１１１１１０１０００]（１０進数の１０００に対応）を出力すればよい。
【０１２２】
ステップ２０５において目標電流値が設定された後に充電が開始される（ステップ２０６）。充電を開始するには、充電側マイコン５０の第１出力部５１ａのうちＦＥＴ４ｂに接続されるポートからハイ信号を出力し、ＰＷＭ制御ＩＣ２３を起動させる。また、充電が開始されると同時に情報通信ポート２ｇを介して電池パック２に充電開始信号を出力する。更に、充電が開始されると、充電中であることを示すため表示回路８０を橙に点灯させる（ステップ２０７）。表示回路８０を橙に点灯させるには、第１出力部５１ａのうち抵抗８２に接続されるポート及び抵抗８３に接続されるポートからハイ信号を出力することでＬＥＤ８１は橙に点灯する。
【０１２３】
定電流制御区間において電池組２Ａを目標電流値Ｉ１で充電する。その後、電池組２Ａの電圧が設定された目標電圧値（１６．８Ｖ）に達したら定電圧制御区間に移行し、充電電圧を当該目標電圧値に保ちながら充電を継続する。定電圧制御区間においては、充電電流が終止電流値以下になったか否かを判別する（ステップ２０８）。ステップ２０８において、充電電流が終止電流値以下でないと判別した場合は、充電電流が終止電流値以下になるまでステップ２０８を繰り返し、充電を継続する。充電電流が終止電流値以下であると判別した場合は、充電を終了する（Ｓ２０９）。充電を終了させるには、充電側マイコン５０の第１出力部５１ａのうちＦＥＴ４ｂに接続されるポートからロー信号を出力し、ＰＷＭ制御ＩＣ２３を停止させる。
【０１２４】
充電が終了すると、電池パック２に充電終了信号を出力する。電池パック２は、充電終了信号が入力されると、充電回数を更新し電池側メモリ２ｅに記憶する。当該充電回数は、次回以降の充電時に電池セル２ａの劣化度合いの判別に用いられる。また、充電が終了すると、充電が終了したことを示すため表示回路８０を緑に点灯させる（ステップ２１０）。ステップ２１０において表示回路８０を緑に点灯させるには、第１出力部５１ａのうち抵抗８３に接続されるポートからハイ信号を出力することでＬＥＤ８１は緑に点灯する。
【０１２５】
充電が終了し、表示回路８０が緑に点灯した後は、充電装置１から電池パック２が離脱したか否かを判別する（ステップ２１１）。充電装置１から電池パック２が離脱していないと判別した場合は、ステップ２１８を繰り返し、表示回路８０が緑に点灯した状態が維持される。他方、充電装置１から電池パック２が離脱していると判別した場合は、ステップ２０１に戻り、表示回路８０を充電前の待機状態を示す赤に点灯させる。そして、再び電池パック２が実装されるまでステップ２０１及び２０２を繰り返し、充電待機状態を継続する。
【０１２６】
このように、本実施の形態においては、特許文献１に記載の充電装置と比較し、基準目標電圧値及び目標電流値をデジタル素子によって細かく設定することができるため、充電装置に接続された二次電池の特性に応じて最適に充電することができる。
【０１２７】
次に、本発明の第２の実施の形態にかかる充電装置３００について図５及び図６を参照しながら説明する。充電装置３００の構成、通信手段等は充電装置１と同様であり、充電装置３００の充電側マイコン５０の図示せぬＲＯＭに記憶されている情報及び充電制御が充電装置１とは異なる。従って、主に充電装置１と異なる部分についてのみ説明する。
【０１２８】
充電装置３００の充電側マイコン５０の図示せぬＲＯＭには、図５に示すテーブルが記憶されている。図５に示すテーブルにおいては、電池組を構成する二次電池のセル数、二次電池の最大充電電圧値（セルあたりの電圧）及び充電回数に応じた電池組を適正に充電するための目標電圧値及び目標電流値を定義している。図５に示すテーブルにおける目標電圧値は、充電回数が多くなるに従って低い電圧値を目標電圧値として採用している。また、目標電流値についても同様であり、充電回数が多くなるに従って小さい電流値を目標電流値として採用している。
【０１２９】
一般に二次電池は充電回数が多くなるに従って劣化が進行し、劣化度合が大きい二次電池を劣化度合が小さい二次電池と同様の目標電圧値をもって充電した場合には、さらに劣化が進行してしまう。このため、二次電池の劣化度合を充電回数から推定し、充電回数が多くなるに従って目標電圧値を段階的に低下させることで充電時に二次電池にかかる負担を軽減し、二次電池を長寿命としている。
【０１３０】
また、劣化が進み内部抵抗が大きくなった二次電池を劣化度合が小さい二次電池と同様の目標電流値をもって充電した場合には、二次電池の温度上昇が激しいものとなりさらに劣化が進行してしまう。このため、目標電圧値と同様に二次電池の劣化度合を充電回数から推定し、充電回数が多くなるに従って目標電流値を段階的に低下させることで充電時の温度上昇を抑制し、二次電池を長寿命としている。
【０１３１】
次に充電装置３００の充電制御の一例を図６のフローチャートを用いて説明する。
【０１３２】
まず、交流電源９０と充電装置３００とを接続すると、充電側マイコン５０が動作を開始し、充電前の充電待機状態であることを示すため表示回路８０を赤色に点灯させる（ステップ４０１）。表示回路８０を赤色に点灯させるには、第１出力部５１ａのうち抵抗８２に接続されるポートからハイ信号を出力し、ＬＥＤ８１を赤に点灯させる。
【０１３３】
次に、電池パック２が充電装置３００に実装されたか否かを判別する（ステップ４０２）。電池パック２が実装されたか否かの判別は、電池側マイコン２ｄと充電側マイコン５０とが情報通信ポート２ｇを介して通信を行うことで判別する。ステップ４０２において、電池パック２が充電装置３００に実装されていないと判別した場合は、電池パック２が充電装置３００に実装されるまでステップ４０１及びステップ４０２を繰り返し、充電待機状態を継続する。
【０１３４】
他方、ステップ４０２において電池パック２が充電装置３００に実装されていると判別した場合は、電池の種類を判別する（ステップ４０３）。ステップ４０３においては、充電側マイコン５０は、情報通信ポート２ｇを介して電池側マイコン２ｄと通信し電池パック２の電池側メモリ２ｅに記憶されている電池情報を取得することで電池の種類を判別する。
【０１３５】
例えば、本実施の形態における電池組２Ａを構成する電池セル２ａの最大充電電圧値は４．２Ｖ、セル数は３セルである場合、当該情報は電池情報に含まれており、充電側マイコン５０は取得した電池情報から電池組２Ａを構成する電池セル２ａのセル数は３セル、電池セル２ａの最大充電電圧値（セルあたりの電圧）は４．２Ｖであると判別する。また、充電側マイコン５０は当該通信において電池組２Ａが現在までに充電された充電回数を取得し、同時に許容電流値（６Ａ）、充電を終了させるための終止電流値等の情報を取得する（ステップ４０４）。
【０１３６】
次に充電側マイコン５０は、ステップ４０３及び４０４において取得した情報を図示せぬＲＯＭに記憶されている図５に示すテーブルと照らし合わせ電池組２Ａを適正に充電するための目標電圧値及び目標電流値を設定する（ステップ４０５）。具体的には、電池組２Ａは最大充電電圧４．２Ｖの電池セル２ａを３セル有しているため、例えば充電回数がａである場合は、電池組２Ａを適正に充電するための目標電圧値は１２．６Ｖ（４．２Ｖ／セル×３セル）、目標電流値はＩ１（例えば６Ａ）であると判別し（図５）、目標電圧値を１２．６Ｖ、目標電流値をＩ１（６Ａ）に設定する。
【０１３７】
目標電圧値を１２．６Ｖに設定するには、デジタル通信ポート５３から電圧基準値出力部９にデジタル信号[００００１１０１００]（１０進数の５２に対応）を出力すればよい。また、目標電流値をＩ１（６Ａ）に設定するには、デジタル通信ポート５３から電流基準値出力部８にデジタル信号[１１１１１０１０００]（１０進数の１０００に対応）を出力すればよい。
【０１３８】
なお、図５に示される充電回数ａ〜ｄはａ＜ｂ＜ｃ＜ｄを満たしている。また、図５の充電回数のａ〜ｂはａ回以上ｂ回未満を意味している。ｂ〜ｃ、ｃ〜ｄも同様である。
【０１３９】
本実施の形態では、電池組２Ａを構成する電池セル２ａの最大充電電圧値は４．２Ｖ、セル数は３セル、充電回数はａであったが、充電回数がｂ以上ｃ未満であり充電回数ａよりも充電回数を重ねている場合には、二次電池の劣化の進行を抑制するため、目標電圧値を充電回数がａであった場合の１２．６ＶよりもＸａ１低い電圧値に設定する。また、目標電流値もＩ１よりもＹａ１低い電流値に設定する。更に充電回数を重ね、充電回数がｃ以上ｄ未満に達した場合は、より二次電池の劣化の進行を抑制するために、目標電圧値を１２．６ＶよりもＸａ２(Ｘａ２＞Ｘａ１)低い電圧値に設定する。また、目標電流値もＩ１よりもＹａ２（Ｙａ２＞Ｙａ１）低い電流値に設定する。以下、同様に、充電回数を重ねるごとに、目標電圧値及び目標電流値を段階的に低下させていく。ここで、Ｘａｎ及びＹａｎ（ｎは１，２，３・・・）は二次電池の最大充電電圧値及び許容電流値から適宜決定される値であり、例えばＸａ１は０．１Ｖ、Ｘａ２は０．２Ｖ、Ｙａ１は０．１Ａ、Ｙａ２は０．２Ａとしても良いし、Ｘａ２を０．２５Ｖ、Ｙａ２を０．２５Ａとしても良く、適宜設定することができる。
【０１４０】
また、電池情報により電池組２Ａを構成する電池セル２ａの最大充電電圧値は４．３５Ｖ、セル数は３セル、充電回数はａ以上ｂ未満という比較的浅い充電回数である場合、３セル×４．３５Ｖ＝１３．０５Ｖを目標電圧値とする。また、目標電流値はＩ１とする。充電回数がｂ以上ｃ未満とより回数を重ねた場合は、二次電池の劣化の進行を抑制するため、目標電圧値を１３.０５ＶよりもＸｂ１低い電圧値に設定する。また、目標電流値もＩ１よりもＹｂ１低い電流値に設定する。更に充電回数を重ね、回数がｃ以上ｄ未満に達した場合は、より二次電池の劣化の進行を抑制するために、目標電流値を１３.０５ＶよりもＸｂ２(Ｘｂ２＞Ｘｂ１)低い電圧値に設定する。また、目標電流値もＩ１よりもＹｂ１（Ｙｂ２＞Ｙｂ１）低い電流値に設定する。以下、同様に、回数を重ねるごとに、目標電流値及び目標電流値を低下させていく。ここで、Ｘｂｎ及びＹｂｎはＸａｎ、Ｙａｎと同様、二次電池の最大充電電圧値及び許容電流値から適宜決定される値である。
【０１４１】
また、電池情報により電池組２Ａを構成する電池セル２ａの最大充電電圧値は４．５Ｖ、セル数は３セル、充電回数はａ以上ｂ未満という比較的浅い充電回数である場合、３セル×４.５Ｖ=１３.５Ｖを目標電流値とする。また、目標電流値はＩ１とする。充電回数がｂ以上ｃ未満とより充電回数を重ねた場合は、二次電池の劣化の進行を抑制するため、目標電流値を１３.５ＶよりもＸｃ１低い電圧値に設定する。また、目標電流値もＩ１よりＹｃ１低い電流値に設定する。更に充電回数を重ね、回数がｃ以上ｄ未満に達した場合は、より電池の劣化の進行を抑制するために、目標電流値を１３.５ＶからＸｃ２(Ｘｃ２＞Ｘｃ１)低い電圧値に設定する。また、目標電流値もＩ１よりもＹｃ１（Ｙｃ２＞Ｙｃ１）低い電流値に設定する。以下、同様に、回数を重ねるごとに、目標電流値及び目標電流値を低下させていく。また、電池情報により電池組２Ａを構成する電池セル２ａのセル数が４セル、５セル、７セル、１０セルである場合も、同様にセルあたりの目標電流値及び充電回数に応じて、目標電圧値を定める。
【０１４２】
本実施の形態においては、電池パック２から電池組２Ａを構成する電池セル２ａの最大充電電圧値やセル数を送信し、充電装置３００がその情報を判断したが、上述したように識別抵抗によって、電池情報を判断してもよい。また本実施の形態においては、電池パック２から送信される電池情報をもとに充電側マイコン５０が目標電圧値及び目標電流値を判別したが、電池パック２から送信される情報を電池情報ではなく、電池情報に基づく目標電圧値及び目標電流値自体としてもよい。この場合、充電装置は、送信された目標電圧値及び目標電流値をそのまま設定する。
【０１４３】
ステップ４０５において目標電圧値及び目標電流値が設定された後に充電が開始される（ステップ４０６）。充電を開始するには、充電側マイコン５０の第１出力部５１ａのうちＦＥＴ４ｂに接続されるポートからハイ信号を出力し、ＰＷＭ制御ＩＣ２３を起動させる。また、充電が開始されると同時に情報通信ポート２ｇを介して電池パック２に充電開始信号を出力する。更に、充電が開始されると、充電中であることを示すため表示回路８０を橙に点灯させる（ステップ４０７）。表示回路８０を橙に点灯させるには、第１出力部５１ａのうち抵抗８２に接続されるポート及び抵抗８３に接続されるポートからハイ信号を出力することでＬＥＤ８１は橙に点灯する。
【０１４４】
定電流制御区間において電池組２Ａを目標電流値Ｉ１で充電する。その後、電池組２Ａの電圧が設定された目標電圧値に達したら定電圧制御区間に移行し、充電電圧を当該目標電圧値に保ちながら充電を継続する。定電圧制御区間においては、充電電流が終止電流値以下になったか否かを判別する（ステップ４０８）。ステップ４０８において、充電電流が終止電流値以下でないと判別した場合は、充電電流が終止電流値以下になるまでステップ４０８を繰り返し、充電を継続する。充電電流が終止電流値以下であると判別した場合は、充電を終了する（Ｓ４０９）。充電を終了させるには、充電側マイコン５０の第１出力部５１ａのうちＦＥＴ４ｂに接続されるポートからロー信号を出力し、ＰＷＭ制御ＩＣ２３を停止させる。
【０１４５】
充電が終了すると、電池パック２に充電終了信号を出力する。電池パック２は、充電終了信号が入力されると、充電回数を更新し電池側メモリ２ｅに記憶する。当該充電回数は、次回以降の充電時に電池セル２ａの劣化度合いの判別に用いられる。また、充電が終了すると、充電が終了したことを示すため表示回路８０を緑に点灯させる（ステップ４１０）。ステップ４１０において表示回路８０を緑に点灯させるには、第１出力部５１ａのうち抵抗８３に接続されるポートからハイ信号を出力することでＬＥＤ８１は緑に点灯する。
【０１４６】
充電が終了し、表示回路８０が緑に点灯した後は、充電装置３００から電池パック２が離脱したか否かを判別する（ステップ４１１）。充電装置３００から電池パック２が離脱していないと判別した場合は、ステップ２１８を繰り返し、表示回路８０が緑に点灯した状態が維持される。他方、充電装置３００から電池パック２が離脱していると判別した場合は、ステップ４０１に戻り、表示回路８０を充電前の待機状態を示す赤に点灯させる。そして、再び電池パック２が実装されるまでステップ４０１及び４０２を繰り返し、充電待機状態を継続する。
【０１４７】
このように、本実施の形態においては、電池組を構成する二次電池の最大充電電圧値に二次電池のセル数を乗じた値を基準となる基準目標電圧値とし、さらに充電回数を考慮して当該基準となる基準目標電圧値から充電回数に応じた所定の値を減じて、電池組を適正に充電するための目標電圧値を決定している。また目標電流値についても基準となる電流値から充電回数に応じた所定の値を段階的に減じて、電池組を適正に充電するための目標電流値を決定している。このため、充電回数が多く、劣化が進行するに従って目標電圧値及び目標電流値は段階的に低下することになり、充電装置に接続された二次電池の特性に応じて最適に充電することができることに加え、二次電池の劣化の進行を抑制し二次電池を長寿命とすることができる。
【０１４８】
また、特許文献１に記載の充電装置のように、電池パックに設けられた識別素子（例えば識別抵抗）を充電器側マイコンで検出する構成、すなわちアナログ的に電池種を判別する構成を盛り込んでおくこともできる。この場合、通信ポート２ｇとは別の識別端子を設ければ、充電側マイコンは電池パックの識別抵抗からの情報を判別することができる。更に識別抵抗に応じたデジタル信号を記憶しておけば、充電側マイコンが識別抵抗から電池パックの種類を判別して、対応するデジタル信号に基づいて基準目標電圧値及び目標電流値を設定すれば、既存の電池パックが接続された場合であっても最適に充電することができる。
【０１４９】
次に、本発明の第３の実施の形態にかかる充電装置５００について図７乃至図１６を参照しながら説明する。また同様に充電装置５００に接続される電池パック５０２についても併せて説明する。以下、充電装置５００において充電装置１と同一の構成には、同一の参照符号を付して説明を省略し、充電装置１と異なる構成及び制御についてのみ説明する。また電池パック５０２において電池パック２と同一の構成には、同一の参照符号を付して説明を省略し、電池パック２と異なる構成及び制御についてのみ説明する。図７は、充電装置５００内部の回路及び充電装置５００に装着された電池パック５０２内部の回路の構成を示すブロック図を含む回路図である。
【０１５０】
最初に電池パック５０２について説明する。図７に示されているように電池パック５０２は、電池側メモリ５０２ｅを備えている。
【０１５１】
電池側メモリ５０２ｅは、電池情報を記憶している。詳細には、電池側メモリ５０２ｅは電池情報として、電池種（電池組２Ａの種類）及び履歴情報を記憶している。電池種は、電池組２Ａが有する特性による分類である。充電装置５００は、充電の際に電池種を判別することで、充電する際に考慮すべき電池組２Ａの特性情報、例えば、電池組２Ａを構成する電池セル２ａのセル数、接続構成（直列数、並列数）、電池セル２ａの最大充電電圧値（セルあたりの電圧）、電池組２Ａ全体を適正に充電するための目標電圧値、充電の際の許容電流値、充電を終了させる判断基準となる終止電流値等の情報を得ることができる。履歴情報は、充電回数、放電回数、異常信号の回数等の充放電履歴に関する情報である。
【０１５２】
次に、充電装置５００について説明する。図７に示されているように、充電装置５００は、充電側マイコン５５０と、電流基準値出力回路５０８と、電圧基準値出力回路５０９とを備えている。充電装置５００は、電池パック５０２及び電池パック５０２とは電池種の異なる複数種類の電池パックと接続可能に構成され、電池パック５０２が接続された状態で電池組２Ａ（電池セル２ａ）を定電流定電圧充電制御により充電する。なお、充電装置５００における定電圧制御区間においては、目標電流値を適宜変更して充電電流を変化させることで充電電圧を目標電圧値（一定の電圧値）に維持する。
【０１５３】
充電側マイコン５５０は、デジタル通信ポート５５３と、ＰＷＭ信号出力ポート５５５と、記憶部５５６とを有している。充電側マイコン５５０は、入力される各種信号を処理し、その結果に基づく各種信号を第１出力部５１ａ及びデジタル通信ポート５５３及びＰＷＭ信号出力ポート５５５から出力して、充電装置５００の動作を制御する。
【０１５４】
デジタル通信ポート５５３は、電池パック５０２の情報通信ポート２ｇに接続されており、充電装置５００と電池パック５０２とが接続された状態で、電池パック５０２の電池側メモリ５０２ｅに記憶されている電池情報を受信する。デジタル通信ポート５５３及び充電側マイコンは、本発明の情報取得手段の一例である。
【０１５５】
ＰＷＭ信号出力ポート５５５は、電流基準値出力回路５０８に接続されており、目標電流値を設定するためのＰＷＭ信号（以下、設定用ＰＷＭ信号）を出力するポートである。充電側マイコン５５０は、ＰＷＭ信号出力ポート５５５から設定用ＰＷＭ信号を電流基準値出力回路５０８を介して充電電流制御回路６０に出力することで、目標電流値を設定する。また、充電側マイコン５５０は、設定用ＰＷＭ信号のデューティ比を変更可能に構成され、デューティ比を変更することで目標電流値を変更する。
【０１５６】
記憶部５５６は、充電の際に必要な制御プログラム、各種閾値、電池種テーブル、目標電流値及び目標電圧値を決定するための図１２〜図１６に示されているテーブル等を記憶している。電池種テーブルは、電池種と当該電池種が有する電池組の特性情報とを一対一の関係で記載したテーブルであり、充電装置５００に接続可能な電池パックの電池種の全てについて記載している。当該複数種類の電池種にそれぞれ対応した電池組の特性情報を示すテーブルである。すなわち、電池種テーブルと充電対象の電池パックの電池種とを照合することで当該電池パックが有する電池組の特性情報を特定することができる。また、記憶部５５６は、充電電圧が目標電圧値に達したか否かを判断する場合の電圧閾値として用いられる比較基準ビット値を記憶している。本実施の形態における比較基準ビット値は、電池組２Ａ全体としての最大充電電圧値、すなわち１６．８Ｖ（４．２Ｖ／セル×４セル）に対応する値である。図１２〜図１６に示されているテーブルについては後述する。
【０１５７】
ここで、記憶部５５６に比較基準ビット値を記憶させる方法について図８を参照しながら説明する。図８は、比較基準ビット値を記憶させる場合の充電装置５００と電圧出力装置Ｓとの接続を示す図である。図８に示されているように、製造時に、電池電圧検出回路７の電圧入力部７ｃに電圧出力装置Ｓが接続され、電圧出力装置Ｓから比較基準ビット値に対応する比較基準電圧である１６．８Ｖが出力される。電圧出力装置Ｓは、計器の校正等に使用される非常に正確な電圧を出力可能な機器である。例えば、高精度な電圧制御が必要なリチウムイオン電池を充電する際に必要な精度を出力可能な機器である。
【０１５８】
電圧出力装置Ｓから出力された比較基準電圧は、抵抗７ａ及び７ｂによって分圧され、Ａ／Ｄ入力ポート５２に入力される。その後、Ａ／Ｄ入力ポート５２によってデジタル信号に変換され、記憶部５５６にビット値（比較基準ビット値）として記憶される。すなわち、記憶部５５６は、電圧入力部７ｃに入力された比較基準電圧１６．８Ｖを、抵抗７ａ、７ｂの抵抗値及びＡ／Ｄ入力ポート５２の変換誤差のそれぞれの個体によるバラつきをも含めて、比較基準ビット値として記憶している。このため、当該個体によるバラつきによって充電装置５００の個体毎に記憶部５５６に記憶される比較基準ビット値は異なるが、それぞれの充電装置５００において記憶されたビット値は、それぞれ非常に正確な１６．８Ｖを示していることとなる。本実施の形態においては、比較基準電圧を１セル当りの最大充電電圧に４セル分を乗じた値である１６．８Ｖとしたが、これに限られず、電池セル（二次電池）の寿命を重要視して、１６．８Ｖよりも若干低い１６．７Ｖ等としてもよく、また、電池組が電池セルを５セル有することを想定して２１．０Ｖ（４．２Ｖ／セル×５セル）等としてもよく、また、単に１Ｖを記憶させて、所望の電圧閾値を、正確な１Ｖを示すビット値から演算して求めても良い。比較基準電圧又は比較基準ビット値は、本発明の外部電圧値の一例である。また、記憶部５５６は、本発明の電圧記憶部の一例である。
【０１５９】
リチウムイオン電池は、最大充電電圧（本実施の形態では、１セルあたり４．２Ｖ）で充電することが一般的であり、充電電圧が最大充電電圧を超えると過充電状態となり、電池セルの劣化又は故障の可能性が高まり、充電電圧が最大充電電圧を下回ると、充電終了後の電池容量が少ない状態又は所定の電池容量まで充電するための充電時間が長時間となってしまい電池セルの性能を最大限に利用することができない。このように、リチウムイオン電池の充電においては、充電電圧を最大充電電圧に一致させることが重要であり、充電電圧と最大充電電圧との比較（監視）に高い精度が求められる。この点、充電装置５００においては、非常に正確な比較基準電圧に対応する比較基準ビット値を用いて、すなわち、高い精度をもって、充電電圧が目標電圧値に達したか否かを判断するため、電池セルの劣化又は故障の可能性を低減し、且つ、電池セルの性能を最大限に利用することができる。
【０１６０】
電流基準値出力回路５０８は、抵抗５０８ａ及びコンデンサ５０８ｂを有するＣＲ回路である。電流基準値出力回路５０８は、ＰＷＭ信号出力ポート５５５から出力された設定用ＰＷＭ信号を平滑し、目標電流値に対応する比較用の電圧（以下、平滑比較用電圧）として充電電流制御回路６０に出力する。平滑比較用電圧の大きさは、抵抗５０８ａ及びコンデンサ５０８ｂにより定まる時定数と設定用ＰＷＭ信号のデューティ比とによって決定される。すなわち、時定数は製造時に定まるものであるため、充電側マイコン５５０がＰＷＭ信号出力ポート５５５から出力する設定用ＰＷＭ信号のデューティ比を変更することで、平滑比較用電圧の大きさを変更でき、目標電流値を変更することができる。電流基準値出力回路５０は、本発明の平滑回路の一例である。充電側マイコン５５０及び電流基準値出力回路５０は、本発明の目標電流値設定手段の一例である。
【０１６１】
ここで、図８、図９（ａ）、及び（ｂ）を参照しながら、ＰＷＭ信号出力ポート５５５から出力される設定用ＰＷＭ信号のデューティ比と電流基準値出力回路５０８から出力される平滑比較用電圧とについて説明する。図９（ａ）及び（ｂ）のそれぞれの左図は、ＰＷＭ信号出力ポート５５５から出力される設定用ＰＷＭ信号を示しており、図９（ａ）及び（ｂ）のそれぞれの右図は、電流基準値出力回路５０８から出力される平滑比較用電圧を示している。また、図９（ａ）は、設定用ＰＷＭ信号のデューティ比が７５％の場合を示しており、図９（ｂ）は、デューティ比が２５％の場合を示している。
【０１６２】
図８、図９（ａ）及び（ｂ）に示されているように、ＰＷＭ信号出力ポート５５５から出力された設定用ＰＷＭ信号はパルス波形であり、電流基準値出力回路５０８によって平滑され平滑比較用電圧として充電電流制御回路６０に出力されている。また、図９（ａ）及び（ｂ）に示されているように、設定用ＰＷＭ信号のデューティ比と平滑比較用電圧の大きさは略比例しており、設定用ＰＷＭ信号のデューティ比が７５％の場合の平滑比較用電圧は、デューティ比２５％の場合の平滑比較用電圧よりも大きい。言い換えれば、設定用ＰＷＭ信号のデューティ比と目標電流値は略比例しており、設定用ＰＷＭ信号のデューティ比が７５％の場合の目標電流値は、デューティ比２５％の場合の目標電流値よりも大きい。本実施の形態では、設定用ＰＷＭ信号のデューティ比を０〜１００％の範囲で変更可能であり、デューティ比を０％〜１００％の範囲で変更するによって、平滑比較用電圧は０〜５Ｖの範囲で変更され、目標電流値を１〜１０Ａの範囲で設定可能である。なお、設定用ＰＷＭ信号のデューティ比の変更可能範囲と設定可能な目標電流値の範囲との対応関係は、これに限られず、充電装置の性能、接続される電池パックの特性等を考慮して適宜決定すればよい。また、目標電流値は、電源能力にも影響されるため、１〜１０Ａの範囲に限定する必要はない。
【０１６３】
このように、本実施の形態においては、設定用ＰＷＭ信号のデューティ比を変更するによって目標電流値を１〜１０Ａの範囲において無段階に設定できるため、電池種の異なるそれぞれの電池組、例えば、所望の電流値が６Ａの電池組、５．８Ａの電池組、３．２Ａの電池組、２．５Ａの電池組等、に対して、それぞれの所望の電流値を目標電流値として設定することができる。すなわち、目標電流値を柔軟に変更可能であるため、電池種の異なる複数種類の電池パックに対して適切な目標電流値を設定することができる。これにより、迅速且つ確実に電池組を充電することができ、且つ、それぞれの電池組の性能を最大限に利用することができる。
【０１６４】
電圧基準値出力回路５０９は、電池パック５０２が充電装置５００に接続されるまでのプラス端子１ａとマイナス端子１ｂとの間の電位差を設定するための回路である。電圧基準値出力回路５０９は、抵抗５０９ａ及び５０９ｂを有しており、抵抗５０９ａ及び５０９ｂを用いてＶｃｃを分圧し、分圧電圧を充電電圧制御回路７０の出力することで充電前電圧を設定する。本実施の形態における充電前電圧は２３Ｖである。
【０１６５】
次に、本発明の第３の実施の形態にかかる充電装置５００の充電制御の一例を図１０及び図１１のフローチャートを用いて説明する。
【０１６６】
まず、交流電源９０と充電装置５００とを接続すると、充電側マイコン５５０が動作を開始し、ステップ６０１において、充電前の充電待機状態であることを示すために表示回路８０を赤色に点灯させる。次に、ステップ６０２において、電池パック５０２が充電装置５００に実装されたか否かを判別する。ステップ６０２において、電池パック２が充電装置１に実装されていないと判別した場合は、電池パック５０２が充電装置５００に実装されるまでステップ６０１及びステップ６０２を繰り返し、充電待機状態を継続する。
【０１６７】
他方、ステップ６０２において電池パック５０２が充電装置５００に実装されていると判別した場合（ステップ６０２：Ｙｅｓ）は、ステップ６０３において電池の種類を判別する。ステップ６０３においては、充電側マイコン５５０は、情報通信ポート２ｇを介して電池側マイコン２ｄと通信し、電池パック５０２の電池側メモリ５０２ｅに記憶されている電池情報を取得することで電池種を判別する。充電側マイコン５５０は、電池種を判別し、記憶部５５６に記憶されている情報と照合することで、電池組２Ａの電池セル２ａの１セルあたりの最大充電電圧値、セル数、接続構成、充電に適切な目標電流値、許容電流値、終止電流値等を特定することができる。
【０１６８】
次に、ステップ６０４において、電池パック５０２と情報通信ポート２ｇを介して通信し、電池パック５０２の感温素子２ｆによって検出された電池セル２ａ（電池組２Ａ）の電池温度を取得する。その後、ステップ６０５において電池側メモリ５０２ｅに記憶されている電池情報のうちの充放電履歴、すなわち充電及び放電のそれぞれの回数を取得する。
【０１６９】
次に、ステップ６０６において、定電流制御区間における目標電流値を決定する。定電流制御区間における目標電流値の決定は、電池種から特定された特性のうち、許容電流値及び電池セルの接続構成に基づいて行われる。具体的には、図１２に示されている接続構成に基づいた目標電流値決定テーブルに従って決定する。図１２に示されているように、電池パック５０２の電池セル２ａの接続構成が１並（並列数１）の場合にはＩ１に、２並（並列数２）の場合にはＩ２に決定する。電池セルの接続構成が２並の場合は、１並の場合と比較して単純に２倍の電流を許容可能であるため、Ｉ２の値はＩ１の値の単純に２倍の値に設定されている。なお、本実施の形態において、Ｉ１は、電池セル２ａの許容電流値である６Ａに設定されており、Ｉ２は、Ｉ１の２倍である１２Ａに設定されている。
【０１７０】
また、本実施の形態においては、許容電流値及び接続構成に基づいて、定電流制御区間における目標電流値を決定したが、例えば、図１３に示されている電池温度に基づいた目標電流値決定テーブルに従って決定しても良い。この場合、電池温度がＡ℃以下の低温の場合は、電池の劣化の影響を考慮して、比較的小さい目標電流値Ｉ３に設定し、常温状態であるＡ〜Ｂ℃の場合は、比較的大きい目標電流値Ｉ４に設定し、高温状態であるＢ℃以上の場合は、電池の劣化の影響を考慮して、中程度の目標電流値Ｉ５に設定するものとする（Ｉ３<Ｉ５<Ｉ４）。但し、定電流制御区間における目標電流値の決定は上記で述べたものに限るものではなく、電池セルの許容電流値、接続構成及び電池温度を考慮して目標電流値を決定しても良く、電池種、電池状態（電池温度、電池電圧等）及び充放電履歴に応じて適宜定めてよい。
【０１７１】
定電流制御区間における目標電流値を決定した後、ステップ６０７において、充電が開始される。なお、充電は定電流制御区間から開始される。充電を開始するには、充電側マイコン５０の第１出力部５１ａのうちＦＥＴ４ｂに接続されるポートからハイ信号を出力し、ＰＷＭ制御ＩＣ２３を起動させる。更に、ステップ６０８において、充電中であることを示すために表示回路８０を橙に点灯させる。
【０１７２】
次に、ステップ６０９において、ステップ６０６で決定された目標電流値を設定するために、上述したようにＰＷＭ信号出力ポート５５５から設定用ＰＷＭ信号を出力する。この場合、ＰＷＭ信号出力ポート５５５からは、ステップ６０６で決定された目標電流値に対応するデューティ比の設定用ＰＷＭ信号を出力する。
【０１７３】
次に、ステップ６１０で、充電中においても電池温度を監視し、充電中の電池セル２ａの劣化又は故障を低減する。電池セル２ａが充電中に所定の温度を超えて高温状態になった場合、二次電池２ａの異常状態であり、劣化又は故障の原因になるため、ステップ６１０で充電中において電池温度を監視するものとする。また、監視の結果、電池温度が所定温度を超えている場合には、充電を停止する。
【０１７４】
次に、ステップ６１１において、電池電圧（充電電圧）が目標電圧値に達したか否かを判断する。当該判断は、目標電圧値を決定し、当該目標電圧値と電池電圧とを比較することで行う。以下、目標電圧値の決定、目標電圧値と電池電圧との比較について説明する。
【０１７５】
目標電圧値の決定は、充電制御においてステップ６１１の処理が初めて行われる際に１度だけ行われ、電池種から特定された電池組の特性のうち電池セル２ａのセル数に基づいて行われる。具体的には、図１４に示されているセル数に基づいた目標電圧値決定テーブルに従って決定する。図１４に示されているように、電池パック５０２の電池セル２ａのセル数が４セルの場合には、Ｘに、５セルの場合にはＸ×（５／４）に決定する。本実施の形態において、Ｘは、１６．８Ｖ（比較基準電圧）である。充電側マイコン５５０は、目標電圧値設定手段の一例である。
【０１７６】
また、本実施の形態においては、電池セル２ａのセル数に基づいて目標電圧値を決定したが、近年、電池の高容量化進み、前述したような最大充電電圧が４．２Ｖの電池セルだけではなく、最大充電電圧４．３Ｖの電池セルも開発されてきていることに鑑みて、例えば、図１５に示されている最大充電電圧に基づいた目標電圧値決定テーブルに従って、目標電圧値を決定しても良い。この場合、最大充電電圧が４．２Ｖであれば、目標電圧値をＸ（１６．８Ｖ）に決定し、最大充電電圧が４．３Ｖであれば、目標電圧値をＸ＋Ｙ１（Ｙ１は、セルあたり０．１Ｖ相当の値）に決定する。
【０１７７】
また、電池セルは、充放電サイクルの繰り返しに起因して劣化し、電池容量が減少するが、充電電圧を低くすると電池セルにとって負担の少ない充電となり、劣化具合を抑制することができることに鑑みて、例えば、図１６に示されている充放電回数に基づいた目標電圧値決定テーブルに従って、目標電圧値を決定しても良い。この場合、充放電回数が比較的浅いＡ回以下である場合、目標電圧値をＸと決定し、充放電回数がＡ〜Ｂという中程度の場合は、目標電圧値をＸよりも小さいＸ−Ｙ２と決定し、充放電回数が比較的多いＢ回以上である場合には、劣化具合も比較的進行しており、より劣化を抑制する必要があるため、目標電圧値をＸ−Ｙ２よりも小さいＸ−Ｙ３（Ｙ２＜Ｙ３）に決定する。上述したようにステップ６１１における目標電圧値の決定は、電池種、電池状態（電池温度等）に応じてＸ（比較基準電圧）に対して適宜設定するものとする。また、目標電圧値の決定は上述に限られず、充電回数のみ又は放電回数のみに基づいて決定しても良い。Ｙ１、Ｙ２及びＹ３は、本発明の所定値の一例である。
【０１７８】
目標電圧値と電池電圧（充電電圧）との比較は、上述の記憶部５５６に記憶された比較基準ビット値を基準として行われる。例えば、ステップ６１１で目標電圧値がＸに決定された場合、Ｘに対応するビット値は、製造時に記憶部５５６に記憶された比較基準ビット値そのものであり、電池電圧に対応するビット値は、電池電圧検出回路７に入力されＡ／Ｄ入力ポート５２でデジタル変換された電池電圧に対応するビット値（以下、検出ビット値）であり、比較基準ビット値と検出ビット値とを比較することで電池電圧が目標電圧値に達したか否かを判断する。上述したように１６．８Ｖを非常に正確に示す比較基準ビット値と、検出ビット値とを比較することで、電池電圧が目標電圧値に達したか否かを高い精度で判断することができる。
【０１７９】
また、例えば、目標電圧値がＸ＋Ｙ１に決定された場合は、充電側マイコン５５０の演算装置において、比較基準ビット値に基づいてＸ＋Ｙ１に対応するビット値を算出し、当該算出されたビット値と検出ビット値とを比較することで電池電圧が目標電圧値に達したか否かを判断する。目標電圧値がＸ−Ｙ２、Ｘ−Ｙ３に決定された場合も同様である。
【０１８０】
ここで制御フローの説明に戻る。ステップ６１１において、電池電圧が目標電圧値に達していないと判断した場合（ステップ６１１：Ｎｏ）、ステップ２０９に戻り、電池電圧が目標電圧値に達し、ステップ６１１で肯定判定されるまでステップ６０９、６１０、６１１を繰り返す。
【０１８１】
一方、ステップ６１１において、電池電圧が目標電圧値に達した場合（ステップ：Ｙｅｓ）、ステップ６１２において、定電圧制御区間に移行し、電池電圧を目標電圧値に維持するように制御する。本実施の形態においては、目標電流値をステップ６１２の時点の値よりも小さい値に変更することで、電池電圧を降下させる。電池電圧を目標電圧値に維持する制御については後述する。次に、ステップ６１３で、ステップ６１０と同様、電池温度を監視し、監視の結果、電池温度が所定温度を超えている場合には、充電を停止する。
【０１８２】
次に、ステップ６１４において、満充電であるか否かを判断する。満充電であるか否かの判断は、オペアンプ６１の出力をＡ／Ｄ入力ポート５２に取り込むことによって検出される電流値すなわち充電電流が、電池情報によって特定された終止電流値以下であるか否かで判断する。満充電でないと判断した場合（ステップ６１４：Ｎｏ）、ステップ６１２、６１３、６１４を繰り返しながら、電池電圧が目標電圧値に維持されるように制御する。
【０１８３】
電池電圧を目標電圧値に維持する制御は、上記ステップ６１２〜６１４を繰り返す間にステップ６１２を通過する毎に、電池電圧が目標電圧値に達したか否かを判断し、達している場合、目標電流値を定電流制御区間における目標電流値よりも小さい値に変更する。詳細には、目標電流値を降下させると、一旦、電池電圧は降下するため、降下させた値で充電を継続する（ステップ６１２〜６１４の繰り返し）。充電を継続し、電池電圧が再び目標電圧値に達したら、目標電流値をより小さい値に設定し（ステップ６１２）、電池電圧を降下させて充電を継続する。このように、電池電圧の目標電圧値への到達、目標電流値の降下、電池電圧の降下、を繰り返しながら、電池電圧が目標電圧値に維持されるように制御する。
【０１８４】
一方、満充電であると判断した場合（ステップ６１４：Ｙｅｓ）、ステップ６１５で充電を終了する。充電が終了すると、電池パック５０２に充電終了信号を出力する。電池パック５０２は、充電終了信号が入力されると、充電回数を更新し電池側メモリ５０２ｅに記憶する。当該充電回数は、次回以降の充電時に電池セル２ａの劣化度合いの判別に用いられる。また、充電が終了すると、ステップ６１６において、充電が終了したことを示すため表示回路８０を緑に点灯させる
【０１８５】
充電が終了し、表示回路８０が緑に点灯した後は、ステップ６１７で、充電装置１から電池パック２が離脱したか否かを判別する。充電装置５００から電池パック２が離脱していないと判別した場合は、ステップ６１７を繰り返し、表示回路８０が緑に点灯した状態が維持される。他方、充電装置５００から電池パック５０２が離脱していると判別した場合は、ステップ６０１に戻り、表示回路８０を充電前の待機状態を示す赤に点灯させる。そして、再び電池パック５０２が実装されるまでステップ６０１及び６０２を繰り返し、充電待機状態を継続する。
【０１８６】
次に、図１７を参照しながら、充電装置５００において、図１０及び図１１のフローチャートに従って電池パック５０２を充電した場合の充電電流及び充電電圧について説明する。図１７は、充電装置５００による充電制御における充電電流及び充電電圧の時間変化を示す図であり、目標電流値がＸに設定されている場合を示している。
【０１８７】
図１７に示されているように、時刻ｔ０で充電が開始されている（ステップ６０７に相当）。時刻ｔ０で充電が開始された後は、定電流制御区間である。定電流制御区間では、充電電流は、ステップ６０６で決定され、ステップ６０９で設定された目標電流値に維持されるように制御されている（ステップ６０９〜６１１の繰り返しに相当）。時刻ｔ０で定電流制御が開始されてから時間経過とともに充電電圧（電池電圧）は上昇し、時刻ｔ１で目標電圧値であるＸに達している。時刻ｔ１で目標電圧値であるＸに達した時刻ｔ１以降は、定電圧制御区間に移行し（ステップ６１１：Ｙｅｓに相当）、充電電圧（電池電圧）はＸに維持されるように制御され、充電電流は下降している（ステップ６１２〜６１４の繰り返しに相当）。その後、時刻ｔ２で充電電流が終止電流値以下となり（ステップ６１４：Ｙｅｓに相当）、充電が終了している（ステップ６１５に相当）。なお、目標電圧値がＸ＋Ｙ１、Ｘ−Ｙ２、Ｘ−Ｙ３に設定された場合には、それぞれの目標電圧値に対応する図１７に示されているそれぞれの破線まで充電電圧（電池電圧）が上昇した後に、定電圧充電制御区間に移行する。
【０１８８】
このように、本発明による第３の実施の形態にかかる充電装置５００は、充電電流が目標電流値となるように制御する充電電流制御回路６０と、設定用ＰＷＭ信号を用いて目標電流値を設定する充電側マイコン５５０及び電流基準値出力回路５０８と、を備えるため、設定用ＰＷＭ信号を出力することで目標電流値を設定することができる。
【０１８９】
また、充電側マイコン５５０及び電流基準値出力回路５０８は、設定用ＰＷＭ信号のデューティ比を変更することで目標電流値を変更するため、目標電流値を様々な値に無段階に設定することができる。このため、多種多様な電池組を確実且つ迅速に充電することができる。
【０１９０】
また、設定用ＰＷＭ信号を平滑する電流基準値出力回路５０８を有しており、設定用ＰＷＭ信号が平滑することができるため、目標電流値を正確に設定することができる。
【０１９１】
また、充電装置５００は、外部からの電圧を入力可能な電圧入力部７ｃと、電圧入力部７ｃに入力された比較基準電圧（比較基準ビット値）を記憶する記憶部５５６と、記憶部５５６に記憶された比較基準電圧（比較基準ビット値）に基づいて目標電圧値を設定する充電側マイコン５５０と、をさらに備え、充電側マイコン５５０は、充電電圧が目標電圧値に達した後、充電電圧が記憶された比較基準電圧（比較基準ビット値）に維持されるように該目標電流値を変更する。このため、比較基準電圧（比較基準ビット値）に精度の高いものを使用することで、充電電圧が目標電圧値に達したか否かを正確に判断することができ、電池セル２ａの劣化又は故障を抑制し、且つ、電池セル２ａの性能を最大限に利用することができる。
【０１９２】
また、充電側マイコン５５０は、記憶された比較基準電圧（比較基準ビット値）そのものを目標電圧値として設定するため、外部電圧値に精度の高いものを使用することで、充電電圧が目標電圧値に達したか否かをより正確に判断することができ、且つ、電池セル２ａの劣化又は故障をより抑制し、且つ、電池セル２ａの性能を最大限に利用することができる。
【０１９３】
また、電池組２Ａに関する電池情報を取得する充電側マイコン５５０及びデジタル通信ポート５５３をさらに備え、充電側マイコン５５０は、電池情報に基づいて目標電流値を設定するため、充電装置５００に接続された電池組２Ａに適正な目標電流値を設定することができ、電池組２Ａが有する電池セル２ａの劣化又は故障をより抑制することができる。
【０１９４】
また、電池組２Ａに関する電池情報を取得する充電側マイコン５５０及びデジタル通信ポート５５３をさらに備え、充電側マイコン５５０は、電池情報に基づいて、記憶された比較基準電圧（比較基準ビット値）すなわちＸにＹ１を加えた値を該目標電圧値として設定するため、充電装置５００に接続された電池組２Ａに適正な目標電圧値を設定することができ、電池組２Ａが有する電池セル２ａの劣化又は故障をより抑制することができる。
【０１９５】
また、電池組２Ａに関する電池情報を取得する充電側マイコン５５０及びデジタル通信ポート５５３をさらに備え、充電側マイコン５５０は、電池情報に基づいて、記憶された比較基準電圧（比較基準ビット値）すなわちＸからＹ２又はＹ３を減じた値を目標電圧値として設定するため、充電装置５００に接続された電池組２Ａに適正な目標電圧値を設定することができ、電池組２Ａが有する電池セル２ａの劣化又は故障をより抑制することができる。
【０１９６】
また、本実施の形態において電池情報は、電池組２Ａの種類である電池種を含むため、電池種に応じた充電制御を行うことができる。このため、電池セル２ａの劣化又は故障をより抑制し、且つ、電池セル２ａの性能を最大限に利用することができる。
【０１９７】
また、本実施の形態において電池情報は、電池組２Ａの温度である電池温度を含んでいる。このため、電池セルの劣化又は故障に多大な影響を与える要因である電池温度に応じた充電制御を行うことができる。このため、電池セル２ａの劣化又は故障をより抑制し、且つ、電池セル２ａの性能を最大限に利用することができる。
【０１９８】
また、本実施の形態において電池情報は、電池セル２ａの劣化の程度を示す指標である充電回数又は放電回数を含むため、充電回数又は放電回数から推測される電池セル２ａの劣化具合に応じた充電制御を行うことができる。このため、電池セル２ａの劣化又は故障をより抑制し、且つ、電池セル２ａの性能を最大限に利用することができる。
【０１９９】
充電装置５００は、充電電流が目標電流値となるように制御する充電電流制御回路６０と、デジタル信号である設定用ＰＷＭ信号を用いて目標電流値を設定する充電側マイコン５５０及び電流基準値出力回路５０８と、を備えているため、充電電圧及び充電電流の少なくとも一方をデジタル信号で制御でき、特許文献１に記載の充電装置と比較して多種多様な制御が可能となる。また、設定用ＰＷＭ信号によって目標電流値を設定することができる。
【０２００】
本発明による充電装置は、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された発明の要旨の範囲内で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【０２０１】
１、３００、５００…充電装置  １ａ…プラス端子  １ｂ…マイナス端子  ２…電池パック  ２Ａ…電池組  ２ａ…電池セル  ２ｃ…電池側電源回路  ２ｄ…電池側マイコン  ２ｅ…電池側メモリ  ２ｆ…感温素子  ２ｇ…情報通信ポート  ３…電流検出抵抗  ４…充電制御信号伝達部  ４ａ…フォトカプラ  ５…充電制御信号伝達部  ６…スイッチング電源回路  ７…電池電圧検出回路  ７ｃ…電圧入力部  ８…電流基準値出力部  ９…電圧基準値出力部  １０…整流平滑回路  ２０…スイッチング回路  ３０…整流平滑回路  ４０…補助電源回路  ５０、５５０…充電側マイコン  ５１ａ…出力部  ５２…入力ポート  ５３、５５３…デジタル通信ポート  ６０…充電電流制御回路  ７０…充電電圧制御回路  ８０…表示回路  ９０…交流電源  ５０８…電流基準値出力回路  記憶部…５５６
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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