(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電器であって、電源出力インタフェース、信号インタフェース、バランス充電インタフェース、および制御回路を備え、前記制御回路は、前記電源出力インタフェース、前記信号インタフェース、および前記バランス充電インタフェースにそれぞれ電気的に接続され、前記電源出力インタフェースは充電信号を出力し、前記信号インタフェースはバッテリの充電情報を取得し、前記バランス充電インタフェースは、前記バッテリの各組のセルをバランス充電制御するために用いられており、
前記制御回路は、前記バッテリのタイプを識別し、前記バッテリのタイプに応じて前記信号インタフェースおよび前記バランス充電インタフェースを選択して前記バッテリを充電制御することを特徴とする充電器。
【請求項２】
前記充電情報は、バッテリの設計情報とバッテリの状態情報とのうち少なくとも何れかを含むことを特徴とする請求項１に記載の充電器。
【請求項３】
前記充電信号は、電圧情報および電流情報を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の充電器。
【請求項４】
前記充電器は電源変換ユニットをさらに備え、前記電源変換ユニットは前記電源出力インタフェースおよび前記制御回路に電気的に接続され、前記電源変換ユニットは、前記制御回路の制御下で交流電流または直流電流を処理することで、前記バッテリが必要とする充電信号に変換することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の充電器。
【請求項５】
前記充電器は電源入力インタフェースをさらに備え、前記電源入力インタフェースは外部電源および前記電源変換ユニットを電気的に接続し、前記電源入力インタフェースは、前記外部電源から前記交流電流または直流電流を引き込み、前記交流電流または直流電流を前記電源変換ユニットに出力するために用いられることを特徴とする請求項４に記載の充電器。
【請求項６】
前記電源変換ユニットは交流−直流（ＡＣ−ＤＣ）変換ユニットおよび直流−直流（ＤＣ−ＤＣ）変換ユニットを備え、前記ＡＣ−ＤＣ変換ユニットは、前記交流電流を直流電流に変換し、前記直流電流を前記ＤＣ−ＤＣ変換ユニットに出力するために用いられ、前記ＤＣ−ＤＣ変換ユニットは前記ＡＣ−ＤＣ変換ユニットおよび前記制御回路に電気的に接続され、ＡＣ−ＤＣ変換ユニットが出力した直流電流を前記制御回路の制御下で処理することで、前記バッテリが必要とする充電信号に変換するために用いられることを特徴とする請求項４に記載の充電器。
【請求項７】
前記電源変換ユニットはＤＣ−ＤＣ変換ユニットを備え、前記ＤＣ−ＤＣ変換ユニットは前記制御回路に電気的に接続され、前記制御回路の制御下で前記直流電流を処理し、前記バッテリが必要とする充電信号に変換することを特徴とする請求項４に記載の充電器。
【請求項８】
前記充電器は電圧電流収集ユニットをさらに備え、前記電圧電流収集ユニットは前記電源変換ユニットおよび前記制御回路を電気的に接続し、前記電源変換ユニットが出力する充電信号の電圧情報および電流情報を収集し、収集した電圧情報および電流情報を前記制御回路に送信することを特徴とする請求項４〜７のいずれか一項に記載の充電器。
【請求項９】
前記電圧電流収集ユニットは前記電源変換ユニットのＤＣ−ＤＣ変換ユニットおよび前記制御回路を電気的に接続することを特徴とする請求項８に記載の充電器。
【請求項１０】
前記電圧電流収集ユニットは前記電源変換ユニットのＤＣ−ＤＣ変換ユニットと前記電源出力インタフェースとの間に電気的に接続され、かつ、前記制御回路を電気的に接続することを特徴とする請求項８に記載の充電器。
【請求項１１】
前記制御回路は、前記バッテリの充電情報に基づいて前記バッテリを識別し、前記充電器が前記バッテリの型式に適合しない場合に、前記電源変換ユニットを制御して、前記充電信号を出力するのを停止させるためにさらに用いられることを特徴とする請求項４〜１０のいずれか一項に記載の充電器。
【請求項１２】
前記バッテリは非インテリジェント型バッテリであり、前記充電器はセル電圧収集ユニットをさらに備え、前記セル電圧収集ユニットは前記制御回路および前記バランス充電インタフェースを電気的に接続し、前記セル電圧収集ユニットは、前記バランス充電インタフェースを介して前記非インテリジェント型バッテリと通信することで前記非インテリジェント型バッテリの充電電圧情報を得るために用いられ、前記制御回路は、前記セル電圧収集ユニットが収集した前記非インテリジェント型バッテリの充電電圧情報に基づき、前記バランス充電インタフェースを介して前記非インテリジェント型バッテリをバランス充電制御することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の充電器。
【請求項１３】
前記充電器はセルバランスユニットをさらに備え、前記セルバランスユニットは前記制御回路および前記バランス充電インタフェースを電気的に接続し、前記セル電圧収集ユニットが前記非インテリジェント型バッテリ中の各組のセルの電圧情報を収集した後、前記制御回路が各組のセルの電圧情報に基づいて前記セルバランスユニットを起動することで、前記非インテリジェント型バッテリ内の各組のセルの充電電圧をバランスさせ、ひいては、前記非インテリジェント型バッテリ内の各組のセルにいずれも満充電容量を持たせることを特徴とする請求項１２に記載の充電器。
【請求項１４】
バッテリと、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の充電器とを備え、前記充電器は前記バッテリを充電するために用いられることを特徴とする充電システム。
【請求項１５】
モータと、請求項１４に記載の充電システムとを備え、前記バッテリが前記モータに動力エネルギーを提供する航空機。
【請求項１６】
電源入力インタフェース、電源変換ユニット、電源出力インタフェース、信号インタフェース、バランス充電インタフェース、および制御回路を備え、前記電源入力インタフェース、電源変換ユニット、および電源出力インタフェースは順に電気的に接続され、前記電源出力インタフェース、前記信号インタフェース、およびバランス充電インタフェースはいずれもバッテリに電気的に接続され、前記制御回路は前記信号インタフェース、電源出力インタフェース、およびバランス充電インタフェースにそれぞれ電気的に接続され、前記電源入力インタフェースは外部電源を引き込むため、
前記制御回路は前記電源変換ユニットを制御し、前記外部電源が出力した電気信号を、前記バッテリが必要とする充電信号に変換し、前記電源出力インタフェースは、前記電源変換ユニットが出力した充電信号を受信しており、
前記信号インタフェースはバッテリの充電情報を取得し、前記バランス充電インタフェースは、前記バッテリの各組のセルをバランス充電制御し、
前記制御回路は、前記バッテリのタイプを識別し、前記バッテリのタイプに応じて前記信号インタフェースおよび前記バランス充電インタフェースを選択して前記バッテリを充電制御することを特徴とする充電器。
【請求項１７】
前記充電情報は、バッテリの設計情報とバッテリの状態情報とのうち少なくとも何れかを含むことを特徴とする請求項１６に記載の充電器。
【請求項１８】
前記充電信号は、電圧情報および電流情報を含むことを特徴とする請求項１６又は１７に記載の充電器。
【請求項１９】
前記外部電源は交流電源であり、前記電源変換ユニットは交流−直流（ＡＣ−ＤＣ）変換ユニットおよび直流−直流（ＤＣ−ＤＣ）変換ユニットを備え、前記ＡＣ−ＤＣ変換ユニットは前記電源入力インタフェースに電気的に接続され、前記電源入力インタフェースが出力し、かつ前記外部電源により提供された交流電流を直流電流に変換し、前記直流電流を前記ＤＣ−ＤＣ変換ユニットに出力するために用いられ、前記ＤＣ−ＤＣ変換ユニットは前記ＡＣ−ＤＣ変換ユニットおよび前記制御回路に電気的に接続され、ＡＣ−ＤＣ変換ユニットが出力した直流電流を前記制御回路の制御下で処理することで、前記バッテリが必要とする充電信号に変換するために用いられることを特徴とする請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の充電器。
【請求項２０】
前記外部電源は直流電源であり、前記電源変換ユニットはＤＣ−ＤＣ変換ユニットを備え、前記ＤＣ−ＤＣ変換ユニットは前記電源入力インタフェースを介して前記外部電源および制御回路に電気的に接続され、前記電源入力インタフェースが前記外部電源から引き込んだ直流電圧を前記制御回路の制御下で処理し、前記バッテリが必要とする充電信号に変換することを特徴とする請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の充電器。
【請求項２１】
前記充電器は電圧電流収集ユニットをさらに備え、前記電圧電流収集ユニットは前記電源変換ユニットおよび前記制御回路を電気的に接続し、前記電源変換ユニットが出力する充電信号の電圧情報および電流情報を収集し、収集した電圧情報および電流情報を前記制御回路に送信することを特徴とする請求項１６〜２０のいずれか一項に記載の充電器。
【請求項２２】
前記電圧電流収集ユニットは前記電源変換ユニットのＤＣ−ＤＣ変換ユニットおよび前記制御回路を電気的に接続することを特徴とする請求項２１に記載の充電器。
【請求項２３】
前記電圧電流収集ユニットは前記電源変換ユニットのＤＣ−ＤＣ変換ユニットと前記電源出力インタフェースとの間に電気的に接続され、かつ、前記制御回路を電気的に接続することを特徴とする請求項２１に記載の充電器。
【請求項２４】
前記制御回路は、前記バッテリの充電情報に基づいて前記バッテリを識別し、前記充電器が前記バッテリの型式に適合しない場合に、前記電源変換ユニットを制御して、前記充電信号を出力するのを停止させることを特徴とする請求項１６〜２３のいずれか一項に記載の充電器。
【請求項２５】
前記バッテリは非インテリジェント型バッテリであり、前記充電器はセル電圧収集ユニットをさらに備え、前記バランス充電インタフェースは、前記非インテリジェント型バッテリに電気的に接続するために用いられ、前記セル電圧収集ユニットは前記制御回路および前記バランス充電インタフェースを電気的に接続し、前記セル電圧収集ユニットは、前記バランス充電インタフェースを介して前記非インテリジェント型バッテリと通信することで前記非インテリジェント型バッテリの充電電圧情報を得るために用いられ、前記制御回路は、前記セル電圧収集ユニットが収集した前記非インテリジェント型バッテリの充電電圧情報に基づき、前記バランス充電インタフェースを介して前記非インテリジェント型バッテリをバランス充電制御することを特徴とする請求項１６〜２４のいずれか一項に記載の充電器。
【請求項２６】
前記充電器はセルバランスユニットをさらに備え、前記セルバランスユニットは前記制御回路および前記バランス充電インタフェースを電気的に接続し、前記セル電圧収集ユニットが前記非インテリジェント型バッテリ中の各組のセルの電圧情報を収集した後、前記制御回路が各組のセルの電圧情報に基づいて前記セルバランスユニットを起動することで、前記非インテリジェント型バッテリ内の各組のセルの充電電圧をバランスさせ、ひいては、前記非インテリジェント型バッテリ内の各組のセルにいずれも満充電容量を持たせることを特徴とする請求項２５に記載の充電器。
【請求項２７】
バッテリと、請求項１６〜２６のいずれか一項に記載の充電器とを備え、前記充電器は前記バッテリを充電するために用いられることを特徴とする充電システム。
【請求項２８】
モータと、請求項２７に記載の充電システムとを備え、前記バッテリが前記モータに動力エネルギーを提供する航空機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバッテリ充電技術の分野に関し、特に、充電器と、この充電器を有する充電システムおよび航空機に関する。
【背景技術】
【０００２】
科学技術の発展に伴って空撮技術が徐々に興隆しており、そのうち無人航空機の航空撮影技術は、コストが有人航空撮影よりも安く安全性も高いため、撮影技師から徐々に好評を得ている。無人航空機の航空撮影作業は通常、航空機搭載撮影機やカメラ等の撮影装置を用いて撮影を行う。上記航空機は通常、充電可能な二次バッテリにより給電を行う。通常、充電式電池は非インテリジェント型充電池とインテリジェント型充電池の２タイプに分けられる。しかしながら、現在のところ、従来の充電器は上記２種の充電池の両方に完全には適合することができない。このため、従来の充電器を用いて上記２種の充電池を充電すれば、安全上の一定のリスクが存在するおそれがある。一方、異なる型の充電池ごとに相応の充電器を設計すれば資源の浪費につながるおそれがあり、実用性が高くない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
以上の内容に鑑み、インテリジェント型バッテリと非インテリジェント型バッテリとの両方に適合可能な充電器と、この充電器を有する充電システムおよび航空機を提供する必要がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
充電器は、電源出力インタフェース、信号インタフェース、バランス充電インタフェース、および制御回路を備え、前記制御回路は、前記電源出力インタフェース、前記信号インタフェース、および前記バランス充電インタフェースにそれぞれ電気的に接続され、前記電源出力インタフェースは充電信号を出力するために用いられ、前記信号インタフェースはバッテリの充電情報を取得するために用いられ、前記バランス充電インタフェースは、前記バッテリの各組のセルをバランス充電制御するために用いられており、
前記制御回路は、前記バッテリのタイプに応じて前記信号インタフェースおよび前記バランス充電インタフェースを選択して前記バッテリを充電制御することができる。
【０００５】
さらに、前記充電情報は、バッテリの設計情報とバッテリの状態情報とのうち少なくとも何れかを含む。
【０００６】
さらに、前記充電信号は、充電電圧の大きさと充電電流の大きさとのうち少なくとも何れかを含む。
【０００７】
さらに、前記充電器は電源変換ユニットをさらに備え、前記電源変換ユニットは前記電源出力インタフェースおよび前記制御回路に電気的に接続され、前記電源変換ユニットは、前記制御回路の制御下で交流電流または直流電流を処理することで、前記バッテリが必要とする充電信号に変換するために用いられる。
【０００８】
さらに、前記充電器は電源入力インタフェースをさらに備え、前記電源入力インタフェースは外部電源および前記電源変換ユニットを電気的に接続し、前記電源入力インタフェースは、前記外部電源から前記交流電流または直流電流を引き込み、前記交流電流または直流電流を前記電源変換ユニットに出力するために用いられる。
【０００９】
さらに、前記電源変換ユニットは交流−直流（ＡＣ−ＤＣ）変換ユニットおよび直流−直流（ＤＣ−ＤＣ）変換ユニットを備え、前記ＡＣ−ＤＣ変換ユニットは、前記交流電流を直流電流に変換し、前記直流電流を前記ＤＣ−ＤＣ変換ユニットに出力するために用いられ、前記ＤＣ−ＤＣ変換ユニットは前記ＡＣ−ＤＣ変換ユニットおよび前記制御回路に電気的に接続され、ＡＣ−ＤＣ変換ユニットが出力した直流電流を前記制御回路の制御下で処理することで、前記バッテリが必要とする充電信号に変換するために用いられる。
【００１０】
さらに、前記電源変換ユニットはＤＣ−ＤＣ変換ユニットを備え、前記ＤＣ−ＤＣ変換ユニットは前記制御回路に電気的に接続され、前記制御回路の制御下で前記直流電流を処理し、前記バッテリが必要とする充電信号に変換するために用いられる。
【００１１】
さらに、前記充電器は電圧電流収集ユニットをさらに備え、前記電圧電流収集ユニットはこの電源変換ユニットおよび前記制御回路を電気的に接続し、この電源変換ユニットが出力する充電信号の電圧情報および電流情報を収集し、収集した電圧情報および電流情報をこの制御回路に送信するために用いられる。
【００１２】
さらに、前記充電器は電圧電流収集ユニットをさらに備え、前記電圧電流収集ユニットはこの電源変換ユニットおよび前記制御回路を電気的に接続し、この電源変換ユニットが出力する充電信号の電圧情報および電流情報を収集し、収集した電圧情報および電流情報をこの制御回路に送信するために用いられる。
【００１３】
さらに、前記電圧電流収集ユニットは前記ＤＣ−ＤＣ変換ユニットおよび前記制御回路を電気的に接続する。
【００１４】
さらに、前記電圧電流収集ユニットは前記ＤＣ−ＤＣ変換ユニットと前記電源出力インタフェースとの間に電気的に接続され、かつ、前記制御回路を電気的に接続する。
【００１５】
さらに、前記制御回路は、前記バッテリの充電情報に基づいてこのバッテリをインテリジェントに識別し、前記充電器が前記バッテリの型式に適合しない場合に、前記電源変換ユニットを制御して、前記充電信号を出力するのを停止させるためにさらに用いられる。
【００１６】
さらに、前記バッテリは非インテリジェント型バッテリであり、前記充電器はセル電圧収集ユニットをさらに備え、前記セル電圧収集ユニットは前記制御回路および前記バランス充電インタフェースを電気的に接続し、前記セル電圧収集ユニットは、このバランス充電インタフェースを介して前記非インテリジェント型バッテリと通信することで前記非インテリジェント型バッテリの充電電圧情報を得るために用いられ、前記制御回路は、このセル電圧収集ユニットが収集した前記非インテリジェント型バッテリの充電電圧情報に基づき、前記バランス充電インタフェースを介して前記非インテリジェント型バッテリをバランス充電制御する。
【００１７】
さらに、前記充電器はセルバランスユニットをさらに備え、前記セルバランスユニットは前記制御回路および前記バランス充電インタフェースを電気的に接続し、前記セル電圧収集ユニットが前記非インテリジェント型バッテリ中の各組のセルの電圧情報を収集した後、前記制御回路が各組のセルの電圧情報に基づいて前記セルバランスユニットを起動することで、前記非インテリジェント型バッテリ内の各組のセルの充電電圧をバランスさせ、ひいては、前記非インテリジェント型バッテリ内の各組のセルにいずれも満充電容量を持たせる。
【００１８】
充電システムは、バッテリと、上記各項の充電器とを備え、前記充電器は前記バッテリを充電するために用いられる。
【００１９】
航空機は、モータと、上記の充電システムとを備え、前記バッテリが前記モータに動力エネルギーを提供する。
【００２０】
充電器は、電源入力インタフェース、電源変換ユニット、電源出力インタフェース、信号インタフェース、バランス充電インタフェース、および制御回路を備え、前記電源入力インタフェース、電源変換ユニットおよび電源出力インタフェースは順に電気的に接続され、前記電源出力インタフェースおよび前記信号インタフェースおよびバランス充電インタフェースはいずれもバッテリに電気的に接続されるために用いられ、前記制御回路は前記信号インタフェース、電源出力インタフェース、およびバランス充電インタフェースにそれぞれ電気的に接続され、前記電源入力インタフェースは外部電源を引き込むために用いられており、
前記制御回路は前記電源変換ユニットを制御し、前記外部電源が出力した電気信号を、前記バッテリが必要とする充電信号に変換し、前記電源出力インタフェースは、前記電源変換ユニットが出力した充電信号を受信しており、
前記信号インタフェースはバッテリの充電情報を取得するために用いられ、前記バランス充電インタフェースは、前記バッテリの各組のセルをバランス充電制御するために用いられており、
前記制御回路は、前記バッテリのタイプに応じて前記信号インタフェースおよび前記バランス充電インタフェースを選択して前記バッテリを充電制御することができる。
【００２１】
さらに、前記充電情報は、バッテリの設計情報とバッテリの状態情報とのうち少なくとも何れかを含む。
【００２２】
さらに、前記充電信号は、充電電圧の大きさと充電電流の大きさとのうち少なくとも何れかを含む。
【００２３】
さらに、前記外部電源は交流電源であり、前記電源変換ユニットは交流−直流（ＡＣ−ＤＣ）変換ユニットおよび直流−直流（ＤＣ−ＤＣ）変換ユニットを備え、前記ＡＣ−ＤＣ変換ユニットは前記電源入力インタフェースに電気的に接続され、前記電源入力インタフェースが出力し、かつ前記外部電源により提供された交流電流を直流電流に変換し、前記直流電流を前記ＤＣ−ＤＣ変換ユニットに出力するために用いられ、前記ＤＣ−ＤＣ変換ユニットは前記ＡＣ−ＤＣ変換ユニットおよび前記制御回路に電気的に接続され、ＡＣ−ＤＣ変換ユニットが出力した直流電流を前記制御回路の制御下で処理することで、前記バッテリが必要とする充電信号に変換するために用いられる。
【００２４】
さらに、前記外部電源は直流電源であり、前記電源変換ユニットはＤＣ−ＤＣ変換ユニットを備え、前記ＤＣ−ＤＣ変換ユニットは前記電源入力インタフェースを介して前記外部電源および制御回路に電気的に接続され、前記電源入力インタフェースがこの外部電源から引き込んだ直流電圧を前記制御回路の制御下で処理し、前記バッテリが必要とする充電信号に変換するために用いられる。
【００２５】
さらに、前記充電器は電圧電流収集ユニットをさらに備え、前記電圧電流収集ユニットはこの電源変換ユニットおよび前記制御回路を電気的に接続し、この電源変換ユニットが出力する充電信号の電圧情報および電流情報を収集し、収集した電圧情報および電流情報をこの制御回路に送信するために用いられる。
【００２６】
さらに、前記充電器は電圧電流収集ユニットをさらに備え、前記電圧電流収集ユニットはこの電源変換ユニットおよび前記制御回路を電気的に接続し、この電源変換ユニットが出力する充電信号の電圧情報および電流情報を収集し、収集した電圧情報および電流情報をこの制御回路に送信するために用いられる。
【００２７】
さらに、前記電圧電流収集ユニットは前記ＤＣ−ＤＣ変換ユニットおよび前記制御回路を電気的に接続する。
【００２８】
さらに、前記電圧電流収集ユニットは前記ＤＣ−ＤＣ変換ユニットと前記電源出力インタフェースとの間に電気的に接続され、かつ、前記制御回路を電気的に接続する。
【００２９】
さらに、前記制御回路は、前記バッテリの充電情報に基づいてこのバッテリをインテリジェントに識別し、前記充電器が前記バッテリの型式に適合しない場合に、前記電源変換ユニットを制御して、前記充電信号を出力するのを停止させるためにさらに用いられる。
【００３０】
さらに、前記バッテリは非インテリジェント型バッテリであり、前記充電器はセル電圧収集ユニットをさらに備え、前記バランス充電インタフェースは、前記非インテリジェント型バッテリに電気的に接続するために用いられ、前記セル電圧収集ユニットは前記制御回路および前記バランス充電インタフェースを電気的に接続し、前記セル電圧収集ユニットは、このバランス充電インタフェースを介して前記非インテリジェント型バッテリと通信することで前記非インテリジェント型バッテリの充電電圧情報を得るために用いられ、前記制御回路は、このセル電圧収集ユニットが収集した前記非インテリジェント型バッテリの充電電圧情報に基づき、前記バランス充電インタフェースを介して前記非インテリジェント型バッテリをバランス充電制御する。
【００３１】
さらに、前記充電器はセルバランスユニットをさらに備え、前記セルバランスユニットは前記制御回路および前記バランス充電インタフェースを電気的に接続し、前記セル電圧収集ユニットが前記非インテリジェント型バッテリ中の各組のセルの電圧情報を収集した後、前記制御回路が各組のセルの電圧情報に基づいて前記セルバランスユニットを起動することで、前記非インテリジェント型バッテリ内の各組のセルの充電電圧をバランスさせ、ひいては、前記非インテリジェント型バッテリ内の各組のセルにいずれも満充電容量を持たせる。
【００３２】
充電システムは、バッテリと、上記各項の充電器とを備え、前記充電器は前記バッテリを充電するために用いられる。
【００３３】
航空機は、モータと、上記の充電システムとを備え、前記バッテリが前記モータに動力エネルギーを提供する。
【００３４】
本発明中の充電器はインテリジェント型バッテリおよび非インテリジェント型バッテリに同時に適用可能であり、インテリジェント型バッテリを充電することができ、非インテリジェント型バッテリを充電することもできる。このようにすれば、バッテリの型ごとに、相応の型の充電器を単独でさらに設置する必要がないので、実用性が高い。また、この充電器は、インテリジェント型バッテリおよび非インテリジェント型バッテリに対してインテリジェント識別および認証を行うことにより、この充電器が、適合するバッテリにのみ充電することを保証することもでき、このようにすれば、バッテリを効果的に保護し、このバッテリの使用寿命を延ばし、ひいては安全面の事故が生じるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態の充電システムの応用環境の概略図である。
【図２】図１に示す充電システムとバッテリの機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
下記の、発明を実施するための形態は、上記図面を参照しながら本発明についてさらに説明する。
【００３７】
図１を参照すると、本発明の好ましい実施形態は、充電システム１００およびモータ３０１を備えた航空機３００を提供する。前記充電システム１００は充電器１０およびバッテリ２０を備える。このバッテリ２０は、この航空機３００に装設され、この航空機３００上のモータ３０１に動力エネルギーを提供するためのインテリジェント型バッテリであってよい。この充電器１０は前記バッテリ２０に電気的に接続され、前記バッテリ２０を充電するために用いられる。
【００３８】
図２を併せて参照すると、この充電器１０は、電源入力インタフェース１１、電源変換ユニット１２、電源出力インタフェース１３、信号インタフェース１４、および制御回路１５を備える。この電源入力インタフェース１１は外部電源２００に電気的に接続され、前記外部電源２００から交流電流または直流電流を引き込むために用いられる。本実施形態において、この外部電源２００は商用電源などの交流電源である。このため、前記電源入力インタフェース１１は、前記外部電源２００から交流電流を引き込むために用いられる。
【００３９】
本実施形態において、この電源変換ユニット１２は交流−直流（ＡＣ−ＤＣ）変換ユニット１２１および直流−直流（ＤＣ−ＤＣ）変換ユニット１２３を備える。前記ＡＣ−ＤＣ変換ユニット１２１は前記電源入力インタフェース１１に電気的に接続される。このＡＣ−ＤＣ変換ユニット１２１は、降圧変圧器、全波整流器およびフィルタコンデンサ等の電子素子から構成され得る。このＡＣ−ＤＣ変換ユニット１２１は、前記電源入力インタフェース１１が出力した、前記外部電源２００により提供された交流電流を直流電流に変換し、前記直流電流を前記ＤＣ−ＤＣ変換ユニット１２３に出力するために用いられる。前記ＤＣ−ＤＣ変換ユニット１２３は前記ＡＣ−ＤＣ変換ユニット１２１および制御回路１５に電気的に接続され、ＡＣ−ＤＣ変換ユニット１２１が出力した直流電流を前記制御回路１５の制御下で処理することで、前記バッテリ２０が必要とする充電信号に変換するために用いられる。本実施形態において、このバッテリ２０が必要とする充電信号は、充電電圧の大きさと充電電流の大きさとのうち少なくとも何れかを含み得る。
【００４０】
他の実施形態において、前記外部電源２００は直流電源であってもよく、すなわち、前記外部電源２００が、定電圧または定電流を有する直流電流を前記電源入力インタフェース１１に出力することができることは理解可能である。このようにすれば、このＡＣ−ＤＣ変換ユニット１２１は省略可能であり、すなわち、前記電源変換ユニット１２はこのＤＣ−ＤＣ変換ユニット１２３のみを備える。このＤＣ−ＤＣ変換ユニット１２３は前記電源入力インタフェース１１を介して前記外部電源２００に直接接続され、このようにして、前記電源入力インタフェース１１がこの外部電源２００から引き込んだ直流電圧を処理し、このバッテリ２０が必要とする充電信号に変換する。
【００４１】
前記電源出力インタフェース１３は前記電源変換ユニット１２の出力端に電気的に接続される。さらに、前記電源出力インタフェース１３はこのＤＣ−ＤＣ変換ユニット１２３に電気的に接続され、前記ＤＣ−ＤＣ変換ユニット１２３が出力した充電信号を受信し、前記バッテリ２０に出力するために用いられる。すなわち、前記充電器１は、この電源出力インタフェース１３を介してこのバッテリ２０を充電する。
【００４２】
前記信号インタフェース１４は前記制御回路１５およびバッテリ２０に電気的に接続され、この制御回路１５とこのバッテリ２０の電気的接続を構築し、前記制御回路１５がこの信号インタフェース１４を介して前記バッテリ２０と通信できるようにし、ひいてはこのバッテリ２０の充電情報を取得するために用いられる。本実施形態において、この充電情報は、このバッテリ２０の設計情報およびバッテリ２０の状態情報を少なくとも含む。具体的には、このバッテリ２０の充電情報は、このバッテリ２０の設計情報と、このバッテリ２０の状態情報との少なくとも何れかを含み得る。例えば、このバッテリ２０の充電情報は、バッテリの設計セット数、バッテリの設計容量、バッテリの設計電圧、最大許容充電電流およびバッテリの現在容量、バッテリの現在バッテリ温度等を少なくとも含む。
【００４３】
前記制御回路１５は前記電源変換ユニット１２に電気的に接続される。具体的には、前記制御回路１５はこのＤＣ−ＤＣ変換ユニット１２３に電気的に接続される。前記制御回路１５は、前記信号インタフェース１４が得たこのバッテリ２０の充電情報に基づいてＤＣ−ＤＣ変換ユニット１２３を制御し、ひいては、このＤＣ−ＤＣ変換ユニット１２３が出力した充電信号をインテリジェントに調整することで、このバッテリ２０を安全に充電するために用いられる。例えば、前記制御回路１５は、前記バッテリ２０の最大充電電圧および最大充電電流に基づいて、前記ＤＣ−ＤＣ変換ユニット１２３が出力した充電信号をインテリジェントに調整することができる。また、前記制御回路１５が信号インタフェース１４を介して取得したこのバッテリ２０の現在の温度が所定の温度値よりも高い場合、前記ＤＣ−ＤＣ変換ユニット１２３を制御し、前記バッテリ２０の温度が正常な範囲に戻るまで、充電信号を出力するのを一時的に停止させることができる。さらに、前記制御回路１５はこの信号インタフェース１４を介してこのバッテリ２０の現在のバッテリ容量をリアルタイムに取得し、前記ＤＣ−ＤＣ変換ユニット１２３が出力した充電信号を、前記バッテリ２０の完全充電が完了するまで再び調整することができる。
【００４４】
この制御回路１５が、バッテリ２０の充電情報に基づいてこのバッテリ２０に対してインテリジェントな識別および認証を行うこともできることは理解可能である。つまり、識別されたバッテリ２０でなければ充電または大電流充電が許容されず、前記充電器１０が前記バッテリ２０を充電することができないと前記制御回路１５がバッテリ２０の充電情報に基づいて判断したとき、すなわち、前記充電器１０が前記バッテリ２０の型式に適合しない場合に、前記制御回路１５が前記ＤＣ−ＤＣ変換ユニット１２３を制御して充電信号を出力するのを停止させ、ひいてはこのバッテリ２０を保護することで、このバッテリ２０を損傷するに至ったり爆発にまで至ったりするのを防止することができる。
【００４５】
この充電器１０が電圧電流収集ユニット１６をさらに備えることは理解可能である。本実施形態において、この電圧電流収集ユニット１６はこの電源変換ユニット１２と前記電源出力インタフェース１３との間に電気的に接続される。さらに、前記電圧電流収集ユニット１６はこのＤＣ−ＤＣ変換ユニット１２３とこの電源出力インタフェース１３との間に電気的に接続され、かつ、前記制御回路１５を電気的に接続する。前記電圧電流収集ユニット１６は、このＤＣ−ＤＣ変換ユニット１２３が出力した充電信号の電圧情報および電流情報を収集し、収集した電圧情報および電流情報をこの制御回路１５に送信するために用いられ、このようにすれば、前記ＤＣ−ＤＣ変換ユニット１２３が出力する充電信号をこの制御回路１５がリアルタイムに監視するのに役立つ。当然ながら、他の実施形態において、前記電圧電流収集ユニット１６は前記電源出力インタフェース１３に接続されなくてもよく、すなわち、この電圧電流収集ユニット１６はＤＣ−ＤＣ変換ユニット１２３とこの制御回路１５のみを接続する。
【００４６】
この充電器１０は非インテリジェント型バッテリにも適合可能であり、例えば、このバッテリ２０は、自己バランス機能を持たないバッテリであってもよいことは理解可能である。この非インテリジェント型バッテリは複数組の直列接続または並列接続のセルを備える。このとき、前記充電器１０はバランス充電インタフェース１７およびセル電圧収集ユニット１８をさらに備える。そのうち、前記バランス充電インタフェース１７は、ケーブルを介して前記非インテリジェント型バッテリに電気的に接続され、ひいては、前記非インテリジェント型バッテリの各組のセルをバランス充電制御するために用いられる。前記セル電圧収集ユニット１８は前記制御回路１５およびバランス充電インタフェース１７を電気的に接続する。このようにすれば、前記セル電圧収集ユニット１８はこのバランス充電インタフェース１７を介して前記非インテリジェント型バッテリに電気的に接続され、ひいては前記非インテリジェント型バッテリと通信することができ、前記セル電圧収集ユニット１８がこのバランス充電インタフェース１７を介して前記非インテリジェント型バッテリの充電電圧情報を取得することができるようにする。このようにすれば、前記制御回路１５は、このセル電圧収集ユニット１８が収集した非インテリジェント型バッテリの充電電圧情報に基づいて、相応の充電信号を設定し、さらに前記ＤＣ−ＤＣ変換ユニット１２３を制御してこの設定された充電信号を出力し、この電源出力インタフェース１３を介して前記設定された充電信号を出力することで、前記非インテリジェント型バッテリを充電する。
【００４７】
当然ながら、他の実施形態において、前記非インテリジェント型バッテリもバッテリの設計情報を有していれば、前記制御回路１５も信号インタフェース１４を介して前記非インテリジェント型バッテリと通信し、ひいては前記非インテリジェント型バッテリの充電情報を取得し、それを識別し認証することができる。すなわち、識別された非インテリジェント型バッテリでなければ充電または大電流充電が許容されない。一方、前記充電器１０が前記非インテリジェント型バッテリを充電することができないと前記制御回路１５がこの非インテリジェント型バッテリの充電情報に基づいて判断したとき、すなわち、前記充電器１０が前記非インテリジェント型バッテリの型式に適合しない場合に、前記制御回路１５が前記ＤＣ−ＤＣ変換ユニット１２３を制御して充電信号を出力するのを停止させ、ひいてはこの非インテリジェント型バッテリを保護することで、非インテリジェント型バッテリを損傷するに至ったり爆発にまで至ったりするのを防止することができる。
【００４８】
他の実施形態において、前記制御回路１５はこのセル電圧収集ユニット１８が収集した非インテリジェント型バッテリの充電電圧情報に基づき、このバランス充電インタフェース１７を介して非インテリジェント型バッテリの各組のセルの現在電圧を制御することもできることは理解可能である。具体的には、前記バッテリ２０が非インテリジェント型バッテリである場合、この充電器１０はセルバランスユニット１９をさらに備える。前記セルバランスユニット１９は前記制御回路１５およびバランス充電インタフェース１７を電気的に接続する。非インテリジェント型バッテリが充電過程にあるため、各組のセルの充電電圧が一致しなくなる可能性がある。このため、前記セル電圧収集ユニット１８が前記非インテリジェント型バッテリ中の各組のセルの電圧情報を収集した後、前記制御回路１５は各組のセルの電圧情報に基づいて前記セルバランスユニット１９を起動することができ、例えば、前記セルバランスユニット１９に非インテリジェント型バッテリ中の電圧の高いセルに放電させることで、前記非インテリジェント型バッテリ内の各組のセルの充電電圧をバランスさせ、ひいては、非インテリジェント型バッテリ内の各組のセルにいずれも満充電容量を持たせる。
【００４９】
当然ながら、上記充電器１０はインテリジェント型バッテリおよび非インテリジェント型バッテリに同時に適用可能であり、インテリジェント型バッテリを充電することができ、非インテリジェント型バッテリを充電することもできる。このようにすれば、バッテリ２０の型ごとに、相応の型の充電器１０を単独でさらに設置する必要がないので、実用性が高い。また、この充電器１０は、インテリジェント型バッテリおよび非インテリジェント型バッテリに対してインテリジェント識別および認証を行うことにより、この充電器１０が、適合する前記バッテリ２０にのみ充電することを保証することもでき、このようにすれば、バッテリ２０を効果的に保護し、このバッテリ２０の使用寿命を延ばし、ひいては安全面の事故が生じるのを防止することができる。
【００５０】
前記充電システム１００は、前記航空機３００のバッテリ２０に充電することに限定されず、車両や船舶など、バッテリを有するその他のいかなる機器にも応用可能であることは理解可能である。
【符号の説明】
【００５１】
３００  航空機
１００  充電システム
１０  充電器
１１  電源入力インタフェース
１２  電源変換ユニット 
１２１  ＡＣ−ＤＣ変換ユニット
１２３  ＤＣ−ＤＣ変換ユニット
１３  電源出力インタフェース
１４  信号インタフェース
１５  制御回路
１６  電圧電流収集ユニット
１７  バランス充電インタフェース
１８  セル電圧収集ユニット
１９  セルバランスユニット
２０  バッテリ
２００  外部電源
３０１  モータ
【図１】
0006457115.tif 000002
【図２】
0006457115.tif 000003