(57)【要約】【課題】  二次電池の電圧を、長期に亘って保存するのに適した電圧（長期保存適格電圧）に容易に設定できるようにする。【解決手段】  長期保存充放電モードが選択されると、電池１の電圧ＶＢと長期保存適格電圧ＶＸとを比較する。そして、電池１の電圧ＶＢが長期保存適格電圧ＶＸよりも大きい場合には、電池１の電圧ＶＢが長期保存適格電圧ＶＸ以上になるまで放電回路３により放電を行う。一方、電池１の電圧ＶＢが長期保存適格電圧ＶＸよりも小さい場合には、電池１の電圧ＶＢが長期保存適格電圧ＶＸ以上になるまで充電回路４により充電を行う。従って、ユーザは、操作部６を操作して、通常の充電モードとは別の長期保存充放電モードを選択するだけで、電池１の電圧が、長期に亘って保存するのに適した電圧に自動的に設定されるようになる。【選択図】  図１
2008092710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池を充電する充電手段と、
前記電池を放電する放電手段と、
前記充電手段と前記放電手段とを制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、ユーザによる操作部の操作によって、前記電池を予め設定された保存用電圧に設定する電池保存モードが選択されると、前記電池の電圧と前記保存用電圧とを比較し、比較した結果に基づいて、前記電池の電圧が前記保存用電圧になるように、前記充電手段と前記放電手段との少なくとも何れか一方を制御することを特徴とする電池電圧制御装置。
【請求項２】
前記充電手段は、前記電池を小電流で充電する低速充電モードと、前記電池を前記小電流よりも大きな大電流で充電する急速充電モードとを含む複数の充電モードの何れかで前記電池を充電し、
前記制御手段は、前記電池保存モードが選択された後、前記電池の電圧が前記保存用電圧よりも小さい場合には、前記急速充電モードで充電を行わせてから、前記低速充電モードで充電を行わせ、その低速充電モードで充電を行わせている間に、前記電池保存モードの終了判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の電池電圧制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記電池保存モードが選択された後、前記電池の電圧が前記保存用電圧よりも小さい場合には、前記低速充電モード、前記急速充電モード、前記低速充電モードの順で充電を行わせ、その低速充電モードで充電を行わせている間に、前記電池保存モードの終了判定を行うことを特徴とする請求項２に記載の電池電圧制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記急速充電モードで充電を行わせている間に、前記電池の電圧が前記保存用電圧になると、前記低速充電モードに充電モードを移行させ、その低速充電モードで充電を行わせている間に、前記電池保存モードの終了判定を行うことを特徴とする請求項２又は３に記載の電池電圧制御装置。
【請求項５】
前記放電手段は、前記電池を小電流で放電する低速放電モードと、前記電池を前記小電流よりも大きな大電流で放電する急速放電モードとを含む複数の放電モードの何れかで前記電池を放電し、
前記制御手段は、前記電池保存モードが選択された後、前記電池の電圧が前記保存用電圧よりも大きい場合には、前記急速放電モードで放電を行わせてから、前記低速放電モードで放電を行わせ、その低速放電モードで放電を行わせている間に、前記電池保存モードの終了判定を行うことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の電池電圧制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記電池保存モードが選択された後、前記電池の電圧が前記保存用電圧よりも大きい場合には、前記低速放電モード、前記急速放電モード、前記低速放電モードの順で放電を行わせ、その低速放電モードで放電を行わせている間に、前記電池保存モードの終了判定を行うことを特徴とする請求項５に記載の電池電圧制御装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記急速放電モードで放電を行わせている間に、前記電池の電圧が前記保存用電圧になると、前記低速放電モードに放電モードを移行させ、その低速放電モードで放電を行わせている間に、前記電池保存モードの終了判定を行うことを特徴とする請求項５又は６に記載の電池電圧制御装置。
【請求項８】
前記放電手段は、直流電力を負荷回路に出力し、
前記急速放電モードは、複数の負荷電圧を前記負荷回路に出力する放電モードであり、
前記低速放電モードは、前記複数の負荷回路の一部を前記負荷回路に出力する放電モードであることを特徴とする請求項５〜７の何れか１項に記載の電池電圧制御装置。
【請求項９】
交流電力を直流電力に変換する変換手段と、
前記前記変換手段により変換された直流電力と前記電池からの直流電力とを切り替える切り替え手段とを有し、
前記充電手段は、前記変換手段により変換された直流電力に基づいて前記電池に充電することを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の電池電圧制御装置。
【請求項１０】
電池はリチウムイオン電池であることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の電池電圧制御装置。
【請求項１１】
電池を予め設定された保存用電圧に設定する電池保存モードが、ユーザによる操作部の操作によって選択されると、前記電池の電圧と前記保存用電圧とを比較する比較ステップと、
前記比較ステップにより比較された結果に基づいて、前記電池の電圧が前記保存用電圧になるように、前記電池に充電する充電手段と、前記電池を放電する放電手段との少なくとも何れか一方の動作を制御する制御ステップとを有することを特徴とする電池電圧制御方法。
【請求項１２】
電池を予め設定された保存用電圧に設定する電池保存モードが、ユーザによる操作部の操作によって選択されると、前記電池の電圧と前記保存用電圧とを比較する比較ステップと、
前記比較ステップにより比較された結果に基づいて、前記電池の電圧が前記保存用電圧になるように、前記電池に充電する充電手段と、前記電池を放電する放電手段との少なくとも何れか一方の動作を制御する制御ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池電圧制御装置、電池電圧制御方法、及びコンピュータプログラムに関し、特に、充放電可能な電池を保存するために用いて好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池は、満充電に近い高い電圧で放置しておくと再度充電したときの容量が減少し、電池の劣化が進む特性がある。また、リチウムイオン二次電池では、保存時における電圧が低すぎると過放電になってしまう。このため、リチウムイオン二次電池を長期に亘って保存する場合には、定格容量３０％程度の容量になる電圧で保存することが推奨されている。
【０００３】
電池の寿命の劣化を防止するための技術として特許文献１に記載されている技術がある。かかる技術では、まず、リチウムイオン二次電池を放電させる毎に、リチウムイオン二次電池の端子間電圧が設定電圧値に降下するまでの放電時間を測定する。そして、この放電時間が設定時間値に近づくように、次のリチウムイオン二次電池への充電電圧を可変制御する。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２７８３２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の技術では、長期に亘って保存するのに適した電圧（長期保存適格電圧）に二次電池の電圧を設定する場合、ユーザが二次電池の電圧を測定し、測定した電圧が長期保存適格電圧になるように二次電圧を何度も充放電させなければならなかった。また、長期保存適格電圧をユーザが知らない場合には、長期保存適格電圧の設定を行うことができなかった。更に、二次電池の小型化や薄型化に伴い、二次電池の電圧を構造的に測定できない場合にも、長期保存適格電圧を設定することが困難であった。また、二次電池の電圧を長期保存適格電圧に設定できたとしても、前述したように、ユーザは、二次電池を何度も充放電させて、二次電池の電圧が長期保存適格電圧になるように調整しなければならない。
以上のように従来の技術では、二次電池の電圧を長期保存適格電圧に簡単に設定することができなかった。
【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、充放電可能な電池の電圧を、長期に亘って保存するのに適した電圧（長期保存適格電圧）に容易に設定できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電池電圧制御装置は、電池に充電する充電手段と、前記電池を放電する放電手段と、前記充電手段と前記放電手段とを制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、ユーザによる操作部の操作によって、前記電池を予め設定された保存用電圧に設定する電池保存モードが選択されると、前記電池の電圧と前記保存用電圧とを比較し、比較した結果に基づいて、前記電池の電圧が前記保存用電圧になるように、前記充電手段と前記放電手段との少なくとも何れか一方を制御することを特徴とする。
【０００８】
本発明の電池電圧制御方法は、電池を予め設定された保存用電圧に設定する電池保存モードが、ユーザによる操作部の操作によって選択されると、前記電池の電圧と前記保存用電圧とを比較する比較ステップと、前記比較ステップにより比較された結果に基づいて、前記電池の電圧が前記保存用電圧になるように、前記電池に充電する充電手段と、前記電池を放電する放電手段との少なくとも何れか一方の動作を制御する制御ステップとを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明のコンピュータプログラムは、電池を予め設定された保存用電圧に設定する電池保存モードが、ユーザによる操作部の操作によって選択されると、前記電池の電圧と前記保存用電圧とを比較する比較ステップと、前記比較ステップにより比較された結果に基づいて、前記電池の電圧が前記保存用電圧になるように、前記電池に充電する充電手段と、前記電池を放電する放電手段との少なくとも何れか一方の動作を制御する制御ステップとをコンピュータに実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電池保存モードをユーザが選択することにより、電池の電圧を保存用電圧に自動的に設定するようにした。従って、電池を長期に亘って保存するのに適した電圧に電池の電圧を設定することが可能になる。よって、電池寿命を延ばすことを簡単に実現することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（第１の実施形態）
以下に、図面を参照しながら、本発明の第１の実施形態について説明する。
図１は、電池電圧制御装置の一例である充電装置の構成の一例を示す図である。
図１において、電池１は、充電と放電とが可能な二次電池であり、具体的に本実施形態ではリチウムイオン二次電池を電池１として用いている。ＡＣ／ＤＣ変換回路２は、充電装置に入力された交流（ＡＣ）電圧を、直流（ＤＣ）電圧に変換するための回路である。
【００１２】
充電回路３は、ＡＣ／ＤＣ変換回路２により出力された直流（ＤＣ）電圧により、二次電池１を充電するための回路である。放電回路４は、二次電池１を放電するための回路である。
制御部５は、操作部６に対して所定の操作が行われると、電池１の充電電流の値と、電池１の端子間の電圧の値とに基づいて、充電回路３と放電回路４とを制御する。この制御部５の動作により、電池１の容量（電圧）が制御される。尚、制御部５は、例えば、充電装置を制御するためのプログラムが記憶されたＲＯＭと、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行するＣＰＵと、ＣＰＵがプログラムを実行する際にワークメモリ等として利用されるＲＡＭとを有するマイクロコンピュータを備える。
【００１３】
操作部６は、充電装置に対する動作指示を行う際にユーザによって操作されるものである。操作部６は、例えば、スイッチ、ダイヤル、及びボタンの少なくとも何れか１種の操作子を備える。また、ＬＣＤ等の表示装置を充電装置が備えている場合、操作部６は、タッチパネルを備えることもできる。
分圧回路７は、電池１の電圧を制御部５が判別可能な電圧に分圧するための回路である。
【００１４】
図１において、操作部６により充電モードが選択されると、制御部５は、充電回路３により検出される充電電流値と、分圧回路７により検出される電池１の電圧値とに基づいて、充電回路３を制御することにより、電池１が満充電状態になるようにする。
一方、操作部６により保存用モードとして長期保存充放電モードが選択されると、制御部５は、例えば図２に示すフローチャートに従った制御を行う。また、長期保存充放電モードが選択されると、充電装置に設けられたＬＥＤバックライトがオンする。図２は、長期保存充放電モードが選択された場合の制御部５における動作の一例を説明するフローチャートである。ここで、電池１の電圧をＶＢ、長期保存適格電圧をＶＸとする。尚、長期保存適格電圧ＶＸは、例えば、電池１の定格容量の３０％程度の容量になる電圧であり、予め設定されている電圧である。
【００１５】
ユーザによる操作部６の操作により長期保存充放電モードが選択されると、制御部５は、電池１の電圧ＶＢが長期保存適格電圧ＶＸよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１）。即ち制御部５は、以下の（１）式の条件を満足するか否かを判定する。
ＶＢ＞ＶＸ  ・・・（１）
【００１６】
この判定の結果、（１）式の条件を満足すれば、制御部５は、放電回路４を制御する。そうすると、放電回路４により放電が行われる（ステップＳ３）。放電が行われている間、制御部５は、電池１の電圧ＶＢが長期保存適格電圧ＶＸ以下であるか否かを判定する。即ち制御部５は、以下の（２）式の条件を満足するか否かを判定する（ステップＳ４）。
ＶＢ≦ＶＸ  ・・・（２）
この判定の結果、（２）式の条件を満足しなければ、制御部５は、（２）式の条件を満足するまでステップＳ３、Ｓ４を行って放電を繰り返す。そして、（２）式の条件を満足すれば長期保存充放電モードを終了する。
【００１７】
ステップＳ１において、（１）式の条件を満足しなければ、制御部５は、電池１の電圧ＶＢが長期保存適格電圧ＶＸよりも小さいか否かを判定する。即ち制御部５は、以下の（３）式の条件を満足するか否かを判定する（ステップＳ２）。
ＶＢ＜ＶＸ  ・・・（３）
この判定の結果、（３）式の条件を満足しなければ、電池１の電圧ＶＢは、長期保存適格電圧ＶＸであるので（ＶＢ＝ＶＸ）、長期保存充放電モードを終了する。
【００１８】
一方、（３）式の条件を満足すれば、制御部５は、充電回路３を制御する。そうすると、充電回路３により充電が行われる（ステップＳ５）。充電が行われている間、制御部５は、電池１の電圧ＶＢが長期保存適格電圧ＶＸ以上であるか否かを判定する。即ち制御部５は、以下の（４）式の条件を満足するか否かを判定する（ステップＳ６）。
ＶＢ≧ＶＸ  ・・・（４）
この判定の結果、（４）式の条件を満足しなければ、制御部５は、（４）式の条件を満足するまでステップＳ５、Ｓ６を行って充電を繰り返す。そして、（４）式の条件を満足すれば長期保存充放電モードを終了する。
【００１９】
以上のように本実施形態では、長期保存充放電モードが選択されると、電池１の電圧ＶＢと長期保存適格電圧ＶＸとを比較する。そして、電池１の電圧ＶＢが長期保存適格電圧ＶＸよりも大きい場合には、電池１の電圧ＶＢが長期保存適格電圧ＶＸ以上になるまで放電回路３により放電を行う。一方、電池１の電圧ＶＢが長期保存適格電圧ＶＸよりも小さい場合には、電池１の電圧ＶＢが長期保存適格電圧ＶＸ以上になるまで充電回路４により充電を行う。従って、ユーザが操作部６を操作して通常の充電モードとは別の長期保存充放電モードを選択するだけで、電池１の電圧が長期保存適格電圧に自動的に設定されるようになる。これにより、電池１の寿命を延ばすことをユーザによる簡単な操作で実現することが可能な充電装置を提供することができる。
【００２０】
尚、本実施形態では、電池１がリチウムイオン二次電池である場合を例に挙げて説明した。しかしながら、電池１は、充電と放電とが可能な電池であれば、リチウムイオン二次電池に限定されない。例えば、ニッケル水素二次電池等を電池１として使用してもよい。
また、本実施形態では、長期保存適格電圧ＶＸを、電池１の定格容量の３０％程度の容量になる電圧とした。しかしながら、長期保存適格電圧ＶＸはこのようなものに限定されない。即ち、長期保存適格電圧ＶＸは、電池１の定格容量の３０％程度の容量になる電圧より大きくても小さくてもよい。
【００２１】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。前述した第１の実施形態では、図２のステップＳ３、Ｓ５に示すように、充電モード及び放電モードがそれぞれ１種類である場合について説明した。これに対し、本実施形態では、充電モード及び放電モードがそれぞれ２種類ずつである場合について説明する。このように本実施形態と第１の実施形態とは、充電時及び放電時の動作が主として異なる。従って、本実施形態の説明において、第１の実施形態と同一の部分については、図１及び図２に示した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
【００２２】
本実施形態の充電装置が備える充電回路は、電池１の定格容量に対して十分に小さい電流で充電するトリクル充電モードと、電池１で許容される範囲内の十分に大きい電流で充電する急速充電モードとを備える。また、放電回路は、電池１の容量に対して十分に小さい電流で放電する最小放電モードと、電池１で許容される範囲内の十分に大きい電流で放電する急速放電モードとを備える。以上のように本実施形態では、低速充電モードとしてトリクル充電モードが設定され、低速放電モードとして最小放電モードが設定される。
【００２３】
制御部は、例えば図３のフローチャート従って制御を行う。ここで、電池１はリチウムイオン電池であるので、トリクル充電モードを解除するときの電池１の電圧（トリクル充電解除電圧）をＶＴとした場合、次の（５）式が成立する。
ＶＸ＞ＶＴ  ・・・（５）
また、長期保存適格電圧ＶＸは、第１の実施形態と同様に、例えば、電池１の定格容量の３０％程度の容量になる電圧とする。
【００２４】
次に、図３のフローチャートを参照しながら、長期保存充放電モードが選択された場合の制御部における動作の一例を説明する。尚、第１の実施形態と同様に、電池１の電圧をＶＢ、長期保存適格電圧をＶＸとする。
【００２５】
ユーザによる操作部６の操作により長期保存充放電モードが選択されると、制御部は、電池１の電圧ＶＢが長期保存適格電圧ＶＸよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２１）。即ち制御部は、以下の（６）式の条件を満足するか否かを判定する。
ＶＢ＞ＶＸ  ・・・（６）
【００２６】
この判定の結果、（６）式の条件を満足すれば、制御部は、最小放電モードに移行するように放電回路を制御する。そうすると、放電回路により最小放電モードでの放電が行われる（ステップＳ２３）。最小放電モードで放電が行われている間、制御部は、電池１の電圧ＶＢが以下の（７）式の条件を満足するか否かを判定する（ステップＳ２４）。
ＶＢ＞ＶＸ＋α  ・・・（７）
ここで、αは、最小放電モードと急速放電モードとでの電池１の内部抵抗による電圧差であり、α＞０である。
【００２７】
この判定の結果、（７）式の条件を満足すれば、制御部は、最小放電モードから急速放電モードに移行するように放電回路を制御する。そうすると、放電回路により急速放電モードでの放電が行われる（ステップＳ２５）。急速放電が行われている間、制御部は、電池１の電圧ＶＢが長期保存適格電圧ＶＸ以下であるか否かを判定する（ステップＳ２６）。即ち制御部は、以下の（８）式の条件を満足するか否かを判定する。
ＶＢ≦ＶＸ  ・・・（８）
【００２８】
この判定の結果、（８）式の条件を満足しなければ、制御部は、（８）式の条件を満足するまでステップＳ２５、Ｓ２６を行って急速放電を繰り返す。そして、（８）式の条件を満足すると、制御部は、急速放電モードから最小放電モードに移行するように放電回路を制御する。そうすると、放電回路により最小放電モードでの放電が行われる（ステップＳ２７）。最小放電モードに移行した直後は、放電電流が小さくなる。このため、最小放電モードに移行した直後は、以下の（９）式が成立している。
ＶＸ＋α≧ＶＢ＞ＶＸ  ・・・（９）
【００２９】
ステップＳ２４において、（７）式の条件を満足しなければ、ステップＳ２５、Ｓ２６を省略して、ステップＳ２７に進む。そして、放電回路により最小放電モードでの放電が行われる（ステップＳ２７）。尚、前述したように最小放電モードに移行した直後は（９）式が成立している
【００３０】
以上のようにして最小放電モードに移行している間、制御部は、電池１の電圧ＶＢが長期保存適格電圧ＶＸ以下であるか否かを判定する（ステップＳ２８）。即ち制御部は、以下の（１０）式の条件を満足するか否かを判定する。
ＶＢ≦ＶＸ  ・・・（１０）
【００３１】
この判定の結果、（１０）式の条件を満足しなければ、制御部は、（１０）式の条件を満足するまでステップＳ２７、Ｓ２８を行って最小放電を繰り返す。そして、（１０）式の条件を満足すると、長期保存充放電モードを終了する。
【００３２】
ステップＳ２１において、（６）式の条件を満足しなければ、制御部は、電池１の電圧ＶＢが長期保存適格電圧ＶＸよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ２２）。即ち制御部は、以下の（１１）式の条件を満足するか否かを判定する。
ＶＢ＜ＶＸ  ・・・（１１）
【００３３】
この判定の結果、（１１）式の条件を満足しなければ、電池１の電圧ＶＢは、長期保存適格電圧ＶＸであるので（ＶＢ＝ＶＸ）、長期保存充放電モードを終了する。
一方、（１１）式の条件を満足すれば、制御部は、トリクル充電モードに移行するように充電回路を制御する。そうすると、充電回路によりトリクル充電モードでの充電が行われる（ステップＳ２９）。トリクル充電が行われている間、制御部は、電池１の電圧ＶＢがトリクル充電解除電圧ＶＴ以上であるか否かを判定する。即ち制御部は、以下の（１２）式の条件を満足するか否かを判定する（ステップＳ３０）。
ＶＢ≧ＶＴ  ・・・（１２）
【００３４】
この判定の結果、（１２）式の条件を満足しなければ、制御部は、（１２）式の条件を満足するまでステップＳ２９、Ｓ３０を行ってトリクル充電を繰り返す。そして、（１２）式の条件を満足すると、制御部は、トリクル充電モードから急速充電モードに移行するように充電回路を制御する。そうすると、充電回路により休息充電モードでの充電が行われる（ステップＳ３１）。急速充電が行われている間、制御部は、電池１の電圧ＶＢが長期保存適格電圧ＶＸ以上であるか否かを判定する（ステップＳ３２）。即ち制御部は、以下の（１３）式の条件を満足するか否かを判定する。
ＶＢ≧ＶＸ  ・・・（１３）
【００３５】
この判定の結果、（１３）式の条件を満足しなければ、制御部は、（１３）式の条件を満足するまでステップＳ３１、Ｓ３２を行って急速充電を繰り返す。そして、（１３）式の条件を満足すると、制御部は、急速充電モードからトリクル充電モードに移行するように充電回路を制御する。そうすると、充電回路によりトリクル充電モードでの充電が行われる（ステップＳ３３）。トリクル充電モードに移行した直後は、電池１の内部抵抗のため、充電電流が小さくなると、電池１の電圧ＶＢは、長期保存適格電圧ＶＸよりも小さくなる（ＶＢ＜ＶＸとなる）。
【００３６】
こうしてトリクル充電モードに移行している間、制御部は、電池１の電圧ＶＢが長期保存適格電圧ＶＸ以上であるか否かを判定する（ステップＳ３４）。即ち制御部は、以下の（１４）式の条件を満足するか否かを判定する。
ＶＢ≧ＶＸ  ・・・（１４）
【００３７】
この判定の結果、（１４）式の条件を満足しなければ、制御部は、（１４）式の条件を満足するまでステップＳ３３、Ｓ３４を行ってトリクル充電を繰り返す。そして、（１４）式の条件を満足すると、長期保存充放電モードを終了する。
【００３８】
以上のように本実施形態では、トリクル充電モード又は最小放電モードであるときに限り、長期保存充放電モードの終了判定を行うようにした。即ち、電池１の容量に対して十分に小さい電流で充電又は放電を行っているときに限り、長期保存充放電モードの終了判定を行うようにした。従って、電池１の内部抵抗による影響を最小限に留めることができる。更に、急速充電モード及び急速放電モードで充放電を行うようにした。
【００３９】
以上のことから、第１の実施形態で説明した効果に加えて、長期に亘って保存するの適した電圧（長期保存適格電圧）に電池１の電圧をより正確に且つ短時間に設定できるという効果が得られる。このように本実施形態では、ユーザが長期保存充放電モードを選択するだけで、電池１の電圧が長期保存適格電圧に自動的に且つ正確に設定されるので、電池１の寿命を延ばすことをユーザによる簡単な操作で実現することが可能な充電装置を提供できる。
【００４０】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。前述した第１及び第２の実施形態では、電池電圧制御装置として充電装置を例に挙げて説明したが、本実施形態では、電池電圧制御装置として電源装置を例に挙げて説明する。
図４は、電源装置の構成の一例を示す図である。
図４において、電池１０１は、負荷回路１０９の電源となる二次電池である。具体的に本実施形態では電池１０１をリチウムイオン二次電池とする。ＡＣアダプタ１０２は、電池１０１の充電電源及び負荷回路１０９の電源となるものであり、商用電源等の交流電源を直流電源に変換するものである。
【００４１】
ＤＣ電源電圧切換回路１０８は、電池１０１からの直流電源の供給とＡＣアダプタ１０２からの直流電源の供給とを切り替えるための回路である。
充電回路１０３は、ＡＣアダプタ１０２から供給される直流電源を電池１０１へ充電するための回路である。負荷電圧出力回路１０４は、ＤＣ電源電圧切換回路１０８により供給される直流電源電圧を、負荷回路１０９が必要とする直流電源電圧に変換して負荷回路１０９に出力するための回路である。
【００４２】
制御部１０５は、操作部６に対して所定の操作が行われると、電池１０１の充電電流の値と、電池１０１の端子間の電圧の値とに基づいて、充電回路１０３と負荷電圧出力回路１０４とを制御する。この制御部１０５の動作により、電池１０１の容量（電圧）が制御される。尚、制御部１０５は、例えば、電源装置を制御するためのプログラムが記憶されたＲＯＭと、ＲＯＭに記憶されたプログラムを実行するＣＰＵと、ＣＰＵがプログラムを実行する際にワークメモリ等として利用されるＲＡＭとを有するマイクロコンピュータを備える。
【００４３】
操作部１０６は、電源装置に対する動作指示を行う際にユーザによって操作されるものである。操作部１０６は、例えば、スイッチ、ダイヤル、及びボタンの少なくとも何れか１種の操作子を備える。また、ＬＣＤ等の表示装置を電源装置が備えている場合、操作部６は、タッチパネルを備えることもできる。
分圧回路１０７は、電池１０１の電圧を制御部１０５が判別可能な電圧に分圧するための回路である。
【００４４】
負荷回路１０９は、負荷電圧出力回路１０４から出力される直流電源電圧により動作する回路である。具体的に説明すると、負荷回路１０９は、例えば、撮像された静止画像データ又は動画像データに対して所定の処理を行い、記憶媒体に記憶したり表示装置に表示したりするための撮像装置やビデオカメラ等で使用される回路である。
【００４５】
図４に示す本実施形態の電源装置が備える充電回路１０３は、電池１０１の容量に対して十分に小さい電流で充電するトリクル充電モードと、電池１で許容される範囲内の十分に大きい電流で充電する急速充電モードとを備える。このように本実施形態では、低速充電モードとしてトリクル充電モードが設定される。また、負荷電圧出力回路１０４は、負荷回路１０９が最大の電力を消費するように放電する急速放電モードを備える。
【００４６】
操作部１０６により充電モードが選択されると、制御部１０５は、充電回路１０３により検出される充電電流値と、分圧回路１０７により検出される電池１０１の電圧値とに基づいて、充電回路１０３を制御する。これにより、電池１０１が満充電状態になるようにする。
一方、操作部１０６により保存用モードとして長期保存充放電モードが選択されると、制御部１０５は、例えば図５に示すフローチャートに従った制御を行う。また、長期保存充放電モードが選択されると、第１及び第２の実施形態と同様に、電源装置に設けられたＬＥＤバックライトがオンする。ここで、電池１０１はリチウムイオン電池であるので、トリクル充電モードを解除するときの電池１０１の電圧（トリクル充電解除電圧）をＶＴとした場合、次の（１５）式が成立する。
ＶＸ＞ＶＴ  ・・・（１５）
また、長期保存適格電圧ＶＸは、第１及び第２の実施形態と同様に、例えば、電池１０１の定格容量の３０％程度の容量になる電圧とする。
【００４７】
次に、図５のフローチャートを参照しながら、長期保存充放電モードが選択された場合の制御部における動作の一例を説明する。尚、第１及び第２の実施形態と同様に、電池１の電圧をＶＢ、長期保存適格電圧をＶＸとする。
【００４８】
ユーザによる操作部１０６の操作により長期保存充放電モードが選択されると、制御部１０５は、トリクル充電モードに移行するように充電回路１０３を制御する。そうすると、充電回路１０３によりトリクル充電モードでの充電が行われる（ステップＳ１０１）。トリクルモードで充電が行われている間、制御部１０５は、電池１０１の電圧ＶＢがトリクル充電解除電圧ＶＴ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０２）。即ち制御部１０５は、以下の（１６）式の条件を満足するか否かを判定する。
ＶＢ≧ＶＴ  ・・・（１６）
【００４９】
この判定の結果、（１６）式の条件を満足しなければ、制御部１０５は、（１６）式の条件を満足するまでステップＳ１０１、Ｓ１０２を行ってトリクル充電を繰り返す。そして、（１６）式の条件を満足すると、制御部１０５は、電池１０１の電圧ＶＢが長期保存適格電圧ＶＸよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１０３）。即ち制御部１０５は、以下の（１７）式の条件を満足するか否かを判定する。
ＶＢ＞ＶＸ  ・・・（１７）
【００５０】
この判定の結果、（１７）式の条件を満足すれば、制御部１０５は、急速放電モードに移行するように負荷電圧出力回路１０４を制御する。そうすると、負荷電圧出力回路１０４により急速放電モードでの放電が行われる（ステップＳ１０５）。急速放電が行われている間、制御部１０５は、電池１０１の電圧ＶＢが長期保存適格電圧ＶＸよりも小さいか否かを判定する。即ち制御部１０５は、以下の（１８）式の条件を満足するか否かを判定する（ステップＳ１０６）。
ＶＢ＜ＶＸ  ・・・（１８）
【００５１】
この判定の結果、（１８）式の条件を満足しなければ、制御部１０５は、（１８）式の条件を満足するまでステップＳ１０５、Ｓ１０６を行って急速放電を繰り返す。そして、（１８）式の条件を満足すると、制御部１０５は、トリクル充電モードへ移行するように充電回路１０３を制御する（ステップＳ１０９）。
【００５２】
ステップＳ１０３において、（１７）式の条件を満足しなければ、制御部１０５は、電池１０１の電圧ＶＢが長期保存適格電圧ＶＸよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１０４）。即ち制御部１０５は、以下の（１９）式の条件を満足するか否かを判定する。
ＶＢ＜ＶＸ  ・・・（１９）
【００５３】
この判定の結果、（１９）式の条件を満足すれば、制御部１０５は、急速充電モードに移行するように充電回路１０３を制御する。そうすると、充電回路１０３により急速充電モードでの充電が行われる（ステップＳ１０７）。急速充電が行われている間、制御部１０５は、電池１０１の電圧ＶＢが長期保存適格電圧ＶＸ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。即ち制御部１０５は、以下の（２０）式の条件を満足するか否かを判定する。
ＶＢ≧ＶＸ  ・・・（２０）
【００５４】
この判定の結果、（２０）式の条件を満足しなければ、（２０）式の条件を満足するまでステップＳ１０７、１０８を行って急速充電を繰り返す。そして、（２０）式の条件を満足すると、制御部１０５は、トリクル充電モードに移行するように充電回路１０３を制御する（ステップＳ１０９）。トリクル充電モードに移行した直後は、電池１０１の内部抵抗のため、充電電流が小さくなると、電池電圧ＶＢは長期保存適格電圧ＶＸよりも小さくなる。即ち以下の（２１）式が成り立つ。
ＶＢ＜ＶＸ  ・・・（２１）
【００５５】
トリクル充電が行われている間、制御部１０５は、電池１０１の電圧ＶＢが長期保存適格電圧ＶＸ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１１０）。即ち制御部１０５は、以下の（２２）式の条件を満足するか否かを判定する。
ＶＢ≧ＶＸ  ・・・（２２）
この判定の結果、（２２）式の条件を満足しなければ、制御部１０５は、（２２）式の条件を満足するまでステップＳ１０９、Ｓ１１０を行ってトリクル充電を繰り返す。そして、（２２）式の条件を満足すると、長期保存充放電モードを終了する。
【００５６】
ステップＳ１０４において、（１９）式の条件を満足しなければ、電池１０１の電圧ＶＢは、長期保存適格電圧ＶＸであるので（ＶＢ＝ＶＸ）、長期保存充放電モードを終了する。
【００５７】
以上のように本実施形態では、ユーザが操作部６を操作して通常の充電モードとは別の長期保存充放電モードを選択するだけで、電池１０１の電圧が、長期に亘って保存するのに適した電圧（長期保存適格電圧）に自動的に設定されるように制御した。従って、電池１０１の寿命を延ばすことをユーザによる簡単な操作で実現することが可能な電源装置を提供することができる。
【００５８】
また、トリクル充電モードであるときに限り、長期保存充放電モードの終了判定を行うようにした。即ち、電池１０１の定格容量に対して十分小さい電流で充電を行っているときに限り、長期保存充放電モードの終了判定を行うようにした。従って、電池１０１の内部抵抗による影響を最小限に留めることができる。これにより、長期保存充放電モードの終了判定を行うモードとして放電モードを加えた場合よりも、電池１０１の電圧を長期保存適格電圧に正確に設定できる。
更に、急速充電モード及び急速放電モードで充放電を行うので、長期保存適格電圧をより短時間に設定できる。
【００５９】
以上のように、ユーザが長期保存充放電モードを選択するだけで、電池１０１の電圧を長期保存適格電圧に短時間に且つ正確に制御できるので、ユーザが電池１０１の寿命を延ばすことを簡単に実現できる電源装置を提供することができる。
【００６０】
尚、本実施形態では、電池１０１がリチウムイオン二次電池である場合を例に挙げて説明した。しかしながら、電池１０１は、充電と放電とが可能な電池であれば、リチウムイオン二次電池に限定されない。例えば、ニッケル水素二次電池等を電池１０１として使用してもよい。
また、本実施形態では、長期保存適格電圧ＶＸを、電池１０１の定格容量の３０％程度の容量になる電圧とした。しかしながら、長期保存適格電圧ＶＸはこのようなものに限定されない。即ち、長期保存適格電圧ＶＸは、電池１０１の定格容量の３０％程度の容量になる電圧より大きくても小さくてもよい。
【００６１】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。前述した第３の実施形態では、電池１０１の電圧が長期保存適格電圧より小さい場合には、直に急速充電を行うようにした（図５のステップＳ１０４、Ｓ１０７〜Ｓ１０９）。これに対し、本実施形態では、電池１０１の電圧が長期保存適格電圧より小さい場合には、一旦トリクル充電を行ってから急速充電を行うようにする。また、前述した第３の実施形態では、急速放電だけを行って放電を行うようにした。これに対し、本実施形態では、急速放電と最小放電との２種類の態様で放電を行うようにしている。このように本実施形態と第３の実施形態とは、充電時及び放電時の動作が主として異なる。従って、本実施形態の説明において、第３の実施形態と同一の部分については、図４及び図５に示した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
【００６２】
本実施形態の電源装置が備える充電回路は、電池１０１の定格容量に対して十分小さい電流で充電するトリクル充電モードと、電池１０１で許容される範囲内の十分に大きい電流で充電する急速充電モードとを備える。また、負荷電圧出力回路は、また、負荷電圧出力回路は、負荷回路１０９が最大の電力を消費するように放電する急速放電モードを備える。
制御部は、例えば図６のフローチャートに従って制御を行う。ここで、電池１０１はリチウムイオン電池であるので、トリクル充電モードを解除するときの電池１の電圧（トリクル充電解除電圧）をＶＴとした場合、次の（２３）式が成立する。
ＶＸ＞ＶＴ  ・・・（２３）
また、長期保存適格電圧ＶＸは、第１〜第３の実施形態と同様に、例えば、電池１の定格容量の３０％程度の容量になる電圧とする。
【００６３】
次に、図６のフローチャートを参照しながら、長期保存充放電モードが選択された場合の制御部における動作の一例を説明する。尚、第３の実施形態と同様に、電池１０１の電圧をＶＢ、長期保存適格電圧をＶＸとする。
【００６４】
ユーザによる操作部１０６の操作により長期保存充放電モードが選択されると、制御部は、電池１０１の電圧ＶＢが長期保存適格電圧ＶＸよりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１２１）。即ち制御部は、以下の（２４）式の条件を満足するか否かを判定する。
ＶＢ＜ＶＸ  ・・・（２４）
【００６５】
この判定の結果、（２４）式の条件を満足すれば、制御部は、トリクル充電モードに移行するように充電回路を制御する。そうすると、充電回路によりトリクル充電モードでの充電が行われる（ステップＳ１２３）。トリクル充電モードで充電が行われている間、制御部は、電池１０１の電圧ＶＢがトリクル充電解除電圧ＶＴ以上であるか否かを判定する。即ち制御部は、以下の（２５）式の条件を満足するか否かを判定する。
ＶＢ≧ＶＴ  ・・・（２５）
【００６６】
この判定の結果、（２５）式の条件を満足しなければ、制御部は、（２５）式の条件を満足するまでステップＳ１２３、Ｓ１２４を行ってトリクル充電を繰り返す。そして、（２５）式の条件を満足すると、制御部は、トリクル充電モードから急速充電モードに移行するように充電回路を制御する。そうすると、充電回路により急速充電モードでの充電が行われる（ステップＳ１２５）。急速充電モードで充電が行われている間、制御部は、電池１０１の電圧ＶＢが長期保存適格電圧ＶＸ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２６）。即ち制御部は、以下の（２６）式の条件を満足するか否かを判定する。
ＶＢ≧ＶＸ  ・・・（２６）
【００６７】
この判定の結果、（２６）式の条件を満足しなければ、制御部は、（２６）式の条件を満足するまでステップＳ１２５、Ｓ１２６を行って急速充電を繰り返す。そして、（２６）式の条件を満足すると、制御部は、急速充電モードからトリクル充電に移行するように充電回路を制御する。そうすると、充電回路によりトリクル充電モードでの充電が行われる（ステップＳ１２７）。トリクル充電モードに移行した直後は、電池１０１の内部抵抗のため、充電電流が小さくなると、電池１０１の電圧ＶＢは長期保存適格電圧ＶＸよりも小さくなる（ＶＢ＜ＶＸとなる）。
【００６８】
トリクル充電モードで充電が行われている間、制御部は、電池１０１の電圧ＶＢが長期保存適格電圧ＶＸ以上であるか否かを判定する（ステップＳ１２８）。即ち制御部は、以下の（２７）式の条件を満たしているか否かを判定する。
ＶＢ≧ＶＸ  ・・・（２７）
【００６９】
この判定の結果、（２７）式の条件を満足しなければ、制御部は、（２７）式の条件を満足するまでステップＳ１２７、Ｓ１２８を行ってトリクル充電を繰り返す。そして、（２７）式の条件を満足すると、長期保存充放電モードを終了する。
【００７０】
ステップＳ１２１において、（２４）式の条件を満足しなければ、制御部は、電池１０１の電圧ＶＢが、長期保存適格電圧ＶＸよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１２２）。即ち制御部は、以下の（２８）式の条件を満足するか否かを判定する。
ＶＢ＞ＶＸ  ・・・（２８）
【００７１】
この判定の結果、（２８）式の条件を満足すると、制御部は、以下の（２９）式の条件を満足するか否かを判定する（ステップＳ１２９）。
ＶＢ＞ＶＸ＋α  ・・・（２９）
ここで、αは、最小放電モードと急速放電モードとでの電池１０１の内部抵抗による電圧差であり、α＞０である。
【００７２】
尚、急速放電モードとは、前述したように電池１０１で許容される範囲内の十分に大きい電流で放電する放電モードである。本実施形態では、急速放電モードになると負荷電圧出力回路１０４は、例えば、負荷回路１０９を構成する全ての回路に複数の負荷電圧を出力する。また、最小放電モードとは、前述したように電池１０１の容量に対して十分に小さい電流で放電する放電モードである。本実施形態では、最小放電モードになると負荷電圧出力回路１０４は、例えば、負荷回路１０９を構成する一部の回路に負荷電圧を出力する。以上のように本実施形態では、低速放電モードとして最小放電モードが設定される。
【００７３】
この判定の結果、（２９）式の条件を満足すると、制御部は、急速放電モードに移行するように負荷電圧出力回路を制御する。そうすると、負荷電圧出力回路により急速放電モードでの放電が行われる（ステップＳ１３０）。急速放電モードで放電が行われている間、制御部は、電池１０１の電圧ＶＢが長期保存適格電圧ＶＸ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１３１）。即ち制御部は、以下の（３０）式の条件を満足するか否かを判定する。
ＶＢ≦ＶＸ  ・・・（３０）
【００７４】
この判定の結果、（３０）式の条件を満足しなければ、制御部は、（３０）式の条件を満足するまでステップＳ１３０、Ｓ１３１を行って急速放電を繰り返す。そして、（３０）式の条件を満足すると、制御部は、急速放電モードから最小放電モードに移行するように負荷電圧出力回路を制御する。そうすると、負荷電圧出力回路により最小放電モードでの放電が行われる（ステップＳ１３２）。最小放電モードに移行した直後は、放電電流が小さくなる。このため、最小放電モードに移行した直後は、以下の（３１）式が成立している。
ＶＸ＋α≧ＶＢ＞ＶＸ  ・・・（３１）
【００７５】
ステップＳ１２９において、（２９）式の条件を満足しなければ、ステップＳ１３０〜Ｓ１３１を省略して、ステップＳ１３２に進む。そして、負荷電圧出力回路により最小放電モードでの放電が行われる（ステップＳ１３２）。尚、前述したように最小放電モードに移行した直後は（３１）式が成立している。
【００７６】
以上のようにして最小放電モードに移行している間、制御部は、電池１０１の電圧ＶＢが長期保存適格電圧ＶＸ以下であるか否かを判定する（ステップＳ１３３）。即ち制御部は、以下の（３２）式の条件を満足するか否かを判定する。
ＶＢ≦ＶＸ  ・・・（３２）
【００７７】
この判定の結果、（３２）式の条件を満足しなければ、制御部は、（３２）式の条件を満足するまでステップＳ１３２、Ｓ１３３を行って最小放電を繰り返す。そして、（３２）式の条件を満足すると、長期保存充放電モードを終了する。
また、ステップＳ１２３において、（２８）式の条件を満足しなければ、電池１の電圧ＶＢは、長期保存適格電圧ＶＸであるので（ＶＢ＝ＶＸ）、長期保存充放電モードを終了する。
【００７８】
以上のように本実施形態では、トリクル充電モード又は最小放電モードであるときに限り、長期保存充放電モードの終了判定を行うようにした。即ち、電池１０１の容量に対して十分小さい電流で充電又は放電を行っているときに限り、長期保存充放電モードの終了判定を行うようにした。従って、電池１０１の内部抵抗による影響を最小限に留めることができ、電池１０１の電圧を、正確に長期保存充放電モードに設定できる。更に、トリクル充電モードのみで長期保存充放電モードの終了判定を行うよりも電池１０１の電圧を短時間に設定できる。更に、電池１０１の定格容量に対して十分大きい電流で急速充電及び急速放電を行うようにしたので、電池１０１の電圧を、より一層短時間に長期保存充放電モードに設定できる。以上のことから、本実施形態では、第３の実施形態で説明した効果に加え、電池１０１の電圧をより一層短時間に長期保存充放電モードに設定できるという効果を有する
【００７９】
尚、本実施形態では、急速放電モードになると、負荷回路１０９を構成する全ての回路に負荷電圧を出力するようにし、最小放電モードになると負荷回路１０９を構成する一部の回路に負荷電圧を出力するようにした。しかしながら、必ずしもこのようにする必要はない。即ち、急速放電モードの方が最小放電モードよりも放電電流が大きくなるようにしていればよい。例えば、急速放電モードでは、負荷回路１０９の一部の回路であって、負荷回路１０９を構成する複数の回路に負荷電圧を出力し、最小放電モードでは、急速放電モードで負荷電圧が出力される複数の回路の一部に負荷電圧を出力するようにしてもよい。
【００８０】
尚、前述した第３及び第４の実施形態で説明した図５及び図６のフローチャートの動作を、図１に示した充電装置で実現することもできる。また、前述した第１及び第２の実施形態で説明した図２及び図３のフローチャートの動作を、図４に示した電源装置で実現することもできる。
また、長期保存適格電圧ＶＸを、電池１、１０１の温度と、電池１、１０１の種類との少なくとも何れか一方に基づいて異ならせるようにしてもよい。
【００８１】
（本発明の他の実施形態）
前述した実施形態の機能を実現するべく各種のデバイスを動作させるように、該各種デバイスと接続された装置あるいはシステム内のコンピュータに対し、前記実施形態の機能を実現するためのソフトウェアのプログラムコードを供給してもよい。そのシステムあるいは装置のコンピュータ（ＣＰＵあるいはＭＰＵ）に格納されたプログラムに従って前記各種デバイスを動作させることによって実施したものも、本発明の範疇に含まれる。
【００８２】
また、この場合、前記ソフトウェアのプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになる。また、そのプログラムコード自体、及びそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えば、かかるプログラムコードを格納した記録媒体は本発明を構成する。かかるプログラムコードを記憶する記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
【００８３】
また、コンピュータが供給されたプログラムコードを実行することにより、前述の実施形態の機能が実現されるだけでない。そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているオペレーティングシステムあるいは他のアプリケーションソフト等と共同して前述の実施形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の実施形態に含まれることは言うまでもない。
【００８４】
さらに、供給されたプログラムコードがコンピュータの機能拡張ボードに備わるメモリに格納された後、そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードに備わるＣＰＵが実際の処理の一部または全部を行う。その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれることは言うまでもない。
また、供給されたプログラムコードがコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムコードの指示に基づいて機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行う。その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれることは言うまでもない。
【００８５】
尚、前述した各実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の第１の実施形態を示し、充電装置の構成の一例を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施形態を示し、長期保存充放電モードが選択された場合の制御部における動作の一例を説明するフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施形態を示し、長期保存充放電モードが選択された場合の制御部における動作の一例を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の第３の実施形態を示し、電源装置の構成の一例を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施形態を示し、長期保存充放電モードが選択された場合の制御部における動作の一例を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の第４の実施形態を示し、長期保存充放電モードが選択された場合の制御部における動作の一例を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００８７】
１、１０１  電池
２  ＡＣ／ＤＣ変換回路
３、１０３  充電回路
４  放電回路
５、１０５  制御部
６、１０６  操作部
７、１０７  分圧回路
１０２  ＡＣアダプタ
１０４  負荷電圧出力回路
１０８  ＤＣ電源電圧切替回路
１０９  負荷回路
【図１】
2008092710.tif 000003
【図２】
2008092710.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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