(57)【要約】【課題】  電池パックと充電装置の組み合わせにより、充電が行われたり行われなかったりする電池パック及びその電池パックに対応した充電装置を提供する。【解決手段】  電池パック１は、電池１ａ、擬似高温素子１ｂ、サーミスタ１ｃ、電池種判別素子１ｄを備えている。擬似高温素子１ｂ及びサーミスタ１ｃから充電許可・不許可手段が構成されている。擬似高温素子１ｂは、電池１ａの温度が所定値以上であることを示す。誤って適切な充電制御方式を備えていない充電装置に接続された場合、擬似高温素子１ｂからの情報により電池１ａの温度が所定値以上であると判定され、充電されない。充電装置２００に電池パック１が接続されると充電装置２００は電池パック１がサーミスタ１ｃを備えていることを判別する。第２電池温度検出回路１００は、サーミスタ１ｃにより電池１ａの温度を検出し、温度、電池電圧等に応じて定電流制御と定電圧制御とを切り換えて充電を行う。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
充電装置により充電される二次電池と、
前記充電装置に充電の許可または不許可を判別させる充電許可・不許可情報提供手段と、
を備えた電池パック。
【請求項２】
前記充電許可・不許可手段は、定電流充電及び定電圧充電を行うことができる充電装置と接続された場合には前記充電装置に充電の許可を判別させ、定電流充電のみを行う充電装置と接続された場合には前記充電装置に充電の不許可を判別させることを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記充電許可・不許可手段は、前記二次電池の電池温度が所定値以上であることを示す擬似高温素子と、前記電池温度を示す温度情報素子を有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電池パック。
【請求項４】
前記二次電池は、リチウムイオン電池であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の電池パック。
【請求項５】
電動工具用であることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の電池パック。
【請求項６】
電池パックを構成する二次電池に充電電流を供給する充電回路と、
前記電池パックと接続され、前記二次電池の電池温度を検出する第１温度検出手段及び第２電池温度検出手段と、
を備え、
前記第２電池温度検出手段が前記電池パックと接続されたときには、前記電池温度が所定値以上であることを示しているか否かを判別し、前記電池温度が所定値未満であると判別すると充電を開始し、前記電池温度が所定値以上であると判別すると充電を開始せず、
前記第２電池温度検出手段が前記電池パックと接続されず、前記第１電池温度検出手段のみが前記電池パックと接続されたときには、前記電池温度が所定値以上であることを示しているか否かを判別し、前記電池温度が所定値未満であると判別すると充電を開始し、前記電池温度が所定値以上であると判別すると充電を開始しないことを特徴とする充電装置。
【請求項７】
前記充電回路の充電電流を所定値に制御する定電流制御手段と、
前記充電回路の充電電圧を所定値に制御する定電圧制御手段と、
をさらに有し、
前記第２電池温度検出手段が前記電池パックと接続されたときには、前記電池温度が所定値以上であることを示しているか否かを判別し、前記電池温度が所定値未満であると判別すると前記二次電池の充電状態に応じて前記定電流制御手段及び前記定電圧制御手段により定電流充電及び定電圧充電を行い、
前記第２電池温度検出手段が前記電池パックと接続されず、前記第１電池温度検出手段のみが前記電池パックと接続されているときには、前記第１電池温度検出手段は前記電池温度が所定値以上であることを示しているか否かを判別し、前記電池温度が所定値未満と判別すると前記定電流制御手段により定電流充電を行うことを特徴とする請求項６に記載の充電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池パックと充電装置の組み合わせにより、充電が行われたり行われなかったりする電池パック及びその電池パックに対応した充電装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
充電装置により充電される二次電池（以下、電池と称す。）には様々な種類のものがあり、その使用用途に応じて使い分けられている。例えば、コードレスドライバ等の電動工具に用いられる電池は、ハイパワーであり、なおかつ、作業効率の面から短時間で充電可能なものが望ましい。そのため、電動工具用の電池には、大電流での放電が可能であり、なおかつ、短時間で充電が可能なニッケルカドミウム電池（以下、ニカド電池）やニッケル水素電池が広く用いられており、その充電方式には高速充電が可能な定電流充電が採用されている。
【０００３】
一方、従来、電動工具用の電池としては用いられていなかったが、その出力密度の高さから、更なる高容量化、軽量化が見込まれるリチウムイオン電池（以下、リチウム電池）の使用が期待されている。しかしながら、リチウム電池は、所定値以上の電圧を加えると、最悪の場合には発火の危険性があり、取り扱いが非常に難しい。このため、リチウム電池は、初期充電において定電流充電を行い、電池電圧が所定値に達すると、定電圧充電を行う必要がある。
【０００４】
特許文献１には、定電圧充電回路を備えていない１台の充電装置で、ニカド電池等とリチウム電池等とを充電できる充電方式が提案されている。この充電方式では、電池種ごとの温度上昇パターンのデータを予め担持させておき、そのデータを基に電池の種別を判別し、定電圧充電が必要な場合には、定電流回路を用いて実質的に定電圧充電を実現している。このように、特許文献１の充電方式では、電池パックと充電装置が協働して充電方法を決定する。
【特許文献１】特開２００２−１９１１３５号公報（第３−８頁、第１図）
【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、上記の充電方式では、対応した電池パックと充電装置同士で充電を行われなければならない。そのため、上記電池パックが、電池の種別の判別機能を有しない充電装置に接続された場合には、種別に対応しない充電方式で充電されてしまう恐れがある。例えば、定電流充電のみに対応した従来の充電装置にリチウム電池等、定電流充電及び定電圧充電が必要な電池パックを誤って接続した場合には、定電流充電が行われてしまう。そのような場合、過充電による電池の発火等の危険性を引き起こす恐れがある。
【０００６】
そこで、本発明は、電池パックと充電装置の組み合わせにより、充電が行われたり行われなかったりする電池パック及びその電池パックに対応した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】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の電池パックは、充電装置により充電される電池と、充電装置に充電の許可または不許可を判別させる充電許可・不許可情報提供手段とを備えたことを特徴としている。
【０００８】
このような構成によると、電池パック自体が、充電の許可・不許可を示す情報を充電装置に提供する手段を有している。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、充電許可・不許可情報提供手段は、定電流充電及び定電圧充電を行うことができる充電装置と接続された場合には充電装置に充電の許可を判別させ、定電流充電のみを行う充電装置と接続された場合には充電装置に充電の不許可を判別させることを特徴としている。
【００１０】
このような構成によると、電池パックは、定電流充電及び定電圧充電を行うことができる充電装置と接続された場合には充電装置に充電の許可の情報を提供し、定電流充電のみを行う充電装置と接続された場合には充電装置に充電の不許可の情報を提供する。
【００１１】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、充電許可・不許可情報提供手段は、電池の電池温度が所定値以上であることを示す擬似高温素子と、電池温度を示す温度情報素子を有することを特徴としている。
【００１２】
このような構成によると、電池パックは、擬似高温素子と温度情報素子によって充電装置に充電の許可・不許可の情報を提供する。
【００１３】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、電池は、リチウム電池であることを特徴としている。
【００１４】
このような構成によると、リチウム電池を有する電池パックは充電装置に充電の許可・不許可の情報を提供する。
【００１５】
また、請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、電動工具用であることを特徴としている。
【００１６】
このような構成によると、電動工具用の電池パックは充電装置に充電の許可・不許可を判別させる。
【００１７】
また、請求項６に記載の充電装置は、電池パックを構成する電池に充電電流を供給する充電回路と、電池パックと接続され、電池温度を検出する第１温度検出手段及び第２電池温度検出手段とを備え、第２電池温度検出手段が電池パックと接続されたときには、電池温度が所定値以上であることを示しているか否かを判別し、電池温度が所定値未満であると判別すると充電を開始し、電池温度が所定値以上であると判別すると充電を開始せず、第２電池温度検出手段が電池パックと接続されず、第１電池温度検出手段のみが電池パックと接続されたときには、電池温度が所定値以上であることを示しているか否かを判別し、電池温度が所定値未満であると判別すると充電を開始し、電池温度が所定値以上であると判別すると充電を開始しないことを特徴としている。
【００１８】
このような構成によると、充電装置は、第２電池温度検出手段に電池パックが接続されている場合には、第２電池温度検出手段が検出した電池温度に基づいて充電を開始し、第１電池温度検出手段のみに電池パックが接続されている場合には、第１電池温度検出手段が検出した電池温度に基づいて充電を開始する。
【００１９】
また、請求項７に記載の充電装置は、請求項６に記載の発明において、充電回路の充電電流を所定値に制御する定電流制御手段と、充電回路の充電電圧を所定値に制御する定電圧制御手段とをさらに有し、第２電池温度検出手段が電池パックと接続されたときには、電池温度が所定値以上であることを示しているか否かを判別し、電池温度が所定値未満であると判別すると電池の充電状態に応じて定電流制御手段及び定電圧制御手段により定電流充電及び定電圧充電を行い、第２電池温度検出手段が電池パックと接続されず、第１電池温度検出手段のみが電池パックと接続されているときには、第１電池温度検出手段は電池温度が所定値以上であることを示しているか否かを判別し、電池温度が所定値未満と判別すると定電流制御手段により定電流充電を行うことを特徴としている。
【００２０】
このような構成によると、充電装置は、第２電池温度検出手段に電池パックが接続されている場合には、定電流充電及び定電圧充電を行い、第１電池温度検出手段のみに電池パックが接続されている場合には、定電流充電を行う。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の請求項１に記載の電池パックによれば、電池パックが充電許可・不許可情報提供手段を備えているため、接続される充電装置の充電制御方式が電池パックに対応していない場合には充電されず、過充電による発火の危険性や電池パックの劣化を防止することができる。
【００２２】
本発明の請求項２に記載の電池パックによれば、定電流充電及び定電圧充電の充電制御方式を備えていない充電装置に本発明の電池パックが接続された場合には電池パックが充電されないので、過充電による発火の危険性や電池パックの劣化を防止することができる。
【００２３】
本発明の請求項３に記載の電池パックによれば、擬似高温素子と温度情報素子という温度情報のみによって充電装置に充電の許可・不許可の情報を提供するので、従来の充電装置の温度検出手段を利用することができる。
【００２４】
本発明の請求項４に記載の電池パックによれば、リチウム電池からなる電池パックが充電許可・不許可情報提供手段を備えているため、接続される充電装置の充電制御方式が電池パックに対応していない場合には充電されず、過充電による発火の危険性や電池パックの劣化を防止することができる。
【００２５】
本発明の請求項５に記載の電池パックによれば、電池パックが充電許可・不許可情報提供手段を備えているため、接続される充電装置の充電制御方式が電池パックに対応していない場合には充電されず、過充電による発火の危険性や電池パックの劣化を防止することができる。
【００２６】
本発明の請求項６に記載の充電装置によれば、第１電池温度検出手段及び第２電池温度検出手段の電池パックとの接続状態という簡単な条件により、充電を開始するか否かを決定することができる。
【００２７】
本発明の請求項７に記載の充電装置によれば、第１電池温度検出手段及び第２電池温度検出手段の電池パックとの接続状態という簡単な条件により、充電制御方式を決定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面を参照しながら、本発明の第１の実施の形態による電池パック及び充電装置について説明する。図１に示すように、本実施の形態による電池パック１は、複数の電池１ａ、擬似高温素子１ｂ、サーミスタ１ｃ、電池種判別素子１ｄ、端子１ｅ、１ｆ、１ｇ、１ｈ、１ｉを有している。
【００２９】
電池１ａは、定電流充電のみで充電すると電池温度が上がりすぎて発火の危険があるリチウム電池である。電池１ａのプラス電極側には端子１ｈが、マイナス電極側には端子１ｉが接続されている。マイナス電極側には、擬似高温素子１ｂ、サーミスタ１ｃ及び電池種判別素子１ｄが並列に接続されている。擬似高温素子１ｂは、電池１ａの温度が高温であると判別させる擬似高温情報を示す素子であり、例えば抵抗からなる。サーミスタ１ｃは、電池１ａに接触して電池温度に応じた電池温度情報を示す温度情報素子たる感温素子である。擬似高温素子１ｂ及びサーミスタ１ｃによって充電装置に充電の許可・不許可の情報を提供する充電許可・不許可情報提供手段が構成されている。電池種判別素子１ｄは、電池１ａの種類に応じた情報を示す素子である。
【００３０】
擬似高温素子１ｂ、サーミスタ１ｃ及び電池種判別素子１ｄの他端には、それぞれ端子１ｅ、１ｆ、１ｇが接続されている。端子１ｅ、１ｆ、１ｇは、それぞれ、擬似高温素子１ｂ、サーミスタ１ｃ、電池種判別素子１ｄからの情報を充電装置に提供するための接続端子である。電池パック１内における端子１ｅ、１ｆ、１ｇの位置をそれぞれ第１のポジション、第２のポジション、第３のポジションとする。
【００３１】
以下、電池パック１を定電流充電及び定電圧充電に対応していない充電装置に接続した場合について説明する。図２は、定電流充電及び定電圧充電に対応していない充電装置２に電池パック１を接続した場合のブロック図である。充電装置２は、定電流充電のみが可能なニカド電池、ニッケル水素電池等を充電するための従来の充電装置である。
【００３２】
図２に示すように充電装置２には、電池パック１が着脱可能に接続される。充電装置２は、充電電流検出手段たる抵抗３、充電制御信号伝達手段たるフォトカプラ４、充電電流信号伝達手段たるフォトカプラ５、充電電流設定手段たる充電電流設定回路７、第１の整流平滑回路１０、スイッチ回路２０、第２の整流平滑回路３０、電池電圧検出手段たる電池電圧検出回路４０、マイコン５０、充電電流制御手段たる充電電流制御回路６０、定電圧電源８０、第１電池温度検出手段たる第１電池温度検出回路９０、及び、電池種判別手段たる電池種判別回路１１０を備えている。以下、充電装置２の構成について詳細に説明する。
【００３３】
抵抗３は、電池パック１を充電する充電電流を検出し、その結果を後述する演算増幅器６１の反転入力端に入力する。フォトカプラ４は、充電制御信号伝達回路であり、出力ポート５２からの入力信号に基づき、充電の開始及び停止を制御する信号をＰＷＭ制御ＩＣ２３に伝達する。第１電池温度検出回路９０からマイコン５０へ入力された信号が高温で充電不可能な温度を示す場合には、マイコン５０はフォトカプラ４を介して充電の停止を制御する信号をＰＷＭ制御ＩＣ２３に伝達する。
【００３４】
フォトカプラ５は充電電流信号伝達回路である。フォトカプラ５を介して充電電流制御回路６０からの入力信号がＰＷＭ制御ＩＣ２３に帰還する。
【００３５】
充電電流設定回路７は、出力ポート５２から電池１ａの種類に応じた信号が入力される。上記信号に基づき、後述する演算増幅器６２の反転入力端に印加する電圧値を変えることにより、所定の充電電流値を設定する。
【００３６】
交流電源９は商用電源である。交流電源９から出力された交流は、第１の整流平滑回路１０に入力する。第１の整流平滑回路１０は、全波整流回路１１及び平滑用コンデンサ１２を備えている。
【００３７】
スイッチ回路２０は、高周波トランス２１、ＭＯＳＦＥＴ２２及びＰＷＭ制御ＩＣ２３を備えている。ＭＯＳＦＥＴ２２は、ＰＷＭ制御ＩＣ２３からの信号に応じてオン・オフする。これにより、第１の整流平滑回路１０から出力された直流は交流となる。この交流は高周波トランス２１によって変圧される。
【００３８】
整流平滑回路３０は、ダイオード３１、３２、チョークコイル３３及び平滑用コンデンサ３４を備えている。高周波トランス２１から出力された交流は、ダイオード３１、３２によって整流され、チョークコイル３３及び平滑用コンデンサ３４によって平滑される。
【００３９】
電池電圧検出回路４０は、抵抗４１、４２を備えている。抵抗４１、４２によって電池パック１の端子電圧は分圧されて検出され、検出された電池電圧はマイコン５０に出力される。
【００４０】
マイコン５０は、Ａ／Ｄコンバータ５１、出力ポート５２、リセット入力ポート５３、ＣＰＵ５４、タイマ５５、ＲＡＭ５６及びＲＯＭ５７を備えており、これらは内部バスにより相互に接続されている。Ａ／Ｄコンバータ５１は、第１電池温度検出回路９０及び電池種判別回路１１０から出力されたアナログの電圧情報をデジタル信号とする。リセット入力ポート５３は、リセット入力信号が後述するリセットＩＣ８５から入力されることにより、マイコン５０を初期状態とする。ＲＯＭ５７は、ニカド電池及びニッケル水素電池を充電するための電圧を記憶している。ＣＰＵ５４は、バス接続された上記部材からの入力信号に基づいて判断した結果を出力ポート５２に出力する。
【００４１】
充電電流制御回路６０は、演算増幅器６１、６２及び抵抗６３〜６６を備えている。充電電流制御回路６０は、抵抗３によって検出された充電電流と、充電電流設定回路７で設定された設定充電電流とを比較した結果を出力する。
【００４２】
定電圧電源８０は、電源トランス８１、全波整流回路８２、三端子レギュレータ８３、平滑コンデンサ８４及びリセットＩＣ８５を備えている。定電圧電源８０は、マイコン５０、充電電流制御回路６０等の電源となる。リセットＩＣ８５は、電源投入時にリセット入力ポート５３にリセット信号を出力する。
【００４３】
第１電池温度検出回路９０は、５Ｖ電源及び抵抗９１、９２を備えている。第１電池温度検出回路９０は、電池パック１の第１のポジションと接続可能な位置に配置されており、接続端子１ｅにより電池パック１の擬似高温素子１ｂと接続される。第１電池温度検出回路９０は、第１電池温度検出回路９０と擬似高温素子１ｂとによって分圧された電圧から電池１ａの温度を検出し、その結果をマイコン５０に電圧情報として出力する。
【００４４】
電池種判別回路１１０は、５Ｖ電源及び抵抗１１１、１１２を備えている。電池種判別回路１１０は、電池パック１の第３のポジションと接続可能な位置に配置されており、接続端子１ｇにより電池パック１の電池種判別素子１ｄと接続される。電池種判別回路１１０は、電池種判別回路１１０と電池種判別素子１ｄとによって分圧された電圧から電池１ａの種類がニカド電池かニッケル水素電池かを判別し、その結果をマイコン５０に電圧情報として出力する。
【００４５】
上記のような充電装置２に電池パック１が接続されている場合、第１温度検出回路９０は、擬似高温素子１ｂにより、電池１ａが所定温度以上であることを示す情報が入力される。第１温度検出回路９０は、第１電池温度検出回路９０と擬似高温素子１ｂとによって分圧された電圧を、マイコン５０に電圧情報として出力する。このとき、マイコン５０は、電池１ａの温度が所定温度以上であると判別するので、電池パック１の充電を行わない。
【００４６】
なお、上記充電装置２にニカド電池またはニッケル水素電池等、定電流充電が可能な電池パック１３０を接続した場合について、図３を参照しながら説明する。図３は、定電流充電のみを行う充電装置２に、電池パック１３０を接続した場合のブロック図である。
【００４７】
電池パック１３０は、電池１３０ａ、サーミスタ１３０ｂ、電池種判別素子１３０ｄを有している。電池１３０ａは、ニカド電池またはニッケル水素電池等、定電流充電のみが可能で、プラス電極側には端子１３０ｈ（図示せず）が、マイナス電極側には端子１３０ｉ（図示せず）が接続されている。マイナス電極側には、サーミスタ１３０ｂ及び電池種判別素子１３０ｄが並列に接続されている。サーミスタ１３０ｂは、電池１３０ａに接触して電池温度に応じた電池温度情報を示す温度情報素子たる感温素子である。電池種判別素子１３０ｄは、電池１３０ａの種類に応じた情報を示す素子である。端子１３０ｈは電池パック１における第１のポジション、端子１３０ｉは電池パック１における第３のポジションに配置されている。従って、充電装置２と接続された場合、サーミスタ１３０ｂは第１電池温度検出回路９０と、電池種判別素子１３０ｄは電池種判別回路１１０と接続される。
【００４８】
電池パック１３０が充電装置２に接続されている場合には、電池電圧検出回路４０によって検出された電池１３０ａの充電状態と、第１電池温度検出回路９０によって検出された電池１３０ａの電池温度と、電池種判別回路１１０によって判別された電池１３０ａの電池種に基づき、マイコン５０は、充電電流制御回路６０に充電すべき電流信号を送る。充電電流制御回路６０は、抵抗３によって検出された充電電流と、充電電流設定回路７によって設定された充電電流値とを比較し、その結果をＰＷＭ制御ＩＣ２３に入力する。ＰＷＭ制御ＩＣ２３はスイッチ回路２０をオン・オフすることで、電池１３０ａを充電する充電電流を所定値に保つ。以上により、電池パック１３０は、電池種に応じた所定の充電電流で充電される。
【００４９】
次に、図４のフローチャートを用いて、電池パック１又は電池パック１３０が接続された場合の充電装置２の動作を説明する。まず、充電装置２に電池パックが接続されたか否かを判別する（Ｓ１）。電池パックが接続されたと判別した場合には（Ｓ１：ＹＥＳ）、電池パックの電池種判別素子より電池種を判別する（Ｓ２）。電池パックが接続されていないと判別した場合には（Ｓ１：ＮＯ）、そのまま電池パックの接続状態の監視を続ける。
【００５０】
Ｓ２で判別された電池がニカド電池である場合には（Ｓ３：ＹＥＳ）、第１電池温度検出回路９０が検出した電池温度Ｔ１が、高温で充電不可能である所定温度Ａより低いか否かを判別する（Ｓ４）。電池温度Ｔ１が所定温度Ａより低い場合には（Ｓ４：ＹＥＳ）、電池が充電可能な状態にあると判断し、ニカド電池用の定電流（Ｉｃ１）充電を開始する（Ｓ５）。電池温度Ｔ１が所定温度Ａより高い場合には（Ｓ４：ＮＯ）、電池が充電可能な状態にはないと判断し、そのままＳ４で電池温度Ｔ１の監視を続ける。なお、ここで、電池温度Ｔ１の監視を時間などで制限し、所定時間以上経過したならば充電を中止するようにしてもよい。
【００５１】
次に、Ｓ５で開始された定電流充電で電池が満充電となったか否かを判別する（Ｓ６）。満充電になったと判別した場合には（Ｓ６：ＹＥＳ）、充電を停止する（Ｓ７）。満充電ではないと判別した場合には（Ｓ６：ＮＯ）、そのまま電池の満充電の監視を続ける。
【００５２】
最後に、電池パックが充電装置２から離脱したか否かを判別する（Ｓ８）。電池パックが離脱したと判別した場合には（Ｓ８：ＹＥＳ）、Ｓ１へ戻り、再び電池パックの接続の監視を始める。この際、マイコン５０は出力ポート５２の状態及びＲＡＭ５６内のデータをリセットする。電池パックが離脱していないと判別した場合には（Ｓ８：ＮＯ）、そのまま電池パックの離脱の監視を続ける。
【００５３】
一方、Ｓ２で判別された電池がニカド電池でない場合には（Ｓ３：ＮＯ）、続いて、第１電池温度検出回路９０が検出した電池温度Ｔ１が、高温で充電不可能である所定温度Ａより低いか否かを判別する（Ｓ９）。電池温度Ｔ１が所定温度Ａより低い場合には（Ｓ９：ＹＥＳ）、電池が充電可能な状態にあると判断し、同時に電池がニッケル水素電池であると判別する（Ｓ１０）。そして、ニッケル水素電池用の定電流（Ｉｃ２）充電を開始する（Ｓ１１）。
【００５４】
電池温度Ｔ１が所定温度Ａより高い場合には（Ｓ９：ＮＯ）、電池が充電可能な状態にはないと判断し、そのまま電池温度Ｔ１の監視を続ける。ここで、接続された電池がリチウム電池である場合には、充電装置２に電池が高温であると判別させる充電許可・不許可情報提供手段たる擬似高温素子１ｂが第１電池温度検出回路９０と接続されているため、温度Ｔ１は、常に所定温度Ａより高いものと判別される。なお、ここでも、電池温度Ｔ１の監視を時間などで制限し、所定時間以上経過したならば充電を中止するようにしてもよい。
【００５５】
次に、Ｓ１１で開始された定電流充電で電池が満充電となったか否かを判別する（Ｓ１２）。満充電になったと判別した場合には（Ｓ１２：ＹＥＳ）、充電を停止する（Ｓ１３）。満充電ではないと判別した場合には（Ｓ１２：ＮＯ）、そのまま電池の満充電の監視を続ける。
【００５６】
最後に、電池パックが充電装置２から離脱したか否かを判別する（Ｓ１４）。電池パックが離脱した場合には（Ｓ１４：ＹＥＳ）、Ｓ１へ戻り、再び電池パックの接続の監視を始める。電池パックが離脱していない場合には（Ｓ１４：ＮＯ）、そのまま電池パックの離脱の監視を続ける。
【００５７】
以上のように、本実施の形態による電池パック１は擬似高温素子１ｂ及びサーミスタ１ｃからなる充電許可・不許可情報提供手段を有しているため、定電流充電及び定電圧充電を行うことのできない充電装置２に誤って接続されたとしてもリチウム電池等の電池１ａは充電されない。これにより、電池１ａの発火による危険性や劣化を防止することができる。
【００５８】
次に、本実施の形態による電池パック１を充電する充電装置２００について説明する。図５は、電池パック１を本発明の１実施の形態による充電装置２００に接続した場合のブロック図である。充電装置２００は、電池の充電状態または種類によって定電流充電及び定電圧充電を適宜行うことのできる充電装置となっている。よって充電装置２００は、ニカド電池やニッケル水素電池を充電可能であると共に、リチウム電池のように、定電流充電では電池温度が高くなりすぎて発火等の危険がある電池も充電することができる。
【００５９】
図５に示すように充電装置２００には、電池パック１が着脱可能に接続される。充電装置２００は、上記充電装置２と類似の構成であり、切り換え手段たる切り換え回路６、充電電圧設定手段たる充電電圧設定回路８、充電電圧制御手段たる充電電圧制御回路７０、第２電池温度検出手段たる第２電池温度検出回路１００を更に備えている。以下、充電装置２００の構成について、充電装置２と比較しながら説明する。
【００６０】
切り換え回路６は、充電電流制御回路６０及び充電電圧制御回路７０の出力側と接続されている。切り換え回路６は、出力ポート５２から出力された信号に応じて、定電流制御する充電電流制御回路６０又は定電圧制御する充電電圧制御回路７０のいずれかに切り換える。
【００６１】
充電電圧設定回路８は、出力ポート５２から電池１ａの種類に応じた信号を入力される。上記信号に基づき、後述する演算増幅器７２の反転入力端に印加する電圧値を変えることにより、充電電圧を設定する。
【００６２】
充電電圧制御回路７０は、演算増幅器７１、７２及び抵抗７３〜７６を備えている。充電電圧制御回路７０は、整流平滑回路３０から出力された電圧と、充電電圧設定回路８で設定された充電電圧とを比較した結果を出力する。
【００６３】
第１電池温度検出回路９０は電池パック１の第１のポジションと接続可能な位置に、第２温度検出回路１００は電池パック１の第２のポジションと接続可能な位置に、電池種判別回路１１０は電池パック１の第３のポジションと接続可能な位置に、それぞれ配置されている。従って、電池パック１と接続された場合、第１電池温度検出回路９０は擬似高温素子１ｂと、第２電池温度検出回路１００はサーミスタ１ｃと、電池種判別回路１１０は電池種判別素子１ｄと接続される。
【００６４】
第２電池温度検出回路１００は、５Ｖ電源及び抵抗１０１、１０２を備えている。第２電池温度検出回路１００は、接続端子１ｆにより電池パック１のサーミスタ１ｃと接続される。第２電池温度検出回路１００は、第２電池温度検出回路１００とサーミスタ１ｃとによって分圧された電圧から電池１ａの温度を検出し、その結果をマイコン５０に電圧情報として出力する。
【００６５】
電池種判別回路１１０は、接続端子１ｇにより電池パック１の電池種判別素子１ｄと接続される。電池種判別回路１１０は、電池種判別回路１１０と電池種判別素子１ｄとによって分圧された電圧から電池１ａの種類がニカド電池かニッケル水素電池かリチウム電池かを判別し、その結果をマイコン５０に電圧情報として出力する。
【００６６】
また、マイコン５０のＲＯＭ５７には、リチウム電池を充電するための電圧を記憶している。
【００６７】
電池パック１が充電装置２００に接続されている場合には、電池電圧検出回路４０によって検出された電池１ａの電池電圧と、第２電池温度検出回路１００によって検出された電池１ａの電池温度と、電池種判別回路１１０によって判別された電池１ａの電池種に基づき、マイコン５０は、切り換え回路６に切り換えのための信号を送る。
【００６８】
切り換え回路６は、入力された信号に応じて、充電電流制御回路６０又は充電電圧制御回路７０のいずれかに切り換える。またマイコン５０は、充電電流制御回路６０又は充電電圧制御回路７０に充電すべき電流信号又は電圧信号を送る。
【００６９】
定電流充電する際充電電流制御回路６０は、抵抗３によって検出された充電電流と、充電電流設定回路７によって設定された電流とを比較し、その結果をＰＷＭ制御ＩＣ２３に入力する。ＰＷＭ制御ＩＣ２３はスイッチ回路２０をオン・オフすることで、充電電流を所定値に保つ。
【００７０】
定電圧充電する際充電電圧制御回路７０は、整流平滑回路３０から出力された電圧と、充電電圧設定回路８で設定された充電電圧とを比較した結果を出力する。その結果はスイッチ回路２０に入力され、充電電圧を所定値に保つ。
【００７１】
上記充電装置２００により電池パック１は、電池電圧が所定値に達するまでは定電流充電され、それ以降は定電圧充電される。
【００７２】
次に、本実施の形態による充電装置２００に、ニカド電池又はニッケル水素電池からなる電池パック１３０を接続した場合について、図６を参照しながら説明する。
【００７３】
図６は、本実施の形態による充電装置２００に電池パック１３０が接続されたブロック図である。電池パック１が充電装置２００に接続された場合と同様の構成及び動作の説明は省略する。
【００７４】
図６に示すように、この場合、電池パック１３０の第１のポジションと接続可能な位置に配置されている第１電池温度検出回路９０と、第１のポジションに配置されている電池パック１３０のサーミスタ１３０ｂとは接続端子（図示せず）により接続される。第１電池温度検出回路９０は、第１電池温度検出回路９０とサーミスタ１３０ｂとによって分圧された電圧から電池１３０ａの温度を検出し、その結果をマイコン５０に電圧情報として出力する。
【００７５】
一方、電池パック１３０は、第２のポジションに素子を有していないため、電池パック１３０の第２のポジションに配置されている第２電池温度検出回路１００には電池パック１３０からの情報は提供されない。第２電池温度検出回路１００は、抵抗１０１と抵抗１０２により分圧された電圧をマイコン５０に電圧情報として出力する。
【００７６】
電池パック１３０の第３のポジションと接続可能な位置に配置されている電池種判別回路１１０と電池パック１３０の電池種判別素子１３０ｄとは、接続端子（図示せず）により接続される。電池種判別回路１１０は、電池種判別回路１１０と電池種判別素子１３０ｄとによって分圧された電圧から電池１３０ａの種類がニカド電池かニッケル水素電池かリチウム電池かを判別し、その結果をマイコン５０に電圧情報として出力する。
【００７７】
電池パック１３０が充電装置２００に接続されている場合には、電池電圧検出回路４０によって検出された電池１３０ａの電池電圧と、第１電池温度検出回路９０によって検出された電池１３０ａの電池温度と、電池種判別回路１１０によって判別された電池１３０ａの電池種に基づき、マイコン５０は、切り換え回路６に切り換えのための信号を送る。
【００７８】
電池１３０ａはニカド電池またはニッケル水素電池であるので、切り換え回路６は、入力された信号に応じて、充電電流制御回路６０に切り換える。またマイコン５０は、充電電流制御回路６０に充電すべき電流信号を送る。充電電流制御回路６０は、抵抗３によって検出された充電電流と、充電電流設定回路７によって設定された電流とを比較し、その結果をＰＷＭ制御ＩＣ２３に入力する。ＰＷＭ制御ＩＣ２３はスイッチ回路２０をオン・オフすることで、電池１３０ａを充電する充電電流を所定値に保つ。
【００７９】
このようにして、充電装置２００により電池パック１３０は、定電流充電される。
【００８０】
次に、図７のフローチャートを用いて、電池パック１又は電池パック１３０が接続された場合の充電装置２００の動作を説明する。まず、充電装置２００に電池パックが接続されたか否かを判別する（Ｓ２１）。電池パックが接続されたと判別した場合には（Ｓ２１：ＹＥＳ）、電池パックが充電許可・不許可情報提供手段たるサーミスタ１ｃを有しているか否かを判別する（Ｓ２２）。電池パックが接続されていないと判別した場合には（Ｓ２１：ＮＯ）、そのまま電池パックの接続状態の監視を続ける。
【００８１】
電池パックがサーミスタ１ｃを有していると判別した場合には（Ｓ２２：ＹＥＳ）、接続された電池がリチウム電池であると判断する（Ｓ２３）。電池パックがサーミスタ１ｃを有していないと判別した場合には（Ｓ２２：ＮＯ）、接続された電池がニカド電池、あるいはニッケル水素電池であると判断する（Ｓ２３）。
【００８２】
Ｓ２３で、接続された電池がリチウム電池であると判別すると、次に電池種判別素子より電池種を確認する（Ｓ２４）。続いて、第２電池温度検出回路１００が検出した電池温度Ｔ２が高温で充電不可能である所定温度Ａ’より低いか否かを判別する（Ｓ２５）。電池温度Ｔ２が所定温度Ａ’より低い場合には（Ｓ２５：ＹＥＳ）、電池が充電可能な状態にあると判断し、リチウム電池用の定電流（Ｉｃ１）充電を開始する（Ｓ２６）。電池温度Ｔ２が所定温度Ａ’より高い場合には（Ｓ２５：ＮＯ）、電池が充電可能な状態にはないと判断し、そのままＳ２５で電池温度Ｔ２の監視を続ける。
【００８３】
次に、Ｓ２６で開始された定電流充電で電池電圧Ｖが適正な電圧Ｖｃ以上になったか否かを判別する（Ｓ２７）。電池電圧ＶがＶｃ以上である場合には（Ｓ２７：ＹＥＳ）、定電流（Ｉｃ１）充電から定電圧（Ｖｃ）充電へ切り換える（Ｓ２８）。続いて、Ｓ２８で開始された定電圧（Ｖｃ）充電により電池が満充電となったか否かを判別する（Ｓ２９）。満充電になったと判断した場合には（Ｓ２９：ＹＥＳ）、充電を停止する（Ｓ３１）。満充電ではないと判断した場合には（Ｓ２９：ＮＯ）、そのまま満充電の監視を続ける。
【００８４】
一方、Ｓ２７において、電池電圧ＶがＶｃ以上でないと判断した場合には（Ｓ２７：ＮＯ）、電池が満充電になったか否かを判別する（Ｓ３０）。満充電になったと判断した場合には（Ｓ３０：ＹＥＳ）、充電を停止する（Ｓ３１）。満充電ではないと判断した場合には（Ｓ３０：ＮＯ）、Ｓ２７に戻り、再び電池電圧Ｖが所定電圧Ｖｃ以上になったか否かの監視を続ける。
【００８５】
最後に、電池パックが充電装置２００から離脱したか否かを判別する（Ｓ３２）。電池パックが充電装置２００から離脱したと判別した場合には（Ｓ３２：ＹＥＳ）、Ｓ２１へ戻り、再び電池パックの接続の監視を始める。この際、マイコン５０は出力ポート５２の状態及び、ＲＡＭ５６内のデータをリセットする。電池パックが充電装置２００から離脱していないと判別した場合には（Ｓ３２：ＮＯ）、そのまま電池パックの離脱の監視を続ける。
【００８６】
以上のように、定電流充電のみを行うことのできる又は定電流及び定電圧充電することのできる充電装置２００に接続される場合には、ニカド電池、ニッケル水素電池及びリチウム電池はそれぞれに適切なモードで充電される。これにより、電池の劣化及び発火を防止することができる。
【００８７】
以上詳細に説明したように本実施の形態による電池パック１によれば、誤って定電流充電及び定電圧充電に対応していない充電装置２に接続されても、電池１ａが所定温度以上であると判別されるので、充電されることはない。
【００８８】
また、本実施の形態による充電装置２００によれば、接続された電池パックが充電許可・不許可情報提供手段たるサーミスタ１ｃを備えているか否かを判別し、備えている場合には電池電圧が所定値以上になると定電圧充電を行うので、電池の劣化や、充電中の発火などを防止することが可能である。
【００８９】
定電流充電のみが可能な電池パック１３０を充電装置２００に接続した場合には、第１温度検出回路９０がサーミスタ１３０ｂにより電池１３０ａの温度を検出し、電池種判別素子１１０が電池種判別素子１３０ｄにより電池の種類を判別するので、適切な充電電流での定電流充電を行うことができる。
【００９０】
以上、添付図面を参照しながら本発明による電池パック及び充電装置の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変形や改良が可能である。
【００９１】
例えば、充電装置の回路構成については上記例に限定されず、同様の機能を有するものであれば別の部材を利用することも可能である。また、定電流充電及び定電圧充電を行う電池としてリチウム電池を例に説明したが、定電流充電では電池の劣化、発火の危険性がある他の電池にも適用可能である。
【００９２】
また、擬似温度信号素子には抵抗以外のものを用いてもよい。電池パックから温度信号を充電装置に印加する手段として接続端子を例にしたが、信号を印加することのできる他の構成を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明による電池パック及び充電装置は、電動工具用の電源及びその充電装置として利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】電池パック１の構成を示す図
【図２】充電装置２に電池パック１を接続した図
【図３】充電装置２に電池パック１３０を接続した図
【図４】充電装置２に電池パック１または電池パック１３０を接続した場合のフローチャート
【図５】充電装置２００に電池パック１を接続した図
【図６】充電装置２００に電池パック１３０を接続した図
【図７】充電装置２００に電池パック１または電池パック１３０を接続した場合のフローチャート
【符号の説明】
【００９５】
１  電池パック、１ａ  電池、１ｂ  擬似高温素子、１ｃ  サーミスタ、１ｄ  電池種判別素子、２００  充電装置、９０  第１電池温度検出回路、１００  第２電池温度検出回路、１１０  電池種判別回路
【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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