(57)【要約】【課題】従来のバッテリは出力電圧が一定であることから、バッテリを使用して電力供給を行う場合、電力供給対象の電動機器に設定された電圧（定格電圧）に適合する電圧を出力電圧とするバッテリを用意する必要があった。【解決手段】複数個の二次電池１３を収納する収納部１１と、収納部１１に収納された複数個の二次電池１３の接続状態を変更し、接続状態に応じた電圧を出力する出力部１２と、を有する。バッテリ装置３０からの出力電力により駆動されると共に、駆動電圧に関する情報を出力する情報出力部４１を有する電力供給対象４０を有し、バッテリ装置３０は、情報出力部４１から出力された情報を取得する情報取得部３１を備え、情報取得部３１の取得結果に基づいて電力供給対象４０の駆動電力に対応する電力を、バッテリ装置３０の出力部１２から電力供給対象４０へ供給する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の電池を収納する収納部と、
前記収納部に収納された複数個の電池の接続状態を変更し、接続状態に応じた電圧を出力する出力部と、
を有するバッテリ装置。
【請求項２】
前記出力部は、
前記複数個の電池の各電極に接続された接点を配置した接点配置部、及び前記接点配置部における各電極間の接続組み合せを選択して出力回路を形成する回路形成部を有する、請求項１に記載のバッテリ装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のバッテリ装置と、
前記バッテリ装置からの出力電力により駆動されると共に、駆動電圧に関する情報を出力する情報出力部を有する電力供給対象と、を有し、
前記バッテリ装置は、前記情報出力部から出力された情報を取得する情報取得部を備え、前記情報取得部の取得結果に基づいて前記電力供給対象の駆動電力に対応する電力を、前記バッテリ装置の出力部から前記電力供給対象へ供給する、電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電力供給源としてのバッテリ装置及び電力を供給するための電力供給システムに関し、特に、異なった電圧を出力するバッテリ装置及び電力供給対象に適した電力を供給する電力供給システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、家庭用の交流（ＡＣ）電源から充電して、繰り返し使用することができる充電バッテリが普及しており、このようなバッテリを用いたものとして、例えば、駆動輪にトルクを加えるモータと、バッテリホルダに取り付けられたバッテリパックからモータへ電力を供給する回路ユニットを備えた、「バッテリパックを電源とする電動車」（特許文献１参照）が知られている。
充電バッテリ等、電力供給源としてのバッテリは、バッテリの電力供給対象となる電動機器（例えば、モータ）に設定された電圧（定格電圧）を出力電圧として、電動機器に電力を供給する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２３５７４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のバッテリは出力電圧が一定であることから、バッテリを使用して電力供給を行う場合、電力供給対象の電動機器に設定された電圧（定格電圧）に適合する電圧を出力電圧とするバッテリを用意する必要があった。つまり、定格電圧が異なる電動機器に対し、電動機器毎に異なった出力電圧のバッテリを用意しなければならなかった。
【０００５】
この発明の目的は、出力電圧を変更して出力することができるバッテリ装置、及びバッテリ装置の出力電圧を電力供給対象の設定電圧（定格電圧）に変更して電力供給対象に電力を供給することができる電力供給システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、この発明に係るバッテリ装置は、複数個の電池を収納する収納部と、前記収納部に収納された複数個の電池の接続状態を変更し、接続状態に応じた電圧を出力する出力部と、を有することを特徴とする。
上記構成を有することにより、出力電圧を変更して出力することができる。
この発明に係るバッテリ装置において、前記出力部は、前記複数個の電池の各電極に接続された接点を配置した接点配置部、及び前記接点配置部における各電極間の接続組み合せを選択して出力回路を形成する回路形成部を有することが好ましい。この構成によれば、各電極間の接続組み合せを選択して出力回路を形成することにより、出力電圧を変更して出力することができる。
【０００７】
また、上記目的を達成するため、この発明に係る電力供給システムは、この発明に係るバッテリ装置と、前記バッテリ装置からの出力電力により駆動されると共に、駆動電圧に関する情報を出力する情報出力部を有する電力供給対象と、を有し、前記バッテリ装置は、前記情報出力部から出力された情報を取得する情報取得部を備え、前記情報取得部の取得結果に基づいて前記電力供給対象の駆動電力に対応する電力を、前記バッテリ装置の出力部から前記電力供給対象へ供給することを特徴とする。
上記構成を有することにより、バッテリ装置の出力電圧を電力供給対象の設定電圧に変更して電力供給対象に電力を供給することができる。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、出力電圧を変更して出力することができるバッテリ装置、及びバッテリ装置の出力電圧を電力供給対象の設定電圧に変更して電力供給対象に電力を供給することができる電力供給システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】この発明の第１実施形態に係るバッテリ装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】この発明の第２実施形態に係る電力供給システムの概略構成を示すブロック図である。
【図３】図２の電力供給システムの一例を概略的に示す説明図である。
【図４】データラインを介して電力供給対象から情報を取得する方法の一例を示し、（ａ）はデータラインの説明図、（ｂ）は定格が書き込まれたＩＣチップの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、この発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１は、この発明の第１実施形態に係るバッテリ装置の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、バッテリ装置１０は、複数個の電池を収納する収納部１１と、収納部１１に収納された複数個の電池の接続状態を変更し、接続状態に応じた出力電圧を出力する出力部１２と、を有している。
収納部１１は、例えば、閉塞可能な開口部を有する有底円筒状に形成され、内部に複数個の二次電池（或いは二次電池用セル）１３が組み込まれ収納されている。本実施形態では、小型の二次電池１３として、３．６（Ｖ）、５（Ａ）の充電式電池が用いられ、例えば４個ずつ４段に積み重ねた状態で１６個を収納部１１に収納している。
【００１１】
二次電池１３として充電式電池を用いる場合、バッテリ装置１０に、バッテリ装置１０の外部から入力した電力により充電式電池を充電する充電部（図示しない）を設けてもよい。充電部を設けることにより、バッテリ装置１０は、それ自身のみで充電することができる。
出力部１２は、例えば、収納部１１の開口部を閉塞するように収納部１１と一体化する円筒状に形成されて接続端部１２ａを有すると共に、接点配置部１４及び回路形成部１５を有しており、回路形成部１５により、接点配置部１４を介して複数の二次電池１３の接続状態を任意に変更することができる。本実施形態の出力部１２は、収納部１１に１６個の充電式電池を収納しており、最大５７．６（Ｖ）を出力電圧として出力することができる。
【００１２】
接続端部１２ａは、バッテリ装置１０から電力が供給される電力供給対象に対し、バッテリ装置１０を離脱自在に取り付け固定すると共に固定時通電可能状態にするための接続手段として機能する。この接続端部１２ａは、本実施形態において外部突出端として形成されているが、取り付け対象である電力供給対象へのバッテリ装置１０の取り付けが可能なように、電力供給対象における取り付け方法に対応する種々の形状、大きさに形成することができる。
【００１３】
接点配置部１４は、収納部１１に収納する複数の二次電池１３のプラス（＋）極端子及びマイナス（−）極端子に対応する、複数の端子接続接点１４ａを有し、収納部１１に収納された複数の二次電池１３の全てのプラス（＋）極端子及びマイナス（−）極端子が、それぞれ端子接続接点１４ａに接続される。全ての端子接続接点１４ａは、マトリクス状に配置されており、任意の個数の端子接続接点１４ａを選択して直列接続、並列接続或いは直列・並列組み合わせ接続の各接続状態にすることが可能である。
【００１４】
本実施形態の場合、接点配置部１４は、２個以上１６個の任意の個数の端子接続接点１４ａを直列接続、並列接続或いは直列・並列組み合わせ接続の各接続状態にすることにより、［３．６×ｎ（Ｖ）、５（Ａ）］から［３．６（Ｖ）、５×ｎ（Ａ）］の間で、［３．６（Ｖ）、５（Ａ）］を単位として任意の出力電圧値、出力電流値を選択することができる。つまり、バッテリ装置１０は、出力電圧、出力電流を変更して出力することができる。
回路形成部１５は、出力電圧値、出力電流値を設定する出力設定部（図示しない）を有しており、出力設定部により出力電圧値、出力電流値を設定することで形成された、出力電圧値情報、出力電流値情報に基づき、接点配置部１４における端子接続接点１４ａの接続状態を選択制御する。
【００１５】
出力設定部での出力電圧値、出力電流値の設定は、出力値として設定可能な複数の出力
電圧値、出力電流値を個別に選択できる、例えば、ロータリースイッチ等の出力値選択手段を設けて、この出力値選択手段の切り替え操作により行う。また、端子接続接点１４ａの接続状態の選択制御は、出力電圧値情報、出力電流値情報に基づき、設定された出力電圧値、出力電流値を形成するために、接点配置部１４における端子接続接点１４ａの中から選択した複数の接点を、直列接続、並列接続或いは直列・並列組み合わせ接続のいずれかの接続状態にすることにより行う。
【００１６】
本実施形態において、直列接続、並列接続或いは直列・並列組み合わせ接続の内のどの接続状態を選択するかは、予め、直列接続、並列接続或いは直列・並列組み合わせ接続のそれぞれによって得られる出力電圧値、出力電流値の一覧をデータベースとして保持しておき、データベースを参照して、必要とする出力電圧値、出力電流値に対応する接続状態を検出することにより行う。
このバッテリ装置１０は、例えば、収納部１１に収納された二次電池１３の数に応じて外観形状が相似形となる、規格形状を有している。従って、バッテリ装置１０の取り付け対象である電力供給対象が、バッテリ装置１０の規格形状に対応する形状のバッテリ装置格納部を設けていれば、電力容量が少なくなったものから満たされているものへとバッテリ装置１０を自由に取り換えて使用することができる。
【００１７】
次に、この発明に係るバッテリ装置１０による電力供給方法について説明する。
先ず、バッテリ装置１０の出力電圧値を、バッテリ装置１０から電力が供給される電力供給対象の定格電圧値に対応する電圧値（一致電圧値或いは近似電圧値）になるように設定する。バッテリ装置１０からの電力供給対象が、例えば、バッテリパックを電源とする電動アシスト自転車で、バッテリ装置１０をバッテリパックとして使用する場合、バッテリ装置１０を装着する電動アシスト自転車の定格電圧値を確認し、その定格電圧値に対応するようにバッテリ装置１０の出力電圧を変更し、バッテリ装置１０の出力電圧値をその定格電圧値に対応する電圧値（一致電圧値或いは近似電圧値）にする。出力電圧値の設定に際しては、バッテリ装置１０に設けられた、例えばロータリースイッチ等の出力値設定手段を操作して、設定情報を、回路形成部１５の出力設定部（図示しない）に出力する。
【００１８】
その後、出力電圧値の設定を終えたバッテリ装置１０をバッテリパックとして、電動アシスト自転車に装着する。バッテリ装置１０の装着に際し、バッテリ装置１０は、バッテリパック対応アダプタ（図示しない）を介して、電動アシスト自転車のバッテリパック装着部に装着される。バッテリパック対応アダプタは、当該電動アシスト自転車に用いられるバッテリパックと同様の取付け固定構造を有しており、バッテリ装置１０をバッテリパックと同様に電動アシスト自転車に装着することができる。
【００１９】
バッテリ装置１０を電動アシスト自転車に装着することにより、バッテリ装置１０から電動アシスト自転車へ電力を供給することができる。このとき、バッテリ装置１０の出力電圧値は、電動アシスト自転車の定格電圧値に対応している（一致電圧値或いは近似電圧値）ので、バッテリ装置１０からの電力供給を適切、且つ、確実に行うことができ、バッテリ装置１０は、電動アシスト自転車に予め備えられている専用のバッテリパックを代替する電力供給手段として機能する。
なお、バッテリ装置１０に、バッテリ装置１０からの出力電圧値を調整するための電圧調整部を設けても良い。電圧調整部を設けることにより、バッテリ装置１０からの出力電圧値をフィードバックしてモニタし、必要に応じて、所望の出力電圧値が得られるように、例えば、ＤＣ−ＤＣコンバータ等を用いて出力電圧値を調整することができる。
【００２０】
（第２実施形態）
図２は、この発明の第２実施形態に係る電力供給システムの概略構成を示すブロック図である。図２に示すように、電力供給システム２０は、バッテリ装置３０と、バッテリ装置３０からの出力電力により駆動される電力供給対象４０を備えている。電力供給対象４０としては、例えば、バッテリパックを電源とする電動アシスト自転車がある。
バッテリ装置３０は、情報取得部３１を備えている他は、第１実施形態のバッテリ装置１０（図１参照）と同様の構成及び作用を有している。
【００２１】
情報取得部３１は、電力供給対象４０の、後述する情報出力部４１から出力された情報を取得するものであって、例えば、情報出力部４１から無線通信により情報が送出される場合、送出された情報を受信することができる無線受信装置により形成される。この情報取得部３１の取得結果、例えば、電力供給先４０である電動アシスト自転車の定格電圧値に関する情報に基づいて、バッテリ装置３０は、その定格電圧値に対応する駆動電力を、出力部１２から電動アシスト自転車へ供給する。
【００２２】
電力供給対象４０は、電力供給対象４０それ自身の駆動電圧に関する情報、例えば、定格電圧値に関する情報を、電力供給対象４０の外部から取得可能に出力する情報出力部４１を有している。情報出力部４１は、例えば、無線送信装置を備えており、電力供給先４０それ自身の駆動電力に関する情報を送信信号として出力する。送信信号は、常時出力していても良いし、例えば、バッテリ装置３０の装着により作動するスイッチ等の操作により出力するようにしても良い。
次に、この発明に係る電力供給システム２０による電力供給方法について説明する。ここでは、電力供給対象４０が電動アシスト自転車の場合、即ち、電力供給システム２０が、バッテリ装置３０と電動アシスト自転車により構成されている場合を一例として示す。
【００２３】
先ず、電力供給システム２０を構成するバッテリ装置３０の出力電圧値を、バッテリ装置３０から電力が供給される電力供給対象である電動アシスト自転車の定格電圧値に対応するように設定する。設定に際しては、バッテリ装置３０を、情報取得部３１が電動アシスト自転車の情報出力部４１からの送信信号を受信できる状態、例えば、情報取得部３１を情報出力部４１に接近させた状態にし、バッテリ装置３０が送信信号を受信して電動アシスト自転車の定格電圧値を取得するようにする。バッテリ装置３０が送信信号を受信し、電動アシスト自転車の定格電圧値情報を取得することにより、バッテリ装置３０は、回路形成部１５の出力設定部（図示しない）を介して、その定格電圧値情報に対応する電圧値（一致電圧値或いは近似電圧値）になるように出力電圧値を変更し、出力する。
【００２４】
従って、この電力供給システム２０により、例えば、バッテリ装置３０を電動アシスト自転車に接近させただけで、バッテリ装置３０は、電動アシスト自転車の定格電圧値に関する情報を自動的に取得することができるので、取得情報に基づく定格電圧値に対応する出力電圧値（一致電圧値或いは近似電圧値）を自動的に出力することができる。
その後、電動アシスト自転車にバッテリ装置３０を装着することにより、装着されたバッテリ装置３０から電動アシスト自転車へ電力が供給される。
【００２５】
このように、電力供給システム２０によって、バッテリ装置３０から電動アシスト自転車へ、電動アシスト自転車の定格電圧値に対応する出力電圧値を自動的に出力することができるので、バッテリ装置３０からの電力供給を、特別な設定操作をすることなく簡単、且つ、確実に行うことができる。
上述したこの発明に係る電力供給システム２０において、バッテリ装置３０の情報取得部３１を、無線受信装置に代えて、バッテリ装置３０に組み込んだカメラにより形成しても良い。
【００２６】
図３は、図２の電力供給システムの一例を概略的に示す説明図である。図３に示すように、バッテリ装置３０には、情報取得部３１としてのカメラが組み込まれており、カメラ３１は、例えば、円筒形状のバッテリ装置３０の一方の端面に、撮像レンズ３１ａを露出させている。このカメラ３１を用い、撮像レンズ３１ａを介して、電力供給対象４０の少なくとも定格電圧値が表示された情報表示部（図示しない）を撮影する。情報表示部は、電力供給対象４０が、例えば、電動アシスト自転車である場合、フレーム等の車体外表面に設けられており、カメラ３１により撮影することができる。カメラ３１で情報表示部を撮影することにより、バッテリ装置３０は、情報表示部の撮影情報から当該電動アシスト自転車４０の定格電圧値を取得することができる。
【００２７】
カメラ３１により電力供給対象４０の情報を取得するに際し、撮影する対象は情報表示部でなくてもよく、電力供給対象４０が、例えば、電動アシスト自転車である場合、電動アシスト自転車４０の車体の全体或いは一部を撮影対象としても良い。
カメラ３１により、電動アシスト自転車４０を撮影した後、バッテリ装置３０は、予め、記録していた、複数の電動アシスト自転車のデータベースから、撮影画像データに基づき当該電動アシスト自転車４０の定格電圧値を取得する。このデータベースには、バッテリ装置３０により電力供給が可能な複数の電動アシスト自転車の定格電圧等の各種情報と共に、対象を特定するための情報となる各電動アシスト自転車の車体の全体或いは一部に関する撮影画像情報等が収められている。
【００２８】
このため、カメラ３１により電動アシスト自転車の車体の全体或いは一部を撮影することで、バッテリ装置３０は、撮影画像情報から当該電動アシスト自転車４０の定格電圧値を取得することができる。
つまり、電力供給対象４０が、例えば、電動アシスト自転車である場合、車体外表面に設けられた情報表示部や車体の全体或いは一部は、情報出力部４１として機能する。
【００２９】
カメラ３１の撮影情報から当該電動アシスト自転車４０の定格電圧値を取得した後、バッテリ装置３０は、取得した定格電圧値から、定格電圧値に対応する電圧値になるように出力電圧値を変更する。出力電圧値を設定したバッテリ装置３０は、電動アシスト自転車４０のバッテリパック４２の代わりに、例えば、取付用アダプタ（図示しない）を介して電動アシスト自転車４０に取り付けることにより、電動アシスト自転車４０の定格電圧で電動アシスト自転車４０に電力を供給することができる。
【００３０】
また、電力供給システム２０において、バッテリ装置３０の情報取得部３１を、無線受信装置に代えて、バッテリ装置３０の電力供給対象４０と電気的な接続状態になる接続部（例えば、接続端部１２ａ、図１参照）に形成しても良い。この場合、電力供給対象４０にバッテリ装置３０を装着した際、電力供給対象４０と電気的に接続状態になった接続部を介して、情報出力部４１から、電力供給対象４０に関する定格電圧等の各種情報を得ることができるようにする。
接続部をプラグ等のコネクタにより形成した場合、例えば、コネクタにデータラインを組み込んでバッテリ装置３０と電力供給対象４０を直接続し、データラインを介して電力供給対象４０から各種情報を取得するようにしても良い。以下、データラインを介して電力供給対象から情報を取得する方法について説明する。
【００３１】
図４は、データラインを介して電力供給対象から情報を取得する方法の一例を示し、（ａ）はデータラインの説明図、（ｂ）は定格が書き込まれたＩＣチップの説明図である。
図４に示すように、先ず、バッテリ装置３０と電力供給対象４０の間にデータラインＤＬを組み込み、バッテリ装置３０と電力供給対象４０の、+側接続ラインとデータラインＤＬの間に抵抗Ｒ１を、−側接続ラインとデータラインＤＬの間に抵抗Ｒ２を配置する（（ａ）参照）。そして、抵抗Ｒ１の抵抗値を１ＫΩ、抵抗Ｒ２の抵抗値を２ＫΩとして、この抵抗値を例えば１２Ｖ負荷と定義しておく。
【００３２】
バッテリ装置３０は、電力供給対象４０への電力供給前に、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２の抵抗値を測定し、測定した抵抗値に対応する電圧を出力電圧として設定する。
次に、バッテリ装置３０から、電力供給対象４０の定格が書き込まれたＩＣチップ４３へ、電源ラインＰＬを介して例えば５Ｖを印加する。
印加後、電力供給対象４０から、電力供給対象４０の定格に関する情報を、データラインＤＬ或いは電源ラインＰＬに情報を重畳する等の方法で、バッテリ装置３０に通知する。バッテリ装置３０は、データラインＤＬ或いは電源ラインＰＬを介して受け取った、電力供給対象４０の定格に関する情報に対応して、電力供給対象４０に供給する電力を設定する。
【００３３】
このように、電力供給システム２０において、バッテリ装置３０から電力供給対象４０に対し電力供給対象４０側の要求に沿った電力を供給するに当たり、上述した、プラグ等のコネクタを介してバッテリ装置３０側と電力供給対象４０側を直接続して電力を供給する接触給電方式の他、ワイヤレス給電システム等を介して非接触により電力を供給する非接触給電方式を用いても良い。
【００３４】
ここで、非接触給電方式について説明する。本発明の電力供給システム２０における非接触給電方式は、バッテリ装置３０及び電力供給対象４０それ自体に端子は無く、バッテリ装置３０側と電力供給対象４０側それぞれにワイヤレス給電システムを組み込み、非接触により電力を伝送するものである。つまり、バッテリ装置３０側からワイヤレス給電システムを介して電力供給対象４０の要求に沿った電力を給電することができるので、端子の無いバッテリ装置３０となり、給電システムの利便性の向上を図ることができる。
なお、バッテリ装置３０による、バッテリ装置３０から電力供給対象４０への電力供給に際しての定格電圧等に関する情報の取得を、プラグ等のコネクタを介した直接続、無線通信を介した無線接続或いは有線通信を介した有線接続により行っても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
この発明によれば、バッテリ装置は出力電圧を変更して出力することができ、電力供給システムはバッテリ装置の出力電圧を電力供給対象の設定電圧に変更して電力供給対象に電力を供給することができるので、異なった電圧を出力するバッテリ装置、及び電力供給対象に適した電力を供給する電力供給システムに最適である。
【符号の説明】
【００３６】
１０，３０  バッテリ装置
１１  収納部
１２  出力部
１２ａ  接続端部
１３  二次電池
１４  接点配置部
１４ａ  端子接続接点
１５  回路形成部
２０  電力供給システム
３１  情報取得部
３１ａ  撮像レンズ
４０  電力供給対象
４１  情報出力部
４２  バッテリパック
４３  ＩＣチップ
ＤＬ  データライン
ＰＬ  電源ライン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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