TOP特許意匠商標
特許ウォッチ DM通知 Twitter
公開番号2021090318
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210610
出願番号2019220678
出願日20191205
発明の名称電池パック、制御方法およびプログラム
出願人キヤノン株式会社
代理人個人
主分類H02J 7/10 20060101AFI20210514BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】 電池パックの劣化状態を考慮して電池パックに印加される充電電圧を制御できるようにする。
【解決手段】 電池パック(100)は、前記電池パックの劣化状態と、充電装置が前記電池パックに印加している充電電圧と、前記電池パックの温度とに基づいて、前記電池パックが満充電状態であるか否かを判定するための電圧である満充電電圧を決定する決定手段と、電池セルへの充電電圧が前記満充電電圧以上である場合に、前記電池パックが満充電状態であることを示す信号を前記充電装置に送信する送信手段とを有する。
【選択図】 図1
特許請求の範囲【請求項1】
電池パックであって、
前記電池パックの劣化状態と、充電装置が前記電池パックに印加している充電電圧と、前記電池パックの温度とに基づいて、前記電池パックが満充電状態であるか否かを判定するための電圧である満充電電圧を決定する決定手段と、
電池セルへの充電電圧が前記満充電電圧以上である場合に、前記電池パックが満充電状態であることを示す信号を前記充電装置に送信する送信手段と
を有することを特徴とする電池パック。
続きを表示(約 1,100 文字)【請求項2】
前記充電装置が前記電池パックに印加している充電電圧を、前記充電装置から受信することにより検出する検出手段をさらに有す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】
前記充電装置が前記電池パックに印加している充電電圧を検出する検出手段をさらに有す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4】
前記電池パックの温度を検出する検出手段をさらに有することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の電池パック。
【請求項5】
前記電池パックの劣化状態を前記電池セルの満充電容量に基づいて判定する判定手段をさらに有することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の電池パック。
【請求項6】
前記決定手段は、前記電池パックの劣化状態と、前記充電装置が前記電池パックに印加している充電電圧と、前記電池パックの温度と、前記満充電電圧との対応関係に基づいて、前記満充電電圧を決定することを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の電池パック。
【請求項7】
前記電池セルへの充電電圧が前記満充電電圧以上である場合は、前記電池パックが満充電状態であると判定し、前記電池セルへの充電電圧が前記満充電電圧以上でない場合は、前記電池パックが満充電状態でないと判定する判定手段をさらに有することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の電池パック。
【請求項8】
電池パックの制御方法であって、
前記電池パックの劣化状態と、充電装置が前記電池パックに印加している充電電圧と、前記電池パックの温度とに基づいて、前記電池パックが満充電状態であるか否かを判定するための電圧である満充電電圧を決定するステップと、
電池セルへの充電電圧が前記満充電電圧以上である場合に、前記電池パックが満充電状態であることを示す信号を前記充電装置に送信するステップと
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項9】
電池パックのコンピュータに、
前記電池パックの劣化状態と、充電装置が前記電池パックに印加している充電電圧と、前記電池パックの温度とに基づいて、前記電池パックが満充電状態であるか否かを判定するための電圧である満充電電圧を決定するステップと、
電池セルへの充電電圧が前記満充電電圧以上である場合に、前記電池パックが満充電状態であることを示す信号を前記充電装置に送信するステップと
を実行させるためのプログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、電池パックおよびその制御方法並びにプログラムに関するものである。
続きを表示(約 7,000 文字)【背景技術】
【0002】
特許文献1には、電池パックの充電サイクル数に応じて電池パックへの充電電圧を低減する充電装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2005−192383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、特許文献1に記載されている電池パックは、電池パック自体が電池パックの劣化状態を考慮して充電電圧を制御できるものではない。そのため、このような電池パックが、電池パックの劣化状態を考慮して電池パックへの充電電圧を制御する機能が存在しない充電装置に接続されてしまった場合、電池パックの劣化状態を考慮しない状態で電池パックが充電されてしまうという課題がある。
【0005】
そこで、本発明は、電池パックの劣化状態を考慮して電池パックに印加される充電電圧を制御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】
【0006】
本発明に係る電池パックは、電池パックであって、前記電池パックの劣化状態と、充電装置が前記電池パックに印加している充電電圧と、前記電池パックの温度とに基づいて、前記電池パックが満充電状態であるか否かを判定するための電圧である満充電電圧を決定する決定手段と、電池セルへの充電電圧が前記満充電電圧以上である場合に、前記電池パックが満充電状態であることを示す信号を前記充電装置に送信する送信手段とを有する。
【発明の効果】
【0007】
本発明によれば、電池パックの劣化状態を考慮して電池パックに印加される充電電圧を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
電池パック100および充電装置200の構成要素を説明するためのブロック図である。
電池パック100の動作を説明するフローチャートである。
(a)および(b)は電池パック100の温度状態が常温状態である場合に制御部103で使用される電圧設定情報の例を説明するための図である。
(a)および(b)は電池パック100の温度状態が高温状態である場合に制御部103で使用される電圧設定情報の例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【0010】
[実施形態1]
図1は、電池パック100および充電装置200の構成要素を説明するためのブロック図である。なお、図1では、電池パック100および充電装置200の構成要素の一部を示す。
【0011】
まず、図1を参照して、電池パック100の構成要素を説明する。
【0012】
電池パック100は、充電装置200に取り付け可能である。電池パック100は、+端子110と、−端子111と、通信端子112と、温度端子113とを有する。電池パック100の充電は、+端子110および−端子111を介して行われる。電池パック100の制御部103と充電装置200の制御部203との通信は、通信端子112を介して行われる。充電装置200の制御部203が電池パック100の温度を検出する処理は、温度端子113を用いて行われる。
【0013】
電池パック100は、電池セル101および102を有する。電池セル101および102は、充電可能な電池セルである。電池セル101および102は、例えば、リチウムイオン電池セルである。図1では、電池セル101および102が直列接続されている構成を例示する。なお、電池パック100が有する電池セルの数は1つであっても、3つ以上であってもよい。また、電池パック100が有する電池セルの数が複数である場合、複数の電池セルの接続形態は、直列接続、並列接続、これらの組み合わせのいずれであってもよい。
【0014】
電池パック100は、制御部103を有する。制御部103は、例えば、マイクロコンピュータおよびメモリを有する。制御部103のマイクロコンピュータは、メモリに記憶されているプログラムを実行することにより、電池パック100の動作を制御することができる。制御部103は、電池セル101の充電電圧または放電電圧と、電池セル102の充電電圧または放電電圧と、電池セル101および電池セル102の充電電圧または放電電圧とを検出することができる。制御部103は、電流検出部105を用いて、電池パック100内に流れる充電電流または放電電流を検出することができる。制御部103は、電池パック100が満充電状態(電池残量100%状態に相当)であるか否かを判定するための処理を行うことができる。制御部103は、通信端子112を介して充電装置200の制御部203と通信可能である。制御部103は、電池パック100が満充電状態であると判定した場合、電池パック100が満充電状態であることを示す満充電信号を充電装置200の制御部203に送信する。制御部103は、電池パック100の劣化状態を判定するための処理と、充電装置200が電池パック100に印加している充電電圧を検出するための処理と、電池パック100の温度を検出するための処理とを行うことができる。制御部103は、図3および図4に示す電圧設定情報を記憶したメモリを有する。
【0015】
電池パック100は、スイッチとして動作する2つのFET(Field effect transistor)104aおよび104bを有する。FET104aは、制御部103の制御によりオン状態またはオフ状態にされる。FET104bも、制御部103の制御によりオン状態またはオフ状態にされる。例えば、充電装置200が電池パック100を充電する場合、FET104aおよび104bは、オン状態にされる。
【0016】
電池パック100は、電流検出部105を有する。電流検出部105は、電池パック100内に流れる充電電流または放電電流を検出するための回路を有する。
【0017】
電池パック100は、サーミスタ106を有する。サーミスタ106は、温度端子113と−端子111との間に接続されている。
【0018】
次に、図1を参照して、充電装置200の構成要素を説明する。
【0019】
充電装置200は、+端子210と、−端子211と、通信端子212と、温度端子213とを有する。充電装置200は、+端子210および−端子211を介して電池パック100の充電を行う。充電装置200と電池パック100との通信は、通信端子212を介して行われる。電池パック100が充電装置200に取り付けられた場合、+端子210は電池パック100の+端子110に電気的に接続され、−端子211は電池パック100の−端子111に電気的に接続される。電池パック100が充電装置200に取り付けられた場合、通信端子212は電池パック100の通信端子112に電気的に接続される。電池パック100が充電装置200に取り付けられた場合、温度端子213は電池パック100の温度端子113に電気的に接続される。
【0020】
充電装置200は、AC入力部201とAC/DCコンバータ202とを有する。AC入力部201は、外部電源(商用電源など)と接続可能であり、外部電源から供給される交流電力を受け取る。AC/DCコンバータ202は、AC入力部201から供給される交流電力を所定の直流電力に変換する。AC/DCコンバータ202からFET204に出力される直流電圧および直流電流は、制御部203によって制御される。なお、AC入力部201は、外部電源から直流電力を受け取るDC入力部に置き換えてもよいし、AC/DCコンバータ202は、DC入力部から供給される直流電力を所定の直流電力に変換するDC/DCコンバータに置き換えてもよい。
【0021】
充電装置200は、制御部203を有する。制御部203は、例えば、マイクロコンピュータおよびメモリを有する。制御部203のマイクロコンピュータは、メモリに記憶されているプログラムを実行することにより、充電装置200の動作を制御することができる。制御部203は、+端子210および−端子211を用いて、充電装置200が電池パック100に印加している充電電圧を検出する。制御部203は、電流検出部205を用いて、電池パック100に流れる充電電流を検出することができる。制御部203は、検出された充電電圧または充電電流に基づき、電池パック100の充電を制御することができる。制御部203は、検出された充電電圧または充電電流に基づき、電池パック100が満充電状態であるか否かを判定することができる。電池パック100が満充電状態であると判定された場合、制御部203は、電池パック100の充電を終了させる。制御部203は、通信端子212を介して電池パック100の制御部103と通信可能である。制御部203は、電池パック100が満充電状態であることを示す満充電信号を制御部103から受信した場合、電池パック100の充電を終了させる。制御部203は、温度端子213およびサーミスタ106を用いて電池パック100の温度を検出することができる。制御部203は、電池パック100の温度が所定の温度以上であると判定した場合、電池パック100の充電を終了させる。なお、実施形態1では、充電装置200は、電池パック100の劣化状態を検出する機能を有していないものとする。
【0022】
充電装置200は、スイッチとして動作するFET(Field effect transistor)204を有する。FET204は、制御部203の制御によりオン状態またはオフ状態にされる。FET204をオン状態またはオフ状態にすることにより、電池パック100への充電電圧または充電電流が調整される。
【0023】
充電装置200は、電流検出部205を有する。電流検出部205は、電池パック100に流れる充電電流を検出するための回路を有する。
【0024】
図2は、電池パック100の動作の一例を説明するフローチャートである。図2のフローチャートを参照して説明する処理は、充電装置200が電池パック100を充電している場合に、制御部103のマイクロコンピュータが制御部103のメモリに記憶されているプログラムを実行することによって制御される。図2のフローチャートを参照して説明する処理は、制御部103が電池パック100の満充電電圧を決定する処理と、充電装置200が電池パック100に印加している充電電圧が満充電電圧以上である場合に満充電信号を充電装置200に送信する処理とを含む。満充電電圧は、電池パック100が満充電状態であることを示す充電電圧である。満充電信号は、電池パック100が満充電状態であることを示す信号である。
【0025】
ステップS201において、制御部103は、電池パック100の劣化状態を判定する。電池パック100の劣化状態は、電池セル101および102が電池パック100の製造または出荷時点からどの程度劣化しているかを表す。電池パック100の劣化状態は、例えば、電池セル101および102の初期容量に対する電池セル101および102の学習容量の比率を計算することで判定される。ここで、電池セル101および102の初期容量は、電池パック100の製造または出荷時点の満充電容量に相当する。電池セル101および102の学習容量は、電池パック100の製造または出荷後に制御部103で計算された電池セル101および102の最新の満充電容量に相当する。電池セル101および102の学習容量は、例えば、電池残量0%状態の電池セル101および102が満充電状態になるまで充電される期間に電池セル101および102に流入された電荷量に相当する。電池残量0%状態の電池セル101および102が満充電状態になるまで充電される期間に電池セル101および102に流入された電荷量は、制御部103が有するクーロンカウンタによって計算される。クーロンカウンタは、電池セル101および102に流入される電荷量(充電量に相当)だけでなく、電池セル101および102から流出される電荷量(放電量に相当)を計算することができる。クーロンカウンタは、電池セル101および102に流入された電荷量から電池セル101および102から流出される電荷量を差し引くことで、電池セル101および102の残量を計算することができる。なお、クーロンカウンタは、制御部103の外部にあってもよい。
【0026】
電池セル101および102の初期容量を示す情報は、制御部103のメモリまたは制御部103のメモリ以外のメモリに予め記憶されているものとする。電池セル101および102の学習容量を示す情報は、電池セル101および102の学習容量がクーロンカウンタで計算されるごとに、制御部103のメモリまたは制御部103のメモリ以外のメモリに記憶されているものとする。
【0027】
なお、制御部103は、上述の方法とは別の方法により、電池パック100の劣化状態を判定してもよい。例えば、制御部103が電池セル101および102の内部インピーダンスを計算し、計算された内部インピーダンスから電池パック100の劣化状態を判定してもよい。ここで、制御部103は、計算された内部インピーダンスと電池パック100の劣化状態との対応関係を示す情報に基づき、計算された内部インピーダンスから電池パック100の劣化状態を判定する。計算された内部インピーダンスと電池パック100の劣化状態との対応関係を示す情報は、制御部103のメモリまたは制御部103のメモリ以外のメモリに予め記憶されているものとする。
【0028】
ステップS202において、制御部103は、充電装置200が電池パック100に印加している充電電圧を検出する。例えば、制御部103は、電池パック100内に流れる充電電流の変化と、電池セル101および102に印加されている充電電圧の変化とに基づき、充電装置200が電池パック100に印加している充電電圧を検出してもよい。例えば、充電装置200が電池パック100の充電を定電流充電から定電圧充電に切り替えると、充電装置200から電池パック100に流れる充電電流が徐々に減少していく。制御部103は、充電装置200が電池パック100の充電を定電流充電から定電圧充電に切り替えた後に、電池パック100内に流れる充電電流と、電池セル101および102に印加されている充電電圧とを検出する。そして、制御部103は、電池セル101および102に印加されている充電電圧と、電池パック100内に流れる充電電流の変化から計算された電圧降下とを加算することにより、充電装置200が電池パック100に印加している充電電圧を検出する。このようにすることで、制御部103は、充電装置200が電池パック100に印加している充電電圧を検出することができる。
【0029】
なお、制御部103は、上述の方法とは別の方法により、電池パック100側で、充電装置200が電池パック100に印加している充電電圧を検出してもよい。例えば、制御部103は、充電装置200が電池パック100に印加している充電電圧を示す情報を制御部203から受信し、受信した情報により充電装置200が電池パック100に印加している充電電圧を検出してもよい。
【0030】
ステップS203において、制御部103は、電池パック100の温度を検出し、電池パック100の温度状態が常温状態であるか高温状態であるかを判定する。例えば、制御部103は、電池パック100の温度が45℃未満である場合に電池パック100の温度状態が常温状態であると判定し、電池パック100の温度が45℃以上である場合に電池パック100の温度状態が高温状態である判定する。実施形態1では、制御部103は、サーミスタ106を用いて、電池パック100の温度を検出する。例えば、制御部103は、サーミスタ106の抵抗値を計算し、計算された抵抗値から電池パック100の温度を検出する。なお、電池パック100の温度の検出方法は、サーミスタを用いる方法に限定されない。例えば、制御部103は、サーミスタ106の代わりに熱電対を用いて、電池パック100の温度を検出してもよい。
(【0031】以降は省略されています)

この特許をJ-PlatPatで参照する

関連特許

キヤノン株式会社
金型
キヤノン株式会社
トナー
キヤノン株式会社
トナー
キヤノン株式会社
トナー
キヤノン株式会社
トナー
キヤノン株式会社
トナー
キヤノン株式会社
トナー
キヤノン株式会社
トナー
キヤノン株式会社
トナー
キヤノン株式会社
トナー
キヤノン株式会社
トナー
キヤノン株式会社
トナー
キヤノン株式会社
光学膜
キヤノン株式会社
モータ
キヤノン株式会社
トナー
キヤノン株式会社
トナー
キヤノン株式会社
トナー
キヤノン株式会社
トナー
キヤノン株式会社
トナー
キヤノン株式会社
梱包材
キヤノン株式会社
トナー
キヤノン株式会社
トナー
キヤノン株式会社
複合機
キヤノン株式会社
トナー
キヤノン株式会社
トナー
キヤノン株式会社
トナー
キヤノン株式会社
トナー
キヤノン株式会社
トナー
キヤノン株式会社
トナー
キヤノン株式会社
トナー
キヤノン株式会社
トナー
キヤノン株式会社
光学系
キヤノン株式会社
表示装置
キヤノン株式会社
印刷装置
キヤノン株式会社
撮像装置
キヤノン株式会社
判断装置
続きを見る