充电装置制造方法
【专利摘要】本发明提供充电装置。在具备冷却二次电池的风扇的充电装置中，能够抑制进行不必要的冷却，从而减少充电装置的电力消耗。若电池组内的电池的充电结束，则充电装置获取表示电池的冷却性能(冷却的难易)的冷却系数α(S110)，并使用该获取的冷却系数α，来计算应该使风扇动作的时间的上限即最大冷却时间Tm(S180)。在充电结束后，在即使应该使风扇动作的指定的冷却执行条件成立，但从充电结束开始经过了最大冷却时间Tm的情况下(S260：“是”)，也使风扇停止(S280)。
【专利说明】充电装置
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及对二次电池进行充电的充电装置。
【背景技术】
[0002]作为电动工具等的电源，使用能够反复充电的二次电池。在对二次电池充电时，有可能因充电电流的大小等诸多条件，使二次电池升温从而对其寿命、性能产生影响。因此，作为对二次电池进行充电的充电装置，具备利用风扇对二次电池吹风从而冷却二次电池的功能(例如，参照专利文献I。)。
[0003]在专利文献I所记载的充电装置中，在充电结束后，根据二次电池的温度、温度梯度(温度的微分值)来决定风扇的冷却的持续、停止。但是，由于各种环境因素等，温度、温度梯度未达到风扇的停止条件从而风扇有可能继续旋转。因此，利用计时器测量从充电结束起的经过时间，若经过了恒定时间则使风扇停止。
[0004]专利文献1:日本专利第3883395号公报
[0005]在专利文献I所记载的充电装置中，如上述那样，在根据温度、温度梯度风扇未停止的情况下，从充电结束到经过恒定时间(超时)风扇继续旋转，所以有可能进行不必要的冷却。换句话说，即使在某一时刻为无需使风扇旋转的状态，只要温度、温度梯度没有达到风扇的停止条件，直到计时器超时风扇都继续旋转，该情况下，进行不必要的冷却。不必要的冷却在充电装置中成为不必要的电力消耗，导致充电装置中的电力消耗没必要地增大。
【发明内容】
[0006]本发明是鉴于上述课题而完成的，目的在于，在具备冷却二次电池的风扇的充电装置中，抑制进行不必要的冷却，从而能够减少充电装置的电力消耗。
[0007]为了解决上述课题的本发明的充电装置的特征在于，具备:充电部，其向二次电池供给电力从而对二次电池进行充电；风扇，其为了冷却二次电池向二次电池吹风；控制部，其在利用充电部的开始充电后，在预先决定出的冷却执行条件成立的情况下使风扇动作，在充电部的二次电池的充电结束后，在从充电结束其经过了利用指定的最大冷却时间的情况下，即使冷却执行条件成立也使风扇停止；冷却性能信息获取部，其对作为充电部的充电对象的二次电池，获取表示该二次电池的冷却的难易的冷却性能信息；以及设定部，其基于冷却性能信息获取部获取的冷却性能信息来设定最大冷却时间。
[0008]根据这样构成的本发明的充电装置，基于冷却性能信息来设定最大冷却时间，所以能够对每个二次电池设定基于该二次电池的冷却性能信息的适当的最大冷却时间。因此，能够抑制进行不必要的冷却，能够减少充电装置的电力消耗。
[0009]设定部除了冷却性能信息以外，也可以基于电池温度以及环境温度来设定最大冷却时间。即，充电装置具备:电池温度获取部，其获取二次电池的温度即电池温度；和环境温度获取部，其获取二次电池的周围的温度即环境温度，设定部在二次电池的充电结束后，基于电池温度获取部获取的电池温度以及环境温度获取部获取的环境温度来设定最大冷却时间。
[0010]除了考虑二次电池的冷却性能信息之外考虑充电结束后的电池温度和环境温度，从而能够高精度地求出在充电结束后使风扇最大以多长时间动作能够使二次电池冷却到所希望的温度等级(即最大冷却时间)。
[0011]考虑各种设定部的最大冷却时间的更为具体的设定方法，例如，也可以是若电池温度成为指定的规定温度以下则使风扇停止，并基于该规定温度来设定最大冷却时间。又例如，也可以是若电池温度的变化率为O以下的指定的规定变化率以上则使风扇停止，并基于该规定变化率来设定最大冷却时间。
[0012]根据基于规定温度来设定最大冷却时间的方法，将到电池温度降低至规定温度以下的推断时间设定为最大冷却时间作。因此，能够抑制即使电池温度低于规定温度风扇还继续动作，能够更加有效地减少电力消耗。
[0013]根据基于规定变化率来设定最大冷却时间的方法，将电池温度的变化率达到规定变化率以上的推断时间设定为最大冷却时间。因此，能够抑制即使电池温度的变化率超过规定变化率风扇还继续动作，能够更加有效地减少电力消耗。
[0014]考虑各种冷却性能信息获取部从哪里获取二次电池的冷却性能信息，例如，也可以从二次电池获取。即，二次电池设置有存储了该二次电池的冷却性能信息的存储部，冷却性能信息获取部从该存储部获取冷却性能信息。
[0015]这样，使二次电池的冷却性能信息存储于该二次电池自身，使得充电装置从充电对象的二次电池获取该二次电池的冷却性能信息，从而能够可靠且容易地获取充电对象的二次电池的冷却性能信息。
[0016]对于二次电池来说，也有通过来自充电装置侧的吹风而不能够使自身冷却的构成(即不具备用于接收来自外部的吹风而使自身冷却的冷却机构)。
[0017]因此，本发明的充电装置具备冷却机构判断部，其判断二次电池是否设有用于接受来自风扇的吹风从而使该二次电池冷却的冷却机构，控制部也可以构成为在通过冷却机构判断部判断出二次电池未设有冷却机构的情况下，至少在二次电池的充电结束后使风扇不动作。
[0018]在对不具有冷却机构的二次电池充电时至少在二次电池的充电结束后使风扇不动作，从而能够抑制风扇的不必要的动作，相应地，能够减少充电装置的电力消耗。
[0019]本发明的充电装置也可以进一步如下面那样构成。即，具备变化率运算部，其运算二次电池的温度的变化率，控制部在充电结束后由变化率运算部运算出的变化率为负值的情况下，且在该变化率为比O小的指定的变化率负阈值以上的情况下，即使是从充电结束经过最大冷却时间之前也使风扇停止。
[0020]在通过冷却使电池温度降低下去的过程中，通常，电池温度的变化率(负的变化率)逐渐增大(换句话说缓慢地)。若温度降低达到某一程度缓慢，则电力消耗与冷却效率的平衡恶化(难以得到与电力消耗相对应的冷却效果)。因此，设定变化率负阈值，若变化率为该变化率负阈值以上则无论是否经过最大冷却时间都使风扇停止，从而能够适当地对二次电池进行冷却并且有效地减少电力消耗。
[0021 ] 本发明的充电装置也可以进一步如下面那样构成。即，具备变化率运算部，其运算二次电池的温度的变化率，控制部在由变化率运算部运算出的变化率为O以上的指定的变化率正阈值以上的情况下，即使是从充电结束经过最大冷却时间之前也使风扇停止。
[0022]例如在二次电池的周围的温度比电池温度高的情况下，有可能即使接受风扇的吹风电池温度也未降低，或者通过吹风不但未冷却反而加热。因此，设定变化率正阈值，若变化率为该变化率正阈值以上则无论是否经过最大冷却时间都使风扇停止，从而能够防止二次电池的温度上升并且有效地减少电力消耗。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是表示实施方式的电池组以及充电装置的外观的立体图。
[0024]图2是表示实施方式的电池组以及充电装置的电构成的电路图。
[0025]图3是表示冷却中的电池的温度变化例的电池冷却特性图。 [0026]图4是表示冷却系数α的设定例的说明图。
[0027]图5是表示由充电装置执行的充电-风扇控制处理的流程图。
[0028]图6是表示温度衰减常量矩阵的一个例子的说明图。
[0029]附图标记说明
[0030]I~4...电池单元；10...电池组；11...电池侧正极端子；12...电池侧负极端子；13…电池侧信号端子组；16…电池侧端；17...电池侧安装部；18...通气口 ；20...充电装置；21…充电侧正极端子；22…充电侧负极端子；23…充电侧信号端子组；26…充电侧端；27...充电侧安装部；28…显示部；29...吹风口 ；30...电池；31…电池控制微型计算机；31a、5k..CPU ;31b、51b…存储器；32、52…热敏电阻；41…控制电压输入端子；42…电池侧共用信号端子；43…电池温度输出端子；50...电源电路；51…充电控制微型计算机；51c…计时器；53…风扇；54...电压检测电路；61...控制电压输出端子；62...充电侧共用信号端子；63…电池温度输入端子。
【具体实施方式】
[0031]以下，基于附图对本发明的优选的实施方式进行说明。此外，本发明并不限于下述的实施方式所示的具体的单元、结构等，在不脱离本发明的主旨的范围内能够采取各种方式。另外，只要能够解决课题省略了下述的实施方式的构成的一部分的方式也是本发明的实施方式，将下述的多个实施方式适当地组合而构成的方式也是本发明的实施方式。
[0032][第一实施方式]
[0033]利用图1，对本实施方式的电池组10以及充电装置20的构成进行说明。应用了本发明的实施方式的电池组10安装于充电装置20，从而对内置的电池30 (参照图2)充电。电池组10能够拆装地安装于充电式冲击驱动器、充电式驱动钻头等电动工具，用于向该电动工具供给驱动用的电力。
[0034]1.电池组10以及充电装置20的概要
[0035]如图1所示，在电池组10的一个侧面形成有充电装置20的充电侧安装部27或者能够拆装地安装于电动工具的工具主体的电池侧安装部17。电池侧安装部17的指定的位置设有与充电装置20的充电侧端26或者工具主体的工具侧端(图示略)电连接的电池侧端
16、用于使来自充电装置20的吹风进入电池组10的内部的通气口 18。
[0036]电池侧端16为具备通充放电电流的电池侧正极端子11以及电池侧负极端子12、电池侧信号端子组13的构成。电池侧信号端子组13由至少包含控制电压输入端子41、电池侧共用信号端子42以及电池温度输出端子43 (均参照图2)的多个端子构成。
[0037]通气口 18以电池组10安装于充电装置20时与充电装置20的吹风口 29相互相向的方式形成。由此，若内置于充电装置20的风扇53 (参照图2)动作(旋转)，则由该风扇53从充电装置20的吹风口吹出空气，经由电池组10的通气口 18流入电池组10的内部。利用该流入的空气，来冷却内置于电池组10的电池30。
[0038]充电装置20生成用于从未图示的外部电源(在本实施方式中为AC100V电源)对电池组10内的电池30充电的充电用直流电源(充电电力)。充电装置20在上面的一端侧形成有安装电池组10的充电侧安装部27，在该充电侧安装部27的指定的位置(充电侧安装部27的内部)设有充电侧端26、吹出用于冷却电池组10的电池30的空气的吹风口 29。
[0039]充电侧端26为具备用于向电池组10供给充电用直流电源的充电侧正极端子21以及充电侧负极端子22、充电侧信号端子组23的构成。此外，充电侧信号端子组23由至少包含控制电压输出端子61、充电侧共用信号端子62以及电池温度输入端子63 (均参照图2)的多个端子构成。
[0040]吹风口 29是用于吹出通过内置于充电装置20的风扇53的动作而产生的空气的部件。若在充电装置20安装了电池组10的状态下风扇53动作，从吹风口 29吹出空气，则该吹出的空气从电池组10的通气口 18流入电池组10的内部。
[0041]另外，充电装置20设有具备用于将该充电装置20的动作状态、电池组10的充电状态等显示给外部的、三个LED的显示部28。
[0042]对于这样构成的充电装置20，若安装电池组10，则经由充电侧安装部27以及电池侧安装部17，电池组10的电池侧端16与充电装置20的充电侧端26电连接。
[0043]更为详细而言，电池组10的电池侧正极端子11与充电装置20的充电侧正极端子21连接，电池组10的电池侧负极端子12与充电装置20的充电侧负极端子22连接。另外，构成电池组10的电池侧信号端子组13的各端子41、42、43分别与构成充电装置20的充电侧信号端子组23的各端子61、62、63连接(参照图2)。由此，成为能够从充电装置20向电池组10内的电池30充电的状态。
[0044]2.电池组10的电构成
[0045]接下来，利用图2对图1所示的电池组10的电路构成进行说明。如图2所示，电池组10具备电池30、进行电池30的状态监视、充放电控制的电池控制微型计算机31、和用于检测电池30的温度(以下称为“电池温度”)的热敏电阻32。
[0046]电池30由多个(在本实施方式中为四个)电池单元1、2、3、4以串联的方式连接而构成。电池30的正极与电池侧正极端子11连接，电池30的负极与电池侧负极端子12连接。在本实施方式中，各电池单元1、2、3、4均为锂离子二次电池，但这终归是一个例子，也可以是其他种类的二次电池。
[0047]热敏电阻32设置于电池30的附近，检测电池温度并将该检测信号输出至电池控制微型计算机31。为了检测电池温度而使用热敏电阻32终归是一个例子，也可以通过其他的传感器或者检测方法来检测电池温度。这也与后述的充电装置20的热敏电阻52相同。
[0048]电池控制微型计算机31是以CPU31a、存储器31b等为中心而构成的微型计算机。更为详细而言，存储器31b由ROM、RAM、闪存等各种存储设备构成。[0049]若安装于充电装置20并由充电装置供给控制电压Vcc，则电池控制微型计算机31利用该控制电压Vcc动作，并根据存储于存储器31b的各种程序来执行各种控制。存储器31b中除了各种程序之外，还存储有在充电装置20中使用的冷却系数α。
[0050]这里，对冷却系数α进行说明。将某一值的电池温度的电池自然冷却或者利用风扇等的强制冷却的情况下的、冷却时间与电池温度的关系一般地为图3所示的特性(电池冷却特性)，实验已经证实。图3是对冷却性能(冷却的难易)不同的四种电池分别表示其冷却特性的图。对于相同的冷却时间越是温度降低较大的电池冷却性能越高，对于相同的冷却时间越是温度降低较小的电池冷却性能越低。
[0051]图3所示的电池冷却特性能够以下式(I)来近似。
[0052]T (t) = Ts + (T (O) —Ts)*EXP (― a *t)…(I)
[0053]此外，在式(I)中，t是 从冷却开始的经过时间(秒)，T (t)是从冷却开始经过t(秒)后的电池温度，T (O)是冷却开始时的初始的电池温度，Ts是电池组10的周围的温度(进而是电池30的周围的温度)即环境温度，α是冷却系数。
[0054]冷却系数α是表示电池的冷却的难易(冷却性能)的信息，在本实施方式中，具有数值越大冷却性能越高(容易冷却)，数值越小冷却性能越低(不易冷却)这样的性质。
[0055]冷却系数α是电池所固有的，即使在本实施方式的电池组10中，电池30固有的冷却系数α存储于存储器31b。电池30的冷却系数α由例如电池30的容积、电池组10内的空间的容积、电池组10的壳体(外壳)的比热、构成电池30的各电池单元1、2、3、4的比热、通过充电装置20的风扇53而流入电池组10内的空气的在电池组10内的流量、流速等电池组10的各种特定、形式、条件等来确定。
[0056]例如各电池单元1、2、3、4的比热与冷却系数α的关系如图4 (a)所示，比热越大冷却性能越低。相反，例如相对于电池组10内的空间的容积，其空间的容积越大冷却性能越闻。
[0057]冷却系数α可以在理论上求出，也可以通过实验求出。在通过实验求出的情况下，例如，能够在将环境温度以及电池温度分别设为规定的温度后使风扇53动作，测量此时的电池温度的变化，通过使用了该测量结果的指定的运算来求出。
[0058]图4 (b)中示出在相同的大小、形状的电池组内收容了四种不同的电池Α、B、C、D的情况下的各电池的冷却系数α的运算结果的一个例子。其中，收容电池D的电池组未形成通气口。换句话说，收容电池D的电池组不具备利用来自充电装置的吹风的冷却机构。未设有冷却机构的电池D的冷却性能与其他的各电池A、B、C相比最低，其冷却系数α在本实施方式中为O。换句话说，冷却系数α为O意味着未设置冷却机构。
[0059]此外，若在上述式(I)中将冷却系数α设为0，则得到不管时间如何推移电池温度都不发生变化这样的运算结果，但在实际中，即使是未设有冷却机构的电池组，也由电池组表面自然冷却。换句话说，实际上不存在冷却系数α为O。但是在本实施方式中，为了容易运算，将不具备冷却机构的电池组的冷却系数α设为O。
[0060]如图4 (b)所示，冷却性能越高冷却系数α也越大，从而在相同的冷却条件下最早进入冷却。对于本实施方式的电池30的冷却系数α，也通过理论性的或者实验性的预先运算，并存储于存储器31b。
[0061]在电池控制微型计算机31执行的各种处理中，具有根据来自充电装置20的要求，将基于来自热敏电阻32的检测信号而运算(检测)出的电池温度、存储于存储器31b的冷却系数α发送给充电装置20的处理。冷却系数α的发送经由电池侧共用信号端子42来进行，电池温度的发送经由电池温度输出端子43来进行。
[0062]3.充电装置20的电构成
[0063]接下来，利用图2对图1所示的充电装置20的电路构成进行说明。如图2所示，充电装置20具备电源电路50、充电控制微型计算机51、热敏电阻52、风扇53、和电压检测电路54。
[0064]电源电路50根据外部电源(在本例中是AC100V电源)生成多种直流电压并输出。更为详细而言，电源电路50生成电池30的充电用的充电电压、成为充电控制微型计算机51等的动作用电源的控制电压Vcc、和成为风扇53的动作用电源的风扇驱动电压VccL
[0065]由电源电路50生成的充电电压经由充电侧正极端子21以及充电侧负极端子22输出至电池组10内的电池30。在充电装置20安装有电池组10的情况下，控制电压Vcc经由控制电压输出端子61也被供给至电池组10的电池控制微型计算机31。
[0066]电压检测电路54检测电池30的充电电压并输出至充电控制微型计算机51。热敏电阻52设置于充电装置20的壳体内部的、与外部的环境温度的温度差较小的指定的部位，来检测该壳体内部的温度。由热敏电阻52检测出的温度是直接的壳体内部的温度，由于与环境温度的差较小，所以被充电控制微型计算机51作为环境温度来使用。如上所述，风扇53在安装有电池组10并进行电池30的充电时动作，来进行用于冷却充电中或者充电后的电池30的吹风。
[0067]充电控制微型计算机51是以CPU51a、存储器51b、计时器51c等为中心而构成的微型计算机。更为详细而言，存储器51b由R0M、RAM、闪存等各种存储设备构成。计时器51c可以是软件计时器也可以是硬件计时器。
[0068]若从电源电路50供给控制电压Vcc，则充电控制微型计算机51通过该控制电压Vcc动作，并根据存储于存储器51b的各种程序来执行各种控制。存储器51b中除了各种程序之外，还存储有后述的风扇停止目标温度Tf。
[0069]充电控制微型计算机51基于与由电压检测电路54检测出的充电电压、从电池组10发送出的电池30的充电状态等相关的各种信息，并通过控制电源电路50的动作，来控制电池30的充电。
[0070]另外，充电控制微型计算机51基于由热敏电阻52检测出的温度(环境温度)、从电池组10发送出的冷却系数α以及电池温度，来控制风扇53的动作。
[0071]充电控制微型计算机51在对电池组10请求与冷却系数α、电池温度、充电状态等相关的各种信息等时，经由充电侧共用信号端子62发送请求数据。另外，充电控制微型计算机51经由充电侧共用信号端子62 (其中电池温度经由电池温度输入端子63)获取与针对电池组10的上述请求相对应的来自电池组10的响应数据。
[0072]4.由充电控制微型计算机51进行的风扇53的控制的概要
[0073]对由充电控制微型计算机51进行的风扇53的控制内容进行更为具体的说明。若电池组10安装于充电装置20并开始电池30的充电，则充电控制微型计算机51使风扇53开始动作(旋转)。
[0074]充电控制微型计算机51在电池30的充电中，从电池组10获取电池温度并监视电池温度，只要电池温度或者其变化率(温度梯度)满足指定的冷却执行条件，就继续使风扇53动作。
[0075]在电池30的充电结束后也同样，只要满足指定的冷却执行条件，充电控制微型计算机51就继续使风扇53动作。在本实施方式中，充电结束后的冷却执行条件是电池温度为指定的高温判定阈值以上的高温状态且电池温度的温度梯度(变化率)为负(换句话说电池温度降低)并且是指定的变化率负阈值“一 a”以下的状态，或者电池温度是上述高温状态且电池温度的温度梯度为正(换句话说电池温度上升)并且从充电结束开始未经过指定时间。此外，充电中的冷却执行条件可以与上述的充电结束后的冷却执行条件相同，也可以不同。
[0076]在充电结束后，充电控制微型计算机51在满足上述冷却执行条件的任意一方的情况下使风扇53动作，在双方都不满足的情况下使风扇53停止。
[0077]但是，在充电结束后，例如即使上述冷却执行条件成立，若从充电结束开始经过了最大冷却时间Tm则充电控制微型计算机51也使风扇53停止。这是因为虽然成为可以停止由风扇53进行的冷却的状态，但由于各种环境因素等冷却执行条件继续成立，从而风扇53有可能继续旋转。
[0078]在本实施方式中，最大冷却时间Tm是充电控制微型计算机51基于从安装于充电装置20的电池组10获取的冷却系数α并通过运算而设定的。换句话说，根据安装于充电装置20的电池组10内的电池30的冷却性能来动态运算-设定最大冷却时间Tm。
[0079]充电控制微型计算机51的最大冷却温度Tm的计算方法如下。即，充电控制微型计算机51在充电结束时，从存储器51b读出风扇停止目标温度Tf，从电池组10获取冷却系数α以及电池温度，并利用充电装置20内的热敏电阻52检测出环境温度。风扇停止目标温度Tf在能够判断为即使停止风扇53的冷却也没有问题的范围内被预先确定，并存储于存储器51b。
[0080]充电控制微型计算机51利用这些风扇停止目标温度Tf、冷却系数α、电池温度以及环境温度，来运算最大冷却时间Tm。即，在充电结束后，推断经过多长时间电池温度降低至风扇停止目标温度Tf，并将该推断出的时间设为最大冷却时间Tm。
[0081 ] 更具体而言，在本实施方式中，利用上述式(I)来运算最大冷却时间Tm。即，在上述式(I)中，将左边的电池温度T (t)设为风扇停止目标温度Tf，将右边第一项以及右边第二项中的环境温度Ts设为上述检测出的充电结束时的环境温度，将右边第二项中的初始的电池温度T (O)设为上述获取的充电结束时的电池温度，将右边第二项中的α设为上述获取的冷却系数α，将该式(I)对时间t求解。因此，将时间t作为从充电结束开始到电池温度达到风扇停止目标温度Tf所需要时间的推断值来计算。
[0082]充电控制微型计算机51将如上述那样计算出的时间t设定为最大冷却时间Tm。充电控制微型计算机51在充电结束后，利用计时器51c对充电结束后的经过时间进行计时，例如即使满足冷却执行条件在从充电结束开始经过了最大冷却时间Tm的情况下也使风扇53停止。
[0083]5.充电-风扇控制处理的说明
[0084]利用图5对为了上述的电池30的充电以及冷却充电装置20的充电控制微型计算机51所执行的充电-风扇控制处理进行说明。若电池组10安装于充电装置20，则充电控制微型计算机51的CPU51a从存储器51b读出图5的充电-风扇控制处理的程序并以指定周期反复执行。
[0085]若充电控制微型计算机51的CPU51a开始图5的充电-风扇控制处理，则在SlO开始电池30的充电以及风扇53的动作，若指定的充电结束条件成立则在S20结束充电。此夕卜，实际上，在SlO?S20中，根据电池30的各种状态来控制电源电路50，或者在不满足冷却执行条件的情况(成为了无需冷却的状态的情况)下进行使风扇53停止等的各种控制，但在充电中的这些控制不是本发明的本质，所以省略详细说明。
[0086]若充电结束而进入S110，则CPU51a从电池组10获取冷却系数α。在S120中，基于获取的冷却系数α，来判断电池组10是否具有冷却机构。如上所述，在本实施方式中冷却系数α为O的情况作为没有冷却机构来处理。因此，在冷却系数α为O的情况下，判断为没有冷却机构而进入S280，使风扇53停止，从而结束该充电-风扇控制处理。在冷却系数α是比O大的值的情况下，判断为具有冷却机构而进入S130。
[0087]在S130中，判断能否检测出环境温度。该判断能够利用各种方法来进行，但在本实施方式中，从充电装置20内的热敏电阻52输入检测信号并且在该检测信号所示的环境温度不是异常的值的情况下判断为能够检测出环境温度。
[0088]在S130中判断为能够检测出环境温度的情况下，在S140，基于从热敏电阻52输入的检测信号来检测环境温度。在S130中判断为不能够检测出环境温度的情况下，在S150，将环境温度设定为预先设定的任意的值。
[0089]在S160中，判断能否从电池组10获取电池温度。该判断也能够利用各种方法来进行，但在本实施方式中，经由充电侧共用信号端子62向电池组10请求电池温度，在相对于该请求从电池组10经由电池温度输入端子63接收到了电池温度的数据的情况下判断为能够获取电池温度。
[0090]在S160中判断为不能够获取电池温度的情况下，在S200中，将电池温度设定为预先设定的任意的值。此外，在不能够检测出环境温度的情况下在S150中设定的任意的环境温度，以及在从电池组10不能够获取电池温度的情况下在S200中设定的任意的电池温度能够适当地确定。在本实施方式中，作为上述各温度，分别设定有在通过实验求出冷却系数α的情况下所使用的规定的温度。
[0091]在S210中，使用在SllO中获取的冷却系数α、在S140中检测出或者在S150中设定的环境温度、在S200中设定的电池温度、以及预先存储于存储器51b的风扇停止目标温度Tf,通过上述的运算方法,来计算最大冷却时间Tm。
[0092]在S220中，将计时器51c的超时时间设定为在S210中计算出的最大冷却时间Tm，并开始计时器51c的计时动作。在计时器51c的动作开始后，在S230中，判断是否超时，即从计时器51c动作开始(从充电结束时开始)是否经过了最大冷却时间Tm。直到超时为止反复S230的处理，若超时了则进入S280使风扇53停止。
[0093]在S160中判断为能够获取电池温度的情况下，在S170中，获取从电池组10接收到的电池温度。在S180中，使用在SllO中获取的冷却系数α、在S140中检测出或者在S150中设定的环境温度、在S170中设定的电池温度、以及预先存储于存储器51b的风扇停止目标温度Tf，通过上述的运算方法，来计算最大冷却时间Tm。在S190中，与S220相同，将计时器51c的超时时间设定为在S180中计算出的最大冷却时间Tm，并开始计时器51c的计时动作。
[0094]在计时器51c的计时开始后，在S240中，从电池组10获取电池温度。在S250中，计算获取的电池温度的微分值(温度梯度)。考虑各种微分值的计算方法，例如，能够基于在上一次S240中获取的电池温度与在这次S240中获取的电池温度的差分来计算。
[0095]在S260中，以与S230相同的方式来判断是否超时，在超时了的情况下进入S280使风扇53停止。在S260仍未超时的情况下，在S270中，判断S240中获取的电池温度是否是上述的高温判定阈值以上的高温状态。在电池温度不是高温状态的情况下，无需风扇53的冷却，所以在S280中使风扇53停止。
[0096]在S270中，在判断为电池温度是高温状态的情况下，在S290中，判断在S250中计算出的温度梯度是否为负。在温度梯度为负的情况下，进一步在S310中，判断温度梯度是否比上述的变化率负阈值“一 a”大。
[0097]在S310中，温度梯度是变化率负阈值“一 a”以下的情况下，需要继续降低电池温度而仍持续冷却，所以在S320中使风扇53动作并返回S240。此外，在S320中，在风扇53停止的情况下重新开始动作，在风扇53已经动作的情况下持续其动作状态。
[0098]在S310中，判断为温度梯度比变化率负阈值“一a”大的情况下，电池温度不断降低且该温度梯度变缓，风扇53的冷却的必要性降低。因此在该情况下，在S280中使风扇53停止。
[0099]在S290中，判断为温度梯度不为负(换句话说O以上)的情况下，电池温度维持恒定或者上升。该情况下，在S300中，判断从充电结束开始是否经过了指定时间，在仍未经过指定时间的情况下在S320中使风扇53动作(重新开始或者持续)并返回S240，在经过了指定时间的情况下在S280中使风扇53停止。
[0100]此外，在S300中判断经过指定时间不是必须的，也可以在S290中判断出温度梯度是O以上的情况下立即使风扇53停止。另外，S300的经过指定时间的判断也可以不以从充电结束时开始的经过时间为对象，而是以在S290中判断为温度梯度是O以上的状态的持续时间为对象。另外，S290的判断并不限于是否比O小的判断，也可以将比O大的指定的正值设定为判断基准值并判断是否比该判断基准值小。
[0101]6.实施方式的效果等
[0102]根据以上说明的本实施方式的充电装置20，基于表示电池30的冷却性能的冷却系数α来设定适当的最大冷却时间Tm，所以能够抑制对电池30进行不必要的风扇53的冷却，能够减少充电装置20的电力消耗。
[0103]另外，充电装置20除了使用冷却系数α之外，还使用充电结束时的电池温度以及环境温度来运算最大冷却时间Tm。这样通过考虑充电结束时的电池温度与环境温度，能够高精度地求出在充电结束后使风扇53动作最大多长时间能够使电池30冷却到所希望的温度等级(即最大冷却时间Tm)。
[0104]另外，充电装置20为了使风扇53停止基于电池温度的目标值(风扇停止目标温度Tf)，来推断充电结束后到电池温度达到该目标值的时间，并将该推断出的时间设定为最大冷却时间Tm。因此，能够抑制即使电池温度低于风扇停止目标温度Tf风扇53还继续动作，能够更加有效地减少电力消耗。
[0105]另外，电池组10存储有内置的电池30的冷却系数α，充电装置20从电池组10获取电池30的冷却系数α。这样，通过从电池组获取冷却对象的电池的冷却系数α，能够可靠并且容易地获取充电对象的电池的冷却系数α。
[0106]另外，充电装置20在充电结束后，判断安装着的电池组10是否具有冷却机构，在没有冷却机构的情况下使风扇53停止(参照S120等)。因此，能够抑制风扇53的不必要的动作，相应地，能够减少充电装置20的电力消耗。
[0107]另外，充电装置20在充电结束后，在电池温度的温度梯度为负并且比变化率负阈值“一 a”大的情况下，即使未超时也使风扇53停止(参照S310等)。因此，能够适当地冷却电池30并且有效地减少电力消耗。
[0108]另外，充电装置20在充电结束后，在电池温度的温度梯度是O以上并从充电结束开始经过指定时间的情况下，即使未超时也使风扇53停止(参照S300等)。因此，能够防止电池30的温度上升并且有效地减少电力消耗。
[0109]此外，在本实施方式中，电源电路50相当于本发明的充电部的一个例子，充电控制微型计算机51相当于本发明的控制部、冷却性能信息获取部、设定部、电池温度获取部、环境温度获取部、冷却机构判断部的一个例子，风扇停止目标温度Tf相当于本发明的规定温度的一个例子，作为S300的判断基准值的“O”相当于本发明的变化率正阈值的一个例子。
[0110]另外，在图5的充电-风扇控制处理中，SllO的处理相当于本发明的冷却性能信息获取部所执行的处理的一个例子，S120的处理相当于本发明的冷却机构判断部所执行的处理的一个例子，S170以及S200的处理相当于本发明的电池温度获取部所执行的处理的一个例子，S140以及S150的处理相当于本发明的环境温度获取部所执行的处理的一个例子，S180以及S210的处理相当于本发明的设定部所执行的处理的一个例子，从S230以及S260进入S280的一系列的处理相当于本发明的控制部所执行的处理的一个例子，S250的处理相当于本发明的变化率运算部所执行的处理的一个例子。
[0111][第二实施方式]
[0112]作为第二实施方式，对最大冷却时间Tm的其它的计算方法进行说明。在第一实施方式中，利用式(I)来推断充电结束后经过多长时间电池温度降低到风扇停止目标温度Tf,并将该推断出的时间设定为最大冷却时间Tm。
[0113]与此相对，在本实施方式中，不是风扇停止目标温度Tf而是将风扇停止目标变化率Dt (O以下的值)预先存储于充电装置20的存储器51b。充电控制微型计算机51使用该风扇停止目标变化率Dt，来推断充电结束后经过多长时间电池温度的变化率达到该风扇停止目标变化率Dt以上(换句话说减少趋势变得缓慢)。而且，将该推断出的时间设定为最大冷却时间Tm。
[0114]最大冷却时间Tm的推断运算基本上利用上述式(I)。若利用t对上述式(I)的两边进行微分，则得到下式(2)。
[0115]dT (t) / dt=— α* (T (O) — Ts) *ΕΧΡ (― a *t)...(2)
[0116]将左边的dT (t) / dt作为风扇停止目标变化率Dt，并将上述式(2)对t求解。因此,将时间t作为从充电结束开始到电池温度的变化率成为风扇停止目标变化率Dt所需要时间的推断值来计算。
[0117]充电控制微型计算机51将如上述那样计算出的时间t设定为最大冷却时间Tm。在设定了最大冷却时间Tm后，与第一实施方式完全相同,将该设定的最大冷却时间Tm设定为超时时间(图5的S190或者S220)。此外，风扇停止目标变化率Dt相当于本发明的规定变化率的一个例子。
[0118]这样，在本实施方式中，将到电池温度的变化率成为风扇停止目标变化率Dt以上的推断时间作为最大冷却时间Tm来计算-设定。因此，能够抑制即使电池温度的变化率超过风扇停止目标变化率Dt风扇53还继续动作，能够更加有效地减少电力消耗。
[0119][第三实施方式]
[0120]作为第三实施方式，对最大冷却时间Tm的其它的计算方法进行说明。在上述式
(I)中，若将EXP (- a*t)设为常量(温度衰减常量)β，则上述式(I)能够变形为下式(3)。
[0121]β = {Τ (t) - Ts} / {T (O) - Ts)…(3)
[0122]在式(3 )中，与第一实施方式相同若将T (t)设为风扇停止目标温度Tf，则在充电结束时根据式(3)容易地求出温度衰减常量β。因此，本实施方式的充电控制微型计算机51在充电结束时，利用式(3)来计算温度衰减常量β。
[0123]另一方面，电池组10的存储器31b中存储有以恒定的时间间隔(例如I分钟间隔)对最大冷却时间Tm与温度衰减常量β的对应关系进行矩阵化的温度衰减常量矩阵。图6示出温度衰减常量矩阵的 个例子。图6是集中表示了不同的四种电池Α、B、C、D的温度衰减常量矩阵的图。因此，例如若电池组10的电池30是图6中的电池Α，则电池组10的存储器31b中存储有图6中的、最大冷却时间Tm与电池A的温度衰减常量β相对应的温度衰减常量矩阵。此外，在图6中，电池D未设定温度衰减常量矩阵，这就意味着电池D未设有冷却机构。
[0124]在图6的温度衰减常量矩阵中，表示为例如对于电池A来说，例如若温度衰减常量β为0.5488以上则最大冷却时间Tm是I分钟是适当的，例如若温度衰减常量β是0.3012以上小于0.5488则最大冷却时间Tm是2分钟是适当的。换句话说，温度衰减常量β越小最大冷却时间Tm设定为越长的时间。
[0125]电池组10的存储器31b中预先存储有图6的例如与电池A相对应的温度衰减常量矩阵。因此，在充电装置20的充电控制微型计算机51计算最大冷却时间Tm时，利用上述式(3)来计算温度衰减常量β，并且从电池组10获取温度衰减常量矩阵。而且，利用该获取的温度衰减常量矩阵，计算(选择)与利用式(3)计算出的温度衰减常量β相对应的最大冷却时间Tm。例如，若利用式(3)计算出的温度衰减常量β为0.1，则该情况下的最大冷却时间Tm若参照温度衰减常量矩阵，则为4分钟(0.0907≤β < 0.1653)。
[0126]这样，通过将上述式(I)中的EXP (- a*t)设为常量β，以某一恒定的时间间隔将最大冷却时间Tm与β的对应关系作成矩阵来准备，能够不用在充电控制微型计算机51中进行指数函数的运算，而更加简单地计算出适当的最大冷却时间Tm。
[0127][其他实施方式]
[0128](I)第一，在第二实施方式中说明的冷却系数a、在第三实施方式中说明的温度衰减常量矩阵是电池固有的信息，所以在上述各实施方式中，是存储在电池组10内从而充电装置20根据需要从电池组10获取的构成。
[0129]但是，不是必须从电池组10获取这些电池固有的信息，充电装置20也可以利用其他的方法来获取。例如，也可以是充电装置20的存储器51b中预先存储有各种电池的固有信息，若安装了电池组则从电池组获取电池的信息，并使用与该电池的信息对应的固有信
肩、O
[0130]该情况下，假设与从电池组获取的电池的信息对应的固有信息未存储于充电装置20的存储器51b的情况下，充电装置20也可以以与上述实施方式相同的方式向电池组请求固有信息，并获取。
[0131](2)在上述实施方式中，在充电结束时基于充电装置20内的热敏电阻52的检测信号来检测环境温度，也可以考虑其他的环境温度的检测方法、检测时机。
[0132]例如，也可以在充电装置20的壳体外部安装热敏电阻，基于来自该热敏电阻的检测信号来检测(测量)环境温度。
[0133]另外例如，也可以在充电装置20的电源接通时利用热敏电阻来检测充电装置20内的温度，并将该检测温度作为环境温度来使用。另外例如，在未进行恒定时间充电的情况下，在此期间的适当的时机利用热敏电阻来检测充电装置20内的温度，并将该检测温度作为环境温度来使用。又例如，也可以附加特定的条件(例如根据上述式(I)推断运算)来推断环境温度。
[0134](3)在上述实施方式中，在电池组不具备冷却机构的情况下在充电结束后使风扇停止，但在不具备冷却机构的情况下也可以从充电开始时不使风扇动作。或者，也可以在充电中使风扇动作，但与具备冷却机构的电池组相比减少其动作频率、动作时间等。
[0135](4)充电装置中的风扇的控制并不限于微型计算机的控制，也可以通过其他的控制单元(例如具有控制功能的IC等)来进行。
【权利要求】
1.一种充电装置，其特征在于，具备: 充电部，其向二次电池供给电力从而对所述二次电池进行充电； 风扇，其为了冷却所述二次电池而向所述二次电池进行吹风； 控制部，其在利用所述充电部的开始充电后，在预先决定的冷却执行条件成立的情况下使所述风扇动作，在利用所述充电部对所述二次电池充电结束后，在从所述充电结束起经过了利用指定的最大冷却时间的情况下，即使所述冷却执行条件成立也使所述风扇停止; 冷却性能信息获取部，其针对作为所述充电部的充电对象的所述二次电池，获取表示该二次电池的冷却的难易的冷却性能信息；以及 设定部，其基于所述冷却性能信息获取部获取的所述冷却性能信息来设定所述最大冷却时间。
2.根据权利要求1所述的充电装置，其特征在于， 该充电装置具备: 电池温度获取部，其获取所述二次电池的温度即电池温度；和 环境温度获取部，其获取所述二次电池的周围的温度即环境温度， 所述设定部在对所述二次电池充电结束后，基于所述电池温度获取部获取的所述电池温度以及所述环境温度获取部获取的所述环境温度来设定所述最大冷却时间。
3.根据权利要求2所述的充电装置，其特征在于， 所述设定部基于所述规定温度来设定所述最大冷却时间，以便在所述电池温度成为指定的规定温度以下时停止所述风扇。
4.根据权利要求2所述的充电装置，其特征在于， 所述设定部基于所述规定变化率来设定所述最大冷却时间，以便在所述电池温度的变化率成为O以下的指定的规定变化率以上时停止所述风扇，
5.根据权利要求1~4中的任意一项所述的充电装置，其特征在于， 所述二次电池设置有存储该二次电池的所述冷却性能信息的存储部， 所述冷却性能信息获取部从所述存储部获取所述冷却性能信息。
6.根据权利要求1~5中的任意一项所述的充电装置，其特征在于， 该充电装置具备冷却机构判断部，所述冷却机构判断部判断所述二次电池是否设置有用于接收来自所述风扇的吹风从而使该二次电池冷却的冷却机构， 所述控制部在通过所述冷却机构判断部判断出所述二次电池未设置有所述冷却机构的情况下，至少在所述二次电池的充电结束后不使所述风扇动作。
7.根据权利要求1~6中的任意一项所述的充电装置，其特征在于， 该充电装置具备变化率运算部，所述变化率运算部运算所述二次电池的温度的变化率， 所述控制部在所述充电结束后由所述变化率运算部运算出的所述变化率成为负值的情况下，并在该变化率成为比O小的指定的变化率负阈值以上的情况下，即使是从所述充电结束起经过所述最大冷却时间之前也使所述风扇停止。
8.根据权利要求1~7中的任意一项所述的充电装置，其特征在于， 该充电装置具备变化率运算部，所述变化率运算部运算所述二次电池的温度的变化率，所述控制部在由所述变化率运算部运算出的所述变化率成为O以上的指定的变化率正阈值以上的情况下，即使是从所述充电结束起经过所述最大冷却时间之前也使所述风扇停止。
【文档编号】H02J7/04GK103928972SQ201310743859
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2013年12月30日 优先权日:2013年1月16日
【发明者】石川义博 申请人:株式会社牧田