JP2015029388A - 充電装置、及び、充電システム - Google Patents

Abstract

【課題】 二次電池の過充電を防止しつつ、充電を繰り返しても放電容量が低下しないように二次電池を充電する充電装置を提供する。【解決手段】二次電池の履歴に関する履歴情報を取得する情報取得手段と、前記履歴情報に基づいて充電条件を設定する設定手段と、前記充電条件に基づいて前記二次電池を充電する充電制御手段と、を有することを特徴とする充電装置。【選択図】図１

Description

本発明は、コードレス電動工具等の電源として用いられる二次電池を充電する充電装置に関する。

従来、コードレス電動工具用の二次電池としてリチウムイオン電池が用いられている。特許文献１に記載のリチウムイオン電池を充電する方法では、充電電圧値を設定し、リチウムイオン電池が充電電圧値に達したら、充電電流を低下するように充電を行っている。

特開２００８−１８７７９０号公報

ところで、リチウムイオン電池は、複数の電池セルを直列に接続している。電池セルが所定の電圧値以上の過充電になると当該電池セルは劣化してしまう。近年、リチウムイオン電池の高容量化が進んでいるが、高容量化したリチウムイオン電池ほど寿命が短い（早く劣化してしまい、過充電になってしまう）。

また、リチウムイオン電池の各電池セルは、充放電を繰り返すことでも劣化するが、劣化の度合いは、セル毎にばらついている。また、劣化が進んだ電池セルほど過充電にもなりやすい。

図１５は従来の電池の充電回数（サイクル数、横軸）と放電容量（縦軸）との関係を示したグラフである。サイクル数Ｃ１の充電において、初めて特定の１つの電池セルに過充電が検出されると、その時点で充電が停止する。ところが、このように特定の電池セルが劣化し（劣化度合いが大きい）、過充電が検出されても、電池セルの劣化にはばらつきがあるため、残りの電池セルは劣化度合いが小さいということが起こりうる。しかしながら、１つの電池セルが過充電になった時点で充電を止める必要があるため、劣化度合いが小さい電池セルがあったとしても、それらの電池セルにそれ以上の充電を行うことができない。そのため、サイクル数Ｃ１を境に二次電池全体の放電容量は著しく減少してしまうという問題があった。

かかる実情に鑑み、本発明は、二次電池の過充電を防止しつつ、充電を繰り返しても放電容量が低下しないように二次電池を充電する充電装置を提供しようとするものである。

本発明は、二次電池の履歴に関する履歴情報を取得する情報取得手段と、前記履歴情報に基づいて充電条件を設定する設定手段と、前記充電条件に基づいて前記二次電池を充電する充電制御手段と、を有することを特徴とする充電装置を提供する。

このような充電装置によれば、二次電池の劣化に応じて適切な二次電池の充電を行うことができる。これにより、二次電池のさらなる劣化を抑制することができる。

前記充電条件は、前記二次電池の充電目標電圧を含み、前記充電制御手段は、前記二次電池が前記充電目標電圧に達するように充電を行うことが好ましい。

前記二次電池は、複数のセルを有し、前記複数のセルのうち過充電状態になったことがあるセルが存在するか否かを示す過充電情報を前記履歴情報として保存する保存手段を有し、前記情報取得手段は前記二次電池から前記過充電情報を取得し、前記設定手段は、前記過充電情報に基づいて過充電状態になったことがあるセルが存在しないと判断した場合には、前記充電目標電圧を第１の電圧に設定し、前記過充電情報に基づいて過充電になったことがあるセルが存在すると判断した場合には、前記充電目標電圧を第１の電圧より低い第２の電圧に設定することが好ましい。

前記二次電池は、複数のセルを有し、前記複数のセルのうち過充電状態になったことがあるセルの数を示す過充電セル数情報を前記履歴情報として保存する保存手段を有し、前記情報取得手段は前記二次電池から前記過充電セル数情報を取得し、前記設定手段は、前記過充電セル数情報に基づいて過充電状態になったことがあるセルの数が第１の数未満であると判断した場合には、前記充電目標電圧を第１の電圧に設定し、前記過充電セル数情報に基づいて過充電状態になったことがあるセルの数が第１の数以上かつ第２の数未満であったと判断した場合には、前記充電目標電圧を前記第１の電圧より低い第２の電圧に設定し、前記過充電セル数情報に基づいて過充電状態になったことがあるセルの数が前記第２の数以上であったと判断した場合には、前記充電目標電圧を前記第２の電圧より低い第３の電圧に設定することが好ましい。

前記充電条件は、前記二次電池が目標電圧に達するまでに前記二次電池に供給する電流の電流値を含み、前記充電制御手段は、前記二次電池が前記充電目標電圧に達するまで前記電流値で充電することが好ましい。

前記二次電池は、複数のセルを有し、前記複数のセルのうち過充電状態になったことがあるセルが存在するか否かを示す過充電情報を前記履歴情報として保存する保存手段を有し、前記情報取得手段は前記二次電池から前記過充電情報を取得し、前記設定手段は、前記過充電情報に基づき過充電状態になったことがあるセルが存在しないと判断した場合には、前記電流値を第１の電流値に設定し、前記過充電情報に基づき過充電状態になったことがあるセルが存在すると判断した場合には、前記電流値を第１の電流値より低い第２の電流値に設定することが好ましい。

記二次電池は、複数のセルを有し、前記複数のセルのうち過充電状態になったことがあるセルの数を示す過充電セル数情報を前記履歴情報として保存する保存手段を有し、前記情報取得手段は前記過充電セル数情報を取得し、前記設定手段は、前記過充電セル数情報に基づき過充電状態になったことがあるセルの数が第１の数未満であると判断した場合には、前記電流値を第１の電流値に設定し、前記過充電セル数情報に基づき過充電状態になったことがあるセルの数が第１の数以上かつ第２の数未満であったと判断した場合には、前記電流値を前記第１の電流値より低い第２の電流値に設定し、前記過充電セル数情報に基づき過充電状態になったことがあるセルの数が前記第２の数以上であったと判断した場合には、前記電流値を前記第２の電流値より低い第３の電流値に設定することが好ましい。

前記二次電池は、複数のセルを有し、前記複数のセルの少なくとも１つのセルが過放電状態になった回数を否かを示す過放電回数を前記履歴情報として保存する保存手段を有し、前記情報取得手段は前記二次電池から前記過放電情報を取得し、前記設定手段は、前記放電情報に基づいて過放電回数が所定値未満であれば、前記充電目標電圧を第１の電圧に設定し、前記過放電回数が所定値以上であれば、前記充電目標電圧を第１の電圧より低い第２の電圧に設定することが好ましい。

また、本発明は、電池セルを有する電池パックを充電する充電装置であって、前記電池パックの履歴に関する履歴情報を取得する情報取得手段と、前記履歴情報に基づいて充電条件を設定する設定手段と、前記充電条件に基づいて前記二次電池を充電する充電制御手段と、を有し、前記充電制御手段は、前記履歴情報に基づいて前記電池パックが過去に一回でも過充電となったことがある場合には過充電となっていない場合より低い充電電圧で充電することを特徴とする充電装置を提供する。

定電流・定電圧制御により充電し、前記充電電圧は、定電圧制御区間における定電圧値であることが好ましい。

また、本発明は、電池セルを有する電池パックを充電する充電装置であって、前記電池パックの履歴に関する履歴情報を取得する情報取得手段と、前記履歴情報に基づいて充電条件を設定する設定手段と、前記充電条件に基づいて前記二次電池を充電する充電制御手段と、を有し、前記充電制御手段は、前記履歴情報に基づいて前記電池パックが過去に一回でも過充電となったことがある場合には過充電となっていない場合より低い充電電流で充電することを特徴とする充電装置を提供する。

定電流・定電圧制御により充電し、前記充電電流は、定電流制御区間における電流値であることが好ましい。

また、本発明は、電池セルを有する電池パックと、前記電池パックを充電する充電装置と、からなる充電システムであって、前記電池パックは、前記電池セルが過充電になったことを記憶する記憶手段を有し、前記充電装置は、前記記憶手段から前記電池パックの履歴に関する履歴情報を取得する情報取得手段と、前記履歴情報に基づいて充電条件を設定する設定手段と、前記充電条件に基づいて前記二次電池を充電する充電制御手段と、を有し、前記設定手段は、前記履歴情報に基づいて前記電池パックが過去に一回でも過充電となったことがある場合には過充電となっていない場合よりも充電電圧及び充電電流の少なくとも一方を低い値に設定することを特徴とする充電装置を提供する。

本発明の充電装置によれば、二次電池の劣化に応じて適切な二次電池の充電を行うことができる。これにより、二次電池のさらなる劣化を抑制することができる。

第１の実施の形態の充電装置の回路図。 第１の実施の形態の電池セル充電電圧と充電電流との関係を示したテーブル。 第１の実施の形態の充電処理を示すフローチャート。 第１の実施の形態における、充電時の電池セルの電圧値と時間の関係、および、充電電流と時間の関係を示したグラフ。 第１の実施の形態における、充電時の電池セルの電圧値と時間の関係、および、充電電流と時間の関係を示したグラフ。 第１の実施の形態における、充電時の電池セルの電圧値と時間の関係、および、充電電流と時間の関係を示したグラフ。 第１の実施の形態における、充電時に過充電を検出した場合の、電池セルの電圧値と時間の関係、および、充電電流と時間の関係を示したグラフ。 第１の実施の形態における充電処理を繰り返した場合の電池パックの放電容量の推移を示したグラフ。 第１の実施の形態における電池パックと電動工具との回路図。 第１の実施の形態における電池セルが劣化していないときの放電時の時間と電圧との関係を示したグラフ。 第１の実施の形態における電池セルが劣化したときの放電時の時間と電圧との関係を示したグラフ。 第１の実施の形態における電池パックの放電時の処理を示したフローチャート。 第１の実施の形態における、電池セルのサイクル数と放電容量との関係を示したグラフ。 第２の実施の形態における充電処理を示すフローチャート。 従来の充電処理を繰り返した場合の電池パックの放電容量の推移を示したグラフ。

（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態にかかる充電装置１と、充電装置１に装着された電池パック２について添付図面を参照しながら説明する。図１は、充電装置１に電池パック２が装着された状態の回路図を示したものである。電池パック２は図示せぬコードレス工具の電源として用いられるものである。

最初に、充電対象の電池パック２について説明する。図１に示すように、電池パック２は、複数の電池セル２ａ（本実施の形態では、一例として１０セル）を直列に接続してなる電池組と、保護ＩＣ２ｂ、電源回路２ｃと、メモリ２ｅと、マイコン２ｄと、通信端子２ｆと、工具用端子２ｉと、シャント抵抗２ｇと、電流検出回路２ｈとを備えている。充電対象となる電池セル種別は、特に限定されるものではなく、任意の二次電池が対象となるが、本実施の形態では、リチウムイオン電池を内蔵した電池パック２を例として説明する。保護ＩＣ２ｂは、個々の電池セル２ａの電圧を監視し、その中の一つでも過充電や過放電により、通常状態ではない状態になることを防止するためのものであり、この場合に異常信号をマイコン２ｄに出力する。マイコン２ｄは、これらの信号を受け取った時に、充電装置１のマイコン５０に対して、充電を停止する指示を行う充電停止信号を通信端子２ｆを介して送出する。

電源回路２ｃは、複数の電池セル２ａの電圧を変圧して、その電力をマイコン２ｄに供給する。

メモリ２ｅは、複数の電池セル２ａのうち、過去に過充電状態になったことがあることを示す過充電情報や、過去に過充電状態になった過充電セル数を示す過充電セル数情報を記憶している。初期（劣化電池を充電していない状態）においては過充電情報はなく、過充電セル数は０であり、充電を繰り返すことによりいずれかのセルが過充電になった場合には、マイコン２ｄは過充電情報（過充電になったことを示す情報）を記憶、或いは過充電セル数を加算する。

また、メモリ２ｅは、電池セル２ａごとに当該電池セル２ａが過去に過放電状態になった過放電回数を示す過放電情報を記憶する。初期においては過放電回数は０であり、放電時にいずれかのセルが過放電になった場合には、マイコン２ｄは過放電回数を加算する。

尚、本発明の履歴情報は、充電、および、放電における電池セル２ａの状態に関する情報であり、本実施の形態では、過充電情報、または、過放電情報に対応する。

メモリ２ｅは、さらに、電池セル２ａの定格電圧、定格容量、直列に接続されている電池セル２ａの数を電池種情報として保存している。なお、これらの電池種情報はメモリ２ｅではなくマイコン２ｄに内蔵されているＲＯＭに記憶してもよい。

電流検出回路２ｈはシャント抵抗２ｇの電圧降下から電流値を検出し、その検出信号をマイコン２ｄへ入力する。

電池パック２は、充電装置１に設けられている充電用のプラス端子とマイナス端子とに対応した端子を有し、電池パック２を充電装置１に装着すると、これら対応する端子同士が接続される。

次に充電装置１について説明する。充電装置１は、電源部と、マイコン５０と、マイコン５０の入力ポートに接続された各種検出部と、マイコン５０の出力ポートに接続された被制御部等により構成されている。

電源部は、充電電力を供給するためのメイン電源と、マイコン５０等に駆動電圧を供給するための補助電源とからなる。メイン電源は、電池パック２を充電するための電源であって、第１整流平滑回路１０と、スイッチング回路２０と、第２整流平滑回路３０とにより構成されている。

第１整流平滑回路１０は、全波整流回路１１と平滑用コンデンサ１２から構成され、交流電源２０５から供給される交流電圧を全波整流回路１１で全波整流し、平滑用コンデンサ１２で平滑して直流電圧を出力する。交流電源２０５は、商用電源等の外部電源である。

スイッチング回路２０は、第１整流平滑回路１０の出力側に接続されており、高周波トランス２１と、ＭＯＳＦＥＴ２２と、ＰＷＭ制御ＩＣ２３とから構成されている。ＰＷＭ制御ＩＣ２３は、ＭＯＳＦＥＴ２２の駆動パルス幅を変え、当該駆動パルス幅に応じてＭＯＳＦＥＴ２２はスイッチングを行い、第１整流平滑回路１０からの直流出力をパルス列波形の電圧とする。パルス列波形の電圧は高周波トランス２１の一次側巻線に印加され、高周波トランス２１により昇圧(若しくは降圧)され第２整流平滑回路３０に出力される。

第２整流平滑回路３０は、ダイオード３１と、平滑コンデンサ３２と、放電用抵抗３３とから構成され、高周波トランス２１の２次側から得られる出力電圧を整流及び平滑して直流電圧を生成し、当該直流電圧を充電装置１のプラス端子とマイナス端子から出力するように構成されている。

補助電源４０は、第１整流平滑回路１０とスイッチング回路２０に接続されて給電され、マイコン５０や後述するオペアンプ６１，６５等の各種回路へ安定化した基準電圧Ｖｃｃを供給するための定電圧電源回路である。補助電源４０は、トランス４１ａ、４１ｂ、スイッチング素子４２、制御素子４３、整流ダイオード４４、３端子レギュレータ４６、発振防止用コンデンサ４５，４７、リセットＩＣ４８等から構成されている。なお、リセットＩＣ４８は、マイコン５０に対してリセット信号を出力し、マイコン５０をリセットするＩＣである。

整流平滑回路６は、補助電源４０とスイッチング回路２０等に接続され、ＰＷＭ制御ＩＣ２３の電源となる整流平滑回路であり、トランス４１ａの二次コイル６ａ、整流ダイオード６ｂ、平滑コンデンサ６ｃから構成される。

マイコン５０は、第１出力ポート５１ａと、第２出力ポート５１ｂと、Ａ／Ｄ入力ポート５２と、情報ポート５３と、リセットポート５４等から構成されている。このマイコン５０は、Ａ／Ｄ入力ポート５２に入力される各種信号を処理し、その結果に基づく各種信号を第１出力ポート５１ａと第２出力ポート５１ｂから各種被制御部等に出力して、充電装置１の動作を制御している。

第２出力ポート５１ｂは複数のポートを有し、その１つが充電電流設定回路７０に接続されている。

充電電流設定回路７０は、基準電圧Ｖｃｃとアース間に接続された抵抗７１、７２、７３、７４とから構成されており、充電電流を所定の電流値に設定するための回路である。抵抗７１と抵抗７２の接続点が充電電流制御回路６０を構成するオペアンプ６６の非反転入力端子に接続されている。また、抵抗７３、７４の一端が、出力ポート５１ｂの対応するポートに個別に接続されている。抵抗７３、７４の他端は、抵抗７１、７２の接続点に接続されている。

本実施の形態では、充電電流設定回路７０は、充電の際の設定電流として３種類の電流値Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３を選択的に設定している。ここで、Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３はＩ１＞Ｉ２＞Ｉ３の関係を満たしている。具体的には、出力ポート５１ｂのうち抵抗７３、７４にそれぞれ接続されるポートからは信号を出力せず、基準電圧Ｖｃｃを抵抗７１と抵抗７２とによって分圧した値が設定電流を電流値Ｉ１として設定する際の基準値となる。尚、本実施の形態では、充電電流値Ｉ１は一例として７．５Ａである。

また、第２出力ポート５１ｂのうち抵抗７３に接続されるポートがロー信号を出力し、第２出力ポート５１ｂのうち抵抗７４に接続されるポートが信号を出力しないことにより、抵抗７１と、及び、抵抗７２、７３の合成抵抗とにより基準電圧Ｖｃｃを分圧した値が設定電流を電流値Ｉ２として設定する際の基準値となる。充電電流Ｉ２は、充電電流Ｉ１より小さく、本実施の形態では、一例として５Ａである。

また、第２出力ポート５１ｂのうち抵抗７３に接続されるポートからは出力せず、抵抗７４に接続されるポートがロー信号を出力することにより、基準電圧Ｖｃｃを抵抗７１と、及び、抵抗７２、７４の合成抵抗とによって分圧した値が設定電流を電流値Ｉ３として設定する際の基準値となる。充電電流Ｉ３は、充電電流Ｉ２より小さく、本実施の形態では、一例として３．５Ａである。

尚、電流値Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３は、電池パック２の種類（定格電圧すなわちセル数、容量、セルの並列数等）によって異なる値が設定されてもよい。即ち、電池パック２の種類が異なれば、電流値Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３の組み合わせも異なるようにしてもよい。例えば、電池パック２の電池セル２ａの接続形態、具体的には、複数の電池セル２ａを直列接続した第１の接続形態と、複数の電池セル２ａを直列接続し、その直列接続したセル組を並列に接続した第２の接続形態と、電池セル２ａを並列に接続（２つの電池セルを並列に接続）し、そのセル組を複数直列に接続した第３の接続形態に応じて、電流値を変更してもよい。第２及び第３の接続形態の場合は第１の接続形態の電流値の２倍とする。この場合でも、電池パック２の種類（電池電圧、容量）を情報ポート５４で読み込み、その情報に応じて抵抗７３、７４に接続されるポートの出力を変更すればよい。

上述のように、充電電流制御回路６０は、充電電流設定回路７０に接続され、充電電流設定回路７０による設定に基づき充電電流を制御する。充電電流制御回路６０は、オペアンプ６１，６５と、抵抗６２，６３，６４，６６，６７と、ダイオード６８とから構成されている。尚、Ａ／Ｄ入力ポート５２は複数のポートを有し、その１つがオペアンプ６１の出力側に接続されている。

電流検出抵抗２０３は、第２整流平滑回路３０と充電電圧制御回路１００との間に接続され、電池パック２に流れる充電電流を検出する。

マイコン５０のＡ／Ｄ入力ポート５２は複数のポートを有し、それぞれが充電電流制御回路６０と、電池電圧検出回路９０とに接続されている。

電池電圧検出回路９０は、抵抗９１，９２から構成され、電池パック２が充電装置１に装着された状態において、電池組のプラス端子に接続される。電池パック２に供給する電圧、すなわち電池パック２の電圧は抵抗９１，９２によって分圧され、その値がマイコン５０のＡ／Ｄ入力ポート５２の１つに電池電圧情報として入力される。尚、電池パック２に電力を供給していない場合には、電池パック２の電圧を示す情報が、電池電圧検出回路９０を介してＡ／Ｄ入力ポート５２の１つに電池電圧情報として入力される。

マイコン５０の第１出力ポート５１ａは複数のポートを有し、それぞれが充電制御信号伝達部４と、表示部１３０に接続されている。マイコン５０の第２出力ポート５１ｂには、充電電圧制御回路１００と充電電流設定回路７０が接続されている。リセットポート５４には、補助電源回路４０が接続されている。情報ポート５３は、通信端子２ｆと接続される。

充電制御信号伝達部４は、スイッチング回路２０とマイコン５０等に接続され、ＰＷＭ制御回路２３のオン・オフを制御する信号を伝達するフォトカプラと、フォトカプラを構成する発光素子側に接続され、発光素子のオン・オフを制御するＦＥＴ４ａからなる。ここで、第１出力ポート５１ａは複数のポートを有し、その１つがＦＥＴ４ａのゲートに接続されている。出力ポート５１ａのうちＦＥＴ４ａに接続されるポートがハイ信号を出力すると、ＦＥＴ４ａがオンし、充電制御信号伝達部４のフォトカプラがオンする。これによりＰＷＭ制御回路２３が起動して充電が開始される。また、出力ポート５１ａのうちＦＥＴ４ａに接続されるポートがロー信号を出力すると、ＦＥＴ４ａがオフし、充電制御信号伝達部４のフォトカプラがオフする。これによりＰＷＭ制御回路２３が停止し、充電が停止（終了）する。

充電電流信号伝達部５はフォトカプラ等からなり、充電電圧制御回路１００及び充電電流制御回路６０における充電電圧及び充電電流の信号をＰＷＭ制御ＩＣ２３に帰還する。

表示部１３０は、充電の状態を表示するための回路であり、ＬＥＤ１３１、抵抗１３２、１３３から構成される。第１出力ポート５１ａのうち抵抗１３２に接続されるポートがハイ信号を出力すると、ＬＥＤ１３１は赤に点灯し、第１出力ポート５１ａのうち抵抗１３３に接続されるポートがハイ信号を出力すると、ＬＥＤ１３１は緑に点灯し、両方のポートからハイ信号を出力するとＬＥＤ１３１は橙に点灯する。本実施の形態では、マイコン５０は、電池パック２の未接続や充電待機時等充電を行う前の状態ではＬＥＤ１３１の赤を点灯させ、充電中にはＬＥＤ１３１の２灯同時点灯により橙に点灯させ、充電終了後にはＬＥＤ１３１の緑を点灯させる。

充電電圧制御回路１００は、第２整流平滑回路３０に接続されており、充電電圧を制御する。充電電圧制御回路１００は、抵抗１０１，１０３，１０５，１０６，１０７，１０８，１１０，１１１，１１２，１１４，１１５，１１６，１１８，１２１、ポテンショメータ１０２、ＦＥＴ１０９，１１３，１１７，１２２、コンデンサ１０４、シャントレギュレータ１２０、ダイオード１１９等から構成される。抵抗１０８、１１２、１１６が、第２出力ポート５１ｂの有する複数のポートのそれぞれに接続されている。また、ＦＥＴ１２２のゲートが対応する第２出力ポート５１ｂの１つと接続されている。

充電電圧は、マイコン５０の第２出力ポート５１ｂからの信号によるＦＥＴ１０９，１１３，１１７，１２２のオンオフの切替えによって設定される。以下では、抵抗１０１,１２１、及び、ポテンショメータ１０２によって決まる合成抵抗をＲ１とし、抵抗１０５,１０６，１１０，１１４によって決まる合成抵抗をＲ２として説明する。

即ち、合成抵抗Ｒ１は、ＦＥＴ１２２のオンオフによって変化する。ＦＥＴ１２２がオフの場合には、合成抵抗Ｒ１は、抵抗１０１とポテンショメータ１０２との直列抵抗である。ＦＥＴ１２２がオンの場合には、抵抗Ｒ１は、抵抗１０１と抵抗１２１との合成抵抗と、ポテンショメータ１０２との直列抵抗である。

抵抗Ｒ２はＦＥＴ１０９、１１３、１１７のオンオフによって変化し、抵抗１０５と、抵抗１０６，１１０，１１４のうち対応するＦＥＴ１０９，１１３，１１７がオンになっている抵抗との合成抵抗である。

充電電圧は、抵抗Ｒ１に略比例して増加し、抵抗Ｒ２の逆数に略比例して増加する。本実施の形態では、マイコン５０が、ＦＥＴ１２２、１０９、１１３、１１７のオンオフを切替えることにより充電電圧を切り替える。充電電圧は、電池パック２に印加する電圧値を示している。

マイコン５０は、装着されている電池パック２の種類（定格電圧、容量、電池セルの並列接続数）、および、過充電情報に基づいて充電電圧を決定する。本実施の形態では、電池パック２の種類毎に、まず、電池パック２の充電電圧（言い換えると、１つの電池セル２ａ当たりの充電電圧（以下電池セル充電電圧とする））が設定される。ここで、電池セル充電電圧は電池パック２の充電電圧を直列接続されたセル数で除算した値である。具体的には、電池セル充電電圧として、３つの電圧値Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の何れかが設定される。ここで、同一種類の電池セル２ａでは、電圧値Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３は、それぞれ一定の電圧値であり、Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３の関係を有している。電圧値Ｖ１は、電池セル２ａの定格電圧（充電電圧）が設定される。電池セル２ａの定格電圧が４．２Ｖのときに、例えば、Ｖ１は４．２Ｖ，Ｖ２は４．１Ｖ、Ｖ３は３．９Ｖである。電池パック２の電圧においてはＶ１は４．２Ｖ×セル数、Ｖ２は４．１Ｖ×セル数、Ｖ３は３．９Ｖ×セル数となる。

また、電池パック２の種類が異なれば、電池セル充電電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３の組み合わせも異なる。但し、各電池パック２の組み合わせにおいて、Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３は、Ｖ１＞Ｖ２＞Ｖ３の関係を有している。ここで、電池パックの種類とは、過去に過充電状態になったことがある電池セルを含む電池パックと、当該電池セルを含まない電池パックと、を含む。図２に示すテーブルのように、前述の充電電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３の値と共に、電池パック２の種類ごとに、電池セル充電電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３が、電池パック２のマイコン２ｄからの通信情報によって充電装置１のマイコン５０により選択され、マイコン５０は、充電電流及び充電電圧がこの選択された値となるように充電電流制御回路６０及び充電電圧制御回路１００を制御する。後述のように、本実施の形態では、過充電になった電池セル２ａ（劣化セル）があるか否か、或いは、当該劣化セルの数に応じて、電池セル充電電圧と充電電流とが設定されるため、図２のテーブルでは、劣化セルの有無と、劣化セル数と、電池セル充電電圧と充電電流とが関連付けて保存されている。尚、図２では１つの電池パック２のテーブルのみ保存しているが実際にはこのようなテーブルを電池パック２の種類に応じて複数保存しておけばよい。この場合には、前述のように、充電電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３も電池パック２の種類ごとに変更するようにしてもよい。尚、テーブルはマイコン５０内の図示せぬＲＯＭに格納されている。

あるいは、電池パック２の電池セル２ａの定格電圧に応じた電池セル充電電圧Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３としてもよい。例えば、電池セル２ａが定格４．２Ｖ系電池（第１電池セル）、定格４．３５Ｖ系電池（第２電池セル）を含む場合、第１電池セルの場合にはＶ１を４．２Ｖ、Ｖ２を４．１Ｖ、Ｖ３を３．９Ｖとし、第２電池セルの場合にはＶ１を４．３５Ｖ、Ｖ２を４．２Ｖ、Ｖ３を４．０Ｖとすればよい。このように充電電圧を３種類に変更する場合には、図１に示すように、抵抗１２１とＦＥＴ１２２と並列に抵抗１２３とＦＥＴ１２４を設けることで３つの充電電圧Ｖ１〜Ｖ３を切り替えることができる。

次に、マイコン５０は、電池パック２に印加する充電電圧（以下電池パック充電電圧）を設定する。電池パック充電電圧を直列に接続されている電池セル２ａの数（本実施の形態では１０）で除算することで電池セル充電電圧（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３の何れか）を設定する。具体的には、充電電圧制御回路１００のＦＥＴ１２２、１０９、１１３、１１７のオンオフを切替えて電池パック２に印加する電圧が電池パック充電電圧になるように設定する。具体的には充電電圧をＶ１に設定する場合、電池セル数が４セル（４．２Ｖ×４セル）ならＦＥＴ１０９、１１３、１１７を全てオフする。電池セル数が５セルの場合にはＦＥＴ１０９をオン、ＦＥＴ１１３、１１７をオフする。同様に７セルの場合にはＦＥＴ１１３をオン、ＦＥＴ１０９、１１７をオフする。１０セルの場合にはＦＥＴ１１７をオン、ＦＥＴ１０９、１１３をオフする。また、充電電圧Ｖ２、Ｖ３を設定する場合には、図１６において、上記ＦＥＴ１０９、１１３、１１７は上記と同じ状態とし、充電電圧Ｖ２であればＦＥＴ１２２をオン、ＦＥＴ１２４をオフ、充電電圧Ｖ３であればＦＥＴ１２４をオン、ＦＥＴ１２２をオフすればよい。すなわち、劣化していない（劣化度合いが小さい）場合はＶ１（電池パックの充電電圧としては４．２Ｖ×セル数）、劣化度合いが中の場合はＶ２（同様に４．１Ｖ×セル数）、劣化度合いが大きい場合はＶ３（３．９Ｖ×セル数）に設定する。

図３を参照して、充電装置１が行う電池パック２の充電処理について説明する。ステップ２０１では、マイコン５０は、ＬＥＤ１３１の表示を制御する。即ち、電池パック２が充電装置１に装着されていない場合には充電前表示としてＬＥＤ１３１の赤を点灯させる。

ステップ２０２では、マイコン５０は、電池パック２が充電装置１に装着されているか否かを判断する。即ち、マイコン２ｄからの所定の情報を情報ポート５３を介して受信したときに、電池パック２が装着されたと判断し、情報ポート５３が信号を受信していないときには、マイコン２ｄは電池パック２が装着されていないと判断する。或いは、電池電圧検出回路９０からＡ／Ｄポート５２に入力される信号に変化があった場合に電池パック２が装着されたと判断する。

ステップ２０３では、マイコン５０は、情報ポート５３を介してマイコン２ｄから電池種情報を受信する。詳細には、まず、マイコン２ｄは、メモリ２ｅから電池種情報を読み出し、マイコン５０に送信する。マイコン５０は、この電池種情報を情報ポート５３を介して受信し、装着されている電池パック２の種類（定格電圧すなわちセル数、容量等）を判別する。

ステップ２０５では、マイコン５０は、マイコン２ｄから情報ポート５３を介して電池パック２の充電履歴（過去に過充電になったか否かの情報、過充電セル数情報）を受信する。すなわち、前回の充電時において、電池パック２の充電が少なくとも１つの電池セル２ａが過充電状態になったことで充電を終了したか否かの情報を、電池パック２のメモリ２ｅから受信する。

マイコン２ｄは、メモリ２ｅから過充電セル数情報を読み出し、マイコン５０に送信する。

以下ステップ２０６からステップ２１２において、電池セル充電電圧と、電池パック充電電圧と、充電電流とが設定される。電池セル充電電圧が設定されると、マイコン５０は、その設定値を情報ポート５３を介してマイコン２ｄに送信する。また、上述のように、電池パック充電電圧の設定は、上記したようにＦＥＴ１２２、１０７、１１３、１１７のオンオフを切替えることにより行い、充電電流の設定は、第２出力ポート５１ｂのうち、抵抗７３、７４に接続されたポートの出力を変更することによって行う。

ステップ２０６において、マイコン５０は、過去に過充電になった電池セルが存在するか否か、言い換えれば、過充電セル数が０以外か、０であるかを判定する。

ステップ２０６で否定判定（過充電セル数が０）された場合には（ステップ２０６：ＮＯ）、ステップ２０７においてマイコン５０は、図２のテーブルに基づき電池パック充電電圧から電池セル充電電圧（電池パック充電電圧をセル数で除算した電圧）を劣化度合いが小さい場合のＶ１として算出し、設定する。ステップ２０８では、マイコン５０は、図２のテーブルに基づき充電電流を電流値Ｉ１に設定する。

ステップ２０６ｂでは、マイコン５０はステップ２０５で受信した過充電状態の電池セル数が所定の数以上か否かを判定する。なお、セル数ではなく過充電になった回数であってもよい。

ステップ２０６ｂで否定判定された場合には（ステップ２０６ｂ：ＮＯ）、ステップ２０９において、マイコン５０は、図２のテーブルに基づき電池パック充電電圧から電池セル充電電圧を劣化度合いが中程度の場合のＶ２として算出、設定する。ステップ２１０において、マイコン５０は、図２のテーブルに基づき充電電流を電流値Ｉ２に設定する。

ステップ２０６ｂで肯定判定された場合には（ステップ２０６ｂ：ＹＥＳ）、ステップ２１１において、マイコン５０は、図２のテーブルに基づき電池パック充電電圧から電池セル充電電圧を劣化度合いが大きい場合のＶ３として算出、設定する。ステップ２１０において、マイコン５０は、図２のテーブルに基づき充電電流を電流値Ｉ３に設定する。

ステップ２１３において、マイコン５０は、充電制御信号伝達部４のフォトカプラを介してＰＷＭ制御ＩＣ２３を制御して、充電を開始させる。尚、充電は定電圧定電流制御によって行われる。即ち、設定された充電電流で充電が行われ、電池セル２ａの少なくとも１つの電圧が充電電圧に達したときに、充電電流を徐々に低下させることで電池セル２ａｃの電圧が電池セル充電電圧に維持される。

ステップ２１４において、マイコン５０はＬＥＤ１３１を充電中を示す橙色に点灯させる。ステップ２１５において、マイコン５０は、充電中に複数の電池セル２ａのうち少なくとも１つの電池セル２ａで過充電が検出されていないかを判定する。即ち、電池パック２において、保護ＩＣ２ｂがいずれかの電池セル２ａが過充電になったことを検知すると、マイコン２ｄに過充電検知信号を送信する。マイコン２ｄは過充電検知信号を受信すると、マイコン５０に充電停止信号を送出する。マイコン５０は、充電停止信号を受信した場合には、少なくとも１つの電池セル２ａが過充電であると判断する（ステップ２１５：ＹＥＳ）。また、同時に過充電になった電池セル２ａが存在した場合には、マイコン２ｄは同時に過充電になった電池セル２ａの数もマイコン５０に送信してもよい。次に、ステップ２１７において、マイコン５０は、マイコン２ｄにメモリ２ｅの過充電情報を更新し、今回検出した過充電状態になった電池セルの数だけ過充電セル数、或いは過充電回数を加算するように指示する。尚、マイコン５０がマイコン２ｄに指示を送らなくても、マイコン２ｄが過充電検知信号を受信すると、マイコン２ｄは自動的に、過充電情報を更新するようにしてもよい。

ステップ２１５において否定判定された場合には（ステップ２１５：ＮＯ）、ステップ２１６において満充電を検出したか否かが判定される。具体的には、マイコン５０は、電池電圧検出回路９０を介して、電池パック２の電圧を検出し、当該電圧が電池パック充電電圧（ステップ２０７、２０９、２１１で設定した電池セル電圧）に達したと判断し、その後、電流検出回路２０３の検出した電流値（充電電流制御回路６０のオペアンプ６１の出力）が所定の値まで降下したと判断した場合に、満充電であると判定する。ステップ２１６で否定判定された場合には（ステップ２１６：ＮＯ）、ステップ２１５に戻る。

ステップ２１６で肯定判定された場合（ステップ２１６：ＹＥＳ）、または、ステップ２１７の実行後に、ステップ２１８において、マイコン５０は、充電制御信号伝達部４のフォトカプラを介してＰＷＭ制御ＩＣ２３を制御して、電池パック２への電力の供給を遮断させることで充電を終了する。

ステップ２１９において、マイコン５０はＬＥＤ１３１を緑色に点灯させ、充電が終了したことを報知する。ステップ２２０において、マイコン５０は電池パック２が充電装置１から外されたか否かを判定する。電池パック２が充電装置１から外されている場合には（ステップ２２０：ＹＥＳ）、ステップ２０１に戻り、ステップ２２０を繰り返すことで待機状態になり、電池パックが充電装置から外されていない場合には（ステップ２２０：ＮＯ）、ステップ２２０を繰り返すことで待機状態になる。

図４−６は、上記の充電処理を実行することにより、それぞれ、充電電圧がＶ１、Ｖ２、Ｖ３に設定され、満充電まで充電された場合の電池セル２ａの電圧（縦軸）と時間（横軸）との関係、および、充電電流（縦軸）と時間（横軸）との関係を示している。図４−６に示すように、設定された各充電電流（Ｉ１〜Ｉ３）において、充電を行い、電池セル２ａの電圧が充電電圧（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３）に達したら、電池セル２ａの充電電圧が維持されるように充電電流を連続的に減少させ、所定の電流値まで減少したら充電を終了している。

図７は充電電圧Ｖ１、充電電流の電流値をＩ１に設定したときに１つのセルで過充電が検出された場合を示している。点線で示した電圧値が、劣化の進んだ電池セル２ａを示し、実線で示した電圧値は劣化していない電池セルを示す。劣化の進んだ電池セル２ａは内部抵抗が高いため、電圧値の上昇が、それ以外の電池セル２ａより早くなる。充電を続けると、劣化の進んでいる電池セル２ａの電圧は、急激に上昇し充電電圧Ｖ１を超えてしまい、充電電圧Ｖ１より高い過電圧値に達し、過充電状態と判断され充電が終了する。電池セル２ａは直列に接続されているため、この場合には、劣化していない電池セル２ａの充電も終了してしまう。一方、図５，６に示すように、過去に過充電状態となった電池セルを含む電池パック２を充電する場合には充電電圧、充電電流を小さくしているため、劣化セルの電圧値（点線）が過電圧値（＞定電圧値）に達することがなくなり、充電途中で充電が停止することなく、最後（満充電）まで充電を継続することができる。

図８は、本実施の形態による充電処理を繰り返した場合の、放電容量（縦軸）とサイクル数（充電回数）との関係を示したグラフである。図８に示されるように、サイクル数Ｃ１において、初めて過充電が検出されても、図７で示したように、例え、劣化していない電池セル２ａが存在しても、その時点で充電が終了してしまい、放電容量がサイクル数Ｃ１において著しく減少する、ということがなく、サイクル寿命を向上することができる。

本実施の形態によれば、次回の充電では図５に示すように電池セル充電電圧Ｖ２、充電電流Ｉ２で充電を行う。即ち、前回よりも低い電池セル充電電圧および充電電流で時間をかけて充電が行われるため、前回過充電と判定された電池セル２ａも過充電と判定されることがない。そのため、放電容量がサイクル数Ｃ１の時点より大きくなるように充電することが可能になる。

図５の方法で充電を繰り返すと、電池セル２ａが劣化していき、電池セル２ａが過充電状態として判定されるようになることが考えられる。このような電池セル２ａの数が所定回数計上されると、電池セル充電電圧をＶ３、充電電流をＩ３と設定して図６に示すような充電を行う。或いは劣化セルと判別されたセル数にかかわらず、図５の方法（充電電圧Ｖ２、充電電流Ｉ２）で過充電状態と判定された場合に図６に示す設定値（充電電圧Ｖ３、充電電流Ｉ３）で充電を行うようにしてもよい。

上述のように電池セル２ａの何れかが過充電状態（セル電圧が過電圧値に到達）と認識された場合に充電が終了してしまうが、図６の充電方法に切り替えることにより、図５の方法で充電を続けた場合よりも、電池パック２の放電容量（サイクル数）を増やすことが可能になる。すなわち、過去の充電で一回でも過充電状態になった場合には、浅い充電とすることにより電池セル２ａの劣化を抑制することができる。

上記の充電方法に対して、以下のような変形を行ってもよい。例えば、電池セル充電電圧は、３種類（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３）から設定されたが、３種類には限定されず、複数種類のうちから設定されていればよい。

充電電流も３種類（Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３）から設定されたが、複数種類のうちから設定されていればよい。

また、上記の実施の形態では、電池セル充電電圧（電池パック充電電圧）と、充電電流との両方が、過充電セル情報に基づいて設定、変更されていたが、片方のみが過充電セル情報によって設定、変更可能であり、残る一方は過充電セル情報によらず固定値を用いるようにしてもよい。

また、ステップ２０６の判定および、ステップ２０６ｂの判定によって、電池セル充電電圧と、充電電流とが決定された。即ち、電池セル充電電圧と、充電電流とは、同じ過充電セル数の範囲を基準に設定された。しかしながら、電池セル充電電圧と、充電電流とが異なる基準で決定されてもよい。例えば、過充電セル数が第１の所定値未満であるときに電池セル充電電圧をＶ１に設定し、第１の所定値以上第２の所定値未満であるときに電池セル充電電圧をＶ２に設定し、第２の所定値以上であるときにＶ３に設定する。一方で、過充電セル数が第１の所定値とは異なる第３の所定値未満であるときに充電電流Ｉ１に設定し、第３の所定値以上であり第２の所定値とは異なる第４の所定値未満の時に充電電流Ｉ２に設定し、第４の所定値以上のときに充電電流Ｉ３に設定するようにしてもよい。

ステップ２０６において、１つでも過去の充電時に過充電状態になった電池セルが存在すれば、電池セル充電電圧をＶ１以外の値（Ｖ２またはＶ３）に設定していたが、複数の電池セルが過充電状態になった段階で電池セル充電電圧をＶ１以外の値に設定するようにしてもよい。

過充電セル数情報は、単に過充電になった電池セル２ａの数を記憶するのでなく、電池セル２ａごとに、過充電になった回数を記憶しておいてもよい。この場合には、ステップ２０６、２０６ｂでは、電池セルごとの、過充電になった回数に基づいた判定を行ってもよい。例えば、各電池セル２ａの過充電になった回数を合計し、その合計値が閾値以上か否かを判断するようにしてもよいし、各電池セル２ａのうち、過充電になった回数の最大値と閾値とを比較するようにしてもよい。この場合には、ステップ２１７では、ステップ２１５において過充電になった電池セル２ａを特定し、当該電池セル２ａの過充電になった回数を更新する。

次に、電池パック２の放電時の処理を説明する。図９は、電池パック２が電動工具２００に装着されたときの回路図である。電動工具２００は、モータ２０１と、メインスイッチ２０２と、ＦＥＴ２０４と、接続端子２０３とを備えている。作業者が、メインスイッチ２０２をオンしたときに電池パック２から供給される電力によってモータ２０１は回転する。

マイコン２ｄが放電停止信号を工具用端子２ｉから出力したときに、電動工具２００は、接続端子２０３から当該放電停止信号を受信する。放電受信信号によってＦＥＴ２０４はオフされる。これにより、電池パック２からの電力供給線が遮断され、モータ２０１の回転が停止する。

図１０、１１を参照して、放電時の電池セル２ａの電圧と時間の関係について説明する。図１０は、電池セル２ａが劣化していない状態での放電時の様子を示している。放電を開始すると電池セル２ａの電圧は徐々に低下していき、閾値ａに達したときにマイコン２ｄは、放電停止信号を出力する。これにより電池パック２の放電は停止する。

図１１は電池セル２ａが劣化しているときの放電時の様子を示したグラフである。劣化の進んだ電池セル２ａの電圧を点線で示し、劣化の進んでいない電池セル２ａの電圧を実線で示す。電池パック２の充放電を繰り返すと電池セル２ａは劣化していく。電池セル２ａが劣化した状態で、閾値ａまでの放電を継続すると、その劣化の進行をさらに加速してしまう。そのため、本実施の形態では、図１１に示すように、電池セル２ａが劣化したと判断したとき、すなわち、過去の放電時に１回でも過放電状態になった場合には閾値をａより大きいｂに変更する。このようにすることで、劣化が進んだ電池セル２ａの放電を無理のない範囲に留めることができ、さらなる電池の劣化を抑制することができる。

図１２を参照して、上記の放電時のマイコン２ｄの処理を説明する。以下の説明では、図９に示されるように電池パック２が電動工具２００に装着されている場合について説明する。ステップ４０１においてマイコン２ｄは電池セル２ａの放電が開始されたか否かを判定する。作業者が電動工具２０２のスイッチをオンすると電池パック２から電力が供給される。このとき、マイコン２ｄは、電流検出回路２ｈからの検出信号によって放電が開始されたと判定する。

ステップ４０２において、マイコン２ｄは、過放電閾値として電圧値ａ（閾値ａ）を選設定する。過放電閾値は、電池セル２ａの電圧の下限値を示す値であり、後述のように、マイコン２ｄは複数の電池セル２ａの少なくとも１つが過放電閾値に達したと判定したときに、放電停止信号を送出する。

ステップ４０３において、マイコン２ｄはメモリ２ｅより過放電セル情報を受け取り、何れかの電池セル２ａの過放電回数が所定値以上であるかを判定する。すなわち、過去の放電時に過放電状態となったか否かを判断する。ステップ４０３で否定判定された場合には（ステップ４０３：ＮＯ）、ステップ４０８に移行する。

ステップ４０３で肯定判定された場合には（ステップ４０３：ＹＥＳ）、ステップ４０４において、マイコン２ｄは放電開始時点から所定時間が経過したかを判定する。ステップ４０４において肯定判定された場合には（ステップ４０４：ＹＥＳ）、ステップ４０７において、過放電閾値をａからｂに変更する。ここで、図１１において、放電開始時の閾値はａで、所定時間経過後に閾値をｂに変更している。放電開始時（モータ起動時）に大きな起動電流が流れることになり、この起動電流（過電流）により電池パック２の電圧が著しく低下する。この電圧低下が放電閾値に達して放電が停止しないように、放電開始から所定時間の間は閾値を小さな値としている。なお、別の方法として、閾値をｂとし、放電開始から所定時間の間は電池電圧の検出を行わない（閾値以下に低下しても放電を継続する）ようにしてもよい。

ステップ４０８において、マイコン２ｄは放電状態を検知しているかを電流検出回路２ｈからの検出信号に基づいて判定する。ステップ４０８において肯定判定された場合には（ステップ４０８：ＹＥＳ）、ステップ４０９において、少なくとも１つのセルが過放電閾値に達しているかを判定する。尚、ステップ４０９の判定では、ステップ４０７が実行された場合には過放電閾値としてｂが用いられ、ステップ４０７が実行されていない場合には過放電閾値としてａが用いられる。具体的には、各電池セル２ａの電圧値を保護ＩＣ２ｂで検出し、マイコン２ｄはその検出電圧が、設定された過放電閾値に基づき、電池セル２ａの電圧値が過放電閾値以下になっているかを判断する。マイコン２ｄは、電池セル２ａの電圧値が過放電閾値以下になっていると判断したときには、少なくとも１つの電池セル２ａが過放電であると判定する。

ステップ４０４で否定判定された場合には（ステップ４０４：ＮＯ）、ステップ４０５において、依然として放電状態を検知しているかを電流検出回路２ｈからの検出信号に基づいて判定する。ステップ４０５で否定判定された場合には（ステップ４０５：ＮＯ）、ステップ４０１に戻る。ステップ４０５において肯定判定された場合には（ステップ４０５：ＹＥＳ）、ステップ４０６において、少なくとも１つの電池セルが過放電閾値ａに達しているかを判定する。

ステップ４０６において、肯定判定された場合、または、ステップ４０９で肯定判定された場合には、ステップ４１０に移行し、マイコン２ｄは放電停止信号を出力し、電動工具２００のＦＥＴ２０４をオフさせる。即ち、所定期間が経過していない間は、ステップ４０６において、過放電閾値ａを用いて判定が行われる。

ステップ４１１において、ステップ４０６、または、ステップ４０９で過放電閾値より電圧値が低いと特定された電池セル２ａの過放電回数を加算（過放電情報を更新）して、ステップ４０１に戻る。尚、電池セル２ａは特定せず、電池パック２としての過放電回数のみを更新してもよい。

上記の放電時の処理では、特定の電池セル２ａが過放電状態に所定値以上なったことがある場合（ステップ４０３：ＹＥＳ）には、その電池セル２ａは劣化が進んでいると考えられるため、このため、ステップ４０７では、過放電閾値を高く設定することで、劣化の進んだ電池セル２ａが電圧値ｂ未満になることを防ぐようにし、電池セル２ａのさらなる劣化を抑制することができる。すなわち、放電電圧閾値を浅くすることで電池セル２ａのさらなる劣化を抑制している。ただし、過放電閾値は所定時間が経過するまで（Ｓ４０４：ＹＥＳとなるまで）は閾値ｂに設定されない。これは、例えば、電動工具２００が寒冷な環境で使用される場合など、放電開始時に電池セル２ａの温度が低下していると、内部抵抗が大きくなり過電流が流れてしまう。過電流により電池パック２の電圧が急激に低下してしまい、電池セル２ａの電圧が電圧値ｂまで低下する場合が考えられるためである。本実施の形態では、放電期間が所定時間経過するまでは過放電閾値をａに維持して、過放電の判定を行っている（ステップ４０６）。電圧の急激な低下はモータ起動時に生じるため、放電期間が所定時間継続された後に初めてステップ４０７において過放電閾値がｂに変更されるため、電池セル２ａの温度の低下或いはモータ２０１の起動に伴う電圧の低下を過放電と判断してしまうことを避けることができる。

上述のように、マイコン２ｄは、充電中の過充電時に保護ＩＣ２ｂからの信号を受信し、過充電である旨を充電装置１に送信する。或いは、放電中の過放電時に保護ＩＣ２ｂからの信号を受信し、過放電である旨を充電装置１に送信する。そして、充電装置１或いは電動工具２００はその信号に基づいて充電停止動作或いは放電停止動作を行う。また、マイコン２ｄは充電中、放電中の過充電頻度、過放電頻度をメモリ２ｅに記憶する。そして、次の充電時に過充電頻度に応じて充電制御を変更する。或いは、マイコン２ｄは充電開始前に放電中の過放電頻度を充電装置１に送信し、その信号に基づいて充電装置１は最適な充電制御を行う。

図１３は、本実施の形態による放電時の処理を実行した場合の電池パック２の放電容量（縦軸）とサイクル数と（横軸）の関係を示したグラフである。点線で示したグラフが本実施の形態による放電時の処理を実行した場合の放電容量の推移を示し、実線は過放電閾値を変化させない従来の放電時の処理による放電容量の推移を示す。

サイクル数Ｃ２までは、過放電閾値がａに設定されているため、従来の処理も、本実施の形態の処理も同じように、サイクル数の増加とともに放電容量は低下していく。しかしながら、従来の処理では過放電閾値がａに維持されているため、サイクル数が増加するほど加速度的に電池セル２ａの劣化が進んでしまう。これは、電池セル２ａは、その放電容量が低下するほど、電圧値の低下による劣化が激しくなるからである。一方で、本実施の形態では、サイクル数Ｃ２から過放電閾値がｂに変更される。そのため、劣化が進んだ電池セル２ａは、電圧値ｂ以下に放電されることを防ぐことができ、電池セル２ａは緩やかに劣化していく。そのため、電池パック２全体として大きい放電容量を長期間維持することができる（サイクル数を向上することができる）。

尚、上記の実施の形態では、電池セル２ａの過放電を判断する指標として電池セル２ａごとに過放電回数を用いていたが、電池セル２ａの過放電を判断する指標は過放電回数に限定されない。例えば、何れかの電池セル２ａが一回でも過放電になったら、次回の放電時の過放電閾値を大きくしてもよい。この場合、ステップ４０３において、過去に過放電状態となったことがある場合にステップ４０４に進むようにすればよい。また、メモリ２ｅに、電池セル２ａの過放電回数を全ての電池セル２ａで合計した合計過放電回数を過充電情報として記憶しておき、電池セル２ａの劣化の進み具合を判断する指標としてもよい。この場合には、ステップ４０２、４０７において、合計過放電回数に対応する閾値を設定し、ステップ４０６、４０９において、合計過放電回数が設定された閾値以下であるかを判定する。

あるいは、過放電回数のみならず、過充電セル数を考慮して過放電閾値をａからｂに変更するようにしてもよい。あるいは、過放電セル数を用いず過充電回数のみに基づいて過放電閾値を変更するようにしてもよい。

また、過放電閾値はａとｂとの２段階に設定されるが、複数段階に設定されれば、２段階であることに限定されない。
（第２の実施の形態）

第２の実施の形態の充電装置１の充電処理について、図１４のフローチャートを参照して説明する。尚、第２の実施の形態の装置構成は第１の実施の形態と同じである。

ステップ３０１−３０３は、第１の実施の形態の充電処理におけるステップ２０１−２０３（図３）と同じである。ステップ３０５において、マイコン５０は過放電情報を受信する。ステップ３０６において、マイコン５０は、過放電情報に基づき、少なくとも１つの電池セル２ａの過放電回数が所定値以上であるかを判定する。尚、ここでの所定値は、図１２のステップ４０３における所定値と同じであるが、ステップ４０３の所定値と同じでなくともよい。

ステップ３０６において否定判断されたときには（ステップ３０６：ＮＯ）、ステップ３０７に移行し、ステップ３０６において肯定判断されたときには（ステップ３０６：ＹＥＳ）、ステップ３０９に移行する。ステップ３０７、３０８、３０９、３１０、３１１、３１２、３１３、３１４−３１７は、それぞれ、図２のステップ２０７、２０８、２０９、２１０、２１３、２１４、２１５、２１６−２２０と同じである。但し、ステップ３１３（ステップ２１５に対応）において、肯定判定された場合にはステップ２１７を行わずにステップ３１５に移行する。

第２の実施の形態の充電処理によれば、過放電状態が所定の回数検出されたか否かに応じて電池セル充電電圧、電池パック充電電圧、充電電流を設定している。即ち、過放電状態が検出された回数を電池セル２ａの劣化を示す指標とし、電池セル２ａの劣化が進んでいる場合には充電電圧、充電電流を低く設定し、電池セル２ａへ与える負荷を減らすことで、電池セル２ａの劣化を抑制すると共に、劣化していない電池セル２ａへ十分な充電を行うことが可能になる。

尚、第２の実施の形態では、充電電圧をＶ１、Ｖ２の２種類から選択し、充電電流もＩ１、Ｉ２の２種類から選択していたが、選択する充電電圧、および、充電電流の種類は複数種類であれば２種類でなくともよい。例えば、過放電回数が第１の値未満であれば、充電電圧Ｖ１、充電電流Ｉ１を設定し、過放電回数が第１の値以上、第２の値未満であれば、充電電圧Ｖ２、充電電流Ｉ２を設定し、過放電回数が第２の値以上であれば、充電電圧Ｖ３、充電電流Ｉ３を設定するようにしてもよい。

第１の実施の形態では、充電電圧、充電電流を過充電情報に基づいて決定していた。一方、第２の実施の形態では、充電電圧、充電電流を過放電情報に基づいて決定していた。しかしながら、充電電圧、充電電流は、電池セル２ａの劣化の程度を判断できる情報であればこれらに限定されない。例えば、過充電情報、および、過放電情報との両方を考慮して電池セル２ａの劣化の程度を判断してもよい。

１ 充電装置
２ 電池パック
５０ マイコン
２ｆ マイコン
２ｅ メモリ
２ａ 電池セル

Claims (13)

1. 二次電池の履歴に関する履歴情報を取得する情報取得手段と、
   前記履歴情報に基づいて充電条件を設定する設定手段と、
   前記充電条件に基づいて前記二次電池を充電する充電制御手段と、を有することを特徴とする充電装置。
2. 前記充電条件は、前記二次電池の充電目標電圧を含み、
   前記充電制御手段は、前記二次電池が前記充電目標電圧に達するように充電を行うことを特徴とする請求項１に記載の充電装置。
3. 前記二次電池は、複数のセルを有し、前記複数のセルのうち過充電状態になったことがあるセルが存在するか否かを示す過充電情報を前記履歴情報として保存する保存手段を有し、
   前記情報取得手段は前記二次電池から前記過充電情報を取得し、
   前記設定手段は、前記過充電情報に基づいて過充電状態になったことがあるセルが存在しないと判断した場合には、前記充電目標電圧を第１の電圧に設定し、前記過充電情報に基づいて過充電になったことがあるセルが存在すると判断した場合には、前記充電目標電圧を第１の電圧より低い第２の電圧に設定することを特徴とする請求項１または２に記載の充電装置。
4. 前記二次電池は、複数のセルを有し、前記複数のセルのうち過充電状態になったことがあるセルの数を示す過充電セル数情報を前記履歴情報として保存する保存手段を有し、
   前記情報取得手段は前記二次電池から前記過充電セル数情報を取得し、
   前記設定手段は、前記過充電セル数情報に基づいて過充電状態になったことがあるセルの数が第１の数未満であると判断した場合には、前記充電目標電圧を第１の電圧に設定し、前記過充電セル数情報に基づいて過充電状態になったことがあるセルの数が第１の数以上かつ第２の数未満であったと判断した場合には、前記充電目標電圧を前記第１の電圧より低い第２の電圧に設定し、前記過充電セル数情報に基づいて過充電状態になったことがあるセルの数が前記第２の数以上であったと判断した場合には、前記充電目標電圧を前記第２の電圧より低い第３の電圧に設定することを特徴とする請求項１または２に記載の充電装置。
5. 前記充電条件は、前記二次電池が目標電圧に達するまでに前記二次電池に供給する電流の電流値を含み、
   前記充電制御手段は、前記二次電池が前記充電目標電圧に達するまで前記電流値で充電することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の充電装置。
6. 前記二次電池は、複数のセルを有し、前記複数のセルのうち過充電状態になったことがあるセルが存在するか否かを示す過充電情報を前記履歴情報として保存する保存手段を有し、
   前記情報取得手段は前記二次電池から前記過充電情報を取得し、
   前記設定手段は、前記過充電情報に基づき過充電状態になったことがあるセルが存在しないと判断した場合には、前記電流値を第１の電流値に設定し、前記過充電情報に基づき過充電状態になったことがあるセルが存在すると判断した場合には、前記電流値を第１の電流値より低い第２の電流値に設定することを特徴とする請求項５に記載の充電装置。
7. 前記二次電池は、複数のセルを有し、前記複数のセルのうち過充電状態になったことがあるセルの数を示す過充電セル数情報を前記履歴情報として保存する保存手段を有し、
   前記情報取得手段は前記過充電セル数情報を取得し、
   前記設定手段は、前記過充電セル数情報に基づき過充電状態になったことがあるセルの数が第１の数未満であると判断した場合には、前記電流値を第１の電流値に設定し、前記過充電セル数情報に基づき過充電状態になったことがあるセルの数が第１の数以上かつ第２の数未満であったと判断した場合には、前記電流値を前記第１の電流値より低い第２の電流値に設定し、前記過充電セル数情報に基づき過充電状態になったことがあるセルの数が前記第２の数以上であったと判断した場合には、前記電流値を前記第２の電流値より低い第３の電流値に設定することを特徴とする請求項５に記載の充電装置。
8. 前記二次電池は、複数のセルを有し、前記複数のセルの少なくとも１つのセルが過放電状態になった回数を否かを示す過放電回数を前記履歴情報として保存する保存手段を有し、
   前記情報取得手段は前記二次電池から前記過放電情報を取得し、
   前記設定手段は、前記放電情報に基づいて過放電回数が所定値未満であれば、前記充電目標電圧を第１の電圧に設定し、前記過放電回数が所定値以上であれば、前記充電目標電圧を第１の電圧より低い第２の電圧に設定することを特徴とする請求項１または２に記載の充電装置。
9. 電池セルを有する電池パックを充電する充電装置であって、
   前記電池パックの履歴に関する履歴情報を取得する情報取得手段と、
   前記履歴情報に基づいて充電条件を設定する設定手段と、
   前記充電条件に基づいて前記二次電池を充電する充電制御手段と、を有し、
   前記充電制御手段は、前記履歴情報に基づいて前記電池パックが過去に一回でも過充電となったことがある場合には過充電となっていない場合より低い充電電圧で充電することを特徴とする充電装置。
10. 定電流・定電圧制御により充電し、
    前記充電電圧は、定電圧制御区間における定電圧値であることを特徴とする請求項９に記載の充電装置。
11. 電池セルを有する電池パックを充電する充電装置であって、
    前記電池パックの履歴に関する履歴情報を取得する情報取得手段と、
    前記履歴情報に基づいて充電条件を設定する設定手段と、
    前記充電条件に基づいて前記二次電池を充電する充電制御手段と、を有し、
    前記充電制御手段は、前記履歴情報に基づいて前記電池パックが過去に一回でも過充電となったことがある場合には過充電となっていない場合より低い充電電流で充電することを特徴とする充電装置。
12. 定電流・定電圧制御により充電し、
    前記充電電流は、定電流制御区間における電流値であることを特徴とする請求項１１に記載の充電装置。
13. 電池セルを有する電池パックと、前記電池パックを充電する充電装置と、からなる充電システムであって、
    前記電池パックは、前記電池セルが過充電になったことを記憶する記憶手段を有し、
    前記充電装置は、前記記憶手段から前記電池パックの履歴に関する履歴情報を取得する情報取得手段と、前記履歴情報に基づいて充電条件を設定する設定手段と、前記充電条件に基づいて前記二次電池を充電する充電制御手段と、を有し、
    前記設定手段は、前記履歴情報に基づいて前記電池パックが過去に一回でも過充電となったことがある場合には過充電となっていない場合よりも充電電圧及び充電電流の少なくとも一方を低い値に設定することを特徴とする充電システム。

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