JP2016052182A

JP2016052182A - 充電器

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Publication number: JP2016052182A
Application number: JP2014175860A
Authority: JP
Inventors: 健太郎原; Kentaro Hara; 寺田　潤史; Junji Terada; 潤史寺田; 黒澤　敦; Atsushi Kurosawa; 敦黒澤; 内藤　真也; Shinya Naito; 真也内藤
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2014-08-29
Publication date: 2016-04-11
Also published as: CN110061535B; CN105375547A; CN110061535A; CN105375547B

Abstract

【課題】バッテリの形態に応じた適切な充電を行う。
【解決手段】本発明のある実施形態に係る充電器３０は、直列に接続された複数のバッテリ２ａ〜２ｅに対する配線の接続状態を判定する制御部３１と、複数のバッテリ２ａ〜２ｅに電力を供給可能な電源部３３とを備える。制御部３１は、直列に接続された複数のバッテリ２ａ〜２ｅの合成電圧に対応した正電位および負電位の少なくとも一方と、直列に接続された複数のバッテリ２ａ〜２ｅのうちの２つのバッテリの間に接続された検知線６ｓに対応した電位との間の電位差を検知する。そして、検知した電位差に基づいて、複数のバッテリ２ａ〜２ｅに対して検知線６ｓが正しい位置に接続されているか否かを判定する。
【選択図】図５

Description

本発明は、充電器に関する。例えば、乗り物に搭載されるバッテリを充電する充電器に関する。

電動モータを駆動源とする電動車両の１つとして電動二輪車がある。電動モータは、電動二輪車に搭載されたバッテリから電力を供給されて回転し、電動二輪車は走行することができる。電動二輪車に搭載されたバッテリは充電可能であり、電動二輪車に充電器を接続することにより、バッテリを充電することができる（例えば、特許文献１）。

特開２０１１−１３１７０１号公報

電動二輪車に搭載されるバッテリは機種ごとに異なり、電動二輪車の機種ごとに専用の充電器が用いられる。また、同じ機種でも、搭載されるバッテリの電圧が異なる場合があり、その場合も、バッテリの電圧に応じた専用の充電器が用いられる。このように、バッテリの充電ごとに専用の充電器をセッティングする必要があり、ユーザは煩わしいと感じる場合がある。

本発明は、異なる電圧のバッテリ形態に対応した充電器を提供する。また、本発明は、バッテリに対する誤配線を検知する充電器を提供する。

本発明のある実施形態に係る充電器は、直列に接続された複数のバッテリを充電可能な充電器であって、前記複数のバッテリに対する配線の接続状態を判定する制御部と、前記複数のバッテリに電力を供給可能な電源部とを備え、前記制御部は、前記直列に接続された複数のバッテリの合成電圧に対応した正電位および負電位の少なくとも一方と、前記直列に接続された複数のバッテリのうちの２つのバッテリの間に接続された検知線に対応した電位との間の電位差を検知し、前記検知した電位差に基づいて、前記複数のバッテリに対して前記検知線が正しい位置に接続されているか否かを判定する。

ある実施形態によれば、前記検知線が正しい位置に接続されていると判定された場合、前記電源部は前記複数のバッテリに電力を供給して充電を行い、前記検知線が正しい位置に接続されていないと判定された場合、前記電源部は前記複数のバッテリに対する充電を行わなくてもよい。

ある実施形態によれば、前記充電器は、前記検知線が正しい位置に接続されていないと判定された場合、前記判定に関する情報を報知する報知部をさらに備えてもよい。

ある実施形態によれば、前記制御部は、前記合成電圧に対応した正電位と前記検知線に対応した電位との間の第１の電位差を検知し、前記合成電圧に対応した負電位と前記検知線に対応した電位との間の第２の電位差を検知し、前記検知した第１および第２の電位差に基づいて、前記複数のバッテリに対して前記検知線が正しい位置に接続されているか否かを判定してもよい。

ある実施形態によれば、前記制御部は、前記合成電圧に対応した正電位と前記検知線に対応した電位との間の第１の電位差を検知し、前記合成電圧に対応した負電位と前記検知線に対応した電位との間の第２の電位差を検知し、前記検知した第１および第２の電位差に基づいて、前記複数のバッテリに対する充電モードを決定してもよい。

ある実施形態によれば、前記制御部は、充電時に前記複数のバッテリに供給される電圧の上昇の度合いを検知し、前記電圧の上昇の度合いが所定値以上である場合は、前記複数のバッテリに対する充電モードを変更してもよい。

ある実施形態によれば、前記制御部は、充電時に前記複数のバッテリに供給される電圧の上昇の度合いを検知し、前記電圧の上昇の度合いが所定値以上である場合は、前記複数のバッテリに対する充電を止めてもよい。

本発明のある実施形態に係る充電器は、直列に接続された複数のバッテリを充電可能な充電器であって、前記複数のバッテリに対する充電モードを決定する制御部と、前記決定された充電モードに応じて前記複数のバッテリに電力を供給する電源部とを備え、前記制御部は、前記直列に接続された複数のバッテリの合成電圧に対応した正電位と、前記直列に接続された複数のバッテリのうちの２つのバッテリの間に接続された検知線に対応した電位との間の第１の電位差を検知し、前記合成電圧に対応した負電位と前記検知線に対応した電位との間の第２の電位差を検知し、前記検知した第１および第２の電位差に基づいて、前記複数のバッテリに対する充電モードを決定する。

本発明のある実施形態に係るモータ駆動の乗り物は、直列に接続された複数のバッテリを搭載するための搭載部と、前記直列に接続された複数のバッテリの合成電圧に対応した正極端子に接続するための正極線と、前記直列に接続された複数のバッテリの合成電圧に対応した負極端子に接続するための負極線と、前記直列に接続された複数のバッテリのうちの２つのバッテリの間の位置の電位に対応した端子に接続するための検知線と、前記複数のバッテリから電力を供給されて駆動力を出力するモータとを備える。

ある実施形態によれば、モータ駆動の乗り物は、前記複数のバッテリをさらに備えてもよい。

本発明のある実施形態に係るバッテリセットは、直列に接続された複数のバッテリと、前記直列に接続された複数のバッテリの合成電圧に対応した正極端子と、前記合成電圧に対応した負極端子と、前記直列に接続された複数のバッテリのうちの２つのバッテリの間に接続され、前記２つのバッテリの間の位置の電位に対応した検知端子とを備える。

本発明のある実施形態に係るコンピュータプログラムは、充電対象となる直列に接続された複数のバッテリに対する配線の接続状態を判定する動作をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムは、前記直列に接続された複数のバッテリの合成電圧に対応した正電位および負電位の少なくとも一方と、前記直列に接続された複数のバッテリのうちの２つのバッテリの間に接続された検知線に対応した電位との間の電位差を検知するステップと、前記検知した電位差に基づいて、前記複数のバッテリに対して前記検知線が正しい位置に接続されているか否かを判定するステップとを前記コンピュータに実行させる。

本発明のある実施形態に係るコンピュータプログラムは、充電対象となる直列に接続された複数のバッテリに対する充電モードを決定する動作をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、前記コンピュータプログラムは、前記直列に接続された複数のバッテリの合成電圧に対応した正電位と、前記直列に接続された複数のバッテリのうちの２つのバッテリの間に接続された検知線に対応した電位との間の第１の電位差を検知するステップと、前記合成電圧に対応した負電位と前記検知線に対応した電位との間の第２の電位差を検知するステップと、前記検知した第１および第２の電位差に基づいて、前記複数のバッテリに対する充電モードを決定するステップとを前記コンピュータに実行させる。

本発明のある実施形態によれば、直列に接続された複数のバッテリの合成電圧に対応した正電位および負電位の少なくとも一方と、直列に接続された複数のバッテリのうちの２つのバッテリの間に接続された検知線に対応した電位との間の電位差を検知し、検知した電位差に基づいて複数のバッテリに対して検知線が正しい位置に接続されているか否かを判定する。これにより、検知線が誤配線されているバッテリへの充電を防止することができる。

ある実施形態によれば、検知線が正しい位置に接続されていると判定された場合、複数のバッテリに電力を供給して充電を行い、検知線が正しい位置に接続されていないと判定された場合、複数のバッテリに対する充電を行わない。これにより、検知線が誤配線されているバッテリへの充電を防止することができる。

ある実施形態によれば、検知線が正しい位置に接続されていないと判定された場合、その判定に関する情報を報知する。これにより、ユーザは、検知線が正しい位置に接続されていないことを認識することができる。

ある実施形態によれば、合成電圧に対応した正電位と検知線に対応した電位との間の第１の電位差を検知し、合成電圧に対応した負電位と検知線に対応した電位との間の第２の電位差を検知し、検知した第１および第２の電位差に基づいて、複数のバッテリに対して検知線が正しい位置に接続されているか否かを判定する。これにより、検知線が誤配線されているバッテリへの充電を防止することができる。

ある実施形態によれば、合成電圧に対応した正電位と検知線に対応した電位との間の第１の電位差を検知し、合成電圧に対応した負電位と検知線に対応した電位との間の第２の電位差を検知し、検知した第１および第２の電位差に基づいて、複数のバッテリに対する充電モードを決定する。これにより、複数種類のバッテリ形態のそれぞれに応じた適切な充電を行うことができる。

ある実施形態によれば、充電時に複数のバッテリに供給される電圧の上昇の度合いを検知し、電圧の上昇の度合いが所定値以上である場合は、複数のバッテリに対する充電モードを変更する。これにより、バッテリの過充電を防止することができる。

ある実施形態によれば、充電時に複数のバッテリに供給される電圧の上昇の度合いを検知し、電圧の上昇の度合いが所定値以上である場合は、複数のバッテリに対する充電を止める。これにより、バッテリの過充電を防止することができる。

本発明のある実施形態によれば、直列に接続された複数のバッテリの合成電圧に対応した正電位と、直列に接続された複数のバッテリのうちの２つのバッテリの間に接続された検知線に対応した電位との間の第１の電位差を検知するとともに、合成電圧に対応した負電位と検知線に対応した電位との間の第２の電位差を検知する。そして、検知した第１および第２の電位差に基づいて、複数のバッテリに対する充電モードを決定する。これにより、複数種類のバッテリ形態のそれぞれに応じた適切な充電を行うことができる。

本発明のある実施形態によれば、モータ駆動の乗り物は、直列に接続された複数のバッテリの合成電圧に対応した正極端子に接続するための正極線と、直列に接続された複数のバッテリの合成電圧に対応した負極端子に接続するための負極線と、直列に接続された複数のバッテリのうちの２つのバッテリの間の位置の電位に対応した端子に接続するための検知線とを備える。これにより、バッテリに対する検知線の誤配線の判定および／またはバッテリの充電モードの決定を行うことができる。ある実施形態によれば、複数のバッテリはモータ駆動の乗り物に搭載される。

本発明のある実施形態によれば、バッテリセットは、直列に接続された複数のバッテリの合成電圧に対応した正極端子と、合成電圧に対応した負極端子と、直列に接続された複数のバッテリのうちの２つのバッテリの間に接続され、２つのバッテリの間の位置の電位に対応した検知端子とを備える。これにより、バッテリセットに対する検知線の誤配線の判定および／またはバッテリセットの充電モードの決定を行うことができる。

本発明のある実施形態に係る充電器によれば、直列に接続された複数のバッテリの合成電圧に対応した正電位および負電位の少なくとも一方と、直列に接続された複数のバッテリのうちの２つのバッテリの間に接続された検知線に対応した電位との間の電位差を検知し、検知した電位差に基づいて複数のバッテリに対して検知線が正しい位置に接続されているか否かを判定する。これにより、検知線が誤配線されているバッテリへの充電を防止することができる。

本発明のある実施形態に係る充電器によれば、直列に接続された複数のバッテリの合成電圧に対応した正電位と、直列に接続された複数のバッテリのうちの２つのバッテリの間に接続された検知線に対応した電位との間の第１の電位差を検知するとともに、合成電圧に対応した負電位と検知線に対応した電位との間の第２の電位差を検知する。そして、検知した第１および第２の電位差に基づいて、複数のバッテリに対する充電モードを決定する。これにより、複数種類のバッテリ形態のそれぞれに応じた適切な充電を行うことができる。

本発明の実施形態に係るスクーター型の電動二輪車を示す図である。本発明の実施形態に係るバッテリが搭載された搭載部を示す図である。（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態に係る検知線が接続された複数のバッテリを示す図である。本発明の実施形態に係る充電用のコネクタを示す図である。本発明の実施形態に係る充電器を示す図である。本発明の実施形態に係る充電器の動作を示すフローチャートである。本発明の実施形態に係る充電時における複数のバッテリの両端部の電圧の上昇率を示す図である。本発明の実施形態に係る充電時における複数のバッテリの両端部の電圧の時間変化を示す図である。本発明の実施形態に係る充電器を示す図である。（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態に係る検知線が接続された複数のバッテリを示す図である。本発明の実施形態に係る充電器の動作を示すフローチャートである。（ａ）および（ｂ）は、本発明の実施形態に係る検知線を有するバッテリパックを示す図である。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る充電器、バッテリ、およびバッテリが搭載可能な電動車両を説明する。本明細書では、電動車両の実施形態としてスクーター型の電動二輪車を挙げて説明する。ただしこれは一例に過ぎない。スクーター型以外の電動二輪車であってもよいし、３つの車輪を有する電動三輪車、全地形対応車ＡＴＶ（ＡｌｌＴｅｒｒａｉｎＶｅｈｉｃｌｅ）などであってもよい。以下の実施形態は例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。

以下の説明では特に断らない限り、前、後、左、右は、それぞれ電動二輪車の乗員から見た前、後、左、右を意味するとする。図面に付した符号Ｆ、Ｒｅ、Ｌ、Ｒは、それぞれ前、後、左、右を表す。

実施形態の説明においては、同様の構成要素には同様の参照符号を付し、重複する場合にはその説明を省略する。

まず、本発明の実施形態に係る電動二輪車の全体構成を説明する。

図１は、本実施形態に係るスクーター型の電動二輪車１の外観構成を示す側面図である。図１に示すように、電動二輪車１は、車体１０と、ハンドル１４と、前輪１６と、後輪１８と、電動モータ２０とを備えている。

車体１０は、車体フレームと車体カバーを含む構造を有する。車体１０には、フロントフォーク２４が支持されている。フロントフォーク２４の上部には、ハンドル１４が取り付けられている。フロントフォーク２４の下端部には前輪１６が支持されている。

後輪１８および電動モータ２０は、スイングアーム２１により車体１０に揺動可能に支持されている。この例では、駆動輪は後輪１８であり、従動輪は前輪１６である。電動モータ２０の回転が後輪１８に伝達されることにより、電動二輪車１は走行する。

車体１０の上部には乗員が乗るシート２６が設けられている。シート２６の下部には、電動二輪車１の各部の動作を制御するＥＣＵ（ＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉｔ；電子制御ユニット）２８が設けられている。ＥＣＵ２８は、マイクロコンピュータと、電動二輪車１の各部の動作を制御するための手順を規定したコンピュータプログラムを格納しているメモリなどによって構成される。

車体１０の下部には、バッテリを搭載するための搭載部５が設けられている。搭載部５は、例えば、乗員の足を置く領域の下部に設けられるが、これに限定されない。例えば、搭載部５はシート２６の下部に設けられてもよい。電動モータ２０は、搭載部５に搭載されたバッテリから供給される電力に応じて駆動される。搭載部５には、例えば、直列に接続された複数のバッテリ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅ（図２）が搭載される。

搭載部５からは、正極線６ｐ、負極線６ｎ、検知線６ｓが延びており、これらの導電線は、充電用のコネクタ８に接続されている。

図２は、バッテリの配線を説明する図であり、車体１０の上側から見た搭載部５を示している。搭載部５には、直列に接続された複数のバッテリが搭載される。図３は、直列に接続された複数のバッテリの一例を示す図であり、図３（ａ）では４個のバッテリ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが直列に接続されており、図３（ｂ）では５個のバッテリ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅが直列に接続されている。図３（ａ）に示すような４個のバッテリ２ａから２ｄのセットを本実施形態ではバッテリセット１２と呼ぶ。また、図３（ｂ）に示すような５個のバッテリ２ａから２ｅのセットを本実施形態ではバッテリセット２２と呼ぶ。個々のバッテリの電圧は例えば１２Ｖであり、この場合、直列に接続された４個のバッテリの合成電圧Ｖｔは４８Ｖとなり、直列に接続された５個のバッテリの合成電圧Ｖｔは６０Ｖとなる。なお、各バッテリセットに含まれるバッテリの本数およびそれらの電圧は任意であり、上記に限定されない。バッテリの本数および電圧は、実施形態に応じて任意の本数および電圧値が設定される。

本実施形態では、搭載部５にはバッテリセット１２、２２の一方が搭載される。電動二輪車１には、互いに電圧が異なる複数種類のバッテリセットのうちの１つが搭載され得る。このため、本実施形態では、どのような電圧のバッテリセットが搭載されているかを検知し、そのバッテリセットに応じた適切な充電を行う。本実施形態では、検知線を用いて、そのような検知を行う。

図２に示す例では、バッテリセット２２が搭載されている。図２を参照して、各バッテリは正極端子３および負極端子４を有しており、複数のバッテリ間で正極端子３と負極端子４が導電線７で接続されることにより、バッテリは直列接続される。

直列接続された複数のバッテリ２ａから２ｅの端部に配置されたバッテリ２ａの正極端子３には、正極線６ｐが接続されている。バッテリ２ａの正極端子３および正極線６ｐの電位は、直列に接続された複数のバッテリ２ａから２ｅの合成電圧（例えば６０Ｖ）に対応した正電位となる。

直列接続された複数のバッテリ２ａから２ｅの端部に配置されたバッテリ２ｅの負極端子４には、負極線６ｎが接続されている。バッテリ２ｅの負極端子４および負極線６ｎの電位は、直列に接続された複数のバッテリ２ａから２ｅの合成電圧に対応した負電位となる。

直列接続された複数のバッテリ２ａから２ｅのうちの２つのバッテリ２ｃおよび２ｄの間の位置には、検知線６ｓが接続されている。例えば、検知線６ｓは、バッテリ２ｃの負極端子４およびバッテリ２ｄの正極端子３の何れかに接続され、それらの端子と同じ電位となる。

図３（ａ）に示す４個のバッテリ２ａから２ｄにおいては、バッテリ２ａの正極端子３に正極線６ｐが接続され、バッテリ２ａの正極端子３および正極線６ｐの電位は、直列に接続された複数のバッテリ２ａから２ｄの合成電圧（例えば４８Ｖ）に対応した正電位となる。また、バッテリ２ｄの負極端子４には、負極線６ｎが接続され、バッテリ２ｄの負極端子４および負極線６ｎの電位は、直列に接続された複数のバッテリ２ａから２ｄの合成電圧に対応した負電位となる。また、バッテリ２ａから２ｄのうちの２つのバッテリ２ｃおよび２ｄの間の位置には、検知線６ｓが接続される。例えば、検知線６ｓは、バッテリ２ｃの負極端子４およびバッテリ２ｄの正極端子３の何れかに接続され、それらの端子と同じ電位となる。

バッテリが搭載された搭載部５は、雨や埃の侵入を防ぐためのカバーで覆われ、外部からは内部の様子が見えにくくなっている。

図４は、充電用のコネクタ８を示す図である。コネクタ８は、正極線６ｐが接続された正極端子８ｐと、負極線６ｎが接続された負極端子８ｎと、検知線６ｓが接続された検知端子８ｓとを備えている。電動二輪車１のコネクタ８に充電器（図５）のコネクタ３８が接続されることにより、搭載部５に搭載されたバッテリに電圧が供給されて充電される。コネクタ８はカバー９を有しており、充電時以外は各端子をカバー９で覆うことにより、雨や埃の侵入および漏電を防止することができる。

図５は、本実施形態の充電器３０を示す図である。充電器３０は、直列に接続された複数のバッテリを充電可能な充電器である。

充電器３０は、マイクロコンピュータ３１と、電源部３３と、報知部３５と、コネクタ３８および３９を備える。

電源部３３には、コネクタ３９を介して例えば交流電源から電力が供給される。電源部３３は、充電モードに応じて、入力された交流電圧を適切な直流電圧に変換し、正極線３６ｐ、負極線３６ｎに出力する。

コネクタ３８には、正極線３６ｐ、負極線３６ｎ、検知線３６ｓが接続されている。コネクタ３８は、充電時に電動二輪車１のコネクタ８に接続され、電動二輪車１に搭載されたバッテリに電力が供給される。また、コネクタ８とコネクタ３８の接続時は、正極線６ｐと正極線３６ｐの電位は同じになり、負極線６ｎと負極線３６ｎの電位は同じになり、検知線６ｓと検知線３６ｓの電位は同じになる。

正極線３６ｐ、負極線３６ｎ、検知線３６ｓは、マイクロコンピュータ３１に接続され、マイクロコンピュータ３１は各導電線３６ｐ、３６ｎ、３６ｓの電位を検知する。また、導電線３６ｐ、３６ｎ、３６ｓのそれぞれの間の電位差を検知する。

マイクロコンピュータ３１は、電動二輪車１に搭載された複数のバッテリにおける配線の接続状態を判定する。例えば、複数のバッテリに対する検知線６ｓの接続位置が正しいか否かを判定する。例えば、マイクロコンピュータ３１は、正極線６ｐと検知線６ｓとの間の電位差Ｖｕ（図３）を検知するとともに、負極線６ｎと検知線６ｓとの間の電位差Ｖｌ（図３）を検知する。そして、電位差Ｖｕおよび電位差Ｖｌに基づいて、複数のバッテリに対する検知線６ｓの接続位置が正しいか否かを判定する。また、マイクロコンピュータ３１は、電位差Ｖｕおよび電位差Ｖｌに基づいて、複数のバッテリに対する充電モードを決定する。

報知部３５は、充電動作時にマイクロコンピュータ３１が異常を検知した場合に、そのことをユーザに報知する。報知部３５は、例えば、音声、光、画像表示のいずれか、またはそれらの組み合わせにより、異常の旨をユーザに報知する。

次に、充電器３０の動作をより詳細に説明する。図６は、充電器３０の動作を示したフローチャートである。

充電を行う際、最初に、マイクロコンピュータ３１は、複数のバッテリに対する検知線６ｓの接続位置が正しいか否かを判定する（ステップＳ１１）。例えば、マイクロコンピュータ３１は、電位差Ｖｌと電位差Ｖｕとの比であるＶｌ／Ｖｕを演算し、Ｖｌ／Ｖｕが所定値ｈ未満であるか否かを判定する。所定値ｈはバッテリの形態に応じて任意に設定される値である。この例では、所定値ｈは０．８とする。Ｖｌ／Ｖｕが所定値ｈ以上であった場合、マイクロコンピュータ３１は、検知線６ｓの接続位置が正しくない異常状態と判定し、充電を行わない（ステップＳ１２）。異常と判定された場合、報知部３５は異常であることをユーザに報知する。例えば、報知部３５は、ランプの点灯、ブザー等により異常をユーザに報知する。バッテリに対する配線は、メーカー以外の人間が行う場合があり、配線が正しく行われないことが起こり得る。そのような誤配線の状態では、適切な充電が行うことができない可能性があるため、充電は行わない。Ｖｌ／Ｖｕが所定値ｈ未満である場合は、検知線６ｓの接続位置が正しいと判定し、ステップＳ１３の動作に進む。

なお、Ｖｌ／Ｖｕを用いずに、電位差ＶｌおよびＶｕが所定の範囲内にない場合に、検知線６ｓの接続位置が正しくないと判定してもよい。例えば、５Ｖ＜Ｖｌ＜１６Ｖでない場合は、検知線６ｓの接続位置が正しくないと判定してもよい。

ステップＳ１３では、４個のバッテリで構成される４８Ｖのバッテリセットに適した充電モードで充電を行う。例えば、定電流充電を行う。５個のバッテリで構成される６０Ｖのバッテリセットと、４８Ｖのバッテリセットとにおいて、充電初期は同じモードで充電が可能であるため、６０Ｖのバッテリセットに対しても４８Ｖのバッテリセット用の充電モードで充電を行うことができる。

充電中、マイクロコンピュータ３１は、直列接続された複数のバッテリの両端部の電圧Ｖｔを監視する。電圧Ｖｔは、Ｖｔ＝Ｖｌ＋Ｖｕで表すことができる。電圧Ｖｔが例えば５８Ｖ以上となったとき、マイクロコンピュータ３１は、Ｖｌ／Ｖｕが所定値ｍ未満であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。所定値ｍはバッテリの形態に応じて任意に設定される値である。この例では、所定値ｈは０．４から０．５の間の値とする。Ｖｌ／Ｖｕが所定値ｍ未満であった場合、マイクロコンピュータ３１は、充電対象は４８Ｖのバッテリセットであると判定し、４８Ｖのバッテリセットに適した充電モードを維持し（ステップＳ１５）、満充電になると充電を終了する。

Ｖｌ／Ｖｕが所定値ｍ以上であった場合、マイクロコンピュータ３１は、充電対象は６０Ｖのバッテリセットであると判定し、６０Ｖのバッテリセットに適した充電モードに切り替えて充電を行う（ステップＳ１６）。６０Ｖのバッテリセット用の充電モードでは、４８Ｖのバッテリセット用の充電モードよりも、充電後半部の電圧Ｖｔが高くなる。

次に、ステップＳ１７において、電圧Ｖｔの上昇率が所定値ｎ以上であるか否かを判定する。所定値ｎはバッテリの形態に応じて任意に設定される値である。この例では、所定値ｎは０．３から０．５の間の値とする。

電圧Ｖｔの上昇率が所定値ｎ未満の場合、マイクロコンピュータ３１は、充電対象は６０Ｖのバッテリセットであると再度判定し、６０Ｖのバッテリセットに適した充電モードを継続する（ステップＳ１６）。そして、ステップＳ１６およびＳ１７の処理を繰り返し、満充電になると充電を終了する。

電圧Ｖｔの上昇率が所定値ｎ以上である場合、マイクロコンピュータ３１は、充電対象は４８Ｖのバッテリセットであると判定し、４８Ｖのバッテリセットに適した充電モードに変更する（ステップＳ１５）。ステップＳ１５において、バッテリが満充電になると充電を終了する。

図７は、充電時における、直列接続された複数のバッテリの両端部の電圧Ｖｔの上昇率を示す図である。横軸は、電圧Ｖｔを示し、縦軸は電圧Ｖｔの１５０秒あたりの上昇率を示している。図８は、充電時における、電圧Ｖｔの時間変化を示す図である。横軸は時間を示し、縦軸は電圧Ｖｔを示している。

４８Ｖのバッテリセットに充電を行うとき、電圧Ｖｔが大きくなるにつれて、電圧Ｖｔの上昇率も高くなっていく。このため、電圧Ｖｔの上昇率が所定値以上になると、過充電が行われていることが分かり、充電モードを変更または充電を終了することにより、バッテリを保護することができる。

特に、図７および図８に示す電圧領域４１では、４８Ｖのバッテリセットの電圧Ｖｔの上昇率が高くなるため、この電圧領域４１での電圧Ｖｔの上昇率を監視することにより、充電対象が４８Ｖのバッテリセットであって過充電が行われているか、あるいは充電対象が６０Ｖのバッテリセットであって正常な充電であるかを判定することができる。

なお、上述の説明では、電位差ＶｌおよびＶｕを用いて、検知線６ｓの接続位置が正しいか否かを判定した。しかし、検知線６ｓがどのバッテリにも接続されていない場合、電位差ＶｌおよびＶｕの検知が困難になる場合がある。図９は、そのような場合でも電位差ＶｌおよびＶｕを検知可能な充電器３０を示している。図５に示す充電器３０と比較して、図９に示す充電器３０では、正極線３６ｐと検知線３６ｓとの間に抵抗器ｒ１が接続され、負極線３６ｎと検知線３６ｓとの間に抵抗器ｒ２が接続されている。充電対象となるバッテリの形態に応じて抵抗器ｒ１およびｒ２の値を設定することにより、検知線６ｓがどのバッテリにも接続されていない場合でも、電位差ＶｌおよびＶｕを検知することができる。例えば、検知線６ｓがどのバッテリにも接続されていない場合にＶｌ／Ｖｕが所定値ｈ以上となるように抵抗器ｒ１および抵抗器ｒ２を設定することで、異常と判定して充電を行わないようにすることができる。

また、上述の説明では、検知線６ｓは、バッテリ２ｃとバッテリ２ｄとの間に接続されていたが、別の位置に接続されていてもよい。図１０は、検知線６ｓの接続位置が異なる別の形態を示す図である。図１０（ａ）に示すバッテリセット１２では、検知線６ｓは、バッテリ２ａとバッテリ２ｂとの間に接続されている。また、図１０（ｂ）に示すバッテリセット２２では、検知線６ｓは、バッテリ２ｂとバッテリ２ｃとの間に接続されている。この場合でも、上述したような検知線６ｓの接続状態の検知、充電モードの決定、過充電の検知を行うことができる。例えば、図６のフローチャートの動作において、電位差Ｖｌと電位差Ｖｕとを入れ替えて演算することにより、各種動作を行うことができる。

次に、図１１を参照して、充電器３０の動作の別の例を説明する。図１１は、充電器３０の動作を示したフローチャートである。なお、図１１は、図１０に示す接続状態における電位差ＶｌおよびＶｕを採用した動作を示している。図３に示す接続状態における電位差ＶｌおよびＶｕを採用する場合は、図１１のフローチャートの動作において、電位差Ｖｌと電位差Ｖｕとを入れ替えて演算することにより、各種動作を行うことができる。

図１１を参照して、充電を行う際、マイクロコンピュータ３１は、最初に複数のバッテリに対する検知線６ｓの接続位置が正しいか否かを判定する（ステップＳ２１）。例えば、マイクロコンピュータ３１は、電位差Ｖｕと電位差Ｖｌとの比であるＶｕ／Ｖｌを演算し、Ｖｕ／Ｖｌが所定値ｈ未満であるか否かを判定する。所定値ｈはバッテリの形態に応じて任意に設定される値である。この例では、所定値ｈは０．８とする。Ｖｕ／Ｖｌが所定値ｈ以上であった場合、マイクロコンピュータ３１は、検知線６ｓの接続位置が正しくない異常状態と判定し、充電を行わない（ステップＳ２２）。異常と判定された場合、報知部３５は異常であることをユーザに報知する。例えば、報知部３５は、ランプの点灯、ブザー等により異常をユーザに報知する。Ｖｕ／Ｖｌが所定値ｈ未満である場合は、検知線６ｓの接続位置は正しいと判定し、ステップＳ２３の動作に進む。

なお、Ｖｕ／Ｖｌを用いずに、電位差ＶｌおよびＶｕが所定の範囲内にない場合に、検知線６ｓの接続位置が正しくないと判定してもよい。例えば、５Ｖ＜Ｖｕ＜１６Ｖでない場合は、検知線６ｓの接続位置が正しくないと判定してもよい。

ステップＳ２３では、４８Ｖのバッテリセットに適した充電モードで充電を行う。充電中、マイクロコンピュータ３１は、直列接続された複数のバッテリの両端部の電圧Ｖｔを監視する。電圧Ｖｔが例えば５７Ｖ以上となったとき、マイクロコンピュータ３１は、Ｖｕ／Ｖｌが所定値ｍ未満であるか否かを判定する（ステップＳ２４）。所定値ｍはバッテリの形態に応じて任意に設定される値である。この例では、所定値ｈは０．４から０．５の間の値とする。Ｖｕ／Ｖｌが所定値ｍ未満であった場合、マイクロコンピュータ３１は、充電対象は４８Ｖのバッテリセットであると判定し、４８Ｖのバッテリセットに適した充電モードを維持し（ステップＳ２５）、満充電になると充電を終了する。

Ｖｕ／Ｖｌが所定値ｍ以上であった場合、マイクロコンピュータ３１は、充電対象は６０Ｖのバッテリセットであると判定し、６０Ｖのバッテリセットに適した充電モードに切り替えて充電を行う（ステップＳ２６）。６０Ｖのバッテリセット用の充電モードでは、４８Ｖのバッテリセット用の充電モードよりも、充電後半部の電圧Ｖｔが高くなる。

次に、ステップＳ２７において、マイクロコンピュータ３１は、複数のバッテリに対する検知線６ｓの接続位置が正しいか否かを再度判定する。Ｖｕ／Ｖｌが所定値ｈ以上であった場合、マイクロコンピュータ３１は、検知線６ｓの接続位置が正しくない異常状態と判定し、充電を止める（ステップＳ２２）。Ｖｕ／Ｖｌが所定値ｈ未満である場合は、検知線６ｓの接続位置は正しいと判定し、ステップＳ２８の動作に進む。充電がある程度進んだ状態で、検知線６ｓの接続位置が正しいか否かを再度判定することで、判定をより精度良く行うことができる。

ステップＳ２８において、マイクロコンピュータ３１は、Ｖｕ／Ｖｌが所定値ｍ未満であるか否かを再度判定する。Ｖｕ／Ｖｌが所定値ｍ未満であった場合、マイクロコンピュータ３１は、充電対象は４８Ｖのバッテリセットであると判定し、４８Ｖのバッテリセットに適した充電モードに変更し（ステップＳ２５）、満充電になると充電を終了する。充電がある程度進んだ状態で、充電対象の判定を再度判定することで、判定をより精度良く行うことができる。

Ｖｕ／Ｖｌが所定値ｍ以上であった場合、ステップＳ２９の動作に進む。ステップＳ２９では、マイクロコンピュータ３１は、電圧Ｖｔが所定の範囲内であるか否かを判定する。所定の範囲はバッテリの形態に応じて任意に設定される。例えば、６０Ｖ＜Ｖｔ＜６７．５である場合、マイクロコンピュータ３１は、ステップＳ３０の動作に進む。６０Ｖ＜Ｖｔ＜６７．５でない場合、６０Ｖのバッテリセット用の充電モードを維持する。

次に、ステップＳ３０において、電圧Ｖｔの上昇率が所定値ｎ以上であるか否かを判定する。所定値ｎはバッテリの形態に応じて任意に設定される値である。この例では、所定値ｎは０．３から０．５の間の値とする。

電圧Ｖｔの上昇率が所定値ｎ未満の場合、マイクロコンピュータ３１は、充電対象は６０Ｖのバッテリセットであると再度判定し、６０Ｖのバッテリセット用の充電モードを継続する（ステップＳ２６）。そして、ステップＳ２６からＳ３０の処理を繰り返し、満充電になると充電を終了する。

電圧Ｖｔの上昇率が所定値ｎ以上である場合、マイクロコンピュータ３１は、充電対象は４８Ｖのバッテリセットであると判定し、４８Ｖのバッテリセットが過充電になっている異常状態と判断して、４８Ｖのバッテリセットを保護するために充電を止める（ステップＳ２２）。

図１１に示すような充電動作により、バッテリの充電をより精度良く行うことができる。

なお、上述したバッテリセット１２および２２は、それぞれ１つのバッテリパックとして構成されていてもよい。図１２はそのようなバッテリパックを示す図である。図１２（ａ）および図１２（ｂ）に示すバッテリセット（バッテリパック）１２および２２は、コネクタ５８を備える。コネクタ５８には、正極線６ｐ、負極線６ｎ、検知線６ｓが接続されている。コネクタ５８が電動二輪車１の所定のコネクタに接続されることにより、バッテリセット（バッテリパック）１２および２２は、電動二輪車１に電力を供給することができる。また、コネクタ５８と充電器３０のコネクタ３８とが電気的に接続されることにより、上述した充電動作を行うことができる。

以上、本発明の実施形態を説明した。

上述の実施形態では、４８Ｖのバッテリセット用の充電モードと６０Ｖのバッテリセット用の充電モードとは自動的に切り替わっていたが、手動で切り替えてもよい。例えば、マイクロコンピュータ３１は、充電対象のバッテリセットの種類を判定した後、報知部３５によりバッテリセットの種類をユーザに知らせ、その情報に応じてユーザが手動で充電モードを切り替えてもよい。

また、上述の実施形態では、２種類のバッテリセットのうちのいずれが電動二輪車に搭載されているかを判別していたが、３種類以上のバッテリセットのいずれが電動二輪車に搭載されているかを判別してもよい。

また、上述の実施形態では、バッテリが搭載される乗り物は車両であったが、本発明は車両に限定されず、電動モータで駆動される船舶や航空機であってもよい。また、乗り物は、人が乗る輸送機械に限定されず、無人で動作する輸送機械であってもよい。また、本発明はロボット等の機械にも適用することができる。本発明は、バッテリを用いて動作する機械に適用することができる。

また、上述の実施形態で説明した充電器の動作は、ハードウエアによって実現されてもよいしソフトウェアによって実現されてもよいし、それらの組み合わせによって実現されてもよい。そのような動作を実行させるコンピュータプログラムは、例えばマイクロコンピュータ３１の内蔵メモリに記憶され、マイクロコンピュータ３１がコンピュータプログラムを読み出することで動作が実行される。また、そのようなコンピュータプログラムは、それが記録された記録媒体（半導体メモリ、光ディスク等）から充電器３０へインストールしてもよいし、インターネット等の電気通信回線を介してダウンロードしてもよい。また、無線通信を介してそのようなコンピュータプログラムを充電器３０へインストールしてもよい。

上述の実施形態の説明は、本発明の例示であり、本発明を限定するものではない。また、上述の実施形態で説明した各構成要素を適宜組み合わせた実施形態も可能である。本発明は、特許請求の範囲またはその均等の範囲において、改変、置き換え、付加および省略などが可能である。

本発明は、バッテリを用いて動作する機械分野において特に有用である。

１電動二輪車
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、２ｅバッテリ
３正極端子
４負極端子
５搭載部
６ｐ、３６ｐ正極線
６ｎ、３６ｎ負極線
６ｓ、３６ｓ検知線
７導電線
８、３８、３９、５８コネクタ
１０車体
１２バッテリセット
１４ハンドル
１６前輪
１８後輪
２０電動モータ
２１スイングアーム
２２バッテリセット
２４フロントフォーク
２６シート
２８ＥＣＵ
３０充電器
３１マイクロコンピュータ
３３電源部
３５報知部

Claims

直列に接続された複数のバッテリを充電可能な充電器であって、
前記複数のバッテリに対する配線の接続状態を判定する制御部と、
前記複数のバッテリに電力を供給可能な電源部と、
を備え、
前記制御部は、
前記直列に接続された複数のバッテリの合成電圧に対応した正電位および負電位の少なくとも一方と、前記直列に接続された複数のバッテリのうちの２つのバッテリの間に接続された検知線に対応した電位との間の電位差を検知し、
前記検知した電位差に基づいて、前記複数のバッテリに対して前記検知線が正しい位置に接続されているか否かを判定する、充電器。
前記検知線が正しい位置に接続されていると判定された場合、前記電源部は前記複数のバッテリに電力を供給して充電を行い、
前記検知線が正しい位置に接続されていないと判定された場合、前記電源部は前記複数のバッテリに対する充電を行わない、請求項１に記載の充電器。
前記検知線が正しい位置に接続されていないと判定された場合、前記判定に関する情報を報知する報知部をさらに備える、請求項１または２に記載の充電器。
前記制御部は、
前記合成電圧に対応した正電位と前記検知線に対応した電位との間の第１の電位差を検知し、
前記合成電圧に対応した負電位と前記検知線に対応した電位との間の第２の電位差を検知し、
前記検知した第１および第２の電位差に基づいて、前記複数のバッテリに対して前記検知線が正しい位置に接続されているか否かを判定する、請求項１から３のいずれかに記載の充電器。
前記制御部は、
前記合成電圧に対応した正電位と前記検知線に対応した電位との間の第１の電位差を検知し、
前記合成電圧に対応した負電位と前記検知線に対応した電位との間の第２の電位差を検知し、
前記検知した第１および第２の電位差に基づいて、前記複数のバッテリに対する充電モードを決定する、請求項１から４のいずれかに記載の充電器。
前記制御部は、充電時に前記複数のバッテリに供給される電圧の上昇の度合いを検知し、
前記電圧の上昇の度合いが所定値以上である場合は、前記複数のバッテリに対する充電モードを変更する、請求項１から５のいずれかに記載の充電器。
前記制御部は、充電時に前記複数のバッテリに供給される電圧の上昇の度合いを検知し、
前記電圧の上昇の度合いが所定値以上である場合は、前記複数のバッテリに対する充電を止める、請求項１から５のいずれかに記載の充電器。
直列に接続された複数のバッテリを充電可能な充電器であって、
前記複数のバッテリに対する充電モードを決定する制御部と、
前記決定された充電モードに応じて前記複数のバッテリに電力を供給する電源部と、
を備え、
前記制御部は、
前記直列に接続された複数のバッテリの合成電圧に対応した正電位と、前記直列に接続された複数のバッテリのうちの２つのバッテリの間に接続された検知線に対応した電位との間の第１の電位差を検知し、
前記合成電圧に対応した負電位と前記検知線に対応した電位との間の第２の電位差を検知し、
前記検知した第１および第２の電位差に基づいて、前記複数のバッテリに対する充電モードを決定する、充電器。
直列に接続された複数のバッテリを搭載するための搭載部と、
前記直列に接続された複数のバッテリの合成電圧に対応した正極端子に接続するための正極線と、
前記直列に接続された複数のバッテリの合成電圧に対応した負極端子に接続するための負極線と、
前記直列に接続された複数のバッテリのうちの２つのバッテリの間の位置の電位に対応した端子に接続するための検知線と、
前記複数のバッテリから電力を供給されて駆動力を出力するモータと、
を備えた、モータ駆動の乗り物。
前記複数のバッテリをさらに備えた、請求項９に記載のモータ駆動の乗り物。
直列に接続された複数のバッテリと、
前記直列に接続された複数のバッテリの合成電圧に対応した正極端子と、
前記合成電圧に対応した負極端子と、
前記直列に接続された複数のバッテリのうちの２つのバッテリの間に接続され、前記２つのバッテリの間の位置の電位に対応した検知端子と、
を備えた、バッテリセット。
充電対象となる直列に接続された複数のバッテリに対する配線の接続状態を判定する動作をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータプログラムは、
前記直列に接続された複数のバッテリの合成電圧に対応した正電位および負電位の少なくとも一方と、前記直列に接続された複数のバッテリのうちの２つのバッテリの間に接続された検知線に対応した電位との間の電位差を検知するステップと、
前記検知した電位差に基づいて、前記複数のバッテリに対して前記検知線が正しい位置に接続されているか否かを判定するステップと、
を前記コンピュータに実行させるコンピュータプログラム。
充電対象となる直列に接続された複数のバッテリに対する充電モードを決定する動作をコンピュータに実行させるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータプログラムは、
前記直列に接続された複数のバッテリの合成電圧に対応した正電位と、前記直列に接続された複数のバッテリのうちの２つのバッテリの間に接続された検知線に対応した電位との間の第１の電位差を検知するステップと、
前記合成電圧に対応した負電位と前記検知線に対応した電位との間の第２の電位差を検知するステップと、
前記検知した第１および第２の電位差に基づいて、前記複数のバッテリに対する充電モードを決定するステップと、
を前記コンピュータに実行させるコンピュータプログラム。