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充电装置

文献发布时间:2023-06-19 09:33:52


充电装置

技术领域

本发明涉及一种包括多个电池组连接部的充电装置。

背景技术

下述专利文献1中,一种充电装置,能够同时连接四个电池组,且能够选择多个充电模式,在模式1中,每隔2.5小时切换供给充电电流的电池组来执行充电,在模式2中,每隔1小时切换供给充电电流的电池组来执行充电,在模式3中,每隔0.5小时切换供给充电电流的电池组来执行充电。关于电池组,通过2.5小时的充电而充电量成为100%,通过1小时的充电而充电量成为约80%,通过0.5小时的充电而充电量成为约60%。供给充电电流的电池组的切换也可基于充电量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开平9-215217号公报

发明内容

发明所要解决的问题

专利文献1示出多个电池组的额定电压相互共同且充电量也共同为0%时的充电装置的运行,但未公开多个电池组的额定电压或充电量相互不同的情况。

本发明是认识到此种状况而成的,其目的在于提供一种充电装置,包括多个电池组连接部,且所述充电装置能够在一边切换充电对象电池组一边充电的情况下,进行适当充电。

解决问题的技术手段

本发明的一个实施例是一种充电装置。所述充电装置包括:

多个电池组连接部;

充电电路,对与各电池组连接部连接的电池组进行充电;

选择机构,对成为来自所述充电电路的充电电流供给目的地的电池组连接部进行选择;以及

控制部,对所述充电电路及所述选择机构进行控制;并且

所述控制部能够选择性地执行第一模式与第二模式作为在多个电池组连接部连接有电池组时的控制模式,

在所述第一模式中,针对充电对象电池组,在成为满充电前,一边进行切换一边依次充电,在所述第二模式中,针对充电对象电池组,在充满电后进行切换来充电,

所述控制部在每次切换时对充电对象电池组的类别或状态进行检测。

所述多个电池组具有供第一电池组连接的第一电池组连接部与供第二电池组连接的第二电池组连接部,

在所述第一模式中,可以如下方式一边切换要充电的电池组一边依次充电:开始所述第一电池组的充电,在所述第一电池组成为满充电前停止所述第一电池组的充电而开始所述第二电池组的充电。

所述控制部在所述第一模式中,在对剩余容量相互不同的多个电池组进行充电的情况下,当充电对象电池组的剩余容量高于其他至少一个电池组的剩余容量时,可不进行充电而切换充电对象电池组。

所述控制部在所述第一模式中,可根据各电池组的目前输出电压与满充电时的输出电压的关系而导出各电池组的剩余容量,一边使多个电池组的剩余容量一致一边阶段性地提高所述剩余容量。

所述控制部在检测到充电对象电池组的异常时,可不进行充电而切换充电对象电池组。

在所述第二模式中,可以如下方式切换要充电的电池组:开始所述第一电池组的充电,在所述第一电池组成为满充电后,开始所述第二电池组的充电。

可包括模式切换部,所述模式切换部通过手动而在第一模式及第二模式之间切换所述控制部的控制模式。

控制部在所述第一模式或第二模式中,在所述第一电池组为高温的情况下,可不对所述第一电池组进行充电而开始所述第二电池组的充电。

控制部在解除了所述第一电池组的高温状态的情况下,可在所述第二电池组的充电后开始所述第一电池组的充电。

再者,以上的构成要素的任意组合、在方法或系统等之间转换本发明的表现的实施例作为本发明的实施例也有效。

发明的效果

根据本发明,可提供一种充电装置,包括多个电池组连接部,且所述充电装置能够在一边切换充电对象电池组一边充电的情况下,进行适当充电。

附图说明

[图1]是本发明的实施方式1的充电装置1的立体图。

[图2]是充电装置1的风道(duct)20的立体图。

[图3]是充电装置1的上壳体4的俯视图。

[图4]是上壳体4的底面图。

[图5]是充电装置1的内部结构说明图。

[图6]是图5的VI-VI剖面图,且为在电池组连接部6d安装了电池组70的状态的充电装置1的剖面图。

[图7]是图5的VII-VII剖面图。

[图8]是安装了一个电池组70的状态的充电装置1的正面图。

[图9]是充电装置1的电路框图。

[图10]是充电装置1中的充电模式判别的流程图。

[图11]是充电装置1中的充电模式显示发光二极管(Light Emitting Diode,LED)102点亮的流程图。

[图12]是表示充电装置1的第一模式中的切换充电对象电池组的电压值的一例的图表。

[图13]是表示充电装置1的第一模式中的充电的流程的流程图。

[图14]是充电装置1的第一模式及第二模式各自中的充电对象电池组的切换条件的说明图。

[图15]是本发明的实施方式2的充电装置1A的底剖面图。

[图16]是充电装置1A的平剖面图。

具体实施方式

以下,一边参照附图一边对本发明的适宜实施方式进行详细叙述。再者,对各附图所示的相同或等同的构成要素、构件等标注相同的符号,并适当省略重复的说明。另外,实施方式是例示而并不限定发明,实施方式中所记述的所有的特征或其组合并不一定是发明的本质的内容。

(实施方式1)参照图1~图14对本发明的实施方式1的充电装置1进行说明。根据图1来对充电装置1的前后、上下、左右各方向进行定义。构成充电装置1的大致长方体的外框的壳体(外壳)3是将上壳体4与下壳体5组合而成的。上壳体4及下壳体5例如是树脂成形体。

壳体3具有上表面部3a、下表面部3b(图6及图7)、侧面部3c~侧面部3f。下表面部3b与上表面部3a相向。侧面部3c~侧面部3f将上表面部3a与下表面部3b相互连接。侧面部3c是壳体3的前表面部,且与第一侧面部对应。侧面部3d是壳体3的背面部,且与第二侧面部对应。侧面部3e是壳体3的右侧面部。侧面部3f是壳体3的左侧面部,且与第三侧面部对应。侧面部3c、侧面部3d相互相向。侧面部3e、侧面部3f相互相向。侧面部3c、侧面部3d在左右方向上的长度长于侧面部3e、侧面部3f在前后方向上的长度。

在壳体3的上表面部3a,手柄12被支撑为能够转动。在壳体3的上表面部3a的四个角部分别设置有状态显示部14a~状态显示部14d。状态显示部14a~状态显示部14d包含发光二极管(LED)等发光元件。状态显示部14a~状态显示部14d通过自身的点亮状态而将与电池组连接部6a~电池组连接部6d连接的电池组的充电状况等告知给作业者。在上表面部3a的前部中央设置有作为模式切换部的充电模式切换开关13。

在壳体3的前表面部即侧面部3c设置有电池组连接部6a、电池组连接部6b。如图5所示,在壳体3的背面部即侧面部3d设置有电池组连接部6c、电池组连接部6d。电池组连接部6a~电池组连接部6d分别具有通气口(吸气口)7及一对导轨部15。吸气口7与和电池组连接部6a~电池组连接部6d连接的电池组的排气口连通。导轨部15在上下方向上延伸。导轨部15成为在电池组连接部6a~电池组连接部6d安装电池组时的引导件。再者,在本实施方式中,将设置于电池组连接部6a~电池组连接部6d的通气口7作为吸气口、将电池组的通气口作为排气口来进行说明,但也可将通气口7作为排气口、将电池组的通气口作为吸气口。

在壳体3的右侧面部即侧面部3e设置有通气口(吸气口)8及插头插入口保持器(插座保持器)16。吸气口8较侧面部3e的中心更靠后方且在下方开口多个。在插头插入口保持器16设置有两个插头插入口(插座)11。对插头插入口11输出交流电(AlternatingCurrent,AC)100V。通过将未图示的外部的电气机器的电源线插入插头插入口11,可从充电装置1向外部的电气机器供给电源。如图5所示,在壳体3的左侧面部即侧面部3f设置有通气口(排气口)9。排气口9较侧面部3f的中心更靠后方且在下方开口多个。再者,在本实施方式中,将通气口8作为吸气口、将通气口9作为排气口来进行说明,但也可将通气口8作为排气口、将通气口9作为吸气口。

如图5及图7所示,在壳体3内收容有主基板50与风扇55。主基板50通过螺丝固定等而固定于下壳体5的下表面。主基板50供构成充电电路部的各零件搭载。风扇55保持于排气口9的附近。风扇55位于较壳体3的前后方向上的中央,即侧面部3c、侧面部3d间的中央更靠后方处。风扇55是吸引壳体3内的空气并从排气口9向外部排出的轴流风扇。风扇55是产生冷却风的单一的风扇,所述冷却风对与电池组连接部6a~电池组连接部6d连接的多个电池组与设置于主基板50的充电电路部进行冷却。

在主基板50上设置有变压器51、散热用的散热片52~散热片54、通用串行总线(Universal Serial Bus,USB)基板56、电容器C及作为开关元件的多个场效晶体管(FieldEffect Transistor,FET)58等。在USB基板56上设置有USB连接器57。USB连接器57在下壳体5的左侧面(侧面部3f)开口。电源线17从壳体3的右侧面(侧面部3e)的前部引出,与商用电源等外部交流电源连接。如图5及图7所示,空气过滤器59设置于壳体3内并覆盖吸气口8。空气过滤器59抑制粉尘等从壳体3的外部进入壳体3的内部。

配线61~配线64将电池组连接部6a~电池组连接部6d与主基板50相互电性连接。配线65将通过螺丝固定等而固定于上壳体4的开关基板31与主基板50相互电性连接。配线66~配线69将状态显示部14a~状态显示部14d与主基板50相互电性连接。开关基板31供图1等所示的模式切换开关13搭载。

风道20是形成风扇55与电池组连接部6a~电池组连接部6d的吸气口7之间的风路的引导部。风道20例如是树脂成形体,包含单一的构件。如图2所示,风道20包括第一风路端部21a~第一风路端部21d、第二风路端部22、第一连结部23a~第一连结部23d以及第二连结部24。第一风路端部21a~第一风路端部21d分别面对(接近)电池组连接部6a~电池组连接部6d的吸气口7。第二风路端部22面对(接近)风扇55。

第一连结部23a、第一连结部23d与前后方向大致平行地延伸,并将第一风路端部21a、第一风路端部21d间连结。第一连结部23b、第一连结部23c与前后方向大致平行地延伸,并将第一风路端部21b、第一风路端部21c间连结。第二连结部24与左右方向大致平行地延伸,并将第一连结部23b、第一连结部23c的合流部、第一连结部23a、第一连结部23d的合流部及第二风路端部22连结。第二连结部24位于较侧面部3c、侧面部3d间的中央更靠后方处。第一连结部23a长于第一连结部23d。第一连结部23b长于第一连结部23c。

第一连结部23a、第一连结部23d位于较第一连结部23b、第一连结部23c更靠近风扇55的位置,即左边。第一连结部23a与第二连结部24的连接部25a及第一连结部23d与第二连结部24的连接部25d的曲率相对较大。第一连结部23b与第二连结部24的连接部25b及第一连结部23c与第二连结部24的连接部25c曲率相对较小(与连接部25a、连接部25d相比,曲率小)。由此,风道20的位于远离风扇55的位置的部分与位于靠近风扇55的位置的部分相比,流路阻力小,成为由风扇55产生的冷却风容易流动的形状,在电池组连接部6a~电池组连接部6d的吸气口7通过的冷却风的量接近均匀。

如图7所示,第二风路端部22的下端部在上下方向上位于风扇55的存在范围内且较风扇55的中心稍靠上方处。通过风道20,由风扇55产生的冷却风被分离为在充电电路部中流动的第一冷却风CA1与在电池组连接部6a~电池组连接部6d中通过的第二冷却风CA2。

在风道20的下表面设置有螺丝固定用的规定数量的贯穿孔27。如图4所示,在上壳体4的下表面,在与风道20的贯穿孔27对应的位置设置有螺丝固定用的规定数量的凸台37。风道20通过螺丝固定等而固定于上壳体4。在上壳体4的下表面设置有肋30、肋34、肋35。肋30是与风道20的侧面部连结而构成风路的一部分的风路形成肋。肋34是为了将风扇55保持于规定位置而设置。肋35设置于风道20的第二风路端部22的上方。肋35以使第二冷却风CA2高效地被风扇55吸入的方式进行引导。

如图6所示,在壳体3的上表面部3a设置有收容手柄12的凹部38。凹部38存在于壳体3在前后方向上的中央附近至后方。风道20的第一连结部23a位于如下位置:处于较凹部38更靠前方(不接近凹部38)的部分及第一风路端部21a的下表面高于处于凹部38的正下方(接近凹部38)的部分的下表面或第一连结部23d及第一风路端部21d的下表面的位置。同样地,第一连结部23b位于如下位置:处于较凹部38更靠前方的部分及第一风路端部21b的下表面高于处于凹部38的正下方的部分的下表面或第一连结部23c及第一风路端部21c的下表面的位置。其原因在于:抑制由存在凹部38引起的冷却风的流动容易度的差异。

如图6所示,电池组70包括电池壳体71以及二次电池单元72。多个二次电池单元72收容保持于电池壳体71内。在电池壳体71设置有吸气口(通气口)73与排气口(通气口)74。排气口74与充电装置1的吸气口7连通。电池组70通过安装于电池组连接部6a~电池组连接部6d的任一者而固定于充电装置1,并且确立与充电装置1的电性连接(端子彼此的接触),从而成为能够通过充电装置1而进行充电的状态。由于吸气口(通气口)73朝向下侧,因此可抑制粉尘等侵入电池壳体71内。

对驱动风扇55时所产生的冷却风的流动进行说明。如图7所示,第一冷却风CA1经由壳体3的吸气口8及空气过滤器59而取入壳体3内,对主基板50上的各零件进行冷却,并被风扇55吸入而从排气口9向壳体3外排出。如图6所示,第二冷却风CA2从与电池组连接部6a~电池组连接部6d连接的各电池组70的吸气口73取入电池组70内,对电池组70内的各零件进行冷却,并从壳体3的各吸气口7取入壳体3内,被风道20引导而如图7所示,被风扇55吸入而从排气口9向壳体3外排出。

图9是充电装置1的电路框图。在充电装置1中,整流电路80例如是二极管电桥(diode bridge),且对来自交流电源79的供给电流进行整流。在整流电路80的输出端子间设置有变压器81及FET等开关元件82。开关元件82的导通/关断由开关控制电路83控制。整流平滑电路84对变压器81的二次侧的输出电流进行整流、平滑。变压器81、开关元件82及整流平滑电路84构成充电电路。12V电源85将整流平滑电路84的输出电压转换为风扇55的运行电压(例如,直流电(Direct Current,DC)12V)。风扇控制电路86对风扇55的驱动进行控制。

电压反馈电路87对整流平滑电路84的输出电压进行检测,并反馈至开关控制电路83。分流电阻88设置于从整流平滑电路84至电池组连接部6a~电池组连接部6d的输出电流(充电电流)的路径中。电流反馈电路89通过分流电阻88的两端的电压来检测充电电流,并反馈至开关控制电路83。电流检测电路91通过分流电阻88的两端的电压来检测充电电流,并反馈至微型计算机90。过充电检测电路92对充电对象电池组是否过充电进行检测。充电模式显示LED 102依据微型计算机90的控制来显示充电装置1的目前的充电模式。

微型计算机(微型控制器)90作为控制部发挥功能。微型计算机90对开关控制电路83进行控制,并以使整流平滑电路84的输出电压及输出电流成为与充电对象电池组(与电池组连接部6a~电池组连接部6d连接的电池组中的成为目前充电电流的供给对象的电池组)的状态或类别相对应的适当值的方式进行控制。另外,微型计算机90对风扇控制电路86进行控制,并对风扇55的驱动进行控制。

变压器98及开关控制电路99设置于整流电路80的输出端子间。电源100、电源101设置于变压器98的二次侧。电源100供给开关控制电路83的运行电压。电源101供给微型计算机90的运行电压(例如,DC 5V)。关于电压反馈电路87、电流反馈电路89、微型计算机90及电源94与开关控制电路83之间的连接,通过使用光电耦合器等,可确保变压器81、变压器93的一次侧与二次侧的绝缘。

分别设置于电池组连接部6a~电池组连接部6d的C+端子及C-端子是充电电流供给用的端子。LS端子是用于从电池组接收表示电池组的温度的温度检测信号的端子。T端子是用于从电池组接收表示电池组的类别(额定电压等)的识别信号的端子。电池组连接部6a与端口1对应,电池组连接部6b与端口2对应,电池组连接部6c与端口3对应,电池组连接部6d与端口4对应。

二极管D1~二极管D4分别设置于从整流平滑电路84至电池组连接部6a~电池组连接部6d的电流路径中,防止电流的逆流。作为选择机构的继电器93a~继电器93d分别设置于从整流平滑电路84至电池组连接部6a~电池组连接部6d的电流路径中。继电器93a~继电器93d通过微型计算机90的控制,并根据与电池组连接部6a~电池组连接部6d的任一者连接的电池组是否为充电对象电池组来选择性地导通。电压检测电路94a~电压检测电路94d对与电池组连接部6a~电池组连接部6d连接的各电池组的电压进行检测,并反馈至微型计算机90。过电压检测电路95a~过电压检测电路95d对与电池组连接部6a~电池组连接部6d连接的各电池组是否为过电压进行检测,并反馈至微型计算机90。温度检测电路96a~温度检测电路96d对与电池组连接部6a~电池组连接部6d连接的各电池组的温度进行检测,并反馈至微型计算机90。电池组识别电路97a~电池组识别电路97d对与电池组连接部6a~电池组连接部6d连接的各电池组的类别进行检测,并反馈至微型计算机90。微型计算机90在每次切换充电对象电池组时对充电对象电池组的类别(额定电压等)及状态(电压或温度)进行检测。

图10是充电装置1中的充电模式判别的流程图。微型计算机90在状态显示部14a~状态显示部14d进行充电待机显示(S1)。当在电池组连接部6a~电池组连接部6d的至少一个中连接有电池组时(S2的是(YES)),微型计算机90对所连接的电池组的温度进行确认,若并非规定温度、例如50℃以上(S3的否(NO)),则对所述电池组的类别或状态进行判别(S4)。所述步骤S4无论后述的充电模式如何,在每次开始电池组的充电时均进行。即,在每次切换要充电的电池组时进行。由此,微型计算机90可在充电前正确地把握电池组的类别或状态,可进行与电池组的类别或状态相对应的正确的充电。微型计算机90在选择了作为第二模式的通常模式作为电池组的充电模式的情况下(S5的“通常”),判断为进行按端口编号顺序充电的控制(S6),并开始充电(S8)。微型计算机90在选择了作为第一模式的同时充电模式作为电池组的充电模式的情况下(S5的“同时充电”),判断为进行按电压从低至高的顺序依次充电的控制(S7),并开始充电(S8)。微型计算机90在步骤S3中,在电池组的温度为规定温度、例如50℃以上的情况下(S3的是(YES)),在与电池组连接部6a~电池组连接部6d中的连接有所述电池组的电池组连接部对应的状态显示部14a~状态显示部14d进行高温待机显示(S9),并驱动风扇55(S10)。在所连接的电池组是一个的情况下,当在步骤S3中判断为高温时,执行步骤S9及步骤S10,直至解除高温状态为止。另一方面,在连接有多个电池组的状态下,也考虑一个电池组为高温且其他电池组不为高温的情况。在所述情况下,在步骤S3中,即使存在一个高温的电池组,也无法开始充电。因此,也可设为:在步骤S3中,对所连接的所有的电池组的温度进行检测,在存在不为高温的电池组的情况下,前进至步骤S4,仅能够对不为高温的电池组进行充电,在解除了高温状态后,以所选择的充电模式进行充电。

图11是充电装置1中的充电模式显示LED 102点亮的流程图。当按下充电模式切换开关13时(S11的是(YES)),微型计算机90在第一模式(同时充电模式)与第二模式(通常模式)之间切换充电模式,若切换后的模式并非同时充电模式(S12的否(NO)),则点亮充电模式显示LED 102(S13)。若切换后的模式是同时充电模式(S12的是(YES)),则微型计算机90熄灭充电模式显示LED 102(S14)。

图12是表示充电装置1的第一模式(同时充电模式)中的切换充电对象电池组的电压值的一例的图表。在同时充电模式中,一边切换充电对象电池组,一边首先将所有的电池组充电至每个二次电池单元为3.8V。其后,一边切换充电对象电池组,一边将所有的电池组充电至每个二次电池单元为3.95V。同样地,将所有的电池组阶段性地充电至每个二次电池单元为4.1V、4.17V。

图13是表示充电装置1的第一模式中的充电的流程的流程图。微型计算机90选择电压最低的电池组(剩余容量率(或剩余容量)最低的电池组)作为充电对象电池组,并对所述电池组的类别或状态进行判别(检测)。然后,将目标电压设定为每个二次电池单元为3.8V,对所述电池组继续充电(S22),直至充电对象电池组的电压达到每个二次电池单元为3.8V为止(S21的否(NO))。当充电对象电池组的电压达到每个二次电池单元为3.8V时(S21的是(YES)),微型计算机90将充电对象电池组切换为剩余的电池组中的电压最低的电池组(S23)。微型计算机90在每次切换时,在对电池组充电前,对电池组的类别或状态进行判别。由此,可正确地把握应充电的电池组的类别或状态,且可进行与电池组的类别或状态相对应的正确的充电。微型计算机90在每次充电对象电池组的电压达到每个二次电池单元为3.8V时,切换充电对象电池组,当所有的电池组的电压达到每个二次电池单元为3.8V时(S24的是(YES)),将目标电压切换为每个二次电池单元为3.95V(S25)。微型计算机90一边切换充电对象电池组一边进行充电,当所有的电池组的电压达到每个二次电池单元为3.95V时(S26的是(YES)),将目标电压切换为每个二次电池单元为4.1V(S27)。微型计算机90一边切换充电对象电池组一边进行充电,当所有的电池组的电压达到每个二次电池单元为4.1V时(S29的是(YES)),将目标电压切换为每个二次电池单元为4.17V(S30)。微型计算机90一边切换充电对象电池组一边进行充电,当所有的电池组的电压达到每个二次电池单元为4.17V时(S31的是(YES)),在状态显示部14a~状态显示部14d进行充电完成显示(S32)。再者,微型计算机90对要充电的(或所连接的所有的)电池组的温度进行检测,在所切换的电池组的温度为高温(例如,50℃以上)的情况下,切换为继所述电池组之后电压低的电池组。然后,在所述电池组的电压达到目标电压后,对因高温而跳过的电池组进行充电即可。但是,在继续高温状态的情况下,对其他电池组进行充电,在解除高温状态后,开始所述电池组的充电即可。另外,图12及图13示出各二次电池单元72的电压作为目标电压,但也可基于电池组的电压(整体电压)来阶段性地充电。例如,在额定电压18V的电池组的情况下,串联连接有五根二次电池单元。因此,首先,充电至电池组的电压为19V(3.8V×5单元)为止,继而,阶段性地充电为19.75V、20.5V、20.85V即可。在每次切换充电对象时,对电池组的类别或状态进行判别,由此可判别是否连接有相同的电池组。在于至所连接的所有的电池组的充电结束为止的期间内仅对电池组的类别判别一次的情况下,当在中途更换为不同的电池组时,所述电池组继承之前所连接的电池组的信息,产生未成为满充电而充电结束的不良情况。因此,在本实施方式中,通过在充电开始前(在每次切换时)一定对电池组的类别进行判别而可确实地结束充电。

微型计算机90可根据各电池组的目前输出电压与满充电时的输出电压的关系来导出各电池组的剩余容量率。通过基于剩余容量率来判断充电对象电池组的切换,即使在连接有额定电压相互不同的多个电池组的情况下,也可适当进行充电对象电池组的切换。微型计算机90在第一模式中,在对剩余容量率相互不同的多个电池组进行充电的情况下,当充电对象电池组的剩余容量率高于其他至少一个电池组的剩余容量率时,不进行充电而切换充电对象电池组。微型计算机90在检测到充电对象电池组的异常(高温异常等)时,不进行充电而切换充电对象电池组。

图14是充电装置1的第一模式及第二模式各自中的充电对象电池组的切换条件的说明图。第二模式(通常模式)是按端口编号顺序对电池组进行充电,在将充电对象电池组充满电后,切换为下一端口编号的电池组的模式。在通常模式下,在充电对象电池组为高温待机状态的情况下,跳过所述电池组,将下一端口编号的电池组作为充电对象电池组来进行充电。若解除了高温待机状态,则在充电中的电池组的充电完成后,将所述电池组作为充电对象电池组来进行充电。或者,也可在所述电池组以外的所有的电池组的充电完成后,将所述电池组作为充电对象电池组来进行充电。在将充电中的电池组拔出的情况下,对下一端口编号的电池组进行充电即可。进而,在中途连接了电池组的情况下,在充电中的电池组的充电完成后,按端口编号顺序充电即可。例如,在对端口编号3的电池组进行充电中,若在端口编号2连接了电池组,则在端口编号3的电池组的充电完成后,对新连接的端口编号2的电池组进行充电。另一方面,若在端口编号4连接了电池组,则按端口编号顺序充电即可。再者,在所述第二模式中,从一个电池组的充电开始至充电完成为止的控制是通常进行的公知技术。即,为如下控制:在电池组是锂电池的情况下,通过恒电流充电而开始充电,在电池组的电压(或二次电池单元的电压)达到规定值后,切换为恒电压充电,在充电电流降低至规定电流后,作为满充电而停止充电。在第一模式(同时充电模式)中,从电压(剩余容量率)低的电池组起进行充电,一边使多个电池组的电压(剩余容量率)一致一边阶段性地提高。在充电对象电池组为高温待机状态的情况下,将所述电池组以外的电池组按电压从低至高的顺序依次充电。在中途拔出一部分电池组的情况下,将剩余的电池组按电压从低至高的顺序依次充电。在中途新连接了电池组的情况下,将包含所述电池组在内的所有的电池组按电压从低至高的顺序依次充电。另外,在第一模式中,即使是所连接的电池组的额定电压不同的情况,也只要如图14所示般进行充电即可。例如,在存在额定电压小的电池组的情况下,所述电池组较其他电池组更早完成充电,其后,即使在任一模式的情况下,也只要继续对未完成充电的电池组进行充电即可,因此即使连接额定电压不同的多个电池组,也无问题。另外,通过对电池组的类别与状态进行检测,可算出电池组的额定电压与剩余容量率(剩余容量相对于额定电压的比例),因此通过从剩余容量率低的电池组起进行充电,即使额定电压不同,也可大致同时完成充电。

根据本实施方式,可发挥下述的作用效果。

(1)由于是通过风道20而将风扇55所产生的冷却风分离为在充电电路部中流动的第一冷却风CA1与在电池组连接部6a~电池组连接部6d中通过的第二冷却风CA2的结构,因此通过风扇55而可对充电电路部进行冷却,同时也对与充电装置1连接的多个电池组进行冷却。此处,若将风扇55设为单一的风扇,则与将冷却用的风扇设为多个的情况相比,可减低成本,另外,也可简化配线,同时可高效地对充电电路部与多个电池组这两者进行冷却。

(2)风道20是单一的构件,仅螺丝固定于上壳体4即可,因此可抑制将风扇55所产生的冷却风分离为第一冷却风CA1与第二冷却风CA2所需的成本、零件个数、制造工时的增加。另外,风道20也具有将从吸气口7进入的尘埃或水导向风扇55的作用,也有助于壳体3内且风道20外的防尘、防水。

(3)在壳体3的未设置电池组连接部6a~电池组连接部6d的侧面部3e设置第一冷却风CA1用的吸气口8及插头插入口11,另外,在未设置电池组连接部6a~电池组连接部6d的侧面部3f设置排气口9及USB连接器57,因此布局效率良好。

(4)使位于远离风扇55的位置的连接部25b及连接部25c的曲率小于位于靠近风扇55的位置的连接部25a及连接部25d的曲率,因此与两曲率相等的情况相比,可使在电池组连接部6a~电池组连接部6d的吸气口7通过的冷却风的量接近均匀。另外,由于将风扇55配置于避开壳体3的中央部的端部,因此可确保主基板50的配置区域。

(5)微型计算机90在第一模式(同时充电模式)中,基于多个电池组各自的剩余容量来判断充电对象电池组的切换,由此即使在连接有额定电压相互不同的多个电池组的情况下,也可适当进行充电对象电池组的切换。另外,在连接有高温状态的电池组的情况下,对其他电池组进行充电,直至高温状态为止,因此可高效地对多个电池组进行充电。

(6)微型计算机90在第一模式(同时充电模式)中,从剩余容量低的电池组起依次充电,因此能够一边迅速地使多个电池组的剩余容量的偏差一致一边进行充电。

(实施方式2)图15是本发明的实施方式2的充电装置1A的底剖面图。图16是充电装置1A的平剖面图。以下,以与实施方式1不同的方面为中心进行说明。充电装置1A相对于电池组连接部6a、电池组连接部6d而具有风扇55A、吸气口(通气口)8A、排气口(通气口)9A及主基板50A,相对于电池组连接部6b、电池组连接部6c而具有风扇55B、吸气口(通气口)8B、排气口(通气口)9B及主基板50B。

在下壳体5设置有将壳体3内左右二分割(大致二等分)的肋60。风扇55A、吸气口8A、排气口9A及主基板50A设置于肋60的左边。风扇55B、吸气口8B、排气口9B及主基板50B设置于肋60的右边。吸气口8A在壳体3的肋60的左侧区域的右前部下表面开口。吸气口8B在壳体3的肋60的右侧区域的左前部下表面开口。风扇55A设置于壳体3内的左后部的下部。风扇55B设置于壳体3内的右后部的下部。排气口9A设置于壳体3的左侧面的后下部。排气口9B设置于壳体3的右侧面的后下部。主基板50A通过螺丝固定等而固定于壳体3的肋60的左侧区域的下表面。主基板50A供用于对与电池组连接部6a、电池组连接部6d连接的电池组进行充电的充电电路部搭载。主基板50B通过螺丝固定等而固定于壳体3的肋60的右侧区域的下表面。主基板50B供用于对与电池组连接部6b、电池组连接部6c连接的电池组进行充电的充电电路部搭载。

作为引导部的风道20A、风道20B通过螺丝固定等而固定于上壳体4。风道20A形成电池组连接部6a、电池组连接部6d的吸气口与风扇55A之间的风路。作为引导部的风道20B形成电池组连接部6b、电池组连接部6c的吸气口与风扇55B之间的风路。风道20A中,面对电池组连接部6a的吸气口的第一风路端部21a较面对电池组连接部6d的第一风路端部21d而言更宽广。另外,第一连结部23a与第二连结部24A的连接部25a的曲率小于第一连结部23d与第二连结部24A的连接部25d的曲率。这些结构的原因在于:考虑到第一风路端部21a较第一风路端部21d而言更远离风扇55A,而使在电池组连接部6a、电池组连接部6d的吸气口通过的冷却风的量接近均匀。风道20B与风道20A为左右对称形状。

本实施方式的其他方面与实施方式1相同。根据本实施方式,虽然需要两个风扇55A、风扇55B,但由于用一个风扇来冷却两个电池组与一个充电电路部,因此与用一个风扇来冷却一个电池组和一个充电电路部的情况或用一个风扇来冷却两个电池组的情况相比,可减低成本,另外,也可简化配线。

以上,以实施方式为例对本发明进行了说明,但本领域技术人员可理解能够在权利要求所记载的范围内对实施方式的各构成要素或各处理工艺进行各种变形。以下,提及变形例。

在本发明的充电装置中能够同时连接的电池组的数量并不限定于四个,可设为任意多个。

符号的说明

1、1A:充电装置(充电器)

3:壳体(外壳)

3a:上表面部

3b:下表面部

3c~3f:侧面部

4:上壳体

5:下壳体

6a~6d:电池组连接部

7:吸气口(通气口)

8、8A、8B:吸气口(通气口)

9、9A、9B:排气口(通气口)

11:插头插入口(插座)

12:手柄

13:充电模式切换开关(模式切换部)

14a~14d:状态显示部

15:导轨部

16:插头插入口保持器(插座保持器)

17:电源线

20:风道(引导部)

21a~21d:第一风路端部

22:第二风路端部

23a~23d:第一连结部

24:第二连结部

25a~25d:连接部

27:贯穿孔

30:肋

31:开关基板

34~35:肋

37:凸台

50:主基板

51:变压器

52~54:散热片

55:风扇

56:USB基板

57:USB连接器

58:FET(开关元件)

59:空气过滤器

60:肋

61~69:配线

70:电池组

71:电池壳体

72:二次电池单元

73:吸气口(通气口)

74:排气口(通气口)

79:交流电源

80:整流电路

81:变压器

82:开关元件

83:开关控制电路

84:整流平滑电路

85:12V电源

86:风扇控制电路

87:电压反馈电路

88:分流电阻

89:电流反馈电路

90:微型计算机(控制部)

91:电流检测电路

92:过充电检测电路

93a~93d:继电器

94a~94d:电压检测电路

95a~95d:过电压检测电路

96a~96d:温度检测电路

97a~97d:电池组识别电路

98:变压器

99:开关控制电路

100:电源

101:电源

102:充电模式显示LED

CA1:第一冷却风

CA2:第二冷却风

相关技术
  • 运行车辆充电装置的方法,车辆充电装置及包括传感器装置和车辆充电装置的系统
  • 用于充电装置的模块系统、充电装置以及具有由模块系统构成的充电装置的车辆
技术分类

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