電力回収装置
【課題】電池の残存電力を可及的に多く回収することが可能な電力回収装置を提供する。
【解決手段】制御部３がメモリ４の接続候補表を参照し所定の入力電源を選択してＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続し、次に前記入力電源の電力供給能力と充電条件あるいは負荷条件を比較し、電力供給能力が充電条件あるいは負荷条件より大きい場合は前記入力電源による充電を開始し、所定時間経過後の前記入力電源の電圧あるいは電力を入力してメモリ４に記憶された充電停止条件によって充電の停止の要否を判断し、充電を停止すべきと判断した場合にはメモリ４に記憶された回復時間テーブルあるいは近似関係式を参照して前記入力電源の回復時間を決定して当該入力電源を回復のための休止状態に付し、メモリ４の接続候補表を参照し次の接続可能な入力電源を検索する。
【解決手段】制御部３がメモリ４の接続候補表を参照し所定の入力電源を選択してＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続し、次に前記入力電源の電力供給能力と充電条件あるいは負荷条件を比較し、電力供給能力が充電条件あるいは負荷条件より大きい場合は前記入力電源による充電を開始し、所定時間経過後の前記入力電源の電圧あるいは電力を入力してメモリ４に記憶された充電停止条件によって充電の停止の要否を判断し、充電を停止すべきと判断した場合にはメモリ４に記憶された回復時間テーブルあるいは近似関係式を参照して前記入力電源の回復時間を決定して当該入力電源を回復のための休止状態に付し、メモリ４の接続候補表を参照し次の接続可能な入力電源を検索する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力回収装置に関し、例えば、使用済みの一次電池や二次電池の有する残存電力を可及的に多く回収する電力回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル機器は、従来のアナログ機器と異なり、電源電圧がデジタル回路の要求する値を下回ると全く作動しなくなる。例えば、単三形乾電池の場合、出力電圧が１．３Ｖを下回るとデジタル機器は作動しない。このような場合、乾電池は使用済みとしてそのまま廃棄されることが多い。
【０００３】
しかし、このように廃棄された電池であっても残存電力を有している。近年、携帯電話や携帯型音楽プレーヤー等のデジタル機器が爆発的に普及していることから、使用済みとされた電池の残存電力を回収することは、エネルギーの節約および環境負荷低減の観点から極めて重要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、電池の残存電力を可及的に多く回収することが可能な電力回収装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、使用済みの電池から残存電力を可及的に多く回収するために、電池を休ませることにより出力が回復する特性（以下、「電池出力回復性」という。）を利用する。この電池出力回復性は、電池が放電している間は化学反応により内部抵抗が大きくなり出力電圧が低下するのに対し、電池の放電を停止させると内部抵抗が小さくなり、出力電圧が高くなることによる。
【０００６】
本発明の一つの態様による電力回収装置は、
入力された直流電圧を昇圧または降圧して出力するＤＣ−ＤＣコンバータと、
残存電力を有する電池を含む複数の入力電源が接続可能であり、切り換えにより前記入力電源のうちいずれかを前記ＤＣ−ＤＣコンバータに電気的に接続するスイッチ部と、
接続された入力電源の回復完了の有無と廃棄の要否の情報を含み接続可能な入力電源を判別できる接続候補表と、充電される二次電池の充電条件あるいは電気的負荷を駆動するための負荷条件と、前記入力電源による充電を停止するための充電停止条件と、充電停止後に前記充電条件あるいは負荷条件を満たすようになるまでの電池の回復時間を求めるための回復時間テーブルあるいは近似関係式と、電池の廃棄の可否を決定するための廃棄基準表とを格納したメモリと、
前記メモリの接続候補表を参照し接続可能な入力電源の中から所定の入力電源を選択し、前記スイッチ部を制御して前記入力電源を前記ＤＣ−ＤＣコンバータに接続し、次に前記入力電源の電力供給能力を入力して前記メモリの充電条件あるいは負荷条件と比較し、前記入力電源の電力供給能力が前記充電条件あるいは負荷条件より大きい場合は前記入力電源による充電を開始し、前記入力電源の電力供給能力が前記充電条件あるいは負荷条件を満たない場合には前記メモリの廃棄基準表を参照して前記入力電源の廃棄の可否を判断し、前記入力電源による充電を開始した場合は所定時間経過後の前記入力電源の電圧を入力して前記メモリに記憶された充電停止条件によって前記入力電源による充電の停止の要否を判断し、前記入力電源による充電を停止すべきと判断した場合には前記メモリに記憶された前記回復時間テーブルあるいは近似関係式を参照して前記入力電源の回復時間を決定して当該入力電源を回復のための休止状態に付し、前記メモリの接続候補表を参照し次の接続可能な入力電源を検索する、制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
前記メモリに記憶された前記入力電源の回復時間テーブルあるいは近似関係式は、電圧低下速度が所定値より大きくなる電圧降下開始点までの経過時間及び前記経過時間における電圧と、前記充電条件および前記充電される二次電池の蓄電状態あるいは負荷条件による補正値と、回復時間との対応を電池の種類ごとに定めたテーブルあるいは近似関係式からなり、前記制御部は、充電を行っている入力電源について実際に計測した電圧降下開始点までの経過時間及び前記経過時間における電圧を入力し、前記回復時間テーブルあるいは近似関係式から当該入力電源の回復時間を決定するようにすることができる。
【０００８】
また、前記メモリに記憶された前記入力電源の回復時間テーブルあるいは近似関係式は、前記充電条件あるいは負荷条件を基準に定めた基準値より電圧あるいは電力が低下する充電停止点までの経過時間と、前記充電条件および前記充電される二次電池の蓄電状態あるいは負荷条件による補正値と、回復時間との対応を電池の種類ごとに定めたテーブルあるいは近似関係式からなり、前記制御部は、充電を行っている入力電源について実際に計測した充電停止点までの経過時間を入力し、前記回復時間テーブルあるいは近似関係式から当該入力電源の回復時間を決定するようにすることができる。
【０００９】
また、前記接続候補表は、回復時間が経過した電池についてはただちに回復済みの状態に更新し、前記制御部は回復済みの入力電源の中から前記ＤＣ−ＤＣコンバータに接続すべき入力電源を選択するようにすることができる。
【００１０】
また、前記メモリに記憶された前記入力電源の充電停止条件は、電圧低下速度が所定値より大きくなる電圧降下開始点、または前記充電条件あるいは負荷条件を基準として定めた基準値より電圧または電力が低下した充電停止点を充電停止の条件とし、前記制御部は、充電を行っている入力電源の電圧あるいは電圧と電流を所定時間ごとに入力し、前記入力電源が前記電圧降下開始点または前記充電停止点を時間的に経過したときに、当該入力電源の充電を停止させるようにすることができる。
【００１１】
また、前記廃棄基準表は、判断対象の入力電源について、（ａ）回復時間の総和が上限値に達したこと、（ｂ）所定回数の回復期を経たこと、（ｃ）放電期における初期の出力電圧が所定値より低いこと、（ｄ）放電期における初期の出力電圧の持続時間が所定値より短いこと、（ｅ）回復時間が所定値よりも長いこと、（ｆ）放電期の出力電圧の低下速度が所定値よりも大きいこと、又は（ｇ）回収された電力が所定値に達しないことを廃棄基準とし、前記制御部は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータに初回接続された入力電源を除き、前記廃棄基準のいずれかまたは複数の組合せに該当する入力電源について廃棄すべきと判断し、廃棄の信号を出力するようにすることができる。
【００１２】
また、前記入力電源は補完用電源を含み、前記制御部は、接続可能な入力電源がすべて接続候補の条件を満たしていなくなり、且つ、充電すべき二次電池に蓄積された電力が蓄電容量に達していないときに、前記スイッチ部を制御して前記補完用電源をＤＣ−ＤＣコンバータに接続させ、前記補完用電源によって前記二次電池を充電するようにすることができる。
【００１３】
本発明の他の態様による電力回収装置は、
入力された直流電圧を昇圧または降圧して出力するＤＣ−ＤＣコンバータと、
残存電力を有する電池を含む複数の入力電源が接続可能であり、切り換えにより前記入力電源のうちいずれかを前記ＤＣ−ＤＣコンバータに電気的に接続するスイッチ部と、
接続された入力電源の回復完了の有無と廃棄の要否の情報を含み接続可能な入力電源を判別できる接続候補表と、充電される二次電池の充電条件あるいは電気的負荷を駆動するための負荷条件と、前記入力電源による充電を停止するための充電停止条件と、電池の廃棄の可否を決定するための廃棄基準表とを格納したメモリと、
前記メモリの接続候補表を参照し接続可能な入力電源の中から所定の入力電源を選択し、前記スイッチ部を制御して前記入力電源を前記ＤＣ−ＤＣコンバータに接続し、次に前記入力電源の電力供給能力を入力して前記メモリの充電条件あるいは負荷条件と比較し、前記入力電源の電力供給能力が前記充電条件あるいは負荷条件より大きい場合は前記入力電源による充電を開始し、前記入力電源の電力供給能力が前記充電条件あるいは負荷条件を満たない場合には前記メモリの廃棄基準表を参照して前記入力電源の廃棄の可否を判断し、前記入力電源による充電を開始した場合は所定時間経過後の前記入力電源の電圧を入力して前記メモリに記憶された充電停止条件によって前記入力電源による充電の停止の要否を判断し、前記入力電源による充電を停止すべきと判断した場合には当該入力電源を回復のための休止状態に付し、前記メモリの接続候補表を参照し所定の順番にもとづいて次の接続可能な入力電源を検索する、制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
前記メモリに記憶された前記入力電源の充電停止条件は、電圧低下速度が所定値より大きくなる電圧降下開始点、または前記充電条件あるいは負荷条件を基準として定めた基準値より電圧または電力が低下した充電停止点を充電停止の条件とし、前記制御部は、充電を行っている入力電源の電圧あるいは電圧と電流を所定時間ごとに入力し、前記入力電源が前記電圧降下開始点または前記充電停止点を時間的に経過したときに、当該入力電源の充電を停止させるようにすることができる。
【００１５】
また、前記廃棄基準表は、判断対象の入力電源について、（ａ）回復時間の総和が上限値に達したこと、（ｂ）所定回数の回復期を経たこと、（ｃ）放電期における初期の出力電圧が所定値より低いこと、（ｄ）放電期における初期の出力電圧の持続時間が所定値より短いこと、（ｅ）回復時間が所定値よりも長いこと、（ｆ）放電期の出力電圧の低下速度が所定値よりも大きいこと、又は（ｇ）回収された電力が所定値に達しないことを廃棄基準とし、前記制御部は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータに初回接続された入力電源を除き、前記廃棄基準のいずれかまたは複数の組合せに該当する入力電源について廃棄すべきと判断し、廃棄の信号を出力するようにすることができる。
【００１６】
また、前記入力電源は補完用電源を含み、前記制御部は、接続可能な入力電源がすべて接続候補の条件を満たしていなくなり、且つ、充電すべき二次電池に蓄積された電力が蓄電容量に達していないときに、前記スイッチ部を制御して前記補完用電源をＤＣ−ＤＣコンバータに接続させ、前記補完用電源によって前記二次電池を充電するようにすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本願発明の一つの態様による電力回収装置は、制御部が、電力供給能力が充電条件あるいは負荷条件より大きい入力電源に充電を開始させ、所定時間経過後の前記入力電源の電圧を入力してメモリに記憶された充電停止条件によって前記入力電源による充電の停止の要否を判断し、前記入力電源による充電を停止すべきと判断した場合には前記メモリに記憶された回復時間テーブルあるいは近似関係式を参照して前記入力電源の回復時間を決定して当該入力電源を回復のための休止状態に付し、前記メモリの接続候補表を参照し次の接続可能な入力電源を検索する。
【００１８】
このように、本願発明の一つの態様による電力回収装置によれば、充電条件あるいは負荷条件を満たす入力電源に充電を開始させ、当該入力電源の充電能力が低下すると休止させ、その間に他の使用可能な入力電源を検索して充電させ、前者の入力電源が休止によって回復したときに、再び当該入力電源を検索して充電させる。このように、本願発明によれば、電池の電力を休止によって繰り返し回復させて充電にあて、その間は回復した他の電池によって充電することができるので、電池の残存電力を無駄なく利用して効率よく二次電池の充電や電気的負荷を駆動することができる。
【００１９】
休止させるときに回復時間を定める発明においては特に、電池の種類により、または電池の消耗の度合いにより、または充電条件等もしくは負荷条件により回復時間が変化する電池に対して、予想される充電に十分な状態になるまでの時間を予め定め、その回復時間が経過した電池は直ちに充電のために使用することができ、これによってきわめて高効率な電力回収を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電力回収装置の概略的な構成を示す図である。
【図２】入力電池の電圧変化の一例を示すグラフである。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る電力回収装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】接続候補の条件を満たす入力電源の有無を判定する接続候補表の一例である。
【図５】電池の電圧降下と時間の関係を概念的に示したグラフであって、本願発明による充電停止の条件を定める方法を説明するための説明図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る電力回収装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る電力回収装置の概略的な構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る３つの実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図において同等の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、同一符号の構成要素の詳しい説明は繰り返さない。
【００２２】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電力回収装置の構成図である。本実施形態に係る電力回収装置１０は、スイッチ部１と、ＤＣ−ＤＣコンバータ２と、制御部３と、メモリ４とを備える。
【００２３】
電力回収装置１０（スイッチ部１）の入力には、入力電源２０が接続され、電力回収装置１０（ＤＣ−ＤＣコンバータ２）の出力には二次電池３０が接続される。二次電池３０は他の装置の入力電源として接続されていても良いし、取り出して単独で使用できるようになっていても良い。図１に示す例では、入力電源２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄおよび２０ｅの５つの入力電源が電力回収装置１０に接続されている。
【００２４】
入力電源２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄおよび２０ｅは、限定されることなく使用された結果電圧が低下したが残存電力をなお有している電池を含む。また、入力電源は、前記電池で二次電池３０を充電しきれない場合に補完的に二次電池３０を充電する補完用電源を含むようにすることができる。本実施形態は補完用電源を含む例で説明する。
【００２５】
スイッチ部１は、入力電源と接続可能な複数の入力端子と、ＤＣ−ＤＣコンバータ２の入力端と接続された出力端子を有する。このスイッチ部１は、入力端子に接続された入力電源のうちいずれかをＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続する。なお、スイッチ部１の各入力端子は、所定の種類、例えば単一電池、単二電池や水銀電池など所定種類の電池を収容する電池ソケットと接続されていてもよい。特定の入力電源が特定種類の電池のための電池ソケットを有することにより、スイッチ部１の各入力端子は、入力電源の種類と対応付けられ、電力回収装置１０は入力電源の種類を識別することができ、各種類の電池の基準となる電圧や放電特性から電池の消耗の判別基準を予め設定することができる。
【００２６】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２は、入力された直流電圧を昇圧または降圧して出力する。このＤＣ−ＤＣコンバータ２は、所定の電圧を出力するためのフィードバック制御機構を有してもよい。このフィードバック制御機構は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力電圧をフィードバックして昇降圧制御に反映させる。
【００２７】
制御部３は、装置全体の動作を制御する機能を有し、特に、接続候補の条件を満たす入力電源の中からＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続する入力電源を選択し、選択した入力電源とＤＣ−ＤＣコンバータ２とを接続するようにスイッチ部１を制御する機能と、充電中の入力電源の充電の停止を決定する機能と、入力電源の各々に対して回復時間を決定する機能と、所定の入力電源の廃棄の可否を判定する機能と、補完用電源による充電を行うか否かを判定制御する機能と、を有している。ここで、補完用電源とは、他の入力電池が全て接続候補の条件を満たさず使用できないときに、二次電池３０を充電するための補完用の電源である。この補完用電源を用いることにより、二次電池３０の蓄電容量まで充電するのに入力電池の残存電力が足りない場合や、急いで二次電池３０を充電する必要があり回復期の経過を待てない場合にも対応することができる。なお、補完用電源としては、例えば、充電済みの二次電池、または電源アダプタ（入力ＡＣ１００Ｖ、出力ＤＣ１２Ｖ）を使用することができる。後者の場合、スイッチ部１の補完用電源の入力端子は、電池ソケットではなく、電源アダプタ用のソケットに接続される。
【００２８】
また、制御部３はＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力電圧を測定し、測定値をメモリ４に格納するが、ＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力電圧は、本発明の装置とは別個の機器（図示せず）により測定し、本発明の制御部３は前記機器から測定情報を受信するようにしてもよい。
【００２９】
メモリ４は、制御部３により書き込み・読み出しされる。メモリ４に格納される情報として、後述する電圧降下開始点までの経過時間および該経過時間における電圧（または充電停止点までの経過時間）とそれらに対応する回復時間とを示した回復時間テーブル、各入力電源の電力供給能力（ＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力電圧の測定値など）、充電を停止する条件、回復時間、電池の廃棄の可否を決定するための基準値を有する廃棄基準表、および後述の図４の接続候補表に関する情報がある。
【００３０】
次に、ある入力電源の放電と回復の電圧の時間変化の詳細について説明する。図２は、ある入力電源（入力電源２０ａとする。）の放電と回復の電圧変化の一例を示している。図２において、放電期ＩおよびＩＩは、入力電源２０ａがＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続され、放電している期間を示し、回復期Ｉは、入力電源２０ａがＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続されず、放電していない期間を示している。
【００３１】
図２に示すように、放電期Ｉの間、入力電源２０ａの電圧は、当初の電圧Ｖ０から降下し続け、時刻ｔ１のとき電圧Ｖ１まで低下する。電圧Ｖ１は二次電池３０の充電に必要な最小電圧であるため、制御部３は、接続候補から他の入力電源を選択し、選択した入力電源に切替えるようにスイッチ部１を制御する。
【００３２】
入力電源２０ａは充電を停止すると電池内部の化学反応により回復期に入り、電池出力回復性により電圧はＶ１からＶ２まで緩やかに回復する。回復期の期間（回復時間）Ｔが経過すると、入力電源２０ａは再び接続候補の一つとなる。なお、回復時間は、入力電源が利用する化学反応などにより異なる。
【００３３】
次に、第１の実施形態に係る電力回収装置１０の動作を図３のフローチャートに沿って説明する。
【００３４】
（１）本実施形態の電力回収装置１０による電力回収は、まず、使用された結果電圧が低下しなお残存電力を有する電池を電池ソケットに装着することから始まる（ステップＳ１０）。入力電源中には補完用電源も含まれているものとする。
【００３５】
（２）電池ソケットに電池を装着すると、制御部３が、接続候補の条件を満たす入力電源の中からいずれかを選択し、ＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続する（ステップＳ１１）。
【００３６】
接続候補の条件を満たす入力電源を選択する方法は種々可能であるが、本実施形態の例は図４に示す接続候補表を用いて選択する。
【００３７】
図４の接続候補表は、“入力電源”、“未接続”、“回復時間”および“廃棄”の各フィールドが設けられている。“入力電源”フィールドは、電力回収装置１０に接続された入力電源を示す。補完用電源はこの接続候補表の接続候補の入力電源には含まれていない。“未接続”フィールドには、入力電源がＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続されていない場合に“１”が格納され、接続された場合に“０”が格納される。“回復時間”フィールドには、入力電源がＤＣ−ＤＣコンバータ２から切断されてから回復時間以上待機している場合に“１”が格納され、未だ回復時間が経過していない場合に“０”が格納される。すなわち、回復時間経過後の電池については直ちに回復済みの状態に更新する。“廃棄”フィールドには、入力電源が廃棄基準を満たさない場合に“１”が格納され、廃棄基準を満たす場合“０”が格納される。なお、図４（ａ）に示すように、未接続の場合には、“回復時間”フィールドには“０”が格納され、“廃棄”フィールドには“１”が格納される。
【００３８】
図４（ａ）は、電力回収装置１０に接続された入力電源がいずれも未だＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続されていない初期状態を示している。この場合、全ての入力電源が接続候補となる。すべての入力電源がいずれも未だＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続されていないときは、たとえば入力電源２０ａ，２０ｂ，・・・の順に選択していけばよい。
【００３９】
図４（ｂ）は、数巡を経て、入力電源２０ｂから別の入力電源に切替える場合を示している。図４（ｂ）の例では、入力電源２０ａ及び２０ｃは回復時間が経過していないため接続候補にならない。また、その次の入力電源２０ｄは廃棄基準に達しているため接続候補にならない。よって、この場合、入力電源２０ｅのみが接続候補の条件を満たしているため、スイッチ部１によってＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続される。
【００４０】
このように、制御部３は電池ソケットに接続された入力電源に対して、所定の順番で図４のような接続候補表をチェックし、最初に接続候補の条件を満たす入力電源を選択してＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続する。
【００４１】
（３）次に、本願装置は、二次電池３０に対して充電可能か否かを判断する情報とするため、ＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続された入力電源の電力供給能力を測定する（ステップＳ１２）。
【００４２】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続された入力電源の電力供給能力は、例えばＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力電圧を測定することにより、測定することができる。また、出力電圧Ｖおよび出力電流Ｉを測定し、電力Ｐ（＝Ｉ・Ｖ）を計算してもよい。
【００４３】
（４）次に、ステップＳ１２で測定した入力電源の電力供給能力が、二次電池３０に応じて決まる充電条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１３）。
【００４４】
これは二次電池３０の種類により充電するための電力供給能力が異なるためであり、例えば二次電池３０がリチウムイオン電池の場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力電圧が３．７Ｖ以上であることが充電条件となる。ＤＣ−ＤＣコンバータ２により電圧の昇降圧が可能であるが、充電するためには所定の大きさの電流も必要であるため、ＤＣ−ＤＣコンバータ２によっても二次電池３０の充電条件を満たさない場合があり、充電条件を満たすか否かを判断する必要がある。二次電池３０の充電条件はメモリ４に格納しておくようにする。なお、本ステップＳ１３において、電力回収装置１０の出力に二次電池ではなくモータ等の電気的負荷が接続される場合には、入力電源の電力供給能力が該電気的負荷を駆動するための負荷条件を満たすか否かを判定する。
【００４５】
電力供給能力が充電条件（あるいは負荷条件）を上回った場合には充電の処理に進み、反対に、電力供給能力が充電条件を下回った場合には当該電池の廃棄の可否の判定に進む。電池の廃棄の可否の判定については後述する。
【００４６】
（５）電力供給能力が充電条件を上回った場合の充電の処理について以下に説明する。
【００４７】
ステップＳ１３において、入力電源の電力供給能力が二次電池３０の充電条件を上回っていると判断された場合（ステップＳ１３；Ｙ）には、当該入力電源により二次電池３０の充電を開始する（ステップＳ１４）。
【００４８】
上記入力電源により二次電池３０の充電を開始した後は、制御部３は前記入力電源の所定時間経過後の電圧を入力し、当該入力電源の充電を停止すべきか否かを判定する（ステップＳ１５）。
【００４９】
ここで、充電停止の判定の方法について図５を用いて説明する。図５のグラフは電池によって二次電池３０を充電する時の当該電池の電圧降下と時間の関係を概念的に示したものである。一般的に、電池による入力電源は充電を開始した後は、一定時間ほぼ横ばいに電圧を維持し、ある時点から電圧が大きく降下し、一定の電圧まで低下すると、電圧降下の度合いが少なくなり、その後は徐々に電圧が低下する。
【００５０】
上記電池による入力電源の充電停止の時点を判断するために、本実施形態では、入力電源による二次電池３０の充電が開始されると、所定の時間を経過するごとに、時間（ｔ０，ｔ１，ｔ２，・・・）とそれぞれに対応する電圧（Ｖ０，Ｖ１，Ｖ２，・・・）を測定する。
【００５１】
計測間隔（Δｔ）が既知であるため、電圧の差分（ΔＶ）をとることにより、電圧低下速度（｜ΔＶ／Δｔ｜）を算出することができる。これにより、電圧低下速度（｜ΔＶ／Δｔ｜）が急激に大きくなる点は図５に示すような「電圧降下開始点」として検知することができる。電圧降下開始点を検知すると、当該入力電源による充電を停止すべきと判定する（ステップＳ１５；Ｙ）。電圧降下開始点の時間と電圧（図５の例では（ｔ４，Ｖ４））は当該電池の回復時間の決定のためにメモリ４に記録する。
【００５２】
また、電圧降下開始点によって充電停止を決定する代わりに、二次電池３０の充電条件（図５の場合は電圧）、あるいは当該充電条件の電圧より所定の電圧だけ高い電圧（これらをまとめて充電条件の「基準値」という。なお、電気的負荷の場合は「負荷条件の基準値」という。）と比較し、入力電源の電圧が前記二次電池の充電条件の基準値より低下したときは、充電を停止すべきと判定することもできる（ステップＳ１５；Ｙ）。充電条件または負荷条件の基準値は、電圧の代わりに電力としても良い。
【００５３】
ステップＳ１５において、入力電源による充電を停止すべきと判定した場合（ステップＳ１５；Ｙ）は、回復時間の決定の処理に進み、反対に、充電を停止しなくてもよいと判定した場合（ステップＳ１５；Ｎ）は、ステップＳ１３に戻って充電条件と比較し、充電を継続する。
【００５４】
（６）入力電源による充電を停止すべきと判定した場合は、以下のように当該入力電源の回復時間を決定し、入力電源を休ませて回復させる。
【００５５】
図５に示した電圧降下開始点（ｔ４，Ｖ４）は、入力電源の残存電力と、充電する二次電池の充電条件および蓄電状態とに大きく関係している。ここで、ｔ４は充電開始からの経過時間であり、Ｖ４は経過時間ｔ４における電圧である。蓄電状態は、二次電池の蓄電容量に対して電力が二次電池にどの程度蓄積されているかを示す。
【００５６】
すなわち、充電を開始した直後の電圧Ｖ０は、充電を行う電池の種類に応じて上限があり、その範囲内で残存電力の量に応じて大きさが変化する。充電を開始した直後の電圧Ｖ０に近似する電圧降下開始点の電圧Ｖ４も残存電力の量と関係している。電圧Ｖ４の値が小さければ小さいほど、より長い回復時間を決定する。
【００５７】
また、図５に示すように、電圧降下開始点の充電開始からの経過時間ｔ４は、充電を開始した直後の電圧Ｖ０を維持できる時間を示している。この経過時間ｔ４も入力側の電池の残存電力の量に応じて変化する。電圧降下開始点の充電開始からの経過時間ｔ４が短ければ短いほど、より長い回復時間を決定する。
【００５８】
また、電圧降下開始点（ｔ４，Ｖ４）は、充電される二次電池３０の充電条件および蓄電状態にも影響される。すなわち、二次電池３０が小容量のものである、若しくはほぼ蓄電されているために二次電池３０への充電が小電力Ｐである場合には、電圧降下開始点の充電開始からの経過時間ｔ４は長くなる。このため、回復時間は、二次電池３０の充電条件および蓄電状態による補正値を加味して決定することが好ましい。
【００５９】
メモリ４には、電池の種類（単一、単二、・・、水銀電池、リチウムイオン電池、マンガン電池等）ごとに、電圧降下開始点（ｔ４，Ｖ４）と二次電池の充電条件および蓄電状態による補正値と回復時間との対応を示した、回復時間テーブルあるいは回復時間の近似関係式が格納される。この回復時間テーブルあるいは近似関係式を参照することにより、実際に計測した電圧降下開始点（ｔ４，Ｖ４）から電池の回復時間を決定する（ステップＳ１６）。回復時間テーブルあるいは回復時間の近似関係式は、経験あるいは実験値により得ることができる。
【００６０】
一方、「二次電池の充電条件の基準値」と比較して充電の停止を決定する場合は、充電停止点に至るまでの時間ｔ５’も、電池の残存電力と、二次電池の充電条件および蓄電状態に影響されて長さが変化する。
【００６１】
この場合も、メモリ４に、電池の種類（単一、単二、・・、水銀電池、リチウムイオン電池、マンガン電池等）ごとに、充電停止点までの経過時間ｔ５’と二次電池の充電条件および蓄電状態による補正値と回復時間との対応を示した、回復時間テーブルあるいは近似関係式を格納しておき、この回復時間テーブルあるいは近似関係式を参照することにより、実際に計測した充電停止点までの経過時間ｔ５’から電池の回復時間を決定する（ステップＳ１６）。
【００６２】
上記のように、それぞれの入力電源に関して回復時間を決定することにより、無駄な待機時間を省き、回復した電池を直ちに充電に使用することができ、効率的な充電を行うことができる。
【００６３】
回復時間を決定した後、充電を停止した入力電源は回復を開始する（ステップＳ１７）。
【００６４】
（７）次に、制御部３は前述したメモリ４の接続候補表（図４）を参照し、接続候補となる入力電源が存在するか否かを検索する（ステップＳ１８）。
【００６５】
接続候補の条件を満たす入力電源の有無は、入力電源の各々について判別式を用いることにより、判断することができる。判別式として、式（１）を用いることができる。Ｄ＝１であれば接続候補の条件を満たし、Ｄ＝０であれば接続候補の条件を満たさない。
Ｄ＝（Ａ＋Ｂ）・Ｃ ・・・（１）
ここで、Ａ：未接続フィールドの値、Ｂ：回復時間フィールドの値、Ｃ：廃棄フィールドの値である。なお、式（１）に代えて、式（２）の判別式を用いてもよい。
Ｄ＝Ａ＋（Ｂ・Ｃ） ・・・（２）
接続候補となる入力電源が存在すれば（ステップＳ１８；Ｙ）、ステップＳ１１の処理に戻って、その接続候補の入力電源をＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続し、前記入力電源によって続いて二次電池の充電を行う。
【００６６】
接続候補となる入力電源が存在しなければ（ステップＳ１８；Ｎ）、充電完了か否かの判断を行う（ステップＳ１９）。
【００６７】
充電が完了していると判断した場合、すなわち二次電池３０が蓄電しておける容量にまで達していれば、本願装置による電力回収の処理を終了する（ステップＳ２１）。二次電池３０の電力が蓄電容量に達したか否かは図示しない公知の装置によって計測し、その情報を制御部３に入力するようにしても良いし、制御部３が二次電池３０に蓄積された電力を計測するようにしても良い。
【００６８】
充電が完了していないと判断した場合、すなわち二次電池３０に蓄積された電力が蓄電容量にまで達していないと判断した場合（ステップＳ１９；Ｎ）、制御部３はスイッチ部１を制御し補完用電源をＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続し、補完用電源によって二次電池３０を蓄電容量一杯になるまで充電し、しかる後に本願装置による電力回収の処理を終了する（ステップＳ２１）。
【００６９】
むろん、自動的に補完用電源による充電を行うのではなく、単に接続候補の入力電源がないアラームを出力し、電池の入れ替えを促すようにしても良い。
【００７０】
（８）最後に、ステップ１３における、ＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続された入力電源の電力供給能力が充電条件より大きいか否かの判断において、前記入力電源の電力供給能力が充電条件を満たしていないと判断された場合（ステップＳ１３；Ｎ）について説明する。
【００７１】
入力電源の電力供給能力が二次電池の充電条件を満たしていないと判断された場合（ステップＳ１３；Ｎ）、その電池を廃棄すべきか否かの判断を行う（ステップＳ２３）。
【００７２】
電池を廃棄すべきか否かは廃棄基準を参照して決定するが、廃棄基準は種々の事象を用いて設定することができる。
【００７３】
例えば、（ａ）回復時間の総和が上限値に達したこと、（ｂ）所定回数の回復期を経たこと、（ｃ）放電期における初期の出力電圧が所定値より低いこと、（ｄ）放電期における初期の出力電圧の持続時間が所定値より短いこと、（ｅ）回復時間が所定値よりも長いこと、（ｆ）放電期の出力電圧の低下速度（｜ΔＶ／Δｔ｜）が所定値よりも大きいこと、又は（ｇ）二次電池３０に回収された電力が所定値に達しないこと等の事象を廃棄基準とすることができる。これらの事象を任意に組み合わせて廃棄基準としてもよい。
【００７４】
なお、事象（ａ）の回復時間の総和の上限値など上記の廃棄基準は、入力側の電池の種類ごとに決めることが好ましい。
【００７５】
また、上記の廃棄基準は、厳密には、入力側の電池の種類だけでなく、充電する二次電池の蓄電状態にも影響される。このため、メモリ４には、入力側の電池の種類ごとに、二次電池の蓄電状態による補正値を加味した上記事象（ａ）〜（ｇ）の各基準値を格納した廃棄基準表を記憶させておくのが好ましい。
【００７６】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続された入力電源が、その電力供給能力が二次電池の充電条件を満たしていないと判断された場合（ステップＳ１３；Ｎ）は、制御部３はメモリ４の前記廃棄基準表を参照し、接続された入力電源が廃棄基準のいずれか、あるいは複数の廃棄基準の組合せに該当するか否かを判断し、廃棄すべきであると判断した場合には、当該入力電源について廃棄の信号を出力する（ステップＳ２４）。
【００７７】
はじめてＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続された入力電源（初回接続された入力電源）に関しては、事象（ｂ）の回復期の回数が０であり、この場合は例外として事象（ｃ）〜（ｇ）の各基準値に該当しても、回復の処理（ステップＳ１６）すなわち休止状態に付すようにする。
【００７８】
接続された入力電源がすでに数巡の回復を行っており、且つ、廃棄基準（ａ）〜（ｇ）のいずれにも該当しなければ、ステップＳ１６以下の電池の回復処理を行う。
【００７９】
上記のように、本実施形態では、電池出力回復性を考慮して、入力電源から繰り返し残存電力を回収して二次電池３０の充電に使用する。これにより、本実施形態によれば、入力電池の残存電力を可及的に多く回収することができる。その結果、例えば、一般家庭などから廃棄される乾電池等の電池の残存電力を効率よく回収することができる。
【００８０】
なお、電力回収装置１０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２からの出力電流を所望の電流値にして出力する電流調整回路をさらに備えてもよい。この電流調整回路は、例えばカレントミラー回路を用いて構成される。電流調整回路を備えることで、電力回収装置１０は二次電池３０に応じた電流を出力することができる。例えば、二次電池３０がリチウムイオン電池の場合、電力回収装置１０の出力電流を５０ｍＡとして充電効率を高めることができる。さらに、前述のＤＣ−ＤＣコンバータ２のフィードバック制御機構および電流調整回路の両方を備えた電力回収装置によれば、リチウムイオン電池のように安全に充電するために厳しい条件の課せられる二次電池の充電にも十分に対応することができる。
【００８１】
また、電力回収装置１０は、入力電源が廃棄基準に達していることをユーザに伝えて、入力電源の交換を促すための手段（ＬＥＤランプ等）をさらに備えてもよい。
【００８２】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る電力回収装置について説明する。第２の実施形態は、充電を停止した電池の回復時間を一々決定することなく、一定の順番で接続候補となる入力電源を走査すること、充電停止の判断と、電力供給能力の判断の組合せによって装置の処理を簡略化したものである。
【００８３】
第２の実施形態による電力回収装置の構成は、図１と同様である。図６に第２の実施形態による処理フローを示す。図６の処理フローは図３のステップＳ１６，Ｓ１７がないことを除いて、図３の処理フローと同一のものである。
【００８４】
第２の実施形態によれば、電池ソケットに電池が装着されると、制御部３が、接続候補の条件を満たす入力電源の中からいずれかを選択し、ＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続する（ステップＳ１１）。
【００８５】
次に、ＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続された入力電源の電力供給能力を測定する（ステップＳ１２）。この測定では、第１の実施形態と同様にＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力電圧、あるいは出力電圧Ｖおよび出力電流Ｉ、あるいは電力Ｐ（＝Ｉ・Ｖ）を測定する。
【００８６】
次に、ステップＳ１２で測定した入力電源の電力供給能力が、二次電池３０に応じて決まる充電条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１３）。
【００８７】
ステップＳ１３において、入力電源の電力供給能力が二次電池３０の充電条件を上回っていると判断された場合（ステップＳ１３；Ｙ）には、当該入力電源により二次電池３０の充電を開始する（ステップＳ１４）。
【００８８】
続いて所定時間経過後に当該入力電源の充電を停止すべきか否かを判定する（ステップＳ１５）。充電停止の判定の方法は第１の実施形態と同様である。
【００８９】
前記入力電源による充電を停止すべきと判定した場合（ステップＳ１５；Ｙ）は、接続候補となる入力電源が存在するか否かの判断の処理に進み、反対に、充電を停止しなくてもよいと判定した場合（ステップＳ１５；Ｎ）は、ステップＳ１３に戻って充電条件と比較し、充電を継続する。
【００９０】
本実施形態の接続候補となる入力電源が存在するか否かの判断は、接続可能な入力電源を走査し、廃棄が決定された入力電源を除いて所定の順番にしたがってまだ使用可能な入力電源をＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続し、当該入力電源の電力供給能力を測定し（ステップＳ１２）、二次電池３０の充電条件と比較し（ステップＳ１３）、電力供給能力が二次電池３０の充電条件より大きければ充電を開始し（ステップＳ１４）、小さければ廃棄の判定を行い（ステップＳ２３）、また次の使用可能な入力電源を探すようにする。
【００９１】
すべての入力電源が廃棄決定された場合、及び、すべての入力電源を所定回数以上走査した場合に、ステップＳ１９の充電完了の判断を行う。
【００９２】
第２の実施形態によれば、各電池の回復時間を決定することなく、使用可能な電池を順番に検索し、充電可能であれば充電するという単純な処理により、処理の単純化をはかることができる。
【００９３】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る電力回収装置について説明する。図７は、第３の実施形態に係る電力回収装置１００の概略的な構成を示している。図７に示すように、電力回収装置１００は、複数の電力回収装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと、電力回収装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの各々の出力端に接続された整流素子１１０と、を備える。
【００９４】
電力回収装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、第１，第２の実施形態に係る電力回収装置１０と同じ構成を有するが、各々が有するＤＣ−ＤＣコンバータ２はフィードバック制御機構を有し、出力電圧はいずれも等しい。
【００９５】
整流素子１１０は、電力回収装置１０Ａ，１０Ｂまたは１０Ｃの出力端と、電力回収装置１００の出力端との間に設けられている。図７に示すように、整流素子１１０は、電力回収装置１０Ａ，１０Ｂまたは１０Ｃから電力回収装置１００の出力端に順方向電流が流れるように設けられている。即ち、整流素子１１０は、一端が電力回収装置１０Ａ，１０Ｂまたは１０Ｃの出力端に接続され、電力回収装置１０Ａ，１０Ｂまたは１０Ｃからの電力を供給する方向を順方向とする。
【００９６】
上記の構成により、各電力回収装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃからそれぞれ出力された直流電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３は合算されて電流Ｉ（＝Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３）となり、電力回収装置１００の出力端から出力される。
【００９７】
よって、第３の実施形態によれば、第１，第２の実施形態と同様に入力電源２０の残存電力を可及的に多く回収することができ、さらに、出力電流を増加させることができる。これにより、例えば、二次電池３０の充電時間を短縮することができる。
【００９８】
なお、電力回収装置１００は、合算された電流Ｉを所望の電流値に調整する電流調整回路１２０をさらに備えてもよい。このような構成によれば、電力回収装置１００の出力端に接続された電気的負荷に応じた電流を出力することができる。これにより、例えば、二次電池３０の充電効率を高めることができる。
【００９９】
以上、本発明に係る３つの実施形態について説明したが、本発明の態様は、上述した実施形態に限定されるものではない。
【０１００】
例えば、上記の実施形態では、電力回収装置の出力端には二次電池が接続されていたが、電力回収装置１０，１００の出力に接続されるものは、これに限らず、他の電気的負荷（例えば、モータ、電球等）でもよい。
【０１０１】
上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した実施形態に限定されるものではない。特許請求の範囲に規定された内容及びその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【０１０２】
１ スイッチ部
２ ＤＣ／ＤＣコンバータ
３ 制御部
４ メモリ
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１００ 電力回収装置
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ 入力電源
３０ 二次電池
１１０ 整流素子
１２０ 電流調整回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力回収装置に関し、例えば、使用済みの一次電池や二次電池の有する残存電力を可及的に多く回収する電力回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタル機器は、従来のアナログ機器と異なり、電源電圧がデジタル回路の要求する値を下回ると全く作動しなくなる。例えば、単三形乾電池の場合、出力電圧が１．３Ｖを下回るとデジタル機器は作動しない。このような場合、乾電池は使用済みとしてそのまま廃棄されることが多い。
【０００３】
しかし、このように廃棄された電池であっても残存電力を有している。近年、携帯電話や携帯型音楽プレーヤー等のデジタル機器が爆発的に普及していることから、使用済みとされた電池の残存電力を回収することは、エネルギーの節約および環境負荷低減の観点から極めて重要である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、電池の残存電力を可及的に多く回収することが可能な電力回収装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、使用済みの電池から残存電力を可及的に多く回収するために、電池を休ませることにより出力が回復する特性（以下、「電池出力回復性」という。）を利用する。この電池出力回復性は、電池が放電している間は化学反応により内部抵抗が大きくなり出力電圧が低下するのに対し、電池の放電を停止させると内部抵抗が小さくなり、出力電圧が高くなることによる。
【０００６】
本発明の一つの態様による電力回収装置は、
入力された直流電圧を昇圧または降圧して出力するＤＣ−ＤＣコンバータと、
残存電力を有する電池を含む複数の入力電源が接続可能であり、切り換えにより前記入力電源のうちいずれかを前記ＤＣ−ＤＣコンバータに電気的に接続するスイッチ部と、
接続された入力電源の回復完了の有無と廃棄の要否の情報を含み接続可能な入力電源を判別できる接続候補表と、充電される二次電池の充電条件あるいは電気的負荷を駆動するための負荷条件と、前記入力電源による充電を停止するための充電停止条件と、充電停止後に前記充電条件あるいは負荷条件を満たすようになるまでの電池の回復時間を求めるための回復時間テーブルあるいは近似関係式と、電池の廃棄の可否を決定するための廃棄基準表とを格納したメモリと、
前記メモリの接続候補表を参照し接続可能な入力電源の中から所定の入力電源を選択し、前記スイッチ部を制御して前記入力電源を前記ＤＣ−ＤＣコンバータに接続し、次に前記入力電源の電力供給能力を入力して前記メモリの充電条件あるいは負荷条件と比較し、前記入力電源の電力供給能力が前記充電条件あるいは負荷条件より大きい場合は前記入力電源による充電を開始し、前記入力電源の電力供給能力が前記充電条件あるいは負荷条件を満たない場合には前記メモリの廃棄基準表を参照して前記入力電源の廃棄の可否を判断し、前記入力電源による充電を開始した場合は所定時間経過後の前記入力電源の電圧を入力して前記メモリに記憶された充電停止条件によって前記入力電源による充電の停止の要否を判断し、前記入力電源による充電を停止すべきと判断した場合には前記メモリに記憶された前記回復時間テーブルあるいは近似関係式を参照して前記入力電源の回復時間を決定して当該入力電源を回復のための休止状態に付し、前記メモリの接続候補表を参照し次の接続可能な入力電源を検索する、制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
前記メモリに記憶された前記入力電源の回復時間テーブルあるいは近似関係式は、電圧低下速度が所定値より大きくなる電圧降下開始点までの経過時間及び前記経過時間における電圧と、前記充電条件および前記充電される二次電池の蓄電状態あるいは負荷条件による補正値と、回復時間との対応を電池の種類ごとに定めたテーブルあるいは近似関係式からなり、前記制御部は、充電を行っている入力電源について実際に計測した電圧降下開始点までの経過時間及び前記経過時間における電圧を入力し、前記回復時間テーブルあるいは近似関係式から当該入力電源の回復時間を決定するようにすることができる。
【０００８】
また、前記メモリに記憶された前記入力電源の回復時間テーブルあるいは近似関係式は、前記充電条件あるいは負荷条件を基準に定めた基準値より電圧あるいは電力が低下する充電停止点までの経過時間と、前記充電条件および前記充電される二次電池の蓄電状態あるいは負荷条件による補正値と、回復時間との対応を電池の種類ごとに定めたテーブルあるいは近似関係式からなり、前記制御部は、充電を行っている入力電源について実際に計測した充電停止点までの経過時間を入力し、前記回復時間テーブルあるいは近似関係式から当該入力電源の回復時間を決定するようにすることができる。
【０００９】
また、前記接続候補表は、回復時間が経過した電池についてはただちに回復済みの状態に更新し、前記制御部は回復済みの入力電源の中から前記ＤＣ−ＤＣコンバータに接続すべき入力電源を選択するようにすることができる。
【００１０】
また、前記メモリに記憶された前記入力電源の充電停止条件は、電圧低下速度が所定値より大きくなる電圧降下開始点、または前記充電条件あるいは負荷条件を基準として定めた基準値より電圧または電力が低下した充電停止点を充電停止の条件とし、前記制御部は、充電を行っている入力電源の電圧あるいは電圧と電流を所定時間ごとに入力し、前記入力電源が前記電圧降下開始点または前記充電停止点を時間的に経過したときに、当該入力電源の充電を停止させるようにすることができる。
【００１１】
また、前記廃棄基準表は、判断対象の入力電源について、（ａ）回復時間の総和が上限値に達したこと、（ｂ）所定回数の回復期を経たこと、（ｃ）放電期における初期の出力電圧が所定値より低いこと、（ｄ）放電期における初期の出力電圧の持続時間が所定値より短いこと、（ｅ）回復時間が所定値よりも長いこと、（ｆ）放電期の出力電圧の低下速度が所定値よりも大きいこと、又は（ｇ）回収された電力が所定値に達しないことを廃棄基準とし、前記制御部は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータに初回接続された入力電源を除き、前記廃棄基準のいずれかまたは複数の組合せに該当する入力電源について廃棄すべきと判断し、廃棄の信号を出力するようにすることができる。
【００１２】
また、前記入力電源は補完用電源を含み、前記制御部は、接続可能な入力電源がすべて接続候補の条件を満たしていなくなり、且つ、充電すべき二次電池に蓄積された電力が蓄電容量に達していないときに、前記スイッチ部を制御して前記補完用電源をＤＣ−ＤＣコンバータに接続させ、前記補完用電源によって前記二次電池を充電するようにすることができる。
【００１３】
本発明の他の態様による電力回収装置は、
入力された直流電圧を昇圧または降圧して出力するＤＣ−ＤＣコンバータと、
残存電力を有する電池を含む複数の入力電源が接続可能であり、切り換えにより前記入力電源のうちいずれかを前記ＤＣ−ＤＣコンバータに電気的に接続するスイッチ部と、
接続された入力電源の回復完了の有無と廃棄の要否の情報を含み接続可能な入力電源を判別できる接続候補表と、充電される二次電池の充電条件あるいは電気的負荷を駆動するための負荷条件と、前記入力電源による充電を停止するための充電停止条件と、電池の廃棄の可否を決定するための廃棄基準表とを格納したメモリと、
前記メモリの接続候補表を参照し接続可能な入力電源の中から所定の入力電源を選択し、前記スイッチ部を制御して前記入力電源を前記ＤＣ−ＤＣコンバータに接続し、次に前記入力電源の電力供給能力を入力して前記メモリの充電条件あるいは負荷条件と比較し、前記入力電源の電力供給能力が前記充電条件あるいは負荷条件より大きい場合は前記入力電源による充電を開始し、前記入力電源の電力供給能力が前記充電条件あるいは負荷条件を満たない場合には前記メモリの廃棄基準表を参照して前記入力電源の廃棄の可否を判断し、前記入力電源による充電を開始した場合は所定時間経過後の前記入力電源の電圧を入力して前記メモリに記憶された充電停止条件によって前記入力電源による充電の停止の要否を判断し、前記入力電源による充電を停止すべきと判断した場合には当該入力電源を回復のための休止状態に付し、前記メモリの接続候補表を参照し所定の順番にもとづいて次の接続可能な入力電源を検索する、制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
前記メモリに記憶された前記入力電源の充電停止条件は、電圧低下速度が所定値より大きくなる電圧降下開始点、または前記充電条件あるいは負荷条件を基準として定めた基準値より電圧または電力が低下した充電停止点を充電停止の条件とし、前記制御部は、充電を行っている入力電源の電圧あるいは電圧と電流を所定時間ごとに入力し、前記入力電源が前記電圧降下開始点または前記充電停止点を時間的に経過したときに、当該入力電源の充電を停止させるようにすることができる。
【００１５】
また、前記廃棄基準表は、判断対象の入力電源について、（ａ）回復時間の総和が上限値に達したこと、（ｂ）所定回数の回復期を経たこと、（ｃ）放電期における初期の出力電圧が所定値より低いこと、（ｄ）放電期における初期の出力電圧の持続時間が所定値より短いこと、（ｅ）回復時間が所定値よりも長いこと、（ｆ）放電期の出力電圧の低下速度が所定値よりも大きいこと、又は（ｇ）回収された電力が所定値に達しないことを廃棄基準とし、前記制御部は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータに初回接続された入力電源を除き、前記廃棄基準のいずれかまたは複数の組合せに該当する入力電源について廃棄すべきと判断し、廃棄の信号を出力するようにすることができる。
【００１６】
また、前記入力電源は補完用電源を含み、前記制御部は、接続可能な入力電源がすべて接続候補の条件を満たしていなくなり、且つ、充電すべき二次電池に蓄積された電力が蓄電容量に達していないときに、前記スイッチ部を制御して前記補完用電源をＤＣ−ＤＣコンバータに接続させ、前記補完用電源によって前記二次電池を充電するようにすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本願発明の一つの態様による電力回収装置は、制御部が、電力供給能力が充電条件あるいは負荷条件より大きい入力電源に充電を開始させ、所定時間経過後の前記入力電源の電圧を入力してメモリに記憶された充電停止条件によって前記入力電源による充電の停止の要否を判断し、前記入力電源による充電を停止すべきと判断した場合には前記メモリに記憶された回復時間テーブルあるいは近似関係式を参照して前記入力電源の回復時間を決定して当該入力電源を回復のための休止状態に付し、前記メモリの接続候補表を参照し次の接続可能な入力電源を検索する。
【００１８】
このように、本願発明の一つの態様による電力回収装置によれば、充電条件あるいは負荷条件を満たす入力電源に充電を開始させ、当該入力電源の充電能力が低下すると休止させ、その間に他の使用可能な入力電源を検索して充電させ、前者の入力電源が休止によって回復したときに、再び当該入力電源を検索して充電させる。このように、本願発明によれば、電池の電力を休止によって繰り返し回復させて充電にあて、その間は回復した他の電池によって充電することができるので、電池の残存電力を無駄なく利用して効率よく二次電池の充電や電気的負荷を駆動することができる。
【００１９】
休止させるときに回復時間を定める発明においては特に、電池の種類により、または電池の消耗の度合いにより、または充電条件等もしくは負荷条件により回復時間が変化する電池に対して、予想される充電に十分な状態になるまでの時間を予め定め、その回復時間が経過した電池は直ちに充電のために使用することができ、これによってきわめて高効率な電力回収を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電力回収装置の概略的な構成を示す図である。
【図２】入力電池の電圧変化の一例を示すグラフである。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る電力回収装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】接続候補の条件を満たす入力電源の有無を判定する接続候補表の一例である。
【図５】電池の電圧降下と時間の関係を概念的に示したグラフであって、本願発明による充電停止の条件を定める方法を説明するための説明図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る電力回収装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る電力回収装置の概略的な構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明に係る３つの実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、各図において同等の機能を有する構成要素には同一の符号を付し、同一符号の構成要素の詳しい説明は繰り返さない。
【００２２】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る電力回収装置の構成図である。本実施形態に係る電力回収装置１０は、スイッチ部１と、ＤＣ−ＤＣコンバータ２と、制御部３と、メモリ４とを備える。
【００２３】
電力回収装置１０（スイッチ部１）の入力には、入力電源２０が接続され、電力回収装置１０（ＤＣ−ＤＣコンバータ２）の出力には二次電池３０が接続される。二次電池３０は他の装置の入力電源として接続されていても良いし、取り出して単独で使用できるようになっていても良い。図１に示す例では、入力電源２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄおよび２０ｅの５つの入力電源が電力回収装置１０に接続されている。
【００２４】
入力電源２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄおよび２０ｅは、限定されることなく使用された結果電圧が低下したが残存電力をなお有している電池を含む。また、入力電源は、前記電池で二次電池３０を充電しきれない場合に補完的に二次電池３０を充電する補完用電源を含むようにすることができる。本実施形態は補完用電源を含む例で説明する。
【００２５】
スイッチ部１は、入力電源と接続可能な複数の入力端子と、ＤＣ−ＤＣコンバータ２の入力端と接続された出力端子を有する。このスイッチ部１は、入力端子に接続された入力電源のうちいずれかをＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続する。なお、スイッチ部１の各入力端子は、所定の種類、例えば単一電池、単二電池や水銀電池など所定種類の電池を収容する電池ソケットと接続されていてもよい。特定の入力電源が特定種類の電池のための電池ソケットを有することにより、スイッチ部１の各入力端子は、入力電源の種類と対応付けられ、電力回収装置１０は入力電源の種類を識別することができ、各種類の電池の基準となる電圧や放電特性から電池の消耗の判別基準を予め設定することができる。
【００２６】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２は、入力された直流電圧を昇圧または降圧して出力する。このＤＣ−ＤＣコンバータ２は、所定の電圧を出力するためのフィードバック制御機構を有してもよい。このフィードバック制御機構は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力電圧をフィードバックして昇降圧制御に反映させる。
【００２７】
制御部３は、装置全体の動作を制御する機能を有し、特に、接続候補の条件を満たす入力電源の中からＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続する入力電源を選択し、選択した入力電源とＤＣ−ＤＣコンバータ２とを接続するようにスイッチ部１を制御する機能と、充電中の入力電源の充電の停止を決定する機能と、入力電源の各々に対して回復時間を決定する機能と、所定の入力電源の廃棄の可否を判定する機能と、補完用電源による充電を行うか否かを判定制御する機能と、を有している。ここで、補完用電源とは、他の入力電池が全て接続候補の条件を満たさず使用できないときに、二次電池３０を充電するための補完用の電源である。この補完用電源を用いることにより、二次電池３０の蓄電容量まで充電するのに入力電池の残存電力が足りない場合や、急いで二次電池３０を充電する必要があり回復期の経過を待てない場合にも対応することができる。なお、補完用電源としては、例えば、充電済みの二次電池、または電源アダプタ（入力ＡＣ１００Ｖ、出力ＤＣ１２Ｖ）を使用することができる。後者の場合、スイッチ部１の補完用電源の入力端子は、電池ソケットではなく、電源アダプタ用のソケットに接続される。
【００２８】
また、制御部３はＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力電圧を測定し、測定値をメモリ４に格納するが、ＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力電圧は、本発明の装置とは別個の機器（図示せず）により測定し、本発明の制御部３は前記機器から測定情報を受信するようにしてもよい。
【００２９】
メモリ４は、制御部３により書き込み・読み出しされる。メモリ４に格納される情報として、後述する電圧降下開始点までの経過時間および該経過時間における電圧（または充電停止点までの経過時間）とそれらに対応する回復時間とを示した回復時間テーブル、各入力電源の電力供給能力（ＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力電圧の測定値など）、充電を停止する条件、回復時間、電池の廃棄の可否を決定するための基準値を有する廃棄基準表、および後述の図４の接続候補表に関する情報がある。
【００３０】
次に、ある入力電源の放電と回復の電圧の時間変化の詳細について説明する。図２は、ある入力電源（入力電源２０ａとする。）の放電と回復の電圧変化の一例を示している。図２において、放電期ＩおよびＩＩは、入力電源２０ａがＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続され、放電している期間を示し、回復期Ｉは、入力電源２０ａがＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続されず、放電していない期間を示している。
【００３１】
図２に示すように、放電期Ｉの間、入力電源２０ａの電圧は、当初の電圧Ｖ０から降下し続け、時刻ｔ１のとき電圧Ｖ１まで低下する。電圧Ｖ１は二次電池３０の充電に必要な最小電圧であるため、制御部３は、接続候補から他の入力電源を選択し、選択した入力電源に切替えるようにスイッチ部１を制御する。
【００３２】
入力電源２０ａは充電を停止すると電池内部の化学反応により回復期に入り、電池出力回復性により電圧はＶ１からＶ２まで緩やかに回復する。回復期の期間（回復時間）Ｔが経過すると、入力電源２０ａは再び接続候補の一つとなる。なお、回復時間は、入力電源が利用する化学反応などにより異なる。
【００３３】
次に、第１の実施形態に係る電力回収装置１０の動作を図３のフローチャートに沿って説明する。
【００３４】
（１）本実施形態の電力回収装置１０による電力回収は、まず、使用された結果電圧が低下しなお残存電力を有する電池を電池ソケットに装着することから始まる（ステップＳ１０）。入力電源中には補完用電源も含まれているものとする。
【００３５】
（２）電池ソケットに電池を装着すると、制御部３が、接続候補の条件を満たす入力電源の中からいずれかを選択し、ＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続する（ステップＳ１１）。
【００３６】
接続候補の条件を満たす入力電源を選択する方法は種々可能であるが、本実施形態の例は図４に示す接続候補表を用いて選択する。
【００３７】
図４の接続候補表は、“入力電源”、“未接続”、“回復時間”および“廃棄”の各フィールドが設けられている。“入力電源”フィールドは、電力回収装置１０に接続された入力電源を示す。補完用電源はこの接続候補表の接続候補の入力電源には含まれていない。“未接続”フィールドには、入力電源がＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続されていない場合に“１”が格納され、接続された場合に“０”が格納される。“回復時間”フィールドには、入力電源がＤＣ−ＤＣコンバータ２から切断されてから回復時間以上待機している場合に“１”が格納され、未だ回復時間が経過していない場合に“０”が格納される。すなわち、回復時間経過後の電池については直ちに回復済みの状態に更新する。“廃棄”フィールドには、入力電源が廃棄基準を満たさない場合に“１”が格納され、廃棄基準を満たす場合“０”が格納される。なお、図４（ａ）に示すように、未接続の場合には、“回復時間”フィールドには“０”が格納され、“廃棄”フィールドには“１”が格納される。
【００３８】
図４（ａ）は、電力回収装置１０に接続された入力電源がいずれも未だＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続されていない初期状態を示している。この場合、全ての入力電源が接続候補となる。すべての入力電源がいずれも未だＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続されていないときは、たとえば入力電源２０ａ，２０ｂ，・・・の順に選択していけばよい。
【００３９】
図４（ｂ）は、数巡を経て、入力電源２０ｂから別の入力電源に切替える場合を示している。図４（ｂ）の例では、入力電源２０ａ及び２０ｃは回復時間が経過していないため接続候補にならない。また、その次の入力電源２０ｄは廃棄基準に達しているため接続候補にならない。よって、この場合、入力電源２０ｅのみが接続候補の条件を満たしているため、スイッチ部１によってＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続される。
【００４０】
このように、制御部３は電池ソケットに接続された入力電源に対して、所定の順番で図４のような接続候補表をチェックし、最初に接続候補の条件を満たす入力電源を選択してＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続する。
【００４１】
（３）次に、本願装置は、二次電池３０に対して充電可能か否かを判断する情報とするため、ＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続された入力電源の電力供給能力を測定する（ステップＳ１２）。
【００４２】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続された入力電源の電力供給能力は、例えばＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力電圧を測定することにより、測定することができる。また、出力電圧Ｖおよび出力電流Ｉを測定し、電力Ｐ（＝Ｉ・Ｖ）を計算してもよい。
【００４３】
（４）次に、ステップＳ１２で測定した入力電源の電力供給能力が、二次電池３０に応じて決まる充電条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１３）。
【００４４】
これは二次電池３０の種類により充電するための電力供給能力が異なるためであり、例えば二次電池３０がリチウムイオン電池の場合、ＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力電圧が３．７Ｖ以上であることが充電条件となる。ＤＣ−ＤＣコンバータ２により電圧の昇降圧が可能であるが、充電するためには所定の大きさの電流も必要であるため、ＤＣ−ＤＣコンバータ２によっても二次電池３０の充電条件を満たさない場合があり、充電条件を満たすか否かを判断する必要がある。二次電池３０の充電条件はメモリ４に格納しておくようにする。なお、本ステップＳ１３において、電力回収装置１０の出力に二次電池ではなくモータ等の電気的負荷が接続される場合には、入力電源の電力供給能力が該電気的負荷を駆動するための負荷条件を満たすか否かを判定する。
【００４５】
電力供給能力が充電条件（あるいは負荷条件）を上回った場合には充電の処理に進み、反対に、電力供給能力が充電条件を下回った場合には当該電池の廃棄の可否の判定に進む。電池の廃棄の可否の判定については後述する。
【００４６】
（５）電力供給能力が充電条件を上回った場合の充電の処理について以下に説明する。
【００４７】
ステップＳ１３において、入力電源の電力供給能力が二次電池３０の充電条件を上回っていると判断された場合（ステップＳ１３；Ｙ）には、当該入力電源により二次電池３０の充電を開始する（ステップＳ１４）。
【００４８】
上記入力電源により二次電池３０の充電を開始した後は、制御部３は前記入力電源の所定時間経過後の電圧を入力し、当該入力電源の充電を停止すべきか否かを判定する（ステップＳ１５）。
【００４９】
ここで、充電停止の判定の方法について図５を用いて説明する。図５のグラフは電池によって二次電池３０を充電する時の当該電池の電圧降下と時間の関係を概念的に示したものである。一般的に、電池による入力電源は充電を開始した後は、一定時間ほぼ横ばいに電圧を維持し、ある時点から電圧が大きく降下し、一定の電圧まで低下すると、電圧降下の度合いが少なくなり、その後は徐々に電圧が低下する。
【００５０】
上記電池による入力電源の充電停止の時点を判断するために、本実施形態では、入力電源による二次電池３０の充電が開始されると、所定の時間を経過するごとに、時間（ｔ０，ｔ１，ｔ２，・・・）とそれぞれに対応する電圧（Ｖ０，Ｖ１，Ｖ２，・・・）を測定する。
【００５１】
計測間隔（Δｔ）が既知であるため、電圧の差分（ΔＶ）をとることにより、電圧低下速度（｜ΔＶ／Δｔ｜）を算出することができる。これにより、電圧低下速度（｜ΔＶ／Δｔ｜）が急激に大きくなる点は図５に示すような「電圧降下開始点」として検知することができる。電圧降下開始点を検知すると、当該入力電源による充電を停止すべきと判定する（ステップＳ１５；Ｙ）。電圧降下開始点の時間と電圧（図５の例では（ｔ４，Ｖ４））は当該電池の回復時間の決定のためにメモリ４に記録する。
【００５２】
また、電圧降下開始点によって充電停止を決定する代わりに、二次電池３０の充電条件（図５の場合は電圧）、あるいは当該充電条件の電圧より所定の電圧だけ高い電圧（これらをまとめて充電条件の「基準値」という。なお、電気的負荷の場合は「負荷条件の基準値」という。）と比較し、入力電源の電圧が前記二次電池の充電条件の基準値より低下したときは、充電を停止すべきと判定することもできる（ステップＳ１５；Ｙ）。充電条件または負荷条件の基準値は、電圧の代わりに電力としても良い。
【００５３】
ステップＳ１５において、入力電源による充電を停止すべきと判定した場合（ステップＳ１５；Ｙ）は、回復時間の決定の処理に進み、反対に、充電を停止しなくてもよいと判定した場合（ステップＳ１５；Ｎ）は、ステップＳ１３に戻って充電条件と比較し、充電を継続する。
【００５４】
（６）入力電源による充電を停止すべきと判定した場合は、以下のように当該入力電源の回復時間を決定し、入力電源を休ませて回復させる。
【００５５】
図５に示した電圧降下開始点（ｔ４，Ｖ４）は、入力電源の残存電力と、充電する二次電池の充電条件および蓄電状態とに大きく関係している。ここで、ｔ４は充電開始からの経過時間であり、Ｖ４は経過時間ｔ４における電圧である。蓄電状態は、二次電池の蓄電容量に対して電力が二次電池にどの程度蓄積されているかを示す。
【００５６】
すなわち、充電を開始した直後の電圧Ｖ０は、充電を行う電池の種類に応じて上限があり、その範囲内で残存電力の量に応じて大きさが変化する。充電を開始した直後の電圧Ｖ０に近似する電圧降下開始点の電圧Ｖ４も残存電力の量と関係している。電圧Ｖ４の値が小さければ小さいほど、より長い回復時間を決定する。
【００５７】
また、図５に示すように、電圧降下開始点の充電開始からの経過時間ｔ４は、充電を開始した直後の電圧Ｖ０を維持できる時間を示している。この経過時間ｔ４も入力側の電池の残存電力の量に応じて変化する。電圧降下開始点の充電開始からの経過時間ｔ４が短ければ短いほど、より長い回復時間を決定する。
【００５８】
また、電圧降下開始点（ｔ４，Ｖ４）は、充電される二次電池３０の充電条件および蓄電状態にも影響される。すなわち、二次電池３０が小容量のものである、若しくはほぼ蓄電されているために二次電池３０への充電が小電力Ｐである場合には、電圧降下開始点の充電開始からの経過時間ｔ４は長くなる。このため、回復時間は、二次電池３０の充電条件および蓄電状態による補正値を加味して決定することが好ましい。
【００５９】
メモリ４には、電池の種類（単一、単二、・・、水銀電池、リチウムイオン電池、マンガン電池等）ごとに、電圧降下開始点（ｔ４，Ｖ４）と二次電池の充電条件および蓄電状態による補正値と回復時間との対応を示した、回復時間テーブルあるいは回復時間の近似関係式が格納される。この回復時間テーブルあるいは近似関係式を参照することにより、実際に計測した電圧降下開始点（ｔ４，Ｖ４）から電池の回復時間を決定する（ステップＳ１６）。回復時間テーブルあるいは回復時間の近似関係式は、経験あるいは実験値により得ることができる。
【００６０】
一方、「二次電池の充電条件の基準値」と比較して充電の停止を決定する場合は、充電停止点に至るまでの時間ｔ５’も、電池の残存電力と、二次電池の充電条件および蓄電状態に影響されて長さが変化する。
【００６１】
この場合も、メモリ４に、電池の種類（単一、単二、・・、水銀電池、リチウムイオン電池、マンガン電池等）ごとに、充電停止点までの経過時間ｔ５’と二次電池の充電条件および蓄電状態による補正値と回復時間との対応を示した、回復時間テーブルあるいは近似関係式を格納しておき、この回復時間テーブルあるいは近似関係式を参照することにより、実際に計測した充電停止点までの経過時間ｔ５’から電池の回復時間を決定する（ステップＳ１６）。
【００６２】
上記のように、それぞれの入力電源に関して回復時間を決定することにより、無駄な待機時間を省き、回復した電池を直ちに充電に使用することができ、効率的な充電を行うことができる。
【００６３】
回復時間を決定した後、充電を停止した入力電源は回復を開始する（ステップＳ１７）。
【００６４】
（７）次に、制御部３は前述したメモリ４の接続候補表（図４）を参照し、接続候補となる入力電源が存在するか否かを検索する（ステップＳ１８）。
【００６５】
接続候補の条件を満たす入力電源の有無は、入力電源の各々について判別式を用いることにより、判断することができる。判別式として、式（１）を用いることができる。Ｄ＝１であれば接続候補の条件を満たし、Ｄ＝０であれば接続候補の条件を満たさない。
Ｄ＝（Ａ＋Ｂ）・Ｃ ・・・（１）
ここで、Ａ：未接続フィールドの値、Ｂ：回復時間フィールドの値、Ｃ：廃棄フィールドの値である。なお、式（１）に代えて、式（２）の判別式を用いてもよい。
Ｄ＝Ａ＋（Ｂ・Ｃ） ・・・（２）
接続候補となる入力電源が存在すれば（ステップＳ１８；Ｙ）、ステップＳ１１の処理に戻って、その接続候補の入力電源をＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続し、前記入力電源によって続いて二次電池の充電を行う。
【００６６】
接続候補となる入力電源が存在しなければ（ステップＳ１８；Ｎ）、充電完了か否かの判断を行う（ステップＳ１９）。
【００６７】
充電が完了していると判断した場合、すなわち二次電池３０が蓄電しておける容量にまで達していれば、本願装置による電力回収の処理を終了する（ステップＳ２１）。二次電池３０の電力が蓄電容量に達したか否かは図示しない公知の装置によって計測し、その情報を制御部３に入力するようにしても良いし、制御部３が二次電池３０に蓄積された電力を計測するようにしても良い。
【００６８】
充電が完了していないと判断した場合、すなわち二次電池３０に蓄積された電力が蓄電容量にまで達していないと判断した場合（ステップＳ１９；Ｎ）、制御部３はスイッチ部１を制御し補完用電源をＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続し、補完用電源によって二次電池３０を蓄電容量一杯になるまで充電し、しかる後に本願装置による電力回収の処理を終了する（ステップＳ２１）。
【００６９】
むろん、自動的に補完用電源による充電を行うのではなく、単に接続候補の入力電源がないアラームを出力し、電池の入れ替えを促すようにしても良い。
【００７０】
（８）最後に、ステップ１３における、ＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続された入力電源の電力供給能力が充電条件より大きいか否かの判断において、前記入力電源の電力供給能力が充電条件を満たしていないと判断された場合（ステップＳ１３；Ｎ）について説明する。
【００７１】
入力電源の電力供給能力が二次電池の充電条件を満たしていないと判断された場合（ステップＳ１３；Ｎ）、その電池を廃棄すべきか否かの判断を行う（ステップＳ２３）。
【００７２】
電池を廃棄すべきか否かは廃棄基準を参照して決定するが、廃棄基準は種々の事象を用いて設定することができる。
【００７３】
例えば、（ａ）回復時間の総和が上限値に達したこと、（ｂ）所定回数の回復期を経たこと、（ｃ）放電期における初期の出力電圧が所定値より低いこと、（ｄ）放電期における初期の出力電圧の持続時間が所定値より短いこと、（ｅ）回復時間が所定値よりも長いこと、（ｆ）放電期の出力電圧の低下速度（｜ΔＶ／Δｔ｜）が所定値よりも大きいこと、又は（ｇ）二次電池３０に回収された電力が所定値に達しないこと等の事象を廃棄基準とすることができる。これらの事象を任意に組み合わせて廃棄基準としてもよい。
【００７４】
なお、事象（ａ）の回復時間の総和の上限値など上記の廃棄基準は、入力側の電池の種類ごとに決めることが好ましい。
【００７５】
また、上記の廃棄基準は、厳密には、入力側の電池の種類だけでなく、充電する二次電池の蓄電状態にも影響される。このため、メモリ４には、入力側の電池の種類ごとに、二次電池の蓄電状態による補正値を加味した上記事象（ａ）〜（ｇ）の各基準値を格納した廃棄基準表を記憶させておくのが好ましい。
【００７６】
ＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続された入力電源が、その電力供給能力が二次電池の充電条件を満たしていないと判断された場合（ステップＳ１３；Ｎ）は、制御部３はメモリ４の前記廃棄基準表を参照し、接続された入力電源が廃棄基準のいずれか、あるいは複数の廃棄基準の組合せに該当するか否かを判断し、廃棄すべきであると判断した場合には、当該入力電源について廃棄の信号を出力する（ステップＳ２４）。
【００７７】
はじめてＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続された入力電源（初回接続された入力電源）に関しては、事象（ｂ）の回復期の回数が０であり、この場合は例外として事象（ｃ）〜（ｇ）の各基準値に該当しても、回復の処理（ステップＳ１６）すなわち休止状態に付すようにする。
【００７８】
接続された入力電源がすでに数巡の回復を行っており、且つ、廃棄基準（ａ）〜（ｇ）のいずれにも該当しなければ、ステップＳ１６以下の電池の回復処理を行う。
【００７９】
上記のように、本実施形態では、電池出力回復性を考慮して、入力電源から繰り返し残存電力を回収して二次電池３０の充電に使用する。これにより、本実施形態によれば、入力電池の残存電力を可及的に多く回収することができる。その結果、例えば、一般家庭などから廃棄される乾電池等の電池の残存電力を効率よく回収することができる。
【００８０】
なお、電力回収装置１０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ２からの出力電流を所望の電流値にして出力する電流調整回路をさらに備えてもよい。この電流調整回路は、例えばカレントミラー回路を用いて構成される。電流調整回路を備えることで、電力回収装置１０は二次電池３０に応じた電流を出力することができる。例えば、二次電池３０がリチウムイオン電池の場合、電力回収装置１０の出力電流を５０ｍＡとして充電効率を高めることができる。さらに、前述のＤＣ−ＤＣコンバータ２のフィードバック制御機構および電流調整回路の両方を備えた電力回収装置によれば、リチウムイオン電池のように安全に充電するために厳しい条件の課せられる二次電池の充電にも十分に対応することができる。
【００８１】
また、電力回収装置１０は、入力電源が廃棄基準に達していることをユーザに伝えて、入力電源の交換を促すための手段（ＬＥＤランプ等）をさらに備えてもよい。
【００８２】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態に係る電力回収装置について説明する。第２の実施形態は、充電を停止した電池の回復時間を一々決定することなく、一定の順番で接続候補となる入力電源を走査すること、充電停止の判断と、電力供給能力の判断の組合せによって装置の処理を簡略化したものである。
【００８３】
第２の実施形態による電力回収装置の構成は、図１と同様である。図６に第２の実施形態による処理フローを示す。図６の処理フローは図３のステップＳ１６，Ｓ１７がないことを除いて、図３の処理フローと同一のものである。
【００８４】
第２の実施形態によれば、電池ソケットに電池が装着されると、制御部３が、接続候補の条件を満たす入力電源の中からいずれかを選択し、ＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続する（ステップＳ１１）。
【００８５】
次に、ＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続された入力電源の電力供給能力を測定する（ステップＳ１２）。この測定では、第１の実施形態と同様にＤＣ−ＤＣコンバータ２の出力電圧、あるいは出力電圧Ｖおよび出力電流Ｉ、あるいは電力Ｐ（＝Ｉ・Ｖ）を測定する。
【００８６】
次に、ステップＳ１２で測定した入力電源の電力供給能力が、二次電池３０に応じて決まる充電条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ１３）。
【００８７】
ステップＳ１３において、入力電源の電力供給能力が二次電池３０の充電条件を上回っていると判断された場合（ステップＳ１３；Ｙ）には、当該入力電源により二次電池３０の充電を開始する（ステップＳ１４）。
【００８８】
続いて所定時間経過後に当該入力電源の充電を停止すべきか否かを判定する（ステップＳ１５）。充電停止の判定の方法は第１の実施形態と同様である。
【００８９】
前記入力電源による充電を停止すべきと判定した場合（ステップＳ１５；Ｙ）は、接続候補となる入力電源が存在するか否かの判断の処理に進み、反対に、充電を停止しなくてもよいと判定した場合（ステップＳ１５；Ｎ）は、ステップＳ１３に戻って充電条件と比較し、充電を継続する。
【００９０】
本実施形態の接続候補となる入力電源が存在するか否かの判断は、接続可能な入力電源を走査し、廃棄が決定された入力電源を除いて所定の順番にしたがってまだ使用可能な入力電源をＤＣ−ＤＣコンバータ２に接続し、当該入力電源の電力供給能力を測定し（ステップＳ１２）、二次電池３０の充電条件と比較し（ステップＳ１３）、電力供給能力が二次電池３０の充電条件より大きければ充電を開始し（ステップＳ１４）、小さければ廃棄の判定を行い（ステップＳ２３）、また次の使用可能な入力電源を探すようにする。
【００９１】
すべての入力電源が廃棄決定された場合、及び、すべての入力電源を所定回数以上走査した場合に、ステップＳ１９の充電完了の判断を行う。
【００９２】
第２の実施形態によれば、各電池の回復時間を決定することなく、使用可能な電池を順番に検索し、充電可能であれば充電するという単純な処理により、処理の単純化をはかることができる。
【００９３】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態に係る電力回収装置について説明する。図７は、第３の実施形態に係る電力回収装置１００の概略的な構成を示している。図７に示すように、電力回収装置１００は、複数の電力回収装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃと、電力回収装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃの各々の出力端に接続された整流素子１１０と、を備える。
【００９４】
電力回収装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、第１，第２の実施形態に係る電力回収装置１０と同じ構成を有するが、各々が有するＤＣ−ＤＣコンバータ２はフィードバック制御機構を有し、出力電圧はいずれも等しい。
【００９５】
整流素子１１０は、電力回収装置１０Ａ，１０Ｂまたは１０Ｃの出力端と、電力回収装置１００の出力端との間に設けられている。図７に示すように、整流素子１１０は、電力回収装置１０Ａ，１０Ｂまたは１０Ｃから電力回収装置１００の出力端に順方向電流が流れるように設けられている。即ち、整流素子１１０は、一端が電力回収装置１０Ａ，１０Ｂまたは１０Ｃの出力端に接続され、電力回収装置１０Ａ，１０Ｂまたは１０Ｃからの電力を供給する方向を順方向とする。
【００９６】
上記の構成により、各電力回収装置１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃからそれぞれ出力された直流電流Ｉ１，Ｉ２，Ｉ３は合算されて電流Ｉ（＝Ｉ１＋Ｉ２＋Ｉ３）となり、電力回収装置１００の出力端から出力される。
【００９７】
よって、第３の実施形態によれば、第１，第２の実施形態と同様に入力電源２０の残存電力を可及的に多く回収することができ、さらに、出力電流を増加させることができる。これにより、例えば、二次電池３０の充電時間を短縮することができる。
【００９８】
なお、電力回収装置１００は、合算された電流Ｉを所望の電流値に調整する電流調整回路１２０をさらに備えてもよい。このような構成によれば、電力回収装置１００の出力端に接続された電気的負荷に応じた電流を出力することができる。これにより、例えば、二次電池３０の充電効率を高めることができる。
【００９９】
以上、本発明に係る３つの実施形態について説明したが、本発明の態様は、上述した実施形態に限定されるものではない。
【０１００】
例えば、上記の実施形態では、電力回収装置の出力端には二次電池が接続されていたが、電力回収装置１０，１００の出力に接続されるものは、これに限らず、他の電気的負荷（例えば、モータ、電球等）でもよい。
【０１０１】
上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した実施形態に限定されるものではない。特許請求の範囲に規定された内容及びその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更及び部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【０１０２】
１ スイッチ部
２ ＤＣ／ＤＣコンバータ
３ 制御部
４ メモリ
１０，１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１００ 電力回収装置
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ 入力電源
３０ 二次電池
１１０ 整流素子
１２０ 電流調整回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された直流電圧を昇圧または降圧して出力するＤＣ−ＤＣコンバータと、
残存電力を有する電池を含む複数の入力電源が接続可能であり、切り換えにより前記入力電源のうちいずれかを前記ＤＣ−ＤＣコンバータに電気的に接続するスイッチ部と、
接続された入力電源の回復完了の有無と廃棄の要否の情報を含み接続可能な入力電源を判別できる接続候補表と、充電される二次電池の充電条件あるいは電気的負荷を駆動するための負荷条件と、前記入力電源による充電を停止するための充電停止条件と、充電停止後に前記充電条件あるいは負荷条件を満たすようになるまでの電池の回復時間を求めるための回復時間テーブルあるいは近似関係式と、電池の廃棄の可否を決定するための廃棄基準表とを格納したメモリと、
前記メモリの接続候補表を参照し接続可能な入力電源の中から所定の入力電源を選択し、前記スイッチ部を制御して前記入力電源を前記ＤＣ−ＤＣコンバータに接続し、次に前記入力電源の電力供給能力を入力して前記メモリの充電条件あるいは負荷条件と比較し、前記入力電源の電力供給能力が前記充電条件あるいは負荷条件より大きい場合は前記入力電源による充電を開始し、前記入力電源の電力供給能力が前記充電条件あるいは負荷条件を満たない場合には前記メモリの廃棄基準表を参照して前記入力電源の廃棄の可否を判断し、前記入力電源による充電を開始した場合は所定時間経過後の前記入力電源の電圧あるいは電力を入力して前記メモリに記憶された充電停止条件によって前記入力電源による充電の停止の要否を判断し、前記入力電源による充電を停止すべきと判断した場合には前記メモリに記憶された前記回復時間テーブルあるいは近似関係式を参照して前記入力電源の回復時間を決定して当該入力電源を回復のための休止状態に付し、前記メモリの接続候補表を参照し次の接続可能な入力電源を検索する、制御部と、
を備えることを特徴とする電力回収装置。
【請求項２】
前記メモリに記憶された前記入力電源の回復時間テーブルあるいは近似関係式は、電圧低下速度が所定値より大きくなる電圧降下開始点までの経過時間及び前記経過時間における電圧と、前記充電条件および前記充電される二次電池の蓄電状態あるいは負荷条件による補正値と、回復時間との対応を電池の種類ごとに定めたテーブルあるいは近似関係式からなり、
前記制御部は、充電を行っている入力電源について実際に計測した電圧降下開始点までの経過時間及び前記経過時間における電圧を入力し、前記回復時間テーブルあるいは近似関係式から当該入力電源の回復時間を決定することを特徴とする請求項１記載の電力回収装置。
【請求項３】
前記メモリに記憶された前記入力電源の回復時間テーブルあるいは近似関係式は、前記充電条件あるいは負荷条件を基準に定めた基準値より電圧あるいは電力が低下する充電停止点までの経過時間と、前記充電条件および前記充電される二次電池の蓄電状態あるいは負荷条件による補正値と、回復時間との対応を電池の種類ごとに定めたテーブルあるいは近似関係式からなり、
前記制御部は、充電を行っている入力電源について実際に計測した充電停止点までの経過時間を入力し、前記回復時間テーブルあるいは近似関係式から当該入力電源の回復時間を決定することを特徴とする請求項１記載の電力回収装置。
【請求項４】
前記接続候補表は、回復時間が経過した電池についてはただちに回復済みの状態に更新し、前記制御部は回復済みの入力電源の中から前記ＤＣ−ＤＣコンバータに接続すべき入力電源を選択することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電力回収装置。
【請求項５】
前記メモリに記憶された前記入力電源の充電停止条件は、電圧低下速度が所定値より大きくなる電圧降下開始点、または前記充電条件あるいは負荷条件を基準として定めた基準値より電圧または電力が低下した充電停止点を充電停止の条件とし、
前記制御部は、充電を行っている入力電源の電圧あるいは電圧と電流を所定時間ごとに入力し、前記入力電源が前記電圧降下開始点または前記充電停止点を時間的に経過したときに、当該入力電源の充電を停止させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電力回収装置。
【請求項６】
前記廃棄基準表は、判断対象の入力電源について、（ａ）回復時間の総和が上限値に達したこと、（ｂ）所定回数の回復期を経たこと、（ｃ）放電期における初期の出力電圧が所定値より低いこと、（ｄ）放電期における初期の出力電圧の持続時間が所定値より短いこと、（ｅ）回復時間が所定値よりも長いこと、（ｆ）放電期の出力電圧の低下速度が所定値よりも大きいこと、又は（ｇ）回収された電力が所定値に達しないことを廃棄基準とし、
前記制御部は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータに初回接続された入力電源を除き、前記廃棄基準のいずれかまたは複数の組合せに該当する入力電源について廃棄すべきと判断し、廃棄の信号を出力することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電力回収装置。
【請求項７】
前記入力電源は補完用電源を含み、
前記制御部は、接続可能な入力電源がすべて接続候補の条件を満たしていなくなり、且つ、充電すべき二次電池に蓄積された電力が蓄電容量に達していないときに、前記スイッチ部を制御して前記補完用電源をＤＣ−ＤＣコンバータに接続させ、前記補完用電源によって前記二次電池を充電することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の電力回収装置。
【請求項８】
入力された直流電圧を昇圧または降圧して出力するＤＣ−ＤＣコンバータと、
残存電力を有する電池を含む複数の入力電源が接続可能であり、切り換えにより前記入力電源のうちいずれかを前記ＤＣ−ＤＣコンバータに電気的に接続するスイッチ部と、
接続された入力電源の回復完了の有無と廃棄の要否の情報を含み接続可能な入力電源を判別できる接続候補表と、充電される二次電池の充電条件あるいは電気的負荷を駆動するための負荷条件と、前記入力電源による充電を停止するための充電停止条件と、電池の廃棄の可否を決定するための廃棄基準表とを格納したメモリと、
前記メモリの接続候補表を参照し接続可能な入力電源の中から所定の入力電源を選択し、前記スイッチ部を制御して前記入力電源を前記ＤＣ−ＤＣコンバータに接続し、次に前記入力電源の電力供給能力を入力して前記メモリの充電条件あるいは負荷条件と比較し、前記入力電源の電力供給能力が前記充電条件あるいは負荷条件より大きい場合は前記入力電源による充電を開始し、前記入力電源の電力供給能力が前記充電条件あるいは負荷条件を満たない場合には前記メモリの廃棄基準表を参照して前記入力電源の廃棄の可否を判断し、前記入力電源による充電を開始した場合は所定時間経過後の前記入力電源の電圧を入力して前記メモリに記憶された充電停止条件によって前記入力電源による充電の停止の要否を判断し、前記入力電源による充電を停止すべきと判断した場合には当該入力電源を回復のための休止状態に付し、前記メモリの接続候補表を参照し所定の順番にもとづいて次の接続可能な入力電源を検索する、制御部と、
を備えることを特徴とする電力回収装置。
【請求項９】
前記メモリに記憶された前記入力電源の充電停止条件は、電圧低下速度が所定値より大きくなる電圧降下開始点、または前記充電条件あるいは負荷条件を基準として定めた基準値より電圧または電力が低下した充電停止点を充電停止の条件とし、
前記制御部は、充電を行っている入力電源の電圧あるいは電圧と電流を所定時間ごとに入力し、前記入力電源が前記電圧降下開始点または前記充電停止点を時間的に経過したときに、当該入力電源の充電を停止させることを特徴とする請求項８に記載の電力回収装置。
【請求項１０】
前記廃棄基準表は、判断対象の入力電源について、（ａ）回復時間の総和が上限値に達したこと、（ｂ）所定回数の回復期を経たこと、（ｃ）放電期における初期の出力電圧が所定値より低いこと、（ｄ）放電期における初期の出力電圧の持続時間が所定値より短いこと、（ｅ）回復時間が所定値よりも長いこと、（ｆ）放電期の出力電圧の低下速度が所定値よりも大きいこと、又は（ｇ）回収された電力が所定値に達しないことを廃棄基準とし、
前記制御部は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータに初回接続された入力電源を除き、前記廃棄基準のいずれかまたは複数の組合せに該当する入力電源について廃棄すべきと判断し、廃棄の信号を出力することを特徴とする請求項８または９に記載の電力回収装置。
【請求項１１】
前記入力電源は補完用電源を含み、
前記制御部は、接続可能な入力電源がすべて接続候補の条件を満たしていなくなり、且つ、充電すべき二次電池に蓄積された電力が蓄電容量に達していないときに、前記スイッチ部を制御して前記補完用電源をＤＣ−ＤＣコンバータに接続させ、前記補完用電源によって前記二次電池を充電することを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の電力回収装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の電力回収装置を複数備えるとともに、一端が前記複数の電力回収装置の出力端に接続され、前記複数の電力回収装置からの電力を供給する方向を順方向とする整流素子を備えることを特徴とする電力回収装置。
【請求項１】
入力された直流電圧を昇圧または降圧して出力するＤＣ−ＤＣコンバータと、
残存電力を有する電池を含む複数の入力電源が接続可能であり、切り換えにより前記入力電源のうちいずれかを前記ＤＣ−ＤＣコンバータに電気的に接続するスイッチ部と、
接続された入力電源の回復完了の有無と廃棄の要否の情報を含み接続可能な入力電源を判別できる接続候補表と、充電される二次電池の充電条件あるいは電気的負荷を駆動するための負荷条件と、前記入力電源による充電を停止するための充電停止条件と、充電停止後に前記充電条件あるいは負荷条件を満たすようになるまでの電池の回復時間を求めるための回復時間テーブルあるいは近似関係式と、電池の廃棄の可否を決定するための廃棄基準表とを格納したメモリと、
前記メモリの接続候補表を参照し接続可能な入力電源の中から所定の入力電源を選択し、前記スイッチ部を制御して前記入力電源を前記ＤＣ−ＤＣコンバータに接続し、次に前記入力電源の電力供給能力を入力して前記メモリの充電条件あるいは負荷条件と比較し、前記入力電源の電力供給能力が前記充電条件あるいは負荷条件より大きい場合は前記入力電源による充電を開始し、前記入力電源の電力供給能力が前記充電条件あるいは負荷条件を満たない場合には前記メモリの廃棄基準表を参照して前記入力電源の廃棄の可否を判断し、前記入力電源による充電を開始した場合は所定時間経過後の前記入力電源の電圧あるいは電力を入力して前記メモリに記憶された充電停止条件によって前記入力電源による充電の停止の要否を判断し、前記入力電源による充電を停止すべきと判断した場合には前記メモリに記憶された前記回復時間テーブルあるいは近似関係式を参照して前記入力電源の回復時間を決定して当該入力電源を回復のための休止状態に付し、前記メモリの接続候補表を参照し次の接続可能な入力電源を検索する、制御部と、
を備えることを特徴とする電力回収装置。
【請求項２】
前記メモリに記憶された前記入力電源の回復時間テーブルあるいは近似関係式は、電圧低下速度が所定値より大きくなる電圧降下開始点までの経過時間及び前記経過時間における電圧と、前記充電条件および前記充電される二次電池の蓄電状態あるいは負荷条件による補正値と、回復時間との対応を電池の種類ごとに定めたテーブルあるいは近似関係式からなり、
前記制御部は、充電を行っている入力電源について実際に計測した電圧降下開始点までの経過時間及び前記経過時間における電圧を入力し、前記回復時間テーブルあるいは近似関係式から当該入力電源の回復時間を決定することを特徴とする請求項１記載の電力回収装置。
【請求項３】
前記メモリに記憶された前記入力電源の回復時間テーブルあるいは近似関係式は、前記充電条件あるいは負荷条件を基準に定めた基準値より電圧あるいは電力が低下する充電停止点までの経過時間と、前記充電条件および前記充電される二次電池の蓄電状態あるいは負荷条件による補正値と、回復時間との対応を電池の種類ごとに定めたテーブルあるいは近似関係式からなり、
前記制御部は、充電を行っている入力電源について実際に計測した充電停止点までの経過時間を入力し、前記回復時間テーブルあるいは近似関係式から当該入力電源の回復時間を決定することを特徴とする請求項１記載の電力回収装置。
【請求項４】
前記接続候補表は、回復時間が経過した電池についてはただちに回復済みの状態に更新し、前記制御部は回復済みの入力電源の中から前記ＤＣ−ＤＣコンバータに接続すべき入力電源を選択することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の電力回収装置。
【請求項５】
前記メモリに記憶された前記入力電源の充電停止条件は、電圧低下速度が所定値より大きくなる電圧降下開始点、または前記充電条件あるいは負荷条件を基準として定めた基準値より電圧または電力が低下した充電停止点を充電停止の条件とし、
前記制御部は、充電を行っている入力電源の電圧あるいは電圧と電流を所定時間ごとに入力し、前記入力電源が前記電圧降下開始点または前記充電停止点を時間的に経過したときに、当該入力電源の充電を停止させることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の電力回収装置。
【請求項６】
前記廃棄基準表は、判断対象の入力電源について、（ａ）回復時間の総和が上限値に達したこと、（ｂ）所定回数の回復期を経たこと、（ｃ）放電期における初期の出力電圧が所定値より低いこと、（ｄ）放電期における初期の出力電圧の持続時間が所定値より短いこと、（ｅ）回復時間が所定値よりも長いこと、（ｆ）放電期の出力電圧の低下速度が所定値よりも大きいこと、又は（ｇ）回収された電力が所定値に達しないことを廃棄基準とし、
前記制御部は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータに初回接続された入力電源を除き、前記廃棄基準のいずれかまたは複数の組合せに該当する入力電源について廃棄すべきと判断し、廃棄の信号を出力することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の電力回収装置。
【請求項７】
前記入力電源は補完用電源を含み、
前記制御部は、接続可能な入力電源がすべて接続候補の条件を満たしていなくなり、且つ、充電すべき二次電池に蓄積された電力が蓄電容量に達していないときに、前記スイッチ部を制御して前記補完用電源をＤＣ−ＤＣコンバータに接続させ、前記補完用電源によって前記二次電池を充電することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の電力回収装置。
【請求項８】
入力された直流電圧を昇圧または降圧して出力するＤＣ−ＤＣコンバータと、
残存電力を有する電池を含む複数の入力電源が接続可能であり、切り換えにより前記入力電源のうちいずれかを前記ＤＣ−ＤＣコンバータに電気的に接続するスイッチ部と、
接続された入力電源の回復完了の有無と廃棄の要否の情報を含み接続可能な入力電源を判別できる接続候補表と、充電される二次電池の充電条件あるいは電気的負荷を駆動するための負荷条件と、前記入力電源による充電を停止するための充電停止条件と、電池の廃棄の可否を決定するための廃棄基準表とを格納したメモリと、
前記メモリの接続候補表を参照し接続可能な入力電源の中から所定の入力電源を選択し、前記スイッチ部を制御して前記入力電源を前記ＤＣ−ＤＣコンバータに接続し、次に前記入力電源の電力供給能力を入力して前記メモリの充電条件あるいは負荷条件と比較し、前記入力電源の電力供給能力が前記充電条件あるいは負荷条件より大きい場合は前記入力電源による充電を開始し、前記入力電源の電力供給能力が前記充電条件あるいは負荷条件を満たない場合には前記メモリの廃棄基準表を参照して前記入力電源の廃棄の可否を判断し、前記入力電源による充電を開始した場合は所定時間経過後の前記入力電源の電圧を入力して前記メモリに記憶された充電停止条件によって前記入力電源による充電の停止の要否を判断し、前記入力電源による充電を停止すべきと判断した場合には当該入力電源を回復のための休止状態に付し、前記メモリの接続候補表を参照し所定の順番にもとづいて次の接続可能な入力電源を検索する、制御部と、
を備えることを特徴とする電力回収装置。
【請求項９】
前記メモリに記憶された前記入力電源の充電停止条件は、電圧低下速度が所定値より大きくなる電圧降下開始点、または前記充電条件あるいは負荷条件を基準として定めた基準値より電圧または電力が低下した充電停止点を充電停止の条件とし、
前記制御部は、充電を行っている入力電源の電圧あるいは電圧と電流を所定時間ごとに入力し、前記入力電源が前記電圧降下開始点または前記充電停止点を時間的に経過したときに、当該入力電源の充電を停止させることを特徴とする請求項８に記載の電力回収装置。
【請求項１０】
前記廃棄基準表は、判断対象の入力電源について、（ａ）回復時間の総和が上限値に達したこと、（ｂ）所定回数の回復期を経たこと、（ｃ）放電期における初期の出力電圧が所定値より低いこと、（ｄ）放電期における初期の出力電圧の持続時間が所定値より短いこと、（ｅ）回復時間が所定値よりも長いこと、（ｆ）放電期の出力電圧の低下速度が所定値よりも大きいこと、又は（ｇ）回収された電力が所定値に達しないことを廃棄基準とし、
前記制御部は、前記ＤＣ−ＤＣコンバータに初回接続された入力電源を除き、前記廃棄基準のいずれかまたは複数の組合せに該当する入力電源について廃棄すべきと判断し、廃棄の信号を出力することを特徴とする請求項８または９に記載の電力回収装置。
【請求項１１】
前記入力電源は補完用電源を含み、
前記制御部は、接続可能な入力電源がすべて接続候補の条件を満たしていなくなり、且つ、充電すべき二次電池に蓄積された電力が蓄電容量に達していないときに、前記スイッチ部を制御して前記補完用電源をＤＣ−ＤＣコンバータに接続させ、前記補完用電源によって前記二次電池を充電することを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の電力回収装置。
【請求項１２】
請求項１〜１１のいずれかに記載の電力回収装置を複数備えるとともに、一端が前記複数の電力回収装置の出力端に接続され、前記複数の電力回収装置からの電力を供給する方向を順方向とする整流素子を備えることを特徴とする電力回収装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２３０８１９（Ｐ２０１２−２３０８１９Ａ）
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９８２７５（Ｐ２０１１−９８２７５）
【出願日】平成２３年４月２６日（２０１１．４．２６）
【出願人】（５０２３６０３４１）株式会社 ケイ・エム・アールシステムズ (1)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月２２日（２０１２．１１．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２６日（２０１１．４．２６）
【出願人】（５０２３６０３４１）株式会社 ケイ・エム・アールシステムズ (1)
【Ｆターム（参考）】
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