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CN111357147A - 电池以及充电器 - Google Patents

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CN111357147A
CN111357147A CN201980005797.5A CN201980005797A CN111357147A CN 111357147 A CN111357147 A CN 111357147A CN 201980005797 A CN201980005797 A CN 201980005797A CN 111357147 A CN111357147 A CN 111357147A
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CN
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battery
sensor
charger
memory
circuit
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Application number
CN201980005797.5A
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和气千大
柳下洋
渡边均
长野博之
竹田和弘
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Furukawa Battery Co Ltd
Original Assignee
Maxell Holdings Ltd
Nileworks Inc
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Publication date
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Abstract

一种电池以及充电器，如果检测到成为功能故障的主要原因的现象则变为不可使用。该电池具有具备电池单元的电池组(11)、检测引起电池组(11)的功能故障的现象的传感器(12)、(13)、存储传感器的检测信号的存储器(14)以及通过检测信号切断电池组(11)的输出的切断电路(15)、(16)。充电器(3)对能够搭载在无人飞行体上的电池进行充电，具有诊断电池是否正常发挥功能的诊断电路(33)，当诊断电路判断电池不能正常发挥功能时，禁止电池的充电。

Description

电池以及充电器
技术领域
本发明涉及提高了安全性的电池以及搭载该电池的充电器。
背景技术
无人飞行体(以下也称为“无人机”)的使用在发展。作为无人机重要的使用领域之一，有向农田即田间撒农药或液体肥料等的撒药(例如，参照专利文献1)。与欧美相比，在农业用地狭窄的日本，比起有人的飞机和直升飞机进行的撒药，无人机的撒药更合适的情况较多。
通过利用准天顶卫星系统(QZSS)和RTK-GPS等技术，无人机在飞行中可以以厘米为单位准确知道本机的绝对位置。因此，在日本典型的狭窄且复杂地形的农田中，也可以通过自主飞行减少人工操纵，实现高效且准确的撒药。
另一方面，例如用于农业用的撒药等的自主飞行无人机，需要对安全性进行考虑。由于搭载药剂的无人机重量为数十公斤，如果发生掉落在人身体上等事故时，很有可能导致严重后果。另外，由于无人机的操作者不是与无人机相关的专家，所以需要即使是非专家也确保安全性的防错(Foolproof)机制。至今为止，虽然存在以人的操纵为前提的无人机的安全性技术(例如，参照专利文献2)，但是不存在用于应对特别是在面向农业用的撒药的自主飞行无人机中特有的安全性课题的技术。
无人机一般以电动机为驱动源，作为驱动电动机的电源搭载有电池。因此，如上所述，在严格要求安全性的无人机中，需要防止电池的功能故障，防止电池的功能故障成为作为无人机的功能故障的主要原因。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-120151号公报
专利文献2：日本特开2017-163265号公报
发明内容
发明要解决的问题
本发明的电池的目的为，如果检测出成为功能故障的主要原因的现象则变为不能使用，从而提前防止使用该电池的设备的功能故障。
本发明的充电器的目的为提前防止产生以电池的功能故障作为主要原因的功能故障。
用于解决问题的手段
本发明的电池的特征为，具备：
电池组，其具有电池单元；
传感器，其检测引起电池功能故障的现象；
存储器，其存储上述传感器的上述检测信号；以及
切断电路，其通过上述检测信号切断来自上述电池组的输出线。
本发明的充电器是将可搭载在无人飞行体上的电池进行充电的充电器，具有诊断电池是否正常发挥功能的诊断电路，如果诊断电路判断为电池不能够正常发挥功能，则禁止电池的充电。
发明的效果
本发明的电池，如果产生引起电池的功能故障的现象，则通过传感器检测该现象，将该检测信号存储在存储器中并且通过上述检测信号切断电池组的输出。因此，以后，产生功能故障的可能性较高的上述电池变得不可使用，能够防止电池的故障波及外部设备的功能。
附图说明
图1是表示本发明的电池以及无人飞行体的实施例概要的框图。
图2是表示本发明的电池以及无人飞行体的其他实施例的框图。
图3是表示本发明的电池以及无人飞行体的另外其他实施例的框图。
图4是表示本发明的电池以及无人飞行体的另外其他实施例的框图。
图5是表示本发明的电池以及无人飞行体的另外其他实施例的框图。
图6是表示本发明的电池的例子和该电池的充电器的实施例的框图。
图7是表示作为无人飞行体的无人机的概要的平面图。
图8是表示上述无人机的控制系统的例子的框图。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的电池、使用该电池的无人飞行体以及充电器的实施例。
[实施例]
[无人飞行体(无人机)的概要]
如图7所示，无人机2具有以轴为中心旋转驱动的多个(图示的例子中为4个)旋转翼101。上述各个旋转翼101由独立的电动机21进行旋转驱动，通过产生上述轴方向的空气流动来产生轴方向的推力。上述各个旋转翼101与上述电动机21一起安装在从无人机2的主体104延伸出的4个臂的前端部。
无人机2在主体104内具有独立控制上述各旋转翼101的转速以及旋转方向的飞行控制部30(参照图8)。飞行控制部30经由驱动单元独立地控制各旋转翼101的旋转，从而可以使无人机2进行起降、前进、后退、上升、下降、左右移动、悬停等作为无人机2所需的各种动作。
图8所示的飞行控制器构成上述飞行控制部30。图8表示以飞行控制部30为中心，通过向飞行控制部30的信号输入要素和飞行控制部30的输出信号来控制动作的控制对象。以下，重点说明这些信号输入要素以及控制对象中与本发明直接相关的信号输入要素以及控制对象。
在图8中，从平板电脑40发送的指令信号、来自各种传感器的检测信号等被输入到飞行控制部30。飞行控制部30根据上述各种输入信号，控制对旋转驱动上述各旋转翼101的各电动机21的供电，并控制各旋转翼101的旋转速度。无人机2是按照由平板电脑40设定的程序，通过GPS数据等确认位置，并且一边确认来自各种传感器的信号一边进行动作的自主型无人机。
在图7中表示四个旋转翼101，在各旋转翼101的旋转轴的延长上还各配置有一个旋转翼，合计配置有8个旋转翼。图8描绘了独立旋转驱动8个旋转翼的8个电动机21。配置在同轴上的两个旋转翼相互反向旋转驱动，旋转翼的扭转方向相互相反，使得推力在同一方向上产生。但是，在本发明中，旋转翼101的数量是任意的，1轴的旋转翼是单个还是多个是任意的。
如图8所示，无人机2能够搭载驱动各电动机21的电池1。电池1具有电池组11，经由通过飞行控制部30控制的驱动单元，从电池组11向各电动机21提供电源。
本发明的特征之一是电池1。电池1具备切断电路20，该切断电路20具有开关16和控制开关16的接通/关断的开关控制部。开关16是与来自电池组11的电源供给线串联连接的开闭开关，通常由开关控制部控制成维持接通状态。电池组11例如由锂离子型的可充电的一个或多个电池单元构成。
图8中没有记载，但是电池1具有检测部，该检测部在作为电池1的负载的无人机2等产生引起功能故障的现象时，检测该现象并输出信号。切断电路20所具备的上述开关控制部如果被输入了上述检测部的检测信号，则将开关16切换为关断。以下，说明电池1的详细结构以及电源控制部进行的开关16的接通/关断控制。
[电池的实施例]
图1中，符号1表示电池。电池1是例如锂离子电池等可充电的电池。电池1具有电池组11，该电池组11具有一个或多个电池单元。电池组11为驱动各种设备的驱动电源，并且设置有接通和关断来自电池组11的电源输出线的开关16。
图1所示的电池1的特征在于，除了具有开关16，还具有检测引起电池1的功能故障的现象的传感器12、13、存储器14、对开关16进行接通/关断控制的开关控制部15。
在图1所示的实施例中，作为检测引起上述电池1的功能故障的现象的传感器，具有冲击传感器12和水浸传感器13。如果电池1例如是锂离子电池，当施加冲击力而使电池单元的结构发生变化时，可能产生温度上升、起火等故障。通过冲击传感器12检测这种故障的主要原因。另外，当电池1被水浸时，电池1不能充分发挥性能，有可能在以电池1为驱动电源的设备的动作中产生故障。通过水浸传感器13检测这种故障的主要原因。
检测引起电池1的功能故障的现象的传感器不限于冲击传感器12和水浸传感器13。例如，如果由于具有暴露在极端高温或低温中的历史而引起电池1的功能故障，则可以设置温度传感器。
冲击传感器12和水浸传感器13的检测信号即表示故障的信号暂时被输入到存储器14，故障作为电池1的历史被记录在存储器14中。存储器14将上述检测信号输入到开关控制部15。开关控制部15通过被输入上述检测信号而将开关16切换为关断。
开关控制部15和开关16构成切断电路，该切断电路根据冲击传感器12和水浸传感器13的检测信号来切断电池组11的输出。存储器14存储冲击传感器12和水浸传感器13的检测信号，并且将上述检测信号输入到上述切断电路。上述传感器12、13的检测信号输入到存储器14，并且可以构成为直接输入到开关控制部15。
通常，开关16为接通，能够从电源输出线向外部设备提供电源，并且向电池1内的存储器14或开关控制部15提供动作电源。开关控制部15也可以构成为在通常的状态下使开关16自我保持接通，通过上述冲击传感器12或水浸传感器13的检测信号解除开关16的自我保持。
电池1可以搭载在各种设备上，作为各种设备的电源使用。在图1所示的例子中，将作为无人飞行体的无人机2与上述电源输出线连接，向无人机2提供该驱动电源。
还可以将充电器3与上述电源输出线连接。在图1所示的充电器3的例子中构成为整流交流电源并转换为预定电压的直流电源，对电池组11进行充电。充电器3的内部结构与已知的充电器的内部结构相同，除了具有整流电路以外，还根据需要具有例如平滑电路、电压控制电路、电流控制电路等。防逆流二极管31与充电器3的输出线连接。当电池1处于正常状态即开关16处于接通状态时，通过将充电器3的输出线与电源输出线连接，可以对电池组11进行充电。
根据以上说明的电池1，当出现引起电池1的功能故障的现象，例如施加冲击力或水浸时，来自电池组11的输出线被切断，电池1自身变得不能使用。如果在将不能作为无人机2的驱动电源发挥本来性能的电池1搭载在无人机2上的状态下能够直接使用电池1，则在无人机2上可能会发生重大故障。但是，上述电池1如果具有可能引起该功能故障的历史，则会使电池1自身不能使用，因此即使将其搭载在无人机2上，无人机2也不能运转，而能够提前防止无人机2的重大故障。
可以在无人机2等无人飞行体侧设置通过上述冲击传感器12和水浸传感器13的检测信号切断电池组11的输出的切断电路。以下说明本发明的无人飞行体的实施例。
[无人飞行体的实施例1]
图2中，电池1-1与图1所示的电池1相同，具有电池组11、冲击传感器12、水浸传感器13、存储器14，这些与电池1的情况同样进行连接。电池1-1与图1所示的电池1不同之处在于，在无人机2-1侧设置具有开关控制部25和开关26的切断电路。存储在电池1-1的存储器14中的数据被输入到电池1-1内的联锁指令部17。联锁指令部17的输出信号被无人机2-1侧的接收部27接收，并被输入到开关控制部25。
如果在存储器14中存储冲击传感器12和水浸传感器13的检测信号，则联锁指令部17通过该存储数据生成联锁指令信号。联锁指令信号是用于切断来自电池组1的输出并使电池1-1不可使用的信号。
来自电池组11的输出线经由适当的连接器与无人机2-1侧连接，向无人机2-1的驱动单元22提供电力。如已经说明的那样，驱动单元22控制向上述各电动机21的供电，发挥作为无人机2-1的功能。在无人机2-1侧的来自电池组11的输出线上配置有构成上述切断电路的开关26。由联锁指令部17生成的联锁指令信号经由适当的连接器被无人机2-1的接收部27接收，并被输入到开关控制部25。
如图2所示的实施例那样，由锁链指令部17和接收部27进行电池与无人机之间的信号传送，从而能够将信号的传送简单化。假设要传送存储器的数据，则会有数据的结构变得复杂的难点。
充电器3可以代替无人机2经由适当的连接器与来自电池1-1的电池组11的输出线连接。防逆流二极管31与充电器3的输出线连接。通过将充电器3与电池1-1连接，能够将电池组11进行充电。
根据以上所说明的作为无人飞行体的无人机的实施例，如果将作为无人机的功能会产生故障的电池1-1与无人机2-1连接，则无人机2-1侧的切断电路切断来自电池组11的输出线。即，在电池1-1侧的存储器14中记录有来自传感器12和传感器13的检测信号，无人机2-1侧的切断电路通过该检测信号切断从电池组11向无人机2-1的电力供给。因此，禁止再使用有故障的电池1-1，能够提前防止基于电池1-1的故障的由于无人机2-1的坠落或不可控制造成的事故。
上述实施例中的电池1-1不具有来自图1所说明的电池组的切断电路，而具有向外部输出联锁指令信号的联锁指令部17。联锁指令部17构成表示应该切断来自电池组11的输出的指令信号输出部，在特定电池不适合使用的情况下，禁止该电池的再使用。通过采用这样的结构，不需要对电池1-1设置切断电路。在农业用无人机的情况下，对一个无人机准备多个电池，因此通过如上所述简化电池的结构，能够削减成本和节省空间。
[无人飞行体的实施例2]
图3表示无人飞行体即无人机的第2实施例。该实施例的特征为电池1-2具有充电记录部18。当充电器与电池1-2连接且施加充电电压，充电电流流动来对电池1-2充电时，充电记录部18计数并记录充电次数。当达到会影响电池1寿命的预先决定的预定充电次数时，充电记录部18使构成无人机2-2侧的上述切断电路的开关控制部25动作，将开关26切换为关断。
无人机2-2侧的结构与图2所示的无人机2-1的结构大致相同，但充电记录部18的输出信号经由连接器等被输入到无人机2-2侧的开关控制部25这一点不同。另外，通过从充电器3的输出端子向电池1-2侧的充电记录部18施加充电电压，充电记录部18对充电次数进行计数并记录计数值。当充电记录部18的计数值超过为了判定电池1-2的寿命而决定的阈值时，充电记录部18向无人机2-2侧的开关控制部25发送信号。当开关控制部25被输入来自充电记录部18的信号时，将开关26切换为关断，并且切断来自电池组11的输出线。
于是，如果接近电池1-2的寿命，则切断电池组11的输出线，变为不可使用电池1-2。这样，能够提前防止在使用搭载了电池1的设备中由于电池1-2的性能下降造成的无人机2-2的故障。
图3中没有记载，但是在电池1-2侧设置图2所示的实施例中的联锁指令部17，在无人机侧设置接收部27即可。
[无人飞行体的实施例3]
接着，参照图4说明搭载了上述电池的无人飞行体即无人机的第三实施例。
图4所示的无人机2-3与图3所示的无人机2-2的不同之处在于，作为无人机2-3自身检测引起电池功能故障的现象的传感器，具有冲击传感器23、水浸传感器24。冲击传感器23和水浸传感器24是与设置在电池侧的上述冲击传感器12和水浸传感器13相同的传感器。将无人机2-3侧的冲击传感器23和水浸传感器24的检测信号输入到开关控制部25。开关控制部25对来自电池1-3的电池组11的输出线进行接通/关断控制。
上述冲击传感器23以及飞行体测水浸传感器24的检测信号被传送到电池1-3所具有的存储器14中。当引起电池组11的功能故障的现象、例如施加冲击力或水浸时，从上述传感器23或上述传感器24输出检测信号，存储器14记录该检测信号。也就是说，存储器14记录故障，将所记录的上述传感器23或上述传感器24的检测信号输入到无人机2-3侧的开关控制部25。当输入上述检测信号时，开关控制部25关断来自电池1-3的电池组11的输出线上的开关26，切断电力供给线。
众所周知，无人机2-3具有多个螺旋桨，并且具有独立地旋转驱动各螺旋桨的多个电动机21。各电动机21经由电动机驱动单元22从电池1-3提供电源。本实施例中的电动机21的数量为4个，但不限于此，也可以是4个以上或4个以下。另外，如果在1个轴上设置2个螺旋桨并使螺旋桨的旋转方向相反，则电动机的数量是轴的数量的2倍。
电动机驱动单元22例如通过预先设定的程序等来控制各电动机21的旋转，使无人机2-3进行上升、下降、前进、后退、悬停等作为无人机的必要的动作。
经由适当的连接器以及开关26进行从电池1-3向无人机2-3提供电源、双方的信号传送。
在无人机2-3上为了控制姿势通常搭载有6轴加速度传感器。关于翻滚轴、俯仰轴和偏航轴三个轴分别安装加速度传感器和角速度传感器，将它们合并称为六轴加速度传感器。如果在无人机2-3上施加了在正常飞行中不可能产生的异常冲击力，则这些加速度传感器和角速度传感器输出与此相应的异常信号。通过输出该异常信号作为冲击检测信号，可以将6轴加速度传感器用作无人飞行体侧冲击传感器23。
另外，在无人机2-3中具备螺旋桨保护装置，以防止螺旋桨接触障碍物，同时防止螺旋桨接触人体等而损伤人体。当对该螺旋桨保护装置施加异常的冲击力时，如果设置了通过该冲击力进行动作的传感器，则该传感器可以用作无人飞行体侧冲击传感器23。
当无人机2-3受到异常的冲击力或被水浸时，有可能引起电池组11的功能故障。因此，在本实施例的无人机2-3中，将无人机2-3侧的冲击传感器23或水浸传感器24的检测信号传送到电池1-3侧，切断电池组11的输出线。以后，不能够使用电池1-3，而能够提前防止以电池1-3的功能故障为主要原因的无人机2的功能故障。
在本实施例中，可以将图2所示的实施例中的联锁指令部17设置在电池1-2侧，将接收部27设置在无人机侧。
[无人飞行体的实施例4]
图5表示作为无人飞行体的无人机的第4实施例。本实施例与上述实施例的一个不同之处在于，构成为对电池1-4赋予按每一个进行识别的ID，并将该ID信号传送给无人机2-4侧。另外，在无人机2-4侧设置飞行体侧存储器28。从电池1-4侧向无人机2-4侧传送的ID信号被记录在飞行体侧存储器28中。
飞行体侧存储器28还记录飞行体侧冲击传感器23和飞行体侧水浸传感器24的检测信号。飞行体侧存储器28将上述各传感器23、24的检测信号与此时使用的电池1-4的ID相关联地进行存储，从而能够记录由ID识别出的特定电池1-4是否是切断输出的电池的历史。假设当确定所使用的电池1-4是过去被切断的电池时，存储器28将信号传送到电池1-4的开关控制部15。接收到该信号的开关控制部15将开关16切换为关断，使电池1-4不能使用。
这样，在图5所示的无人机的实施例中，当在无人机2-4上搭载有电池1-4，该电池1-4的历史里具有产生了引起功能故障的现象时，电池1-4的切断电路切断电池组11的输出。因此，在无人机2-4的运转中，能够提前防止以电池1-4的故障为主要原因的无人机2-4的功能故障。
在本实施例中，也可以将图2所示的实施例中的联锁指令部17设置在电池1-2侧，将接收部27设置在无人机侧。
也可以将与具有开关控制部15和开关16的切断电路相同的切断电路设置在无人机2-4侧，当无人机2-4上搭载有故障的电池时，可以通过无人机2-4的切断电路切断电源供给线。
也可以将开关控制部和由该开关控制部开闭的开关、以及存储器只设置在无人机侧，而省略设置在电池侧的情况。农业用无人机相当大，以便可以搭载尽可能多的药剂等，电池容量也相应地增大，成本也会变高。因此，希望尽量减少电池所附带的部件而小型化，也能够削减成本。如上所述，通过省略在电池侧设置开关控制部、开关及存储器，能够实现电池的小型化及成本的降低。
[充电器的实施例]
图6表示具备在对本发明的电池进行充电时自动诊断该电池是否正常的功能的充电器的实施例。在图6中，充电器3具有充电电路32和诊断电路33。充电电路32对商用交流电源4进行整流平滑，转换为适当的直流电压，经由防逆流二极管31向电池1-5的电池组11提供充电电流。
对诊断电路33施加上述电池组11的电压，另外，存储在电池1-5的存储器14中的电池1-5的历史数据经由电池1-5侧的联锁指令部17和充电器3侧的接收部27被输入。诊断电路33的诊断数据被输入到上述存储器14并存储。诊断电路33还具有电池1-5诊断所需的温度传感器、用于使用了阻抗的分析的周期性电压振幅产生电路等。通过将电池1-5装入充电器3，或者在搭载在无人机等的状态下，将充电器3的连接器与电池1-5的连接器连接，从而将电池1-5与充电器3连接。
以下为诊断电路33的诊断方法的例子。
1、冲击次数、水浸次数：根据存储在上述存储器14中的历史数据；
2、劣化：根据充放电次数、内部电阻、电池温度和电压和充电量之间的相互关系；
3、阻抗分析：将周期性的电压信号施加给电池来进行。
通过内置在诊断电路33中的温度计与电池15的接触或者基于红外线的测量等，能够进行电池温度的测量。
根据诊断电路33的上述诊断，在出现一个都不正常的结果时，拒绝充电，并且将诊断数据输入到电池1-5的存储器14中并使其存储。根据存储在存储器14中的该数据，由开关控制部15和开关16组成的切断电路切断来自电池组11的输出线，使该电池1-5不能使用。即，对电池1-5施加联锁，电池1-5成为不可再使用的状态。
当诊断电路33判断为正常时，对电池1-5进行充电，并且将表示正常的诊断数据输入到电池1-5的存储器14中进行存储。根据该存储器14的诊断数据，由开关控制部15和开关16组成的切断电路将来自电池组11的输出线设为接通，允许使用电池1-5。
根据诊断电路33的诊断项目，也有不是电池1-5的根本故障，而是通过充电恢复的项目。例如是基于上述的内部电阻、电池温度和电压和充电量之间的相互关系的情况，或者是基于阻抗分析的诊断等。如果进行了充电的结果是电池1-5的故障消除，则诊断电路33将表示该电池1-5为正常的诊断数据发送到电池1-5的存储器14。
存储器14被输入上述诊断数据，从而清除不可使用电池1-5的数据。通过清除存储器14的诊断数据，构成切断电路的开关控制部15使开关16恢复接通，设为可使用电池1-5。
在进行无人机的维护和服务的据点或部门中设置具有与上述诊断电路33相同的诊断功能的诊断机，在使用前或定期地诊断电池即可。
当电池具有诸如检测引起电池功能故障的现象的上述冲击传感器或水浸传感器这样的传感器时，可以在充电器侧设置存储该传感器的检测信号的存储器。在该存储器中还存储按每个个体识别电池的ID，在由所述ID识别出的电池具有切断输出的历史的情况下，禁止所述电池的充电。
当电池有受到撞击或水浸等的损伤的历史时，如果将该电池充电或施加负载进行放电，则电池可能会产生过热或起火等故障。通过将充电器设为上述的结构，可以实质地禁止再使用有可能产生故障的电池，并可以提前防止由于电池故障造成的的无人机的故障。
[变形例]
本发明的电池、无人飞行体以及充电器可以如以下那样进行变形。
作为本发明电池的用途，说明了无人飞行体的实施例，但是不限于此。例如也可以是陆上或水上、水中的移动体。也可以是有人的移动体。
切断电池输出的开关可以设置在电池和无人飞行体的两侧。此时的开关控制部可以设置在电池和无人飞行体的两侧，也可以通过设置在一侧的开关控制部来控制两侧的开关。
可充电的电池有由于过充电或过放电而寿命缩短的倾向。因此，检测过充电或过放电并记录在存储器中，对于有过充电或过放电历史的电池，减少容许的充电次数。这样，能够降低以电池故障为主要原因的各种设备的故障发生概率。
有的充电器具有防止电池过充电的电路。因此，也可以利用充电器的过充电防止电路，将过充电的历史存储在电池的存储器中。
从无人机用电池以比较高的端子电压向无人机侧的PMU(降压分电机)提供电源。PMU将电池的端子电压降压至适合无人机的各部位的电压，并将电源分配给各部位。因此，PMU可以具有作为切断对各部位的电源分配的切断电路的功能。即，在检测到安装在无人机上的电池不适当的情况下，通过PMU的作为上述切断电路的功能来切断来自电池组的输出线，使上述电池实质上不能使用。
电池本身具有显示部，也可以在显示部显示存储在存储器中的该电池的历史或存储内容。该显示部的显示可以通过显示元件以点亮、闪烁、颜色区分等方式显示该电池“正常”、“故障”、“自我保护(联锁)中”的现状。作为显示元件的例子，有LED、有机EL元件、液晶显示元件等。
无论电池是否搭载在无人机或充电器上，在所有情况下都可以设置存储与电池历史或电池状态有关的数据的存储器。在存储在存储器中的数据是不适合使用特定电池的数据的情况下，切断来自电池组的输出，使该电池不可使用。
附图标记的说明
1：电池、2：无人机(无人飞行体)、3：充电器、11：电池组、12：冲击传感器、13：水浸传感器、14：存储器、15：开关控制部、16：开关、17：充电记录部、21：电动机、22：电动机单元、23：冲击传感器(无人飞行体侧)、24：水浸传感器(无人飞行体侧)、25：存储器(无人飞行体侧)。

Claims (14)

1.一种电池，其特征在于，
该电池具备：
电池组，其具有电池单元；
传感器，其检测引起电池功能故障的现象；
存储器，其存储上述传感器的检测信号；以及
切断电路，其通过上述检测信号切断来自上述电池组的输出。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
上述切断电路具有切断上述电池组的输出的开关和控制上述开关的动作的开关控制电路。
3.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，
上述切断电路通过存储在上述存储器中的上述检测信号切断来自上述电池组的输出线。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的电池，其特征在于，
上述存储器存储包含上述传感器的上述检测信号以及上述切断电路的动作相关的信号的电池的历史。
5.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，
该电池具有显示存储在上述存储器中的上述历史的显示部。
6.根据权利要求1～5中任意一项所述的电池，其特征在于，
该电池具有：充电记录部，其存储对上述电池组的充电次数，如果充电次数达到预定次数则通过上述切断电路切断来自上述电池组的输出线。
7.一种电池，其特征在于，
该电池具有：
电池组，其具有电池单元；
传感器，其检测引起电池功能故障的现象；
存储器，其存储上述传感器的检查信号；以及
指令信号输出部，其输出应该通过上述检测信号切断来自上述电池组的输出的含义的指令信号。
8.根据权利要求1～7中任意一项所述的电池，其特征在于，
上述传感器是检测冲击的传感器。
9.根据权利要求1～7中任意一项所述的电池，其特征在于，
上述传感器是检测水浸的传感器。
10.根据权利要求1～9中任意一项所述的电池，其特征在于，
该电池是可充电的电池，上述存储器在通过具有充电器的诊断电路判断出上述电池为正常时，清除数据并成为能够使用。
11.一种充电器，对能够搭载在无人飞行体上的电池进行充电，其特征在于，
该充电器具有诊断上述电池是否正常发挥功能的诊断电路，
当上述诊断电路判断出上述电池不能够正常发挥功能时，禁止上述电池的充电。
12.根据权利要求11所述的充电器，其特征在于，
该充电器具有切断对上述电池的充电的充电切断电路，通过上述诊断电路的判断使上述充电切断电路动作，禁止上述电池的充电。
13.根据权利要求11或12所述的充电器，其特征在于，
上述诊断电路的诊断数据被输出给上述电池侧的存储器。
14.根据权利要求11～13中任意一项所述的充电器，其是电池的充电器，该电池具有：具备电池单元的电池组、检测引起电池功能故障的现象的传感器、存储上述传感器的检测信号的存储器以及通过上述检测信号切断来自上述电池组的输出的切断电路，其特征在于，
该充电器具有能够存储上述检测信号和按照每一个个体识别电池的ID的充电器侧存储器，
上述充电器侧存储器在通过上述ID识别出的电池是具有切断了输出的历史的电池时，禁止上述电池的充电。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023101284A (ja) * 2022-01-07 2023-07-20 株式会社デンソー バッテリパック、セットアップ方法、処理方法、処理プログラム
US11597295B1 (en) 2022-03-25 2023-03-07 Beta Air, Llc System for monitoring a battery system in-flight and a method for its use
KR102615678B1 (ko) * 2023-04-27 2023-12-20 켄코아에비에이션 주식회사 유무인 비행체용 충전 및 진단 검사 통합 방법, 장치 및 시스템

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09312172A (ja) * 1996-05-22 1997-12-02 Sony Corp バッテリパック、充電器、および充電システム、並びに充電方法
JP2003197268A (ja) * 2001-12-28 2003-07-11 Nec Tokin Tochigi Ltd 異常保護回路付電池パック
JP2006019194A (ja) * 2004-07-05 2006-01-19 Kokusai Chart Co 携帯用プリンタに使用される二次電池の充電と電池のチェックシステム
US20080084180A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-10 Fujitsu Limited Battery pack and electronic device
JP2011075458A (ja) * 2009-09-30 2011-04-14 Gs Yuasa Corp バッテリ情報記憶装置、バッテリ診断装置、バッテリ充電装置及びバッテリ情報表示装置
JP2012085455A (ja) * 2010-10-13 2012-04-26 Toyota Motor Corp 電池の故障判定装置
CN105244951A (zh) * 2015-10-08 2016-01-13 中国矿业大学 一种带有诊断功能的智能充电器及充电方法
CN105322630A (zh) * 2014-08-01 2016-02-10 现代自动车株式会社 用于诊断充电状态的方法和系统
CN106104903A (zh) * 2014-07-11 2016-11-09 松下知识产权经营株式会社 蓄电池组和蓄电池组的工作方法
JP2016217900A (ja) * 2015-05-21 2016-12-22 日産自動車株式会社 バッテリ異常診断装置および異常診断方法
JP2017175736A (ja) * 2016-03-22 2017-09-28 日立マクセル株式会社 二次電池の充電機構、二次電池の充電装置、および、二次電池パック

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3244737B2 (ja) * 1991-12-24 2002-01-07 松下電工株式会社 電池の寿命報知装置
JP2929921B2 (ja) * 1993-12-21 1999-08-03 三菱電機株式会社 電子機器及び電池管理装置及び電池管理方法
JP5090119B2 (ja) 2007-09-28 2012-12-05 京セラ株式会社 携帯電子機器
JP5305504B2 (ja) 2008-07-04 2013-10-02 矢崎総業株式会社 充電監視装置
JP5058211B2 (ja) * 2009-05-28 2012-10-24 株式会社マキタ 二次電池の診断装置とそれに有用な情報収集装置
CN107742915B (zh) 2013-12-06 2021-02-19 深圳市大疆创新科技有限公司 电池以及具有该电池的飞行器
EP3249737B1 (en) 2015-03-12 2025-04-30 Omron Corporation Battery, system, battery management method, battery management program, and recording medium
CN107848618B (zh) 2015-07-06 2021-11-02 株式会社０ 旋翼机着陆装置
WO2017086234A1 (ja) 2015-11-20 2017-05-26 株式会社プロドローン 無人航空機
CN107278349A (zh) * 2016-02-03 2017-10-20 松下知识产权经营株式会社 服务器装置的控制方法以及服务器装置
JP6970940B2 (ja) 2016-02-24 2021-11-24 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 サーバ装置及びその制御方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09312172A (ja) * 1996-05-22 1997-12-02 Sony Corp バッテリパック、充電器、および充電システム、並びに充電方法
JP2003197268A (ja) * 2001-12-28 2003-07-11 Nec Tokin Tochigi Ltd 異常保護回路付電池パック
JP2006019194A (ja) * 2004-07-05 2006-01-19 Kokusai Chart Co 携帯用プリンタに使用される二次電池の充電と電池のチェックシステム
US20080084180A1 (en) * 2006-09-29 2008-04-10 Fujitsu Limited Battery pack and electronic device
JP2011075458A (ja) * 2009-09-30 2011-04-14 Gs Yuasa Corp バッテリ情報記憶装置、バッテリ診断装置、バッテリ充電装置及びバッテリ情報表示装置
JP2012085455A (ja) * 2010-10-13 2012-04-26 Toyota Motor Corp 電池の故障判定装置
CN106104903A (zh) * 2014-07-11 2016-11-09 松下知识产权经营株式会社 蓄电池组和蓄电池组的工作方法
CN105322630A (zh) * 2014-08-01 2016-02-10 现代自动车株式会社 用于诊断充电状态的方法和系统
JP2016217900A (ja) * 2015-05-21 2016-12-22 日産自動車株式会社 バッテリ異常診断装置および異常診断方法
CN105244951A (zh) * 2015-10-08 2016-01-13 中国矿业大学 一种带有诊断功能的智能充电器及充电方法
JP2017175736A (ja) * 2016-03-22 2017-09-28 日立マクセル株式会社 二次電池の充電機構、二次電池の充電装置、および、二次電池パック

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