JP2000276259A - 携帯型情報処理装置 - Google Patents

携帯型情報処理装置

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JP2000276259A
JP2000276259A JP11077400A JP7740099A JP2000276259A JP 2000276259 A JP2000276259 A JP 2000276259A JP 11077400 A JP11077400 A JP 11077400A JP 7740099 A JP7740099 A JP 7740099A JP 2000276259 A JP2000276259 A JP 2000276259A
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JP
Japan
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temperature
battery
cooling fan
central processing
unit
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JP11077400A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Kusuyama
弘 楠山
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Secondary Cells (AREA)
  • Control Of Temperature (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、携帯型情報処理装置などに使われるリ
チウムイオン二次電池は容量密度に優れメモリー効果の
影響を受け難い特徴のため広く使われているが、低温時
の容量が下がる傾向にある。低温環境下で使用しても容
量の減少が少ない情報処理装置を実現する。 【解決手段】 二次電池と中央処理装置などの発熱する
部品と冷却ファンをほぼ直線状に並べ、冷却ファンは風
向が切替え可能であり、電池温度が低い場合は発熱部品
で暖められた空気が二次電池に向かい、二次電池を暖め
るように制御し、温度が高い場合は二次電池を冷却する
ようにファンを制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は携帯時には内蔵する
二次電池から電力供給して動作する携帯型情報処理装置
において、低温時における動作時間を延長する技術およ
び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】携帯型情報処理装置、例えばノートパソ
コンを外出先や移動中、携帯して使用する場合には、内
蔵した二次電池からの電力供給により動作する。動作時
間を長くする為には二次電池の容量を大きくする必要が
あるが、携帯性の面から限界があり、内蔵される二次電
池の容積は、小型なものに限られるので、一回の充電で
動作させる時間(以下電池動作時間と記す。)と携帯性
は相反し、両者のバランスを取るところで必要最小限の
電池動作時間を実現していた。
【0003】また電池から取り出せる容量は周囲の温度
に強く依存し、常温において十分な動作時間が確保でき
ていても、電池の温度が低いと、電池内のイオンの動作
が鈍くなり常温に比べて容量が少なくなり動作時間が短
くなるという問題があった。
【0004】図4はリチウムイオン二次電池の定電流負
荷における電圧と時間の関係を示す放電特性図であり、
温度により特性が変化することを示す。41は放電時に
おける動作温度が20度の場合の時間と放電電圧の特性
図であり、42は0度の場合の、43は−10度におけ
る時間と放電電圧の特性図である。容量は電圧と電流の
積で表されるから、図4の特性図に示す線の下側の面積
が各温度における総容量となる。図4に示したように2
0度の場合と−10度における放電電流の容量は約30
%の容量差が生じる。このように二次電池の放電時の温
度を高くすることで電池から取り出す容量が多くなり、
動作時間を長くすることが可能となる。
【0005】また昨今の半導体技術の進歩により中央処
理装置の能力は高くなる一方で、ノートパソコンで使う
中央処理装置の発熱も大きく、部品の動作温度を保証す
るため、およびユーザーが触れる個所が局部的に熱くな
らないように、ファンを用いて発熱部を強制空冷する方
法が用いられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、ノー
トパソコンにおける電池は周囲温度により容量が大きく
変動し、情報処理装置の電池動作時間が変わってくる。
従って、電池の温度を適温、例えば20度以上に保つこ
とにより情報処理装置の動作時間を長くすることが可能
となる。本発明は、情報処理装置内部で発生する温度を
利用して電池を暖めることにより、低温環境下において
も動作時間を長くするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明では、内蔵する二
次電池と中央処理装置と風向を切替え可能な冷却ファン
を直線状に並べて配置し、電池の温度を測定し、電池温
度が規定値を下回る場合は中央処理装置で暖められた空
気が二次電池に当たるように冷却ファンで制御し、電池
温度が規定値を超える場合は中央処理装置の熱を直接冷
却ファンで筐体の外に吸い出して、二次電池が過熱する
ことの無いように制御する。これにより、環境温度が低
い状態においては、中央処理装置の熱で二次電池を暖め
ると共に、高温の環境下においては二次電池が過熱する
ことのないように制御する。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の請求項1に記載の発明
は、電力を供給する電池部と、冷却ファンを備え放熱す
る中央処理装置と、前記電池部の温度を検知する電池温
度検知部と、正逆方向に風向を切替えることが可能な冷
却ファンとを備え、前記電池部と前記中央処理装置と前
記冷却ファンは直線状に配置され、前記電池温度検知部
が前記電池の温度が規定温度を下回る場合は前記冷却フ
ァンにより前記中央処理装置の放熱により前記電池部が
暖まるように制御され、前記電池部の温度が規定温度を
超える場合は前記冷却ファンは前記中央処理装置の温度
の影響を受けないように風向を制御することを特徴とす
る電池の温度制御方法であり、低温環境下における動作
時間が長くなるという作用を有する。
【0009】以下、本発明の実施の形態について、図1
から図3を用いて詳細に説明する。
【0010】(実施の形態1)図1は、本発明の一実施
の形態における携帯型情報処理装置のレイアウト図であ
る。11は情報処理装置の筐体である。12は中央処理
装置であり図示していないが冷却の為のファンを備え
る。13は二次電池であり携帯時において情報処理装置
を動作するための電力を供給する。14は風向が切替え
可能な冷却ファンであり中央処理装置で発生する熱を筐
体の外に排気方向あるいは、筐体が外部の空気を吸入方
向に送る。15は通風ダクトであり、冷却ファン14の
吸気が中央処理装置12と二次電池13とを直線的に流
れるように風向をガイドする。
【0011】冷却ファン14は風向が切替え可能であ
り、まず1つ目は、中央処理装置12を冷却するため動
作中に発生した熱を外部に放出するため筐体内の空気を
外気に吐き出す方向に回転する。もう一つは、中央処理
装置12により暖まった空気を二次電池13に送るよう
に送風するもので、二次電池13を効率良く暖めると共
に二次電池13以外の部品を加熱することの無いように
通風ダクト15で風向を制御する。
【0012】図4に電池の容量と温度との関係を示す。
−10度、0度、20度の各温度において定電流負荷を
接続した場合の時間と電圧の関係を示す。図で示す通り
20度の環境下に比べて−10度では30%以上も容量
が少なくなる。一般にリチウムイオン二次電池13は高
温になればなるほどイオンの動作が活性化され容量が多
く取り出せる傾向にあるが、50度を超えると電池負電
極の劣化が始まるために50度以下に制御する必要があ
る。
【0013】このような制御装置の動作を図2のフロー
図を用いて説明する。
【0014】まず情報処理装置の初期状態では冷却ファ
ン14が停止している。電源を投入するとステップ21
で電池温度検知部により電池の温度を調べる。次にステ
ップ22で電池温度検知部が検知した温度が規定温度
(例えば20度)以下かどうかをチェックし、規定温度
より低い場合はステップ23で冷却ファンが吸入方向に
なるように冷却ファン14を動作させる。これにより中
央処理装置12により暖められた空気が二次電池13に
送られるため二次電池13は暖められる。
【0015】現在ノートパソコンの二次電池13はリチ
ウムイオン電池が一般的であり、放電時の温度は最高5
0度以下で使う必要がある。このためステップ24で二
次電池13の温度を継続的に検知し、ステップ25で二
次電池13の温度が上限(例えば40度とする)を超え
ない場合はそのままステップ24に戻り、超えた場合は
ステップ26で冷却ファン14の風向を切替え、中央処
理装置12で暖められた空気が筐体11の外に吐き出さ
れるように風向を制御する。この場合、二次電池13に
より暖められた空気により中央処理装置12の冷却ファ
ンを冷やすことになるが、電池そのものの発熱は大きく
ないことと、吸気方向に関しては風向の指向性がなくガ
イドによって風向が規制されないため、中央処理装置1
2が過熱する心配はない。
【0016】また、ステップ22で二次電池13の温度
が20度を超えている場合はステップ26に進み、冷却
ファン14が中央処理装置12の温度を下げるように排
気するように動作させる。
【0017】以降、ステップ27で電源SWがオンの状
態を調べ、電源SWがオフになるまで上記動作を繰り返
す。
【0018】図3に周囲温度0度における本発明の一実
施の形態における、情報処理装置の二次電池の電圧と時
間の関係を示す。電源投入時においては二次電池の温度
は周囲温度と同じ0度であるが、通電開始後約5分で中
央処理装置の温度は60度まで上がり、これを受けて二
次電池の温度は10分で30度まで上昇するため、以降
は30度における温度特性を示す。この結果、図示した
例においては容量が30%増える結果となった。
【0019】なお、上記温度に限定するものではなく、
電池の特性に応じて変化させてもよく、低温環境下で容
量が下がる電池であれば同様の効果が得られる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
周囲温度が低い状態で携帯型情報処理装置を動作させる
場合、ファンを利用して中央処理装置で発生した熱で内
蔵する二次電池を暖めることにより、二次電池の温度を
高く容量が多く取れる範囲で使用することができるた
め、低温下での携帯型情報処理装置の動作時間を長くす
るという極めて有効な作用が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態における各要素部品のレ
イアウト図
【図2】本発明の一実施の形態における制御のフロー図
【図3】本発明の一実施の形態における電池の時間と電
圧の特性図
【図4】従来の実施例における電池の時間と電圧の特性
【符号の説明】
11 情報処理装置の筐体 12 中央処理装置 13 二次電池 14 冷却ファン 15 二次電池のみに熱を供給するための通風ダクト 31、41 周囲温度20度の環境下における放電容量
特性 32、42 周囲温度0度の環境下における放電容量特
性 33 本発明における周囲温度0度の環境下における放
電容量特性 43 周囲温度−10度の環境下における放電容量特性

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電力を供給する電池部と、冷却ファンを備
    え放熱する中央処理装置と、前記電池部の温度を検知す
    る電池温度検知部と、正逆方向に風向を切替えることが
    可能な冷却ファンとを備え、前記電池部と前記中央処理
    装置と前記冷却ファンはほぼ直線状に配置され、前記電
    池温度検知部が前記電池の温度が規定温度を下回る場合
    は前記冷却ファンにより前記中央処理装置の放熱により
    前記電池部が暖まるように制御され、前記電池部の温度
    が規定温度を超える場合は前記冷却ファンは前記中央処
    理装置の温度の影響を受けないように風向を制御するこ
    とを特徴とする携帯型情報処理装置。
  2. 【請求項2】冷却ファンにより送られた風を、中央処理
    装置を経て電池部に導くダクトまたはガイドを備えたこ
    とを特徴とする請求項1に記載の携帯型情報処理装置。
  3. 【請求項3】電力を供給する電池部と、冷却ファンを備
    え放熱する中央処理装置と、前記電池部の温度を検知す
    る電池温度検知部と、正逆方向に風向を切替えることが
    可能な冷却ファンとを備え、前記電池部と前記中央処理
    装置と前記冷却ファンは直線状に配置され、前記電池温
    度検知部が前記電池の温度が規定温度を下回る場合は前
    記冷却ファンにより前記中央処理装置の放熱により前記
    電池部が暖まるように制御され、前記電池部の温度が規
    定温度を超える場合は前記冷却ファンは前記中央処理装
    置の温度の影響を受けないように風向を制御することを
    特徴とする電池の温度制御方法。
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