JP2004031285A

JP2004031285A - パック電池とパック電池及び電気機器

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Publication number: JP2004031285A
Application number: JP2002189847A
Authority: JP
Inventors: Masao Yamaguchi; 山口　昌男; Mikitaka Tamai; 玉井　幹隆
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-06-28
Filing date: 2002-06-28
Publication date: 2004-01-29
Anticipated expiration: 2022-06-28
Also published as: JP3989310B2

Abstract

【課題】電気機器に装着する状態で、電気機器に情報を伝送する。電気機器から外した状態でパック内蔵回路の消費電力を０にする。
【解決手段】パック電池は、装着される電気機器２０に情報を出力し、あるいは電池の保護回路を実現する電子回路であるパック内蔵回路１２と、外部から供給される電磁波を受信して、受信した電力をパック内蔵回路１２の電源として供給してパック内蔵回路１２を動作させる電力受信回路１３と、パック内蔵回路１２から出力される情報で搬送波を変調して電気機器２０に無線伝送する情報送信回路１４とを備える。パック電池は、電気機器２０に装着されて、電気機器２０から供給される電磁波を電力受信回路１３で受信して、受信した電力でパック内蔵回路１２を動作状態とし、動作状態のパック内蔵回路１２から出力される情報信号を情報送信回路１４が電気機器２０に無線伝送する。
【選択図】　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子回路を内蔵するパック電池と、電子回路を内蔵しているパック電池と電気機器の組合せに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子回路を内蔵するパック電池は、装着される電気機器に種々の情報を伝送できる。たとえば、パック電池のＩＤ等を装着される電気機器に出力して、規格のパック電池が装着されたことを検出することができる。また、電流、電圧、残容量等を電気機器に出力することもできる。このことを実現する従来のパック電池の回路図を図１に示す。この図のパック電池１０は、ＩＤ、電流、電圧、残容量等の情報を電気機器に出力する電子回路であるパック内蔵回路１２を備えている。パック内蔵回路１２は、パック電池１０を電気機器２０に装着して、電気機器２０から要求信号が入力されるとき、あるいは装着されたことを検出し、あるいは一定のタイミングで、必要な情報を電気機器２０に出力する。このことを実現するために、パック電池１０と電気機器２０とが通信端子３０を介して接続される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
パック内蔵回路を内蔵するパック電池は、内蔵する電池を電源として使用する。このため、パック電池が長い期間にわたって放置されると、パック内蔵回路が消費する電力で過放電になることがある。電池は、過放電になると性能が急激に低下する性質がある。このため、実質的な使用時間が短いにもかかわらず、パック電池が劣化して使用できなくなる弊害がある。さらに、製造されたパック電池が、製造されてからユーザーに使用されるまでの期間が長くなると、この間に劣化してしまうことがある。この状態になると、ユーザーが使用するときに、最初からパック電池が劣化して困ったことになる。
【０００４】
本発明は、このような欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、電気機器に装着する状態で、電気機器に情報を伝送できるにもかかわらず、電気機器から外した状態でパック内蔵回路の消費電力を０にできるパック電池、およびパック電池と電気機器とを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のパック電池は、装着される電気機器２０に情報を出力し、あるいは電池の保護回路を実現する電子回路であるパック内蔵回路１２と、外部から供給される電磁波を受信して、受信した電力をパック内蔵回路１２の電源として供給してパック内蔵回路１２を動作させる電力受信回路１３と、パック内蔵回路１２から出力される情報で搬送波を変調して電気機器２０に無線伝送する情報送信回路１４とを備える。パック電池は、電気機器２０に装着されて、電気機器２０から供給される電磁波を電力受信回路１３で受信して、受信した電力でパック内蔵回路１２を動作状態とする。さらに、パック電池は、動作状態のパック内蔵回路１２から出力される情報信号を情報送信回路１４が電気機器２０に無線伝送する。
【０００６】
さらに、本発明のパック電池は、電磁波を受信するアンテナコイル１５を電力受信回路１３に設けて、このアンテナコイル１５を情報送信回路１４のアンテナに併用することができる。
【０００７】
本発明の請求項３のパック電池と電気機器は、パック電池１０が、装着される電気機器２０に情報を出力し、あるいは電池の保護回路を実現する電子回路であるパック内蔵回路１２と、外部から供給される電磁波を受信して、受信した電力をパック内蔵回路１２の電源として供給してパック内蔵回路１２を動作させる電力受信回路１３と、パック内蔵回路１２から出力される情報で搬送波を変調して電気機器２０に無線伝送する情報送信回路１４とを備える。電気機器２０は、パック電池１０の電力受信回路１３に電磁波を送信する電力送信信回路２３と、パック電池１０の情報送信回路１４から送信される電波を受信する情報受信回路２４とを備える。パック電池１０が電気機器２０に装着される状態で、電気機器２０の電力送信回路２３は、パック電池１０に電磁波を送信する。パック電池１０は、この電磁波を電力受信回路１３で受信して、受信した電力でパック内蔵回路１２を動作状態とする。さらに、動作状態のパック内蔵回路１２から出力される情報信号を情報送信回路１４が電気機器２０に無線伝送する。
【０００８】
本発明のパック電池と電気機器は、パック電池１０の電力受信回路１３に電磁波を受信するアンテナコイル１５を設けて、このアンテナコイル１５を情報送信回路１４のアンテナに併用すると共に、電気機器２０の電力送信回路２３に電磁波を送信するアンテナコイル２５を設けて、このアンテナコイル２５を情報受信回路２４のアンテナに併用することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのパック電池と電気機器を例示するものであって、本発明はパック電池と電気機器を以下のものに特定しない。
【００１０】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１１】
図２に示すパック電池１０は、携帯用の電気機器２０に脱着できるように装着される。パック電池１０は、装着された電気機器２０に電力を供給する。このパック電池１０は、電気機器２０に装着される状態で充電され、あるいは電気機器２０から外して充電器（図示せず）に装着して充電される。
【００１２】
パック電池１０は、装着される電気機器２０に電力を供給する二次電池１１と、電気機器２０に情報を出力し、あるいは電池の保護回路を実現する電子回路であるパック内蔵回路１２と、外部から供給される電磁波を受信して、受信した電力をパック内蔵回路１２の電源として供給してパック内蔵回路１２を動作させる電力受信回路１３と、パック内蔵回路１２から出力される情報で搬送波を変調して電気機器２０に無線伝送する情報送信回路１４とを備える。
【００１３】
二次電池１１は、リチウムイオン二次電池、ニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウム電池等の充電できる電池である。二次電池１１は、複数の素電池を直列に接続し、あるいは並列に接続して出力を調整している。
【００１４】
パック内蔵回路１２は、電気機器２０に情報を出力する回路、二次電池１１の過充電や過放電を検出して電流を制御する回路、二次電池１１に過大な電流が流れるときに電流を遮断する回路、二次電池１１の温度が設定温度よりも高くなると電流を遮断する回路等を実現する電子回路である。電気機器２０に情報を出力するパック内蔵回路１２は、二次電池１１の残容量、パック電池１０のシリアルＮＯやＩＤ、電池温度、電圧、電流等を電気機器２０に出力する。これ等の情報は、電気機器２０から要求信号で出力され、あるいは電気機器２０に装着されたことを検出して出力され、あるいはまた一定のタイミングで出力される。
【００１５】
電気機器２０に電池の残容量を出力するパック内蔵回路１２は、充電電流と放電電流を演算して残容量を演算する回路を備える。シリアルＮＯやＩＤを出力するパック内蔵回路１２は、メモリにシリアルＮＯやＩＤを記憶している。電池温度や、電圧、電流を電気機器２０に出力するパック内蔵回路１２は、電池温度、電圧、電流を検出する回路を内蔵している。
【００１６】
電力受信回路１３は、電気機器２０から送信される電磁波を受信するアンテナコイル１５と、このアンテナコイル１５に接続している高周波回路１６とを備える。アンテナコイル１５は、パック電池１０を電気機器２０に装着する状態で、電気機器２０のアンテナコイル２５に接近する位置に配置される。高周波回路１６は、アンテナコイル１５に誘導される信号を整流して直流に変換し、直流電力をパック内蔵回路１２の電源回路に供給する整流回路と、アンテナコイル１５に誘導される信号を検波して、電気機器２０から伝送される信号を検出してパック内蔵回路１２の信号回路に供給する検波復調回路を備える。検波復調回路は、整流回路から出力される直流を電源として動作する。整流回路は、出力電圧を安定化する安定化回路を内蔵して、パック内蔵回路１２に一定電圧の直流を供給できる。
【００１７】
情報送信回路１４は、パック内蔵回路１２から出力される情報信号で搬送波を変調する変調回路と、変調された搬送波を電力増幅する電力増幅回路を内蔵しており、電力増幅回路をアンテナコイル１５に接続している。情報送信回路１４は、パック電池１０の二次電池１１を電源とせずに、整流回路の出力を電源として動作する。パック電池１０と電気機器２０のアンテナコイル１５、２５は互いに接近するので、情報送信回路１４は電力増幅回路を省略して、変調回路をアンテナコイル１５に接続することもできる。この情報送信回路１４は、パック内蔵回路１２から情報信号が入力されると、この情報送信回路１４で搬送波を変調し、アンテナコイル１５から送信する搬送波で電気機器２０に無線伝送する。
【００１８】
電気機器２０は、パック電池１０の電力受信回路１３に電磁波を送信する電力送信回路２３と、パック電池１０の情報送信回路１４から送信される電波を受信する情報受信回路２４と、電力送信回路２３及び情報受信回路２４を接続しているアンテナコイル２５とを備える。電力送信回路２３と情報受信回路２４は、電気機器２０に装着しているパック電池１０の二次電池１１を電源として動作する。
【００１９】
電力送信回路２３は、搬送波を電力増幅してアンテナコイル２５から送信する。したがって、電力送信回路２３は、出力側をアンテナコイル２５に接続している。電力送信回路２３の高周波出力は、アンテナコイル２５、１５と電力受信回路１３を介してパック内蔵回路１２を動作状態にできるパワーに設定される。さらに、パック電池１０に要求信号などを無線伝送する電気機器２０は、要求信号で搬送波を変調する変調回路を内蔵している。この電気機器２０の電力送信回路２３は、変調回路で変調された搬送波をアンテナコイル２５から送信する。電力送信回路２３は、パック内蔵回路１２を動作状態とするときに、アンテナコイル２５から搬送波を送信して、アンテナコイル１５を介してパック内蔵回路１２に電源電力を供給する。
【００２０】
情報受信回路２４は、パック電池１０の情報送信回路１４からの信号を検出する。したがって、この情報受信回路２４は、アンテナコイル２５に誘導される信号を検波復調してパック電池１０から伝送される情報信号を検出する。検出された情報信号は、電気機器２０の通信送受信部２２に出力される。電気機器２０の通信送受信部２２は、情報信号を演算して、充放電を制御する。また、シリアルＮＯやＩＤ等の情報信号に基づいて、パック電池１０が規格のものであるかどうか等を判定する。
【００２１】
以上のパック電池１０と電気機器２０は、以下の動作をしてパック電池１０と電気機器２０とで交互に通信する。
（１）　パック電池１０が電気機器２０に装着される状態で、電気機器２０の電力送信回路２３は、電磁波をパック電池１０に送信する。電磁波は、電気機器２０のアンテナコイル２５からパック電池１０のアンテナコイル１５に伝送される。
（２）　電気機器２０から送信される電磁波は、互いに接近する電気機器２０とパック電池１０のアンテナコイル２５、１５を介してパック電池１０の電力受信回路１３に受信される。電力受信回路１３は、受信した電力を直流に変換してパック内蔵回路１２の電源回路に電力を供給する。この状態でパック内蔵回路１２は、内蔵する二次電池１１を電源として使用することなく、電気機器２０から送信される電力で動作状態となる。
（３）　動作状態となったパック内蔵回路１２は、二次電池１１の充放電電流を検出して電池の残容量を演算する等の動作をする。また、電気機器２０からの要求信号を受信し、あるいは一定の周期で、情報送信回路１４に情報信号を出力する。
（４）　情報信号が入力される情報送信回路１４は、情報信号で搬送波を変調してアンテナコイル１５から送信する。
（５）　送信された搬送波は、電気機器２０のアンテナコイル２５に誘導される。誘導された高周波信号は、電気機器２０の情報受信回路２４で検波復調されて、電気機器２０の通信送受信部２２に出力される。
【００２２】
以上のパック電池１０と電気機器２０は、アンテナコイル１５、２５を電力搬送と、情報信号の無線伝送の両方に併用する。したがって、一対のアンテナコイル１５、２５でパック電池１０を動作状態とし、またパック電池１０と電気機器２０との間で情報を無線伝送できる。ただし、パック内蔵回路１２を動作状態とする電力搬送と、情報の無線伝送とに専用のアンテナコイルを設けることもできる。さらに、以上のパック電池１０と電気機器２０は、パック内蔵回路１２を動作状態するために電気機器２０から送信される電磁波と、パック電池１０と電気機器２０との間で情報を無線伝送する電磁波の周波数を同じにしている。とくに、パック内蔵回路１２を動作状態とする電磁波を、電気機器２０からパック電池１０に要求信号を送信する電磁波に利用するので、電気機器２０からひとつの電磁波を送信して、パック電池１０に電力搬送しながら信号を伝送できる。ただ、パック内蔵回路１２を動作状態とする電力搬送と、情報の無線伝送とに異なる周波数の電磁波を使用することもできる。
【００２３】
【発明の効果】
本発明は、パック内蔵回路を内蔵するにもかかわらず、パック電池を電気機器から外し、あるいはパック電池を動作状態とする必要がないときには、パック内蔵回路の消費電力を０にできる。それは、パック電池に内蔵されるパック内蔵回路が、パック電池の二次電池を電源として動作するのではなく、電気機器から送信される電磁波を受信し、受信した電力を電源として動作状態に制御されるからである。この状態で動作状態となるパック内蔵回路は、パック電池を電気機器に装着しない状態で動作状態になることがない。このため、従来のパック内蔵回路を内蔵するパック電池のように、長い期間使用されないで放置されても、パック電池の二次電池が過放電されることがなく、パック電池の寿命を著しく長くできる特長がある。とくに、放置されるパック電池を定期的に充電するなど、余分な手間をかけることなく、実質的に使用できる寿命を長くできる特長がある。さらにまた、パック内蔵回路は、必要なときには、パック電池から電気機器に情報を伝送するので、無駄な電力消費を皆無にしながら、必要な情報はパック電池と電気機器との間で伝送できる特長がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のパック電池と電気機器とを示すブロック図
【図２】本発明の一実施例にかかるパック電池と電気機器とを示すブロック図
【符号の説明】
１０…パック電池
１１…二次電池
１２…パック内蔵回路
１３…電力受信回路
１４…情報送信回路
１５…アンテナコイル
１６…高周波回路
２０…電気機器
２２…通信送受信部
２３…電力送信回路
２４…情報受信回路
２５…アンテナコイル
３０…通信端子

Claims

装着される電気機器（２０）に情報を出力し、あるいは電池の保護回路を実現する電子回路であるパック内蔵回路（１２）と、外部から供給される電磁波を受信して、受信した電力をパック内蔵回路（１２）の電源として供給してパック内蔵回路（１２）を動作させる電力受信回路（１３）と、パック内蔵回路（１２）から出力される情報で搬送波を変調して電気機器（２０）に無線伝送する情報送信回路（１４）とを備え、
電気機器（２０）に装着されて電気機器（２０）から供給される電磁波を電力受信回路（１３）で受信して、受信した電力でパック内蔵回路（１２）を動作状態とし、動作状態のパック内蔵回路（１２）から出力される情報信号を情報送信回路（１４）が電気機器（２０）に無線伝送するようにしてなるパック電池。
電力受信回路（１３）が電磁波を受信するアンテナコイル（１５）を備え、このアンテナコイル（１５）が情報送信回路（１４）のアンテナに併用される請求項１に記載されるパック電池。
パック電池（１０）が、装着される電気機器（２０）に情報を出力し、あるいは電池の保護回路を実現する電子回路であるパック内蔵回路（１２）と、外部から供給される電磁波を受信して、受信した電力をパック内蔵回路（１２）の電源として供給してパック内蔵回路（１２）を動作させる電力受信回路（１３）と、パック内蔵回路（１２）から出力される情報で搬送波を変調して電気機器（２０）に無線伝送する情報送信回路（１４）とを備え、
電気機器（２０）は、パック電池（１０）の電力受信回路（１３）に電磁波を送信する電力送信信回路（２３）と、パック電池（１０）の情報送信回路（１４）から送信される電波を受信する情報受信回路（２４）とを備えており、
パック電池（１０）が電気機器（２０）に装着される状態で、電気機器（２０）の電力送信回路（２３）は電磁波をパック電池（１０）に送信し、パック電池（１０）はこの電磁波を電力受信回路（１３）で受信して、受信した電力でパック内蔵回路（１２）を動作状態とし、動作状態のパック内蔵回路（１２）から出力される情報信号を情報送信回路（１４）が電気機器（２０）に無線伝送するようにしてなるパック電池と電気機器。
パック電池（１０）の電力受信回路（１３）が電磁波を受信するアンテナコイル（１５）を備えており、このアンテナコイル（１５）が情報送信回路（１４）のアンテナに併用され、電気機器（２０）は電力送信回路（２３）が電磁波を送信するアンテナコイル（２５）を備えており、このアンテナコイル（２５）が情報受信回路（２４）のアンテナに併用される請求項３に記載されるパック電池と電気機器。