JP2004193003A

JP2004193003A - Charge control device and portable terminal device

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Publication number: JP2004193003A
Application number: JP2002360845A
Authority: JP
Inventors: Takamitsu Nagaoka; 貴光長岡; Seiya Tanaka; 靖也田中
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-12-12
Filing date: 2002-12-12
Publication date: 2004-07-08

Abstract

【課題】電池の充電時の温度によらず、常に客観的で正確な電池寿命の判定を行えるようにする。
【解決手段】寿命に達した電池の一定容量の充電に要する充電時間が、劣化のない新品の電池の充電時間に比べて短くなるという性質を利用して、電池１１１の寿命を算出する。このとき、周囲温度により電池寿命の算出に誤差を生じるため、制御部１０９及び時計回路部１０６により電池の充電開始から充電終了までの充電時間を計時すると共に、電池周囲温度測定部１０４により充電開始から充電終了までの電池１１１の周囲温度を測定し、制御部１０９及び演算処理部１０８により前記測定した電池温度データ及び充電時間に基づいて電池１１１の寿命を算出し、この電池寿命をパーセンテージ値等で表示部１１０に表示する。
【選択図】図１An object of the present invention is to always objectively and accurately determine a battery life regardless of the temperature at the time of charging the battery.
Kind Code: A1 The life of a battery is calculated by using the property that the charging time required for charging a battery having reached the end of its life with a certain capacity is shorter than the charging time of a new battery without deterioration. At this time, since an error occurs in the calculation of the battery life due to the ambient temperature, the control unit 109 and the clock circuit unit 106 measure the charging time from the start of charging to the end of charging, and the battery ambient temperature measuring unit 104 starts the charging. From the end of charging to the end of charging, the control unit 109 and the arithmetic processing unit 108 calculate the life of the battery 111 based on the measured battery temperature data and the charging time, and calculate this battery life as a percentage value or the like. Is displayed on the display unit 110.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、充電可能な電池を充電する充電制御装置及びこの充電制御装置を装備した携帯端末装置に関し、特に電池の寿命を算出する電池寿命算出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、充電可能な電池における充電装置では、電池の寿命が来たことを知らせる機能がなく、電池の寿命が来たかどうかの判断は使用者の経験的な勘に頼っていた。従って、使用者の勘に頼るということから、電池の使用回数や放電時間の短縮傾向を使用者が常に留意して電池寿命を判断しなければならず、判断に個人差が出るという問題点があった。
【０００３】
このように電池寿命の判断に個人差によるばらつきが出るという問題点を解決するために、電池の充電開始から終了までの時間を観測し、その充電時間が予め定められた許容最小充電時間（電池の寿命を判断する基準）を下回った場合、電池の寿命が来たという旨の表示をする充電装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図６は上記した従来例の充電装置の構成を示したブロック図である。２次電池２を充電制御回路４に接続すると、ａの電位は２次電池２により定まり急激に落ち込む。充電判別回路６および比較回路６Ａがこの電位低下を感知し、これにより、開始信号を発生し、計時回路７は充電時間の計時を始めると共に、充電判別回路６はの充電実行中であるという信号を発生する。充電判別回路６は電池電圧が充電最終段階の電圧レベルに到達したことを感知し、終了信号を発生し、計時回路７により上記開始信号から終了信号が出るまでの時間が計時される。この計時回路７で得た計時時間と閾値（許容最小充電時間）が比較回路８で比較され、計時時間が閾値より小さい場合は充電された電池の寿命が来たと判定されて、この判定結果が電池寿命表示回路で表示される。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−１６８１６２号公報（第２−３頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電池への充電時間は充電時における周囲の温度により左右される。具体的には、充電時の電池周囲温度が高いと充電時間は短くなり、電池周囲温度が低いと充電時間は長くなる。上記特許文献１で開示されている充電装置の構成を示した図６では、温度を測定する機能を備えておらず、充電時の温度変化により充電時間が異なることを考慮せずに許容最小充電時間という基準のみで電池の寿命を判断している。これでは、電池の寿命の判断に客観性はあるが、充電時の温度により電池の寿命の判定に誤差を生じ、例えば電池の寿命が来ていないのに電池の寿命が来たことを知らせる誤表示が生じるという問題点があった。
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的は、充電時の温度によらず、常に客観的で正確な電池寿命の判定を行うことができる充電制御装置及びこの充電制御装置を装備した携帯端末装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の充電制御装置は、電池を充電する制御を行う充電制御装置であって、前記電池の充電開始から充電終了までの充電時間を計時する計時手段と、前記電池の充電開始から充電終了までの電池周囲温度を測定する温度測定手段と、前記電池周囲温度と前記充電時間に基づいて前記電池の寿命の度合いを算出する算出手段と、前記算出した電池の寿命情報を表示する表示手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
上記構成において、寿命に達した電池の一定容量の充電に要する充電時間が、劣化のない新品の電池の充電時間に比べて短くなるという性質を利用して、電池の寿命を算出する。このとき、電池周囲温度により電池寿命の算出に誤差を生じるため、電池の充電開始から充電終了までの充電時間を計時すると共に、充電開始から充電終了までの電池周囲温度を測定し、測定して得た電池周囲温度（実際には、例えば充電中の電池の周囲の平均温度を求めて使用する）及び計時した充電時間に基づいて、電池の寿命を算出して表示する。これにより、充電時の電池の周囲温度の変化に左右されない正確な電池寿命の算出が可能である。
【００１０】
また、前記算出手段は、前記電池の電池寿命の経年変化の割合を算出し、前記表示手段は前記算出結果を表示することを特徴とする。
【００１１】
上記構成において、新品の電池の充電時間と寿命に達した電池の充電時間の差と、充電した電池の充電時間と新品の電池の充電時間の差の割合を求めて、電池寿命の経年変化の割合（電池のサイクル劣化の度合いに同じ）を算出する。これにより、電池寿命の経年変化が割合で表示されるため、ユーザは電池寿命がどのくらいあるかを定量的に正確に知ることができる。
【００１２】
また、充電サイクルによる劣化のない新品時の温度別の電池充電時間データと、電池の寿命であると判定される劣化時の温度別の電池充電時間データとを記憶するデータ記憶手段を備え、前記算出手段は、前記電池周囲温度及び前記充電時間と前記データ記憶手段に記憶された電池充電時間データとに基づいて前記電池の寿命の度合いを算出することを特徴とする。
【００１３】
上記構成により、充電サイクルによる劣化のない新品時の温度別の電池充電時間データと、電池の寿命であると判定される劣化時の温度別の電池充電時間データとから、新品の電池の充電時間と寿命に達した電池の充電時間の差と、充電した電池の充電時間と新品の電池の充電時間の差を求め、これらの差の割合を求める。これにより、電池寿命を充電時の温度によらず常に正確に得ることができる。
【００１４】
また、前記計時手段は、前記電池が一旦充電終了した後の再充電開始から再充電終了までの充電時間を計時し、前記算出手段は、前記得られた充電時間と前記電池周囲温度に基づいて前記電池の電池寿命の経年変化の割合を算出することを特徴とする。
【００１５】
上記構成において、一旦充電終了した後の再充電開始から再充電終了までの充電時間を計時し、得られた充電時間と充電時に測定した電池周囲温度に基づいて、電池寿命の経年変化の割合を算出する。これにより、充電開始から充電終了までの充電時間を正確に測定することができ、ユーザは正確な電池寿命を把握することができる。
【００１６】
また、前記計時手段は、前記電池に定電圧で充電する定電圧充電時間を測定して、これを前記充電時間とすることを特徴とする。
【００１７】
上記構成において、寿命に達した電池の一定容量の充電に要する定電圧充電時間が、劣化のない新品の電池の定電圧充電時間に比べて長くなるという性質を利用するため、この定電圧充電時間とその時の周囲温度により電池寿命を算出する。電池の充電は定電流充電後に定電圧充電されるため、電池の残容量が定電流充電期間の電池ならば何時充電しても、定電圧充電期間の充電時間を正確に計時することが可能である。これにより、電池の残容量によらずユーザの意志により任意に充電を開始する充電時においても電池寿命を計算でき、ユーザは常に充電毎の電池寿命を知ることができる。
【００１８】
また、前記表示手段は、前記電池寿命の経年変化を色の変化により表示することを特徴とする。
【００１９】
上記構成において、例えば、電池寿命がまだかなり残っているものは青、電池寿命があまりないものは黄色、電池寿命に達したものは赤など、電池寿命の経年変化を色の違いによって表示する。これにより、ユーザは電池寿命を視覚的に把握することができる。
【００２０】
本発明の携帯端末装置は、内蔵電池により動作する携帯端末装置であって、前記内蔵電池を外部電源により充電する際の充電制御を行うものとして、上記いずれかに記載の充電制御装置を備えたことを特徴とする。
【００２１】
上記構成において、内蔵電池を上記充電制御装置を用いて充電すると、充電制御装置によって内蔵電池の電池寿命が算出されて表示される。これにより、ユーザは電池寿命表示により電池の交換時期を判断することができ、携帯端末装置の内蔵電池の交換を無駄なく且つタイミング良く行うことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る充電制御装置の構成を示したブロック図である。
【００２３】
充電制御装置１００は、電池１１１（２次電池）の端子電圧（以降電池電圧と称する）及び充電電流を制御する電池電圧及び充電電流制御回路部１０１と、電池電圧を測定してデジタル値に変換する電池電圧測定回路部１０２と、充電電流を測定する充電電流測定回路部１０３と、充電時の電池周囲の温度を測定する温度測定手段に相当する電池周囲温度測定部１０４と、電池電圧及び充電電流制御回路部１０１を制御する制御データ、電池電圧データ、充電電流データ、及び電池周囲温度データを格納するデータ格納部１０５とを備えている。また、一定周期に計時用のパルス信号を発生する計時手段に相当する時計回路部１０６と、温度別充電時間及び測定結果を記憶するデータ記憶手段に相当する充電時間記憶部１０７と、前記充電時間記憶部１０７に接続されてデータの演算を行う算出手段に相当する演算処理部１０８とを備えている。さらに、前記電池電圧及び充電電流制御回路部１０１、前記電池電圧測定回路部１０２、前記充電電流測定回路部１０３、前記電池周囲温度測定部１０４、前記データ格納部１０５、前記時計回路部１０６、前記充電時間記憶部１０７、前記演算処理部１０８にそれぞれ接続されて電池電圧及び充電電流を制御する制御部１０９を備えている。また、電池寿命の判定結果を表示する表示手段に相当する表示部１１０と、電流の逆流を防止するダイオード１１４と、データ格納部１０５からのデータをアナログ信号に変換するＤＡ変換器１１５と、測定用の抵抗器１１８とを備えている。
【００２４】
ここで、電池電圧測定回路部１０２はアナログ電圧値をデジタル電圧値にするＡＤ変換器１１７を有し、充電電流測定回路部１０３は抵抗１１８とＡＤ変換器１２０を有し、電池周囲温度測定部１０４は温度センサ部１２１とＡＤ変換器１２２を有し、充電時間記憶部１０７は測定結果格納テーブル１２３と充電時間データテーブル１２４を有している。
【００２５】
次いで、上記のように構成される充電制御装置１００を用いた充電制御の簡単な仕組みについて説明を行う。充電制御装置１００は、電池１１１と、この電池１１１へ所要の一定電圧及び一定電流を供給する外部充電装置１１２に接続されるが、充電制御装置１００が外部充電装置１１２に接続された際に、信号線１１３を介して制御部１０９へ充電開始の割り込みが発生する。この割り込みにより充電が開始され、充電制御装置１００は電池１１１へ供給される電池電圧及び充電電流を制御する。その際、ダイオード１１４は電池電流が外部充電装置１１２へ逆流しないようにしている。
【００２６】
電池１１１へ供給される電池電圧及び充電電流の制御は、パワーＭＯＳＦＥＴなどのトランジスタからなるスイッチ素子などで形成される電池電圧及び充電電流制御回路部１０１において、スイッチ素子のオンオフなどによって行われる。電池電圧及び充電電流制御回路部１０１のゲート端子はＤＡ変換器１１５を介してデータ格納部１０５に接続されている。制御部１０９によりデータ格納部１０５に格納された制御データが選択され、この制御データがＤＡ変換器１１５によりアナログ値に変換されて電池電圧及び充電電流制御回路部１０１のゲート端子に印加され、これにより、電池電圧及び充電電流制御回路部１０１がオンオフ制御されて電池電圧及び充電電流が調整される。
【００２７】
この電池電圧及び充電電流の制御は、制御部１０９が電池電圧及び充電電流をモニタすることによって行われる。充電電圧のモニタは、電池１１１の陽極であるモニタポイント１１６の電圧を測定することにより行われる。即ち、モニタポイント１１６の電圧を電池電圧測定回路部１０２に入力し、ＡＤ変換器１１７によりデジタル値に変換して電圧値の測定値を求め、この測定値をデータ格納部１０５へ格納する。制御部１０９は、前記測定したモニタポイント１１６の電圧値を読み出すことによって電池電圧をモニタする。
【００２８】
一方、充電電流のモニタは、微小な特定の抵抗値をもつ抵抗器１１８の両端の電圧変化を測定することにより行われる。即ち、モニタポイント１１６とモニタポイント１１９の電圧をそれぞれ電池電圧測定回路部１０２のＡＤ変換器１１７と充電電流測定回路部１０３のＡＤ変換器１２０によりデジタル値に変換して測定値を求め、これらの測定値をデータ格納部１０５へ格納する。その後、制御部１０９は、データ格納部１０５に格納された上記２つの測定値を演算処理部１０８へロードし、モニタポイント１１９の電圧値からモニタポイント１１６の電圧値を減算し、その差分値（抵抗器１１８の両端の電位差）を抵抗器１１８の抵抗値で除算することにより、充電電流を算出してモニタする。
【００２９】
以上のように得られる電池電圧及び充電電流に基づいて、制御部１０９は図２の充電電流波形２０４及び電池電圧波形２０３に示すような定電流充電と低電圧充電による充電制御を行う。
【００３０】
以降、図１及び図２を用いて電池１１１への充電制御装置１００の動作について説明する。制御部１０９は、まず、充電開始２００から電池電圧を測定し、電池電圧が定電圧電池電圧値２０１に到達するまで、制御部１０９は充電電流が定電流充電電流値２０２と一定になるように電池電圧及び充電電流制御回路部１０１を制御する。
【００３１】
このような定電流充電を継続すると、電池電圧は電池電圧波形２０３が示すように緩やかに上昇していく。その後、電池電圧は定電圧電池電圧値２０１に到達すると、次に制御部１０９は電池電圧が定電圧電池電圧値２０１と同じになるように電池電圧及び充電電流制御回路部１０１を制御する。
【００３２】
このような定電圧充電を継続すると、充電電流は充電電流波形２０４が示すように緩やかに減少していく。その後、充電電流は充電終止電流値２０５に到達して、充電終了２０６となる。
【００３３】
また、上記した充電電流制御装置１００の充電動作中、充電開始２００より時計回路部１０６から出力される一定周期のパルスを制御部１０９がカウントすることで充電時間を測定する。これと共に、充電時の電池電圧及び充電電流の測定と同時に、温度センサ部１２１により充電時の電池周囲温度を測定する。この電池周囲温度データは、制御部１０９により温度センサ部１２１から出力されている温度検知電圧レベルをＡＤ変換器１２２でデジタル値に変換するよう要求し、このＡＤ変換器１２２より出力されるデジタル値をデータ格納部１０５へ格納することによって収集される。
【００３４】
一旦、データ格納部１０５へ格納された温度データは、制御部１０９により演算処理部１０８へ渡される。充電開始後初めて測定された温度データは、その後充電時間記憶部１０７の測定結果格納テーブル１２３へ格納される。
【００３５】
ここで２回目の測定以降の温度データについては以下の処理がなされる。前回測定した温度データは、充電時間記憶部１０７の測定結果格納テーブル１２３より演算処理部１０８へロードされ、現在測定した温度データ（２回目以降の測定温度）との平均値を取る計算処理がなされる。制御部１０９はこの平均温度データを充電時間記憶部１０７の測定結果格納テーブル１２３へ格納する。
【００３６】
以上の処理を充電開始から終了まで繰り返す。制御部１０９は、充電の終了を判定すると、時計回路部１０６からのパルスカウントを終了させ、充電開始からの累積カウント数を充電時間とし、充電時間記憶部１０７の測定結果格納テーブル１２３へ格納する。その結果、充電終了時において、充電時間記憶部１０７の測定結果格納テーブル１２３には充電時間及び充電時の電池周囲平均温度が格納される。
【００３７】
次に、充電時間データテーブル１２４に格納されているデータについて図３を用いて説明する。充電時間データテーブル１２４には、図３に示すように、充電時の温度別によるサイクル劣化のない新品時の電池充電時間データ３００と、電池の寿命であると判定されるｎサイクル劣化時の電池充電時間データ３０１が格納されている。なお、これら電池充電時間データは電池毎にメーカから付与されるものとするが、ユーザ自身が実際に充電時間を測定し電池充電時間データを書き込むことも可能とする。充電時間データテーブル１２４には、これら電池充電時間データと共に、サイクル劣化のない新品時の電池充電時間データ３００からｎサイクル劣化時の電池充電時間データ３０１を減算したサイクル劣化充電差分時間３０２についても格納される。
【００３８】
次に、電池１１１の充放電サイクル劣化による電池寿命の計算方法について述べる。制御部１０９は充電開始２００から充電終了２０６において充電時間記憶部１０７内の測定結果格納テーブル１２３に格納された充電時間を演算処理部１０８へロードする。続いて、制御部１０９は測定結果格納テーブル１２３に格納された電池周囲平均温度に最も近い温度を充電時間データテーブル１２４から検索し、その温度に対応したサイクル劣化のない新品時の電池充電時間データ３００とサイクル劣化充電差分時間４０２とをロードする。
【００３９】
その後、制御部１０９は演算処理部１０８に対して、先に演算処理部１０８へのロードが完了している充電時間からサイクル劣化のない新品時の電池充電時間データ３００を減算し、その減算値をサイクル劣化充電差分時間４０２で除算し、得られた値に対しパーセンテージ値を求めるため１００を乗算するよう制御する。その結果が例えば８０％であれば、電池１１１の寿命の経年変化は寿命が尽きる時点に対して８０％進行しており、この値が１００％であれば寿命に達した（寿命が来た）ことになる。
【００４０】
以上のように得られたパーセンテージ値を電池寿命とし、制御部１０９はこの電池寿命の値を表示部１１０へ表示するよう制御し、これと共に測定結果格納テーブル１２３へ格納する。
【００４１】
このように、第１本実施形態では、充電時の電池１１１の周囲温度を考慮した充電時間の長短により電池１１１の寿命の度合いを算出して表示している。このため、充電時の周囲温度の変化に左右されない正確な電池寿命の算出が可能であり、正確な電池１１１の寿命を表示することができる。
【００４２】
なお、図３に記載の充電時間データテーブルは、１０℃毎の充電時間データを記載しているが、１℃毎または更に細かく０．１℃毎、０．０１℃毎といったような温度別に充電時間データを拡張すれば、より精度の高い電池寿命の算出が可能である。
【００４３】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る充電制御装置について説明する。但し、本実施形態の構成及び動作は第１実施形態とほぼ同様であるため、第１実施形態と同様の部分は同一符号を付し、第１実施形態で用いた図面を用いて以下説明する。
【００４４】
前記第１実施形態による充電終了後、外部充電装置１１２及び電池１１１が充電制御装置１００に装着されたままであると、電池１１１の容量が減少し、やがて充電が必要と判定される電池電圧値まで電池電圧が降下する。第２実施形態では、このとき、制御部１０９により充電を再開すると共に、その時点から時計回路部１０６から出力される一定周期のパルスのカウントを始め、充電時間を測定する。
【００４５】
この第２実施形態の動作を更に詳しく説明する。図２で示した充電終了２０６後、外部充電装置１１２が充電制御装置１００に接続されたままで、充電制御装置１００、外部充電装置１１２、電池１１１を放置する。制御部１０９は定期的に電池電圧を観測するようＡＤ変換器１１７を動作させ、電池電圧データをデータ格納部１０５へ格納する。このような制御及び電池１１１の自然放電により、電池容量が減少して電池電圧は徐々に降下していく。
【００４６】
やがて、電池電圧が充電が必要であると判定される充電開始電池電圧値２０７に到達すると、制御部１０９は充電を開始する。充電の開始と同時に時計回路部１０６から出力される一定周期のパルスのカウントを始め、充電時間の測定を開始する。その後は、第１実施形態に示したのと同様の充電制御を行い、電池寿命を計算して表示部１１０に表示する。
【００４７】
このように、第２実施形態では、再充電開始から再充電終了までの充電時間を計時することにより、充電開始から充電終了までの充電時間を正確に測定することが可能であり、ユーザは正確な電池寿命を把握することができる。
【００４８】
［第３実施形態］
図４は本発明の第３実施形態に係る充電制御装置に内蔵されている充電時間データテーブルのデータ内容の例を示した図である。但し、第３実施形態の構成及び動作は第１実施形態とほぼ同様であるため、第１実施形態と同様部分は同一符号を付し、第１実施形態で用いた図面を用いて以下説明する。
【００４９】
第３実施形態では、定電圧充電時間が電池のサイクル劣化とともに長くなることに着目し、この定電圧充電時間を測定して電池寿命を算出する方法を採用している。それ故、図４に示すように、充電時間データテーブル１２４において、サイクル劣化のない新品時の定電圧充電時間データ４００と、電池の寿命であると判定されるｎサイクル劣化時の定電圧充電時間データ４０１とが追加され、これと共にｎサイクル劣化時の定電圧充電時間データ４０１からサイクル劣化のない新品時の定電圧充電時間データ４００の減算を行ったサイクル劣化定電圧充電差分時間４０２も格納してある。
【００５０】
次に、第３実施形態の動作について説明する。電池１１１の残容量によらずユーザの意志により任意に充電を開始した場合、制御部１０９は、まず、図２に示す通り定電流充電を行う。定電流充電が継続され徐々に電池電圧が上昇し、やがて定電圧電池電圧値２０１に到達する。制御部１０９は、電池電圧が定電圧電池電圧値２０１に達したことを検出すると、充電状態を定電流充電から定電圧充電へ移行させる。
【００５１】
これと共に、制御部１０９は時計回路部１０６から出力される一定周期のパルスのカウントを開始し、定電圧充電時間の測定を開始する。定電圧充電を継続するうちに充電電流は減少し、やがて充電終止電流値２０５に到達する。このとき、制御部１０９は充電終止電流値を検出して充電を終了すると共に、時計回路部１０６から出力される一定周期のパルスのカウントを止め、定電圧充電時間の測定を終了する。こうして得られた定電圧充電時間を測定結果格納テーブル１２３へ格納する。これと共に、第１実施形態に示したのと同様の方法により全充電期間の電池周囲温度を測定し、得られた電池周囲平均温度を測定結果格納テーブル１２３へ格納する。
【００５２】
次に、定電圧充電時間及び充電時の電池周囲平均温度と、充電時間データテーブル１２４に格納されるサイクル劣化のない新品時の定電圧充電時間データ４００と、サイクル劣化定電圧充電差分時間４０２とから電池寿命を計算する方法を述べる。
【００５３】
制御部１０９は、測定結果格納テーブル１２３に格納された定電圧充電時間を演算処理部１０８へロードする。続いて、制御部１０９は測定結果格納テーブル１２３に格納された電池周囲平均温度に最も近い温度を充電時間データテーブル１２４から検索し、その温度に対応したサイクル劣化のない新品時の定電圧充電時間データ４００とサイクル劣化定電圧充電差分時間４０２を演算処理部１０８にロードする。
【００５４】
その後、制御部１０９は演算処理部１０８に対して、先に演算処理部１０８へのロードが完了している定電圧充電時間からサイクル劣化のない新品時の電池充電時間データ４００を減算し、サイクル劣化定電圧充電差分時間４０２からその値をさらに減算するよう制御する。そして、この値をサイクル劣化定電圧充電差分時間４０２で除算し、得られた値に対しパーセンテージ値を求めるため１００を乗算するよう制御する。
【００５５】
以上のように得られたパーセンテージ値を電池寿命とし、制御部１０９はこの電池寿命の値を表示部１１０へ表示するよう制御し、これと共に測定結果格納テーブル１２３へ格納する。
【００５６】
但し、ユーザの意志により任意に充電を開始した際、電池電圧が既に定電圧電池電圧値２０１に到達していて定電流充電が行われず、定電圧充電の途中で充電が開始された場合は、定電圧充電時間を正確に測定できないため、このような充電状態の時には電池寿命測定の対象とせず、定電圧充電時間を測定しないようにする。
【００５７】
このように、第３実施形態によれば、電池１１１の残容量によらずユーザの意志により任意に充電を開始する充電時においても電池寿命を正確に計算して表示部１１０に表示することができ、ユーザは常に充電毎の最新の電池寿命を知ることが可能である。
【００５８】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態に係る充電制御装置の構成について説明する。但し、第４実施形態の構成及び動作は第１実施形態とほぼ同様であるため、第１実施形態と同様の部分は同一符号を付し、第１実施形態で用いた図面を用いて以下説明する。
【００５９】
第４実施形態では、表示部１１０として、例えば、カラー表示が可能な液晶ディスプレイを用いる（以下、カラーＬＣＤと記す）。カラーＬＣＤなどにおいて色を表現する際、一般に、赤色（以下、Ｒと記す）、緑色（以下、Ｇと記す）、青色（以下、Ｂと記す）の各色成分の輝度を調整するが、本実施形態では、このＲ、Ｇ、Ｂの輝度の調整による色彩表現を利用することで、電池寿命を色により表示するものである。
【００６０】
次に、この第４実施形態の動作について説明する。ここでは、サイクル劣化のない新品時の電池に対する色をＢ、また電池の寿命と判定されるｎサイクル劣化時の電池に対する色をＲとし、電池寿命に従ってＢからＲの間を連続的に変化させて表示する例を示す。
【００６１】
上記した第１〜第３実施形態のいずれかの充電制御装置１００において計算された電池寿命を表すパーセンテージ値に対し、そのパーセンテージ値そのものをＢの輝度として割り当て、また、１００から電池寿命を表すパーセンテージ値を引いた値をＲの輝度として割り当てる。
【００６２】
ここで、表示部１１０として用いたカラーＬＣＤのＲ、Ｇ、Ｂの表現階調がｎ階調であれば、このｎに先のＢ、Ｒに割り当てたパーセンテージ値を乗算した値が、電池寿命に対応したＢ及びＲの輝度となる。制御部１０９は、ある特定のマークを上記のようなＢとＲの輝度で表示するように表示部１１０を制御する。これにより、電池寿命に対応した色による特定マークが表示部１１０に表示される。
【００６３】
このように、第４実施形態によれば、カラー表示可能な表示部１１０に電池寿命に対応した色を表示するため、ユーザは電池寿命を色覚的に把握することが可能である。
【００６４】
なお、表示部１１０にて表示を行う際に、電池のサイクル劣化を表すマークに対し、色で表現する方法とは別に、表示時間を変化させるピクト点滅により表現することも可能である。つまり、この場合、電池１１１のサイクル劣化を表すパーセンテージ値をマークのピクト点滅間隔に割り当てる。
【００６５】
例えば、電池１１１の状態が新品時に近いサイクル劣化のない状態、例えば９０％であれば、ある一定時間に対しマークの点灯時間は９０％、消灯時間は１０％とする。これは制御部１０９が表示部１１０に対し、時計回路部１０６から出力される一定周期の出力パルスに対し９０％の割合で表示を行い、一方、１０％の割合で表示を行わないような制御を行う。このような制御により、電池１１１の劣化が進むにつれてマークの点灯時間は短く、消灯時間は長くなる。このように、ユーザはマークの表示時間により電池１１１のサイクル劣化の度合いを視覚的に捉えることが可能である。
【００６６】
また、上記の例では、電池１１１のサイクル劣化を視覚的に表現する方法について述べたが、本発明による充電制御装置１００において、聴覚的に電池１１１のサイクル劣化を表現することも可能である。以下にその例を示す。
【００６７】
上記した第１〜第３実施形態のいずれかの充電制御装置１００において得られた電池１１１のサイクル劣化を示すパーセンテージ値が、電池１１１の寿命であると判定されるあらかじめ定められた閾値に達した場合、その寿命度合いに合わせた警告音にて電池寿命をユーザへ報知するものとする。
【００６８】
例えば、電池１１１のサイクル劣化を示すパーセンテージ値が５０％であれば警告音を１回、３０％であれば２回、１０％であれば３回、０％であればユーザがその警告音を消すように充電制御装置１００を操作するまで鳴動するように制御する。この警告音を充電終了時或いはユーザが任意に設定するタイミングにより鳴動できるものとする。このようにすれば、ユーザは警告音の鳴動により電池１１１のサイクル劣化の度合いを聴覚的に捉えることが可能である。
【００６９】
［第５実施形態］
図５は本発明の第５実施形態に係る携帯端末装置の構成を示した模式図である。第５実施形態の携帯端末装置５００は、制御部５０１、記憶部５０２、入力部５０３、表示部５０４、内蔵の電池５０５、外部充電装置（図示せず）を装着する外部充電装置装着部５０６を備えている。また、携帯端末装置５００には、上記した第１〜第３実施形態のいずれかの充電制御装置１００の構成から表示部１１０を取り除いた充電制御装置５０７が設けられている。充電制御装置５０７より得られた電池寿命の情報は表示部５０４に表示される。
【００７０】
この第５実施形態では、外部充電装置装着部５０６に外部充電装置を装着し、この外部充電装置により充電電流を供給して内部の電池５０５を充電する。充電が終了すると、充電制御装置５０７により電池５０５の寿命を示す表示が表示部５０４に示されるので、ユーザは電池５０５を適切なタイミングで交換することができる。
【００７１】
上述したように、本実施形態では、電池への充電時間とその際の電池の周囲温度を測定し、得られた電池周囲温度と充電時間に基づいて電池の寿命を算出することにより、充電時の電池の周囲温度の変化に左右されない正確な電池寿命の算出が可能である。
【００７２】
また、電池寿命の経年変化の割合を算出して表示することにより、ユーザは電池寿命がどのくらいあるかを定量的に正確に知ることができる。また、定電圧充電時間を測定し、この定電圧充電時間とその時の測定周囲温度に基づいて電池寿命を算出することにより、電池の残容量によらずユーザの意志により任意に充電を開始する充電時においても電池寿命を計算でき、ユーザは常に充電毎の電池寿命を知ることができる。さらに、電池寿命を色の違いにより表示することにより、電池寿命を視覚的に把握することができる。
【００７３】
また、上記のような電池寿命を表示する充電制御装置を内蔵することにより、携帯端末装置において内蔵電池の交換を無駄なく且つタイミング良く行うことができる。
【００７４】
なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲において、具体的な構成、機能、作用、効果において、他の種々の形態によっても実施することができる。上記実施形態では、本発明の充電制御装置を携帯端末装置に搭載する例について説明したが、この携帯端末装置は携帯電話機やＰＤＡ（携帯情報端末）或いは通信機能を有する携帯型パーソナルコンピュータ等、内蔵された充電可能電池により動作する電子機器であればどのようなものにも適用可能であり、同様の効果を得ることができる。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、充電時の温度によらず、常に客観的で正確な電池寿命の判定を行うことが可能な充電制御装置及びこの充電制御装置を装備した携帯端末装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る充電制御装置の構成を示したブロック図
【図２】本実施形態に係る充電制御装置の充電動作を説明する波形図
【図３】第１実施形態に係る充電制御装置に設けられる充電時間データテーブルのデータ内容の例を示した図
【図４】本発明の第３実施形態に係る充電制御装置に設けられる充電時間データテーブルのデータ内容の例を示した図
【図５】本発明の第５実施形態に係る携帯端末装置の構成を示した模式図
【図６】従来の充電装置の構成例を示したブロック図
【符号の説明】
１００、５０７充電制御装置
１０１電池電圧及び充電電流制御回路部
１０２電池電圧測定回路部
１０３充電電流測定回路部
１０４電池周囲温度測定部
１０５データ格納部
１０６時計回路部
１０７充電時間記憶部
１０８演算処理部
１０９制御部
１１０、５０４表示部
１１１、５０５電池
１１２外部充電装置
１１３信号線
１１４ダイオード
１１５ＤＡ変換器
１１６モニタポイント
１１７、１２０、１２２ＡＤ変換器
１１８抵抗器
１１９モニタポイント
１２１温度センサ部
１２３測定結果格納テーブル
１２４充電時間データテーブル
５００携帯端末装置
５０１制御部
５０２記憶部
５０３入力部
５０６外部充電装置装着部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a charge control device for charging a rechargeable battery and a portable terminal device equipped with the charge control device, and more particularly to a battery life calculation method for calculating the life of a battery.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a charging device for a rechargeable battery has no function of notifying that the life of the battery has expired, and the determination of whether or not the life of the battery has ended depends on the empirical intuition of the user. Therefore, the user must always pay attention to the number of times the battery has been used and the tendency to shorten the discharge time when judging the battery life. there were.
[0003]
In order to solve the problem that the determination of the battery life varies depending on the individual, the time from the start to the end of the battery charge is observed, and the charge time is determined by a predetermined allowable minimum charge time (battery). There is a charging device that displays that the life of the battery has expired when the battery life falls below a reference for determining the life of the battery (for example, see Patent Document 1).
[0004]
FIG. 6 is a block diagram showing the configuration of the above-described conventional charging device. When the secondary battery 2 is connected to the charge control circuit 4, the potential of a is determined by the secondary battery 2 and drops sharply. The charge discriminating circuit 6 and the comparing circuit 6A sense this potential drop, thereby generating a start signal. The timer circuit 7 starts measuring the charging time, and the signal indicating that the charging discriminating circuit 6 is executing charging. Occurs. The charge discriminating circuit 6 senses that the battery voltage has reached the voltage level at the final stage of charging, generates an end signal, and the time counting circuit 7 measures the time from the start signal to the end signal. The timer time obtained by the timer circuit 7 is compared with a threshold (minimum allowable charging time) by a comparator circuit 8. If the timer time is smaller than the threshold, it is determined that the life of the charged battery has come to an end. Displayed by the battery life display circuit.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-5-168162 (page 2-3, FIG. 1)
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the charging time of the battery depends on the ambient temperature during charging. Specifically, when the battery ambient temperature during charging is high, the charging time is short, and when the battery ambient temperature is low, the charging time is long. FIG. 6 showing the configuration of the charging device disclosed in Patent Document 1 does not have a function of measuring the temperature, and does not consider that the charging time varies due to a temperature change during charging. The battery life is determined based only on the time standard. In this case, although the judgment of the battery life is objective, an error occurs in the judgment of the battery life depending on the temperature at the time of charging. There was a problem that display occurred.
[0007]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a charge control device and a charge control device that can always objectively and accurately determine the battery life regardless of the temperature at the time of charging. An object of the present invention is to provide a portable terminal device equipped with the device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A charge control device of the present invention is a charge control device that performs control for charging a battery, and includes a time measuring unit that measures a charging time from a start of charging of the battery to an end of charging, and from a start of charging to an end of charging of the battery. Temperature measuring means for measuring the battery ambient temperature, calculating means for calculating the degree of life of the battery based on the battery ambient temperature and the charging time, display means for displaying the calculated battery life information, It is characterized by having.
[0009]
In the above configuration, the life of the battery is calculated by utilizing the property that the charging time required for charging the battery having reached the end of its life to a certain capacity is shorter than the charging time of a new battery without deterioration. At this time, since an error occurs in the calculation of the battery life due to the battery ambient temperature, the charging time from the start of charging to the end of charging is measured, and the ambient temperature of the battery from the start of charging to the end of charging is measured. The battery life is calculated and displayed based on the obtained battery ambient temperature (actually, for example, the average temperature around the battery being charged is obtained and used) and the measured charging time. As a result, it is possible to accurately calculate the battery life without being affected by the change in the ambient temperature of the battery during charging.
[0010]
Further, the calculation means calculates a rate of aging of the battery life of the battery, and the display means displays the calculation result.
[0011]
In the above configuration, the difference between the charging time of the new battery and the charging time of the battery that has reached the end of its life, and the ratio of the difference between the charging time of the charged battery and the charging time of the new battery are determined. The ratio (same as the degree of cycle deterioration of the battery) is calculated. Thus, the aging of the battery life is displayed as a percentage, so that the user can quantitatively and accurately know how long the battery life is.
[0012]
Further, a data storage means for storing battery charge time data for each new temperature without deterioration due to a charge cycle and battery charge time data for each temperature at the time of deterioration determined to be the life of the battery, The calculating means calculates the degree of life of the battery based on the battery ambient temperature and the charging time and the battery charging time data stored in the data storage means.
[0013]
With the above-described configuration, the charging time of a new battery can be calculated based on battery charging time data for each new temperature without deterioration due to a charge cycle and battery charging time data for each temperature at the time of deterioration determined to be the life of the battery. The difference between the charging time of the battery that has reached the end of its life and the difference between the charging time of the charged battery and the charging time of the new battery are determined, and the ratio of these differences is determined. Thus, the battery life can always be obtained accurately regardless of the temperature at the time of charging.
[0014]
Further, the timing unit measures the charging time from the start of recharging to the end of recharging after the battery is once charged, and the calculating unit calculates the charging time based on the obtained charging time and the battery ambient temperature. It is characterized in that a rate of a change over time of the battery life of the battery is calculated.
[0015]
In the above configuration, the charging time from the start of recharging to the end of recharging after the charging is completed is measured, and the rate of aging of the battery life is calculated based on the obtained charging time and the battery ambient temperature measured during charging. calculate. As a result, the charging time from the start of charging to the end of charging can be accurately measured, and the user can grasp an accurate battery life.
[0016]
Further, the timing means measures a constant voltage charging time for charging the battery with a constant voltage, and uses the measured time as the charging time.
[0017]
In the above configuration, the constant voltage charging time required to charge the battery having reached the end of its life with a constant capacity is longer than the constant voltage charging time of a new battery without deterioration. And the ambient temperature at that time to calculate the battery life. Since the battery is charged at a constant voltage after a constant current charge, the charging time during the constant voltage charge period can be accurately measured regardless of when the remaining capacity of the battery is a constant current charge period. is there. Thereby, the battery life can be calculated even at the time of charging in which charging is started arbitrarily by the user irrespective of the remaining capacity of the battery, and the user can always know the battery life for each charge.
[0018]
Further, the display means displays the secular change of the battery life by a color change.
[0019]
In the above-described configuration, for example, a battery having a considerable remaining battery life is displayed in blue, a battery having a short battery life is displayed in yellow, and a battery having reached the battery life is displayed in red. Thus, the user can visually grasp the battery life.
[0020]
A portable terminal device according to the present invention is a portable terminal device that operates with a built-in battery, and includes a charge control device according to any one of the above, as a device that performs charge control when the built-in battery is charged by an external power supply. It is characterized by the following.
[0021]
In the above configuration, when the built-in battery is charged using the charge control device, the charge control device calculates and displays the battery life of the built-in battery. This allows the user to determine the time to replace the battery based on the battery life display, and to replace the built-in battery of the mobile terminal device without waste and with good timing.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the charge control device according to the first embodiment of the present invention.
[0023]
The charging control device 100 measures a battery voltage and a charging current control circuit unit 101 that controls a terminal voltage (hereinafter, referred to as a battery voltage) and a charging current of the battery 111 (secondary battery), and measures the battery voltage and converts it into a digital value. A battery voltage measuring circuit section 102 for measuring a charging current, a charging current measuring circuit section 103 for measuring a charging current, a battery ambient temperature measuring section 104 corresponding to a temperature measuring means for measuring a battery ambient temperature during charging, a battery voltage and charging A data storage unit 105 for storing control data for controlling the current control circuit unit 101, battery voltage data, charging current data, and battery ambient temperature data is provided. A clock circuit unit 106 corresponding to a clock unit for generating a pulse signal for clocking at a constant period; a charging time storage unit 107 corresponding to a data storage unit for storing a charging time for each temperature and a measurement result; An arithmetic processing unit 108 connected to the storage unit 107 and corresponding to a calculation unit that performs data arithmetic; Further, the battery voltage and charging current control circuit unit 101, the battery voltage measuring circuit unit 102, the charging current measuring circuit unit 103, the battery ambient temperature measuring unit 104, the data storage unit 105, the clock circuit unit 106, A control unit 109 is connected to the charging time storage unit 107 and the arithmetic processing unit 108 and controls a battery voltage and a charging current. A display unit 110 corresponding to a display unit for displaying the determination result of the battery life; a diode 114 for preventing a backflow of current; a DA converter 115 for converting data from the data storage unit 105 into an analog signal; And a resistor 118 for use.
[0024]
Here, the battery voltage measurement circuit unit 102 has an AD converter 117 that converts an analog voltage value into a digital voltage value, the charging current measurement circuit unit 103 has a resistor 118 and an AD converter 120, and a battery ambient temperature measurement unit. 104 has a temperature sensor unit 121 and an AD converter 122, and the charging time storage unit 107 has a measurement result storage table 123 and a charging time data table 124.
[0025]
Next, a simple mechanism of charge control using the charge control device 100 configured as described above will be described. The charging control device 100 is connected to a battery 111 and an external charging device 112 that supplies a required constant voltage and a constant current to the battery 111. When the charging control device 100 is connected to the external charging device 112, An interrupt to start charging is generated in the control unit 109 via the signal line 113. The charging is started by this interrupt, and the charging control device 100 controls the battery voltage and the charging current supplied to the battery 111. At this time, the diode 114 prevents the battery current from flowing back to the external charging device 112.
[0026]
The control of the battery voltage and the charging current supplied to the battery 111 is performed by turning on and off the switching element in the battery voltage and charging current control circuit unit 101 formed by a switch element including a transistor such as a power MOSFET. The gate terminal of the battery voltage and charging current control circuit unit 101 is connected to the data storage unit 105 via the DA converter 115. The control data stored in the data storage unit 105 is selected by the control unit 109, and the control data is converted into an analog value by the DA converter 115 and applied to the gate terminal of the battery voltage and charging current control circuit unit 101. Thus, the battery voltage and charging current control circuit unit 101 is turned on and off to adjust the battery voltage and charging current.
[0027]
The control of the battery voltage and the charging current is performed by the control unit 109 monitoring the battery voltage and the charging current. The monitoring of the charging voltage is performed by measuring the voltage at the monitor point 116, which is the anode of the battery 111. That is, the voltage at the monitor point 116 is input to the battery voltage measurement circuit unit 102, converted into a digital value by the AD converter 117 to obtain a measured value of the voltage value, and the measured value is stored in the data storage unit 105. The control unit 109 monitors the battery voltage by reading the measured voltage value of the monitor point 116.
[0028]
On the other hand, the charging current is monitored by measuring a voltage change across the resistor 118 having a very small specific resistance value. That is, the voltages at the monitor points 116 and 119 are converted into digital values by the AD converter 117 of the battery voltage measuring circuit unit 102 and the AD converter 120 of the charging current measuring circuit unit 103, respectively, to obtain measured values. The measured values are stored in the data storage unit 105. After that, the control unit 109 loads the two measured values stored in the data storage unit 105 into the arithmetic processing unit 108, subtracts the voltage value of the monitor point 116 from the voltage value of the monitor point 119, and calculates the difference value ( The charging current is calculated and monitored by dividing the potential difference between both ends of the resistor 118 by the resistance value of the resistor 118.
[0029]
Based on the battery voltage and the charging current obtained as described above, the control unit 109 performs charging control by constant-current charging and low-voltage charging as shown by the charging current waveform 204 and the battery voltage waveform 203 in FIG.
[0030]
Hereinafter, the operation of the charging control device 100 for charging the battery 111 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. The control unit 109 first measures the battery voltage from the charging start 200, and until the battery voltage reaches the constant voltage battery voltage value 201, the control unit 109 controls the charging current to be constant at the constant current charging current value 202. The battery voltage and charging current control circuit 101 is controlled.
[0031]
When such constant current charging is continued, the battery voltage gradually rises as indicated by the battery voltage waveform 203. Thereafter, when the battery voltage reaches the constant voltage battery voltage value 201, the control unit 109 controls the battery voltage and charging current control circuit unit 101 so that the battery voltage becomes the same as the constant voltage battery voltage value 201.
[0032]
When such constant voltage charging is continued, the charging current gradually decreases as indicated by the charging current waveform 204. Thereafter, the charging current reaches the charging end current value 205, and the charging ends 206.
[0033]
Also, during the charging operation of the charging current control device 100 described above, the charging time is measured by the control unit 109 counting pulses of a constant cycle output from the clock circuit unit 106 from the charging start 200. At the same time, the battery temperature and the charging current at the time of charging are measured, and at the same time, the temperature sensor 121 measures the battery ambient temperature at the time of charging. The battery ambient temperature data requests the control unit 109 to convert the temperature detection voltage level output from the temperature sensor unit 121 into a digital value by the AD converter 122, and the digital value output from the AD converter 122 Is stored in the data storage unit 105.
[0034]
The temperature data once stored in the data storage unit 105 is passed to the arithmetic processing unit 108 by the control unit 109. The temperature data measured for the first time after the start of charging is then stored in the measurement result storage table 123 of the charging time storage unit 107.
[0035]
Here, the following processing is performed on the temperature data after the second measurement. The previously measured temperature data is loaded from the measurement result storage table 123 of the charging time storage unit 107 into the arithmetic processing unit 108, and a calculation process is performed to obtain an average value with the currently measured temperature data (second and subsequent measured temperatures). You. The control unit 109 stores the average temperature data in the measurement result storage table 123 of the charging time storage unit 107.
[0036]
The above processing is repeated from the start to the end of charging. When judging the end of the charging, the control unit 109 ends the pulse counting from the clock circuit unit 106, sets the accumulated count from the start of the charging as the charging time, and stores it in the measurement result storage table 123 of the charging time storage unit 107. . As a result, at the end of charging, the measurement time storage table 123 of the charging time storage unit 107 stores the charging time and the average battery ambient temperature during charging.
[0037]
Next, data stored in the charging time data table 124 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the charging time data table 124 includes, as shown in FIG. 3, a battery charging time data 300 of a new battery having no cycle deterioration depending on temperature at the time of charging, and a battery having n-cycle deterioration determined to be the life of the battery. The charging time data 301 is stored. The battery charge time data is provided by the manufacturer for each battery. However, the user can actually measure the charge time and write the battery charge time data. In the charging time data table 124, together with the battery charging time data, a cycle deterioration charging differential time 302 obtained by subtracting the battery charging time data 301 for n cycle deterioration from the new battery charging time data 300 without cycle deterioration is stored. Is done.
[0038]
Next, a method for calculating the battery life due to deterioration of the charge / discharge cycle of the battery 111 will be described. The control unit 109 loads the charging time stored in the measurement result storage table 123 in the charging time storage unit 107 from the charging start 200 to the charging end 206 into the arithmetic processing unit 108. Subsequently, the control unit 109 searches the charging time data table 124 for a temperature closest to the average battery ambient temperature stored in the measurement result storage table 123, and stores new battery charging time data corresponding to the temperature without cycle deterioration. 300 and the cycle deterioration charge difference time 402 are loaded.
[0039]
Thereafter, the control unit 109 subtracts the new battery charge time data 300 with no cycle deterioration from the charge time for which the loading to the arithmetic processing unit 108 has been completed, to the arithmetic processing unit 108. Is divided by the cycle deterioration charge difference time 402, and the obtained value is controlled to be multiplied by 100 in order to obtain a percentage value. If the result is, for example, 80%, the aging of the life of the battery 111 has advanced by 80% with respect to the end of the life, and if this value is 100%, the life has been reached (the life has come). Will be.
[0040]
Using the percentage value obtained as described above as the battery life, the control unit 109 controls the display unit 110 to display the value of the battery life, and stores the value in the measurement result storage table 123 together with the display.
[0041]
As described above, in the first embodiment, the degree of the life of the battery 111 is calculated and displayed based on the length of the charging time in consideration of the ambient temperature of the battery 111 during charging. For this reason, it is possible to accurately calculate the battery life that is not affected by changes in the ambient temperature during charging, and to display the accurate life of the battery 111.
[0042]
Note that the charging time data table shown in FIG. 3 describes charging time data at every 10 ° C. However, charging is performed at every 1 ° C. or more precisely at every 0.1 ° C. or every 0.01 ° C. If the time data is extended, it is possible to calculate the battery life with higher accuracy.
[0043]
[Second embodiment]
Next, a charge control device according to a second embodiment of the present invention will be described. However, since the configuration and operation of the present embodiment are almost the same as those of the first embodiment, the same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and will be described below with reference to the drawings used in the first embodiment. .
[0044]
After the end of charging according to the first embodiment, if the external charging device 112 and the battery 111 remain attached to the charging control device 100, the capacity of the battery 111 decreases and eventually reaches a battery voltage value at which charging is determined to be necessary. Battery voltage drops. In the second embodiment, at this time, charging is resumed by the control unit 109, and at that time, counting of pulses of a fixed cycle output from the clock circuit unit 106 is started, and the charging time is measured.
[0045]
The operation of the second embodiment will be described in more detail. After the end of charging 206 shown in FIG. 2, the charging control device 100, the external charging device 112, and the battery 111 are left while the external charging device 112 is connected to the charging control device 100. The control unit 109 operates the AD converter 117 so as to periodically monitor the battery voltage, and stores the battery voltage data in the data storage unit 105. Due to such control and the spontaneous discharge of the battery 111, the battery capacity decreases and the battery voltage gradually decreases.
[0046]
Eventually, when the battery voltage reaches the charging start battery voltage value 207 at which it is determined that charging is necessary, the control unit 109 starts charging. Simultaneously with the start of charging, counting of a pulse having a constant cycle output from the clock circuit unit 106 is started, and measurement of the charging time is started. After that, the same charge control as that described in the first embodiment is performed, the battery life is calculated and displayed on the display unit 110.
[0047]
As described above, in the second embodiment, by measuring the charging time from the start of recharging to the end of recharging, it is possible to accurately measure the charging time from the start of charging to the end of charging. Battery life can be ascertained.
[0048]
[Third embodiment]
FIG. 4 is a diagram showing an example of data contents of a charging time data table incorporated in the charging control device according to the third embodiment of the present invention. However, since the configuration and operation of the third embodiment are almost the same as those of the first embodiment, the same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and will be described below with reference to the drawings used in the first embodiment. .
[0049]
The third embodiment focuses on the fact that the constant voltage charging time becomes longer with the cycle deterioration of the battery, and employs a method of measuring the constant voltage charging time to calculate the battery life. Therefore, as shown in FIG. 4, in the charging time data table 124, the constant voltage charging time data 400 at the time of a new product without cycle deterioration and the constant voltage charging time at the time of n cycle deterioration determined to be the life of the battery. Data 401 is added, and a cycle-degraded constant-voltage charge differential time 402 obtained by subtracting the constant-voltage charge time data 400 for a new product having no cycle deterioration from the constant-voltage charge time data 401 for n-cycle deterioration is also stored. It is.
[0050]
Next, the operation of the third embodiment will be described. When charging is arbitrarily started by the user's will regardless of the remaining capacity of the battery 111, the control unit 109 first performs constant current charging as shown in FIG. The constant current charging is continued, the battery voltage gradually increases, and eventually reaches the constant voltage battery voltage value 201. When detecting that the battery voltage has reached the constant voltage battery voltage value 201, the control unit 109 shifts the state of charge from constant current charging to constant voltage charging.
[0051]
At the same time, the control unit 109 starts counting pulses with a constant period output from the clock circuit unit 106, and starts measuring the constant voltage charging time. The charging current decreases while the constant voltage charging is continued, and eventually reaches the charging end current value 205. At this time, the control unit 109 detects the charge termination current value and terminates charging, stops counting pulses of a constant cycle output from the clock circuit unit 106, and terminates measurement of the constant voltage charging time. The constant voltage charging time thus obtained is stored in the measurement result storage table 123. At the same time, the battery ambient temperature during the entire charging period is measured by the same method as described in the first embodiment, and the obtained battery ambient average temperature is stored in the measurement result storage table 123.
[0052]
Next, the constant voltage charging time and the battery ambient average temperature at the time of charging, the new constant voltage charging time data 400 without cycle deterioration stored in the charging time data table 124, and the cycle deterioration constant voltage charging difference time 402 A method for calculating the battery life from the following will be described.
[0053]
The control unit 109 loads the constant voltage charging time stored in the measurement result storage table 123 into the arithmetic processing unit 108. Subsequently, the control unit 109 searches the charging time data table 124 for a temperature closest to the battery ambient average temperature stored in the measurement result storage table 123, and determines a constant-voltage charging time for a new product without cycle deterioration corresponding to the temperature. The data 400 and the cycle deterioration constant voltage charging difference time 402 are loaded into the arithmetic processing unit 108.
[0054]
Thereafter, the control unit 109 subtracts the new battery charge time data 400 with no cycle deterioration from the constant voltage charging time for which the loading into the arithmetic processing unit 108 has been completed, to the arithmetic processing unit 108. Control is performed such that the value is further subtracted from the deterioration constant voltage charging difference time 402. Then, this value is divided by the cycle deterioration constant voltage charging difference time 402, and the obtained value is controlled to be multiplied by 100 in order to obtain a percentage value.
[0055]
Using the percentage value obtained as described above as the battery life, the control unit 109 controls the display unit 110 to display the value of the battery life, and stores the value in the measurement result storage table 123 together with the display.
[0056]
However, when charging is started arbitrarily by the user's will, when the battery voltage has already reached the constant voltage battery voltage value 201 and constant current charging is not performed, and charging is started in the middle of constant voltage charging, Since the constant voltage charging time cannot be accurately measured, the battery life is not measured in such a charged state, and the constant voltage charging time is not measured.
[0057]
As described above, according to the third embodiment, the battery life can be accurately calculated and displayed on the display unit 110 even at the time of charging in which charging is arbitrarily started according to the user's will regardless of the remaining capacity of the battery 111. Yes, the user can always know the latest battery life for each charge.
[0058]
[Fourth embodiment]
Next, a configuration of a charge control device according to a fourth embodiment of the present invention will be described. However, since the configuration and operation of the fourth embodiment are almost the same as those of the first embodiment, the same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and will be described below with reference to the drawings used in the first embodiment. I do.
[0059]
In the fourth embodiment, for example, a liquid crystal display capable of color display is used as the display unit 110 (hereinafter, referred to as a color LCD). When expressing a color on a color LCD or the like, generally, the luminance of each color component of red (hereinafter, referred to as R), green (hereinafter, referred to as G), and blue (hereinafter, referred to as B) is adjusted. In the embodiment, the battery life is displayed in color by using the color expression by adjusting the luminance of R, G, and B.
[0060]
Next, the operation of the fourth embodiment will be described. Here, the color for a new battery with no cycle deterioration is B, and the color for a battery at n cycle deterioration determined to be battery life is R, and the color is continuously changed from B to R according to the battery life. Here is an example of the display.
[0061]
To the percentage value representing the battery life calculated in any one of the above-described first to third embodiments, the percentage value itself is assigned as the luminance of B, and the percentage representing the battery life is calculated from 100. The subtracted value is assigned as the luminance of R.
[0062]
Here, if the expression gradation of R, G, B of the color LCD used as the display unit 110 is n gradation, the value obtained by multiplying this n by the percentage value assigned to the previous B, R is the battery life. And B and R luminances corresponding to. The control unit 109 controls the display unit 110 to display a specific mark with B and R luminances as described above. As a result, a specific mark in a color corresponding to the battery life is displayed on the display unit 110.
[0063]
As described above, according to the fourth embodiment, since the color corresponding to the battery life is displayed on the display unit 110 capable of color display, the user can visually recognize the battery life.
[0064]
When displaying on the display unit 110, a mark indicating battery cycle deterioration can be expressed by blinking pictograms that change the display time, in addition to the method of expressing the mark by color. That is, in this case, a percentage value indicating the cycle deterioration of the battery 111 is assigned to the pictogram blink interval of the mark.
[0065]
For example, if the state of the battery 111 is a state in which there is no cycle deterioration similar to that of a new battery, for example, 90%, the lighting time of the mark is 90% and the light-off time is 10% with respect to a certain fixed time. This is because the control unit 109 controls the display unit 110 to display 90% of the output pulses of a fixed cycle output from the clock circuit unit 106, but not to display the output pulse at 10%. I do. With such control, the lighting time of the mark becomes shorter and the lighting time becomes longer as the deterioration of the battery 111 progresses. Thus, the user can visually grasp the degree of the cycle deterioration of the battery 111 based on the display time of the mark.
[0066]
Further, in the above example, the method of visually expressing the cycle deterioration of the battery 111 has been described, but the charge control device 100 according to the present invention can also express the cycle deterioration of the battery 111 audibly. An example is shown below.
[0067]
The percentage value indicating the cycle deterioration of the battery 111 obtained in the charge control device 100 according to any one of the first to third embodiments has reached a predetermined threshold value that is determined to be the life of the battery 111. In this case, the battery life is notified to the user by a warning sound corresponding to the life degree.
[0068]
For example, if the percentage value indicating the cycle deterioration of the battery 111 is 50%, a warning sound is issued once, if it is 30%, two times, if it is 10%, three times, and if it is 0%, the user emits the warning sound. The control is performed so as to sound until the charge control device 100 is operated so as to be turned off. It is assumed that this warning sound can be sounded at the end of charging or at a timing arbitrarily set by the user. By doing so, the user can audibly recognize the degree of cycle deterioration of the battery 111 by sounding the warning sound.
[0069]
[Fifth Embodiment]
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a configuration of a mobile terminal device according to a fifth embodiment of the present invention. The mobile terminal device 500 according to the fifth embodiment includes a control unit 501, a storage unit 502, an input unit 503, a display unit 504, a built-in battery 505, and an external charging device mounting unit 506 for mounting an external charging device (not shown). Have. Further, the mobile terminal device 500 is provided with a charge control device 507 in which the display unit 110 is removed from the configuration of the charge control device 100 according to any of the first to third embodiments. Information on the battery life obtained from the charge control device 507 is displayed on the display unit 504.
[0070]
In the fifth embodiment, an external charging device is mounted on the external charging device mounting portion 506, and a charging current is supplied by the external charging device to charge the internal battery 505. When charging is completed, a display indicating the life of the battery 505 is displayed on the display unit 504 by the charge control device 507, so that the user can replace the battery 505 at an appropriate timing.
[0071]
As described above, in the present embodiment, the charging time of the battery and the ambient temperature of the battery at that time are measured, and the life of the battery is calculated based on the obtained battery ambient temperature and the charging time. It is possible to accurately calculate the battery life independent of the change in the ambient temperature of the battery.
[0072]
Further, by calculating and displaying the rate of change over time of the battery life, the user can quantitatively and accurately know how long the battery life is. In addition, by measuring the constant voltage charging time and calculating the battery life based on the constant voltage charging time and the measured ambient temperature at that time, charging can be started arbitrarily by the user's will regardless of the remaining capacity of the battery. Even at times, the battery life can be calculated, and the user can always know the battery life for each charge. Further, the battery life can be visually grasped by displaying the battery life in different colors.
[0073]
In addition, by incorporating the charge control device for displaying the battery life as described above, the replacement of the built-in battery in the portable terminal device can be performed without waste and with good timing.
[0074]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be embodied in other various forms in specific configurations, functions, operations, and effects without departing from the gist thereof. In the above-described embodiment, an example in which the charging control device of the present invention is mounted on a portable terminal device has been described. The present invention can be applied to any electronic device that operates with the charged rechargeable battery, and similar effects can be obtained.
[0075]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a charge control device that can always objectively and accurately determine the battery life regardless of the temperature at the time of charging, and a portable terminal device equipped with the charge control device Can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a charge control device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a waveform diagram illustrating a charging operation of the charging control device according to the embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing an example of data contents of a charging time data table provided in the charging control device according to the first embodiment.
FIG. 4 is a diagram showing an example of data contents of a charging time data table provided in a charging control device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of a mobile terminal device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration example of a conventional charging device.
[Explanation of symbols]
100, 507 Charge control device
101 Battery voltage and charging current control circuit
102 Battery voltage measurement circuit
103 Charge current measurement circuit
104 Battery ambient temperature measurement unit
105 Data storage unit
106 Clock circuit
107 Charging time storage unit
108 arithmetic processing unit
109 control unit
110, 504 display unit
111,505 batteries
112 External charging device
113 signal line
114 diode
115 DA converter
116 monitor points
117, 120, 122 AD converter
118 resistor
119 monitor points
121 Temperature sensor
123 Measurement result storage table
124 charging time data table
500 Mobile terminal device
501 control unit
502 Storage unit
503 Input section
506 External charging device mounting part

Claims

A charge control device that performs control for charging a battery,
Time-measuring means for measuring the charging time from the start of charging of the battery to the end of charging,
Temperature measurement means for measuring the battery ambient temperature from the start of charging to the end of charging of the battery,
Calculating means for calculating a degree of life of the battery based on the battery ambient temperature and the charging time;
Display means for displaying the calculated battery life information,
A charge control device comprising:

The charging control device according to claim 1, wherein the calculating means calculates a rate of a change over time in the battery life of the battery, and the display means displays the calculation result.

A battery storage unit that stores battery charge time data for each new temperature without deterioration due to a charge cycle and battery charge time data for each temperature at the time of deterioration determined to be the life of the battery,
The method according to claim 1, wherein the calculation unit calculates a degree of life of the battery based on the battery ambient temperature, the charging time, and battery charging time data stored in the data storage unit. 4. The charge control device according to any one of the preceding claims.

The timing means measures the charging time from the start of recharging to the end of recharging after the battery is once charged.The calculating means calculates the charging time based on the obtained charging time and the battery ambient temperature. The charge control device according to any one of claims 1 to 3, wherein a rate of change over time of the battery life is calculated.

The charging control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the timer measures a constant voltage charging time for charging the battery with a constant voltage, and uses the measured time as the charging time.

The charging control device according to claim 2, wherein the display unit displays the aging of the battery life by a change in color.

A mobile terminal device operated by a built-in battery,
A mobile terminal device comprising the charge control device according to claim 1, wherein the charge control device performs charge control when charging the built-in battery with an external power supply.