JP2005216790A - 電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】 電池パックに残量管理を行う部品を持たずに残量管理を可能とし、コストの低減、小型化を可能とする。
【解決手段】 本体１との間で残量データを伝送して記録し管理する電池パック２において、本体１と複数の通信線で接続され本体１から読み書き可能な記録部品２２を備え、少なくとも本体１で計測（１２、１４）、算出（１３）された残量データが通信線を介して本体１から記録部品２２に読み書きされるようにし、電池パック２外部の本体１から残量データを読み書きし、電池パック２に残量管理を行う部品を持たずに残量管理を可能とし、コストの低減、小型化を可能とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、本体との間で残量データを伝送して記録し管理する電池パックに関する。

ノートパソコン、携帯電話、ビデオカメラ、デジタルカメラ等の電子機器を本体とする電源に用いられる電池パックには、通常、過充放電の保護や残量を管理するためのＣＰＵが内蔵され、本体（外部機器）と通信を行って情報の送受信を行っている（例えば、特許文献１、２参照）。

図２は残量管理が可能な従来の電池パックの概略構成を示す図である。従来の電池パック２には、電池素子２３と、必要な保護回路２１を内蔵すると共に、残量を管理するための構成として、電池の残量を算出し管理を行う電池パック制御用システム２５、残量算出を行うために必要な、電圧を測定する電圧測定素子２４、電流を測定する電流測定素子２６、電圧測定素子２４、電流測定素子２６より測定した値を電池電池パック制御用システム２５に伝達する信号線、残量データ等を記録する残量記録部品２２を有している。これらに対応して、本体１側には、本体負荷１１、電池パックを管理する本体側残量管理システム１５を有している。

上記構成において、電池パック２と本体１は、電源線と通信線で電気的に接続され、通信線を介して電池パック２の電池パック制御用システム２５と本体１の本体側残量管理システム１２との間で通信を行い、電池パック１が算出した残量データ等を本体１側に伝送している。
特開２００２−４２８９７号公報 特開２００２−１００４１４号公報

上記構成の電池パック２では、残量管理を行う電池パック制御用システム２５で残量の管理機能が完結しているため、電池パック２が取り出し可能なセットの場合に、電池パック２本体でも、残量を管理することができるが、電池パック２、本体１のそれぞれに同じような機能を持ったシステムが２つ存在することになり、電池パック２自体が非常に高価なものになっていた。

また、残量管理の仕組みを持たない電池パックの場合には、本体側で電池パックの電圧を測定して残量管理を行うことになる。このような場合、残量と電池パックの電圧値が比例関係にあるのならば、比較的精度の高い残量管理が可能であるが、比例関係にない電池パックの場合には本体側の管理情報が目安程度にしかならない。そのためある精度を要求されるセットの場合には、使用できない場合もあった。

本発明は、上記課題を解決するものであって、電池パックに残量管理を行う部品を持たずに残量管理を可能とし、コストの低減、小型化を可能とするものである。

そのために本発明は、本体との間で残量データを伝送して記録し管理する電池パックにおいて、本体と複数の通信線で接続され本体から読み書き可能な記録部品を備え、少なくとも前記本体で計測、算出された残量データが前記通信線を介して前記本体から前記記録部品に読み書きされることを特徴とする。

前記記録部品は、前記残量データと共に付加データとして電池パックに関する管理情報を記録し、前記管理情報として、電池パックの充放電回数、ＩＤ、ロット、もしくはシリアルナンバーの少なくともいずれかを含み、動作するために必要な電源が前記本体側から電源線を通して供給されることを特徴とする。

前記残量データは、充放電に基づく増減により変化するたびに前記本体より交信され、少なくとも３つのアドレスに書き込まれることを特徴とする。

前記記録部品は、残量表示部を有し、前記残量表示部は、残量データを保持するラッチ手段とＬＥＤ表示手段を有し、表示スイッチもしくは前記本体からの信号により前記ＬＥＤ表示手段を点灯させることを特徴とする。

本発明によれば、本体との間で残量データを伝送して記録し管理する電池パックにおいて、本体と複数の通信線で接続され本体から読み書き可能な記録部品を備え、少なくとも前記本体で計測、算出された残量データが前記通信線を介して前記本体から前記記録部品に読み書きされるようにしたので、電池パック外部の本体から残量データを読み書きし、電池パックに残量管理を行う部品を持たずに残量管理が可能となり、コストの低減、小型化が可能となる。

前記記録部品は、前記残量データと共に付加データとして電池パックに関する管理情報を記録し、前記管理情報として、電池パックの充放電回数、ＩＤ、ロット、もしくはシリアルナンバーの少なくともいずれかを含み、動作するために必要な電源が前記本体側から電源線を通して供給されるようにすることにより、電池パック内の回路を必要最小限に抑えて、安価でさらに小型化した電池パックを提供できる。

前記残量データは、充放電に基づく増減により変化するたびに前記本体より交信され、少なくとも３つのアドレスに書き込まれるので、常に最新の残量データを保持し、書き込みデータがエラーが発生しても修復可能とすることができ、高い精度で残量データを保持することができる。

前記記録部品は、残量表示部を有し、前記残量表示部は、残量データを保持するラッチ手段とＬＥＤ表示手段を有し、表示スイッチもしくは前記本体からの信号により前記ＬＥＤ表示手段を点灯させるので、簡単な構成で必要なタイミングで残量を表示することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る電池パックの実施の形態を示す図である。１は本体、２は電池パック、１１は本体負荷、１２は電圧測定素子、１３は電池パック管理用システム、１４は電流測定素子、２１は保護回路、２２は残量記録部品、２３は電池素子を示す。

図１において、電池パック２は、電池素子２３と、適宜必要な過充電、過放電、過電流、過熱などの保護を行う保護回路２１、電池素子２３の残量データ等を記録する残量記録部品２２を有している。これに対し、電池パック２を電源として放電され或いは電池パック２を充電する本体１は、本体セットである本体負荷１１、残量を算出するために必要な電圧を測定する電圧測定素子１２、電流を測定する電流測定素子１４、測定された電圧、電流に基づき電池の残量を算出し管理を行う電池パック管理用システム１３を有している。本体１に充電機能が付属されている場合、もしくは充電器の場合、本体負荷１１は充電電源と置き換えられ、電池パック２を充電する。

電池パック２と本体１との間は、電源の（＋）と共通のグランドＧＮＤ（−）からなる給電線、残量記録部品電源線（＋）、残量記録部品通信線１、２からなる通信線により接続されている。電池パック２の残量記録部品２２は、本体１の電池パック管理用システム１３から、残量記録部品電源線（＋）の通信線を通して動作するために必要な電源が供給され、残量記録部品通信線１、２からなる通信線を通して算出された残量データが書き込まれ、もしくは読み込まれる。また、残量記録部品通信線１、２は、残量記録部品２２と電池パック管理用システム１３との間で直接接続され、外部からのノイズ、静電気等の対策部品が接続される。このように電池パック２の内部では、残量記録部品２２を回路的に接続せず、外部で接続できるように動作に必要な端子を出し、本体（負荷となる機器、充電器）１より書き替え可能なメモリへの電源供給、データの読み出し、書き込みを行う。

本体１のセットに電池パック２が装着された場合、装着されたセット、つまり本体１の電池パック管理用システム１３は、電池パック２の残量記録部品２２に記録されている残量データを読み出す。そして、電池パック２から本体１に放電される場合には、本体１の電池パック管理用システム１３で放電量を残量から逐次減算し、本体１から電池パック２に充電される場合には、本体１の電池パック管理用システム１３で充電量を加算する。

電池パック管理用システム１３は、残量記録部品２２から読み出した残量データの値を充放電に基づき増減させ、増減により残量データの値が変化するたびに、残量記録部品２２に新たな値を書き込み残量データを更新する。このことにより、充放電の途中で電池パック２が取り外されてもその残量記録部品２２に記録された残量データの値が不定になることはない。

さらに、残量記録部品２２に記録された残量データの値を高い信頼度で提供するには、電池パック管理用システム１３から残量データを書き込むタイミングで電池パック２が取り外されるのを防ぐこと、書き込みエラーが発生しても復元可能にすることが必要である。そこで、電池パック２の残量記録部品２２では、データ書き込み中の表示を行い、また、３つのアドレスを設定して同じデータを書き込むようにしている。

このことにより、データ書き込み中の電池パック２の取り外しを防ぎ、１つのデータに書き込みエラーが発生しても、例えば３つのアドレスの残量データの多数決により復元可能にしている。さらに、着脱のスイッチにロックをかける等の機構を設けるようにしてもよい。

上記のように本実施形態によれば、従来、電池パックの中に取り込まれていた、残量管理システムを本体側のシステムに取り込むので、電池パックのコストを低減し安価にすることができる。しかも、単に残量データを一方の電池パック管理用システムから伝送して記録しただけでは、電池パックと本体が切り離されてしまった場合に、その残量データを電池パックは記録できないため、残量記録部品のみを電池パックに残し、残量記録部品に残量データを記録できるようにしている。

残量記録部品を書き替え可能なメモリ、例えばＥＥＰＲＯＭとすると、１ｋワード程度の記憶容量があるものでも、ノイズ、静電気対策部品を合わせて、極めて安いコストで実現できる。残量記録部品の記憶容量によっては、残量データのみを保存するだけではなく、電池パックの充放電回数を記録することにより、残量管理の精度を上げることも可能であり、電池パックのＩＤ、ロット、シリアルナンバー、時間データ等の付加情報を記録することも可能である。例えば１００％表示で１％刻みの残量を表現する場合には、０２から１００までを表現できればよいが、１バイトあれば０から２５６まで表現でき、残量記録部品として１ｋワードという記憶容量は大きすぎるぐらいである。

通常、電池パック内に使用されるシステムに比べ、セットの本体は、遥かに高度であり、システム動作にも余裕があり、充電器においても、電池パックの温度、充電電圧、電流、充電時間の管理を行っているので、本体、充電器において充電量を算出できるようにすることは容易である。因みに、残量計を備えることが電池パックに求められるセットは、ノートパソコン、携帯電話、ビデオカメラ、デジタルカメラ等であるが、これらは、非常に高度なシステムを持っている。そのため、本実施形態のように、残量管理を行う部品を持たない電池パックとして、残量データ、さらにはその付加データとして、電池パックの充放電回数、ＩＤ、ロット、シリアルナンバー、時間（充電時間や使用時間）データなどの電池パックに関する管理情報を記録する記録部品を内蔵させるだけで、そのシステムを本体のセット側に取り込むことにより、セット側に発生するコストアップは、むしろ電池パックのコストダウンよりも小さくてすむ。また、複数の電池パックを１つの本体で使用する場合、並列接続が可能な本体や予備バッテリとして、さらにセット全体でのコストを低減することができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記実施の形態では、本体側で充電の残量を算出して電池パック側の残量記録部品に読み書きを行うようにしたが、電池パックにおいて、ＬＥＤ（発光ダイオード）やＬＣＤ（液晶表示装置）等の残量表示が必要な場合には、ラッチＩＣを使い、残量記録部品と同様に電池パックと本体の両方に残量表示の状態を出力する信号線を設け、残量表示の状態をラッチＩＣにより記憶させるようにしてもよい。表示スイッチもしくは本体、充電器からの信号によりラッチＩＣの状態でＬＥＤを点灯させることも可能となる。

本発明に係る電池パックの実施の形態を示す図である。 残量管理が可能な従来の電池パックの概略構成を示す図である。

符号の説明

１…本体、２…電池パック、１１…本体負荷、１２…電圧測定素子、１３…電池パック管理用システム、１４…電流測定素子、２１…保護回路、２２…残量記録部品、２３…電池素子

Claims (8)

1. 本体との間で残量データを伝送して記録し管理する電池パックにおいて、本体と複数の通信線で接続され本体から読み書き可能な記録部品を備え、少なくとも前記本体で計測、算出された残量データが前記通信線を介して前記本体から前記記録部品に読み書きされるようにしたことを特徴とする電池パック。
2. 前記記録部品は、前記残量データと共に付加データとして電池パックに関する管理情報を記録することを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
3. 前記管理情報として、電池パックの充放電回数、ＩＤ、ロット、もしくはシリアルナンバーの少なくともいずれかを含むことを特徴とする請求項２に記載の電池パック。
4. 前記残量データは、充放電に基づく増減により変化するたびに前記本体より交信されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電池パック。
5. 少なくとも３つのアドレスに書き込まれることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電池パック。
6. 前記記録部品は、動作するために必要な電源が前記本体側から電源線を通して供給されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の電池パック。
7. 前記記録部品は、残量表示部を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の電池パック。
8. 前記残量表示部は、残量データを保持するラッチ手段とＬＥＤ表示手段を有し、表示スイッチもしくは前記本体からの信号により前記ＬＥＤ表示手段を点灯させることを特徴とする請求項７に記載の電池パック。

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