JP2009186235A - モバイル機器及び電池情報表示方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電池セルに関する電池情報の管理を容易に行え、且つ、その電池情報をユーザに的確に報知できるモバイル機器及び電池情報表示方法を提供する。
【解決手段】検出素子２が電池セル１の電流や電圧などの通電量を測定し、その通電量に基づいて、電池情報収集回路５が電池情報を求める。電池情報収集回路５が求めた電池情報は、電池パック９のメモリ６に記憶される。その結果、電池パック９側で電池情報の管理が行われるようになり、機器本体２０側での電池パック９の管理負担は軽減される。さらに、機器本体２０の出力手段１５は、電池パック９のメモリ６に記憶されている電池情報を読み出して表示し、電池情報をユーザに報知する。その結果として、電池パック９に搭載された電池セル１に関する電池情報の管理を容易に行え、且つ、その電池情報をユーザに的確に報知できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、携帯電話などのモバイル機器及び電池パックに搭載された電池セルに関する電池情報を表示する電池情報表示方法に関する。

携帯電話やＰＤＡ端末などの持ち運びながら使用するモバイル機器には、例えば、リチウムイオン電池などの充電可能な電池セルが搭載された電池パックが内蔵されている。モバイル機器に内蔵される電池パックは、小型化の要求が強く、電池セル（単電池が１つないし２つ）及び異常状態を防ぐ電池保護制御回路のみをパック化したものが一般的であった（特許文献１参照）。
特開２０００−１２１０４号公報

しかしながら、従来のモバイル機器では、電池パック単独では、保護動作以上の複雑な電池の管理に関する動作は実行できず、電池パックの管理を行おうとすると、モバイル機器本体に実装される制御回路などの処理負担は増大する。特に、個々の電池パックに対応して電池セルの充電量や劣化度などを精度良く検出してユーザに報知することは非常に困難であった。

そこで、本発明は、電池パックに搭載された電池セルに関する電池情報の管理を容易に行え、且つ、その電池情報をユーザに的確に報知できるモバイル機器及び電池情報表示方法を提供することを目的とする。

本発明は、充電可能な電池セルを搭載した電池パックと、電池パックが着脱自在に装着される機器本体と、を備えるモバイル機器において、電池パックは、電池セルの充電時や放電時の通電量を検出する通電量検出手段と、通電量検出手段で検出された通電量に基づいて、電池セルの充電量及び電池セルの劣化度の少なくとも一方を含む電池情報を求める電池情報取得手段と、電池情報取得手段で求められた電池情報を記憶する電池情報記憶手段と、を有し、機器本体は、電池情報記憶手段に記憶された電池情報を読み出して表示する出力手段を有することを特徴とする。

このモバイル機器では、通電量検出手段が電池セルの通電量を検出し、その通電量に基づいて、電池情報取得手段が電池セルの充電量及び電池セルの劣化度の少なくとも一方を含む電池情報を求める。電池情報取得手段が求めた電池情報は、電池パックの電池情報記憶手段に記憶される。その結果、電池パック側で電池情報の管理が行われるようになり、機器本体側での電池パックの管理負担は軽減される。さらに、機器本体の出力手段は、電池パックの電池情報記憶手段に記憶されている電池情報を読み出して表示し、電池情報をユーザに報知する。電池情報が充電量の場合には、モバイル機器の残り使用可能時間などの情報をユーザに報知でき、電池情報が劣化度の場合には、電池パックの交換の要否などの情報をユーザに報知できるようになる。その結果として、電池パックに搭載された電池セルに関する電池情報の管理を容易に行え、且つ、その電池情報をユーザに的確に報知できる。

さらに、電池情報記憶手段は、電池パックの製造履歴情報を更に記憶し、出力手段は、電池情報記憶手段に記憶された電池パックの製造履歴情報を読み出して表示すると好適である。従来のモバイル機器では、電池パックの表面に印字された製造の年月などで電池パックの製造履歴を管理していた。そのため、電池パック表面の極めて狭い範囲に製造履歴情報を印字する必要があり、情報量の制限を受け易いものだった。そのため、電池パックに問題があっても、電池パックの製造に関する情報は印字された年月のみであり、回収（リコール）の要否を判断する上で、例えば、同じ月に製造された同種の電池パックが全て回収対象になるなどの状況が生じ、大量の回収が発生することになる虞があった。一方で、上記構成では、電池パックの電池情報記憶手段に製造履歴情報が記憶されているため、電池パックで多量の製造履歴情報を管理し易くなり、その電池パックに問題があっても、製造履歴情報から回収の要否などを判断でき、電池パックを回収する際の適切な対応が可能になる。

電池情報記憶手段は、電池セルの満充電量として規定されている規定電池容量を更に記憶し、電池情報取得手段は、通電量に基づいて充電完了時の電池セルの実電池容量を求めると共に、実電池容量と規定電池容量とに基づいて劣化度を求めると好適である。従来のモバイル機器では、電池セルの劣化状態を事前にユーザに報知することはできず、ユーザは、モバイル機器の使用時間が短くなることや突然使用できなくなって初めて電池セルの劣化を把握していた。上記構成では、劣化度が出力手段によって出力されるので、ユーザは、モバイル機器が使用できなくなるような不測の事態が起きる前に適宜に電池セルの劣化度を把握できる。さらに、電池情報取得手段は、新品時（初期）の規定電池容量と実際に充電が完了した時点での実電池容量とに基づいて劣化度を求めるので、電池セルの劣化度を直接的に精度良く求めることができ、その劣化度を的確にユーザに報知できるようになる。

さらに、機器本体は、電池セルの充電及び放電の少なくとも一方である通電を制御する電池セル制御手段と、電池情報記憶手段に記憶されている電池情報に基づいて異常の有無を判定する異常判定手段と、を有し、電池セル制御手段は、異常判定手段によって異常有りと判定された場合には、電池セルの通電を制限すると好適である。電池情報に基づいて異常有りと判定された場合には、電池セルの通電が制限されるため、電池セルの不適切な充電及び放電が回避される。

さらに、電池情報記憶手段は、自他識別のための識別情報を更に記憶し、機器本体は、電池情報記憶手段に記憶されている識別情報を読み出して、電池パックの正当性を判定する認証手段を更に有し、異常判定手段は、認証手段によって電池パックが不当であると判定された場合には、異常有りと判定すると好適である。従来のモバイル機器では、形状や配線・端子が同じ電池パックが装着された場合には、まがい物（純正品ではない電池）であるとの判定は困難であり、通常通り動作してしまう可能性がある。その結果、品質の悪いまがい物の電池パックが使われた場合、安全性や品質などに大きな問題を生ずる虞がある。しかしながら、上記構成では、機器本体の認証手段が、電池パックの電池情報記憶手段に記憶された識別情報を読み出して電池パックの正当性を判断するので、品質の悪いまがい物の電池パックが使われて動作してしまうことを抑制できる。

さらに、電池パックは、電池セルの温度を検出する温度検出手段を更に備え、電池セル制御手段は、温度検出手段で検出された電池セルの温度に基づいて電池セルの通電を制御すると好適である。電池セルの温度変化に起因して電池セルの内部抵抗などは変化するため、電池セルの温度に基づいて電池セルの通電を制御することで、精度の高い通電制御を実現できる。

さらに、電池パックと機器本体とは、正極端子、負極端子及び電池情報を入力するための情報端子を介して接続され、温度検出手段で検出された電池セルの温度は、情報端子を介して電池セル制御手段に入力されるようにしてもよい。電池情報を入力するための情報端子を介して電池セルの温度を電池セル制御手段に入力できるため、端子数を減らすことができる。

さらに、電池パックと機器本体とは、正極端子、負極端子、電池情報を入力するための情報端子及び温度検出手段で検出された温度を電池セル制御手段に入力するための温度端子を介して接続されているとしてもよい。温度端子を介して温度検出手段で検出された温度を直接に電池セル制御手段に入力できる。

また、本発明は、モバイル機器の出力手段を備えた機器本体に着脱自在に装着されると共に、充電可能な電池セルを搭載した電池パックにおいて、電池セルの充電時や放電時の通電量を検出する通電量検出手段と、通電量検出手段で検出された通電量に基づいて、電池セルの充電量及び電池セルの劣化度の少なくとも一方を含む電池情報を取得する電池情報取得手段と、電池情報取得手段で取得され、且つ機器本体の出力手段に読み出されて表示される電池情報を記憶する電池情報記憶手段と、を備えることを特徴とする。

本発明では、電池セルに関する電池情報の管理を容易に行え、且つ、その電池情報をユーザに的確に報知できる。

また、本発明は、充電可能な電池セルを搭載した電池パックと、電池パックが着脱自在に装着される機器本体と、を備えるモバイル機器において、電池セルに関する電池情報を機器本体の出力手段に表示させる電池情報表示方法であって、電池セルの充電時や放電時の通電量を検出する通電量検出ステップと、検出手段で検出された通電量に基づいて、電池セルの充電量及び電池セルの劣化度の少なくとも一方を含む電池情報を取得する電池情報取得ステップと、電池情報取得ステップで取得された電池情報を記憶する電池情報記憶手段に記憶させる電池情報記憶ステップと、電池情報記憶手段に記憶された電池情報を出力手段に表示させる電池情報表示ステップと、を備えることを特徴とする。

本発明では、電池パックに搭載された電池セルに関する電池情報の管理を容易に行え、且つ、その電池情報をユーザに的確に報知できる。

本発明によれば、電池パックに搭載された電池セルに関する電池情報の管理を容易に行え、且つ、その電池情報をユーザに的確に報知できる。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る好適な実施形態について説明する。

図１は、本実施形態に係る電池パック及びモバイル機器の機能的構成を示す図である。モバイル機器１３は、携帯電話やＰＨＳなどの移動端末装置であり、通信に伴う主制御を実行する機器本体２０と、機器本体２０に着脱自在に装着される高機能電池パック９（以下、「電池パック９」という）とを備えている。

電池パック９は、電池セル１、検出素子（通電量検出手段）２、制限素子４、電池情報収集回路（電池情報取得手段）５、電池保護制御回路７、メモリ（電池情報記憶手段）６および温度素子（温度検出手段）３を内蔵してパック化している。さらに、電池パック９は、電池セル１の正電極（＋V）出力端子８１及び負電極（−GND）出力端子８２、温度素子３からの出力端子であるＴ端子８３、電池情報収集回路５の信号線であるＤ端子８４の４つの電池パック端子を持っている。

電池セル１は、リチウムイオン電池やニッケル水素電池などの充電可能な二次電池である。検出素子２は、電池セル１の充電時や放電時の電流や電圧（以下、電流と電圧の総称として「通電量」という）を検出する。温度素子３は、電池セル１の温度を測定する。制限素子４は、電池セル１の充電時や放電時の電流の流れ（通電）を制限するＦＥＴなどのスイッチである。電池保護制御回路７は、電池情報収集回路５からの通電量に関する情報を受け取り、異常な通電量が発生した場合や、温度素子３で検出された温度が所定の高温値を超えている場合には、制限素子４を使って充電や放電が出来ないように通電を制限する制御を行う。

電池情報収集回路５は、検出素子２からの通電量の情報を受け付けてデータ処理を行い、データ処理の結果をメモリ６に記憶させる。具体的には、電池情報収集回路５は、通電量に基づいて電池セル１の充電量や充電率を求め、それらの値をメモリ６に記憶させる。また、電池情報収集回路５は、充電完了時の電池セル１の充電容量、すなわち、実電池容量をＣ_０求める。さらに、電池情報収集回路５は、電池セル１の初期の満充電量、すなわち規定電池容量をメモリ６から読み出し、実電池容量と対比することで劣化度を求め、その劣化度をメモリ６に記憶させる。

メモリ６は、事前に設定された電池セル１の製造履歴データ（製造履歴情報）や自他識別のための識別ＩＤ（識別情報）などの個体情報または電池情報収集回路５がデータ処理した結果に関する電池情報を記憶する。図１０、図１１及び図１２は、メモリ６に記憶されるデータを例示する図であり、図１０は、製造履歴データの一例を示し、図１１は、ユーザの使用データに係る電池情報を示すデータの一例を示し、図１２は電池異常データに係る電池情報の一例を示している。製造履歴データとしては、規定電池容量Ｃ_０（ｍＡｈまたはＷｈ）、電池セルの形式名、電池パック名称、電池セルや電池パックの製造メーカ名や製造日などのデータが含まれる。また、ユーザの使用データに係る電池情報には、電池セル１の充電量に係るデータ（例えば、現在の状態での満充電容量、初期の満充電に充電率）が含まれる。また、電池異常データに係る電池情報には、劣化判定データ（劣化度）や高温回数、マイクロショートの有無に関するデータが含まれる。

機器本体２０は、機器本体端子２１，２２，２３，２４を介して電池パック端子に接続された電池制御回路１０、電池制御回路１０からの情報により各種信号処理を行う端末本体制御回路１１、および端末本体制御回路１１が電池制御回路１０を介して電池パック９から読み出したデータの処理結果に基づく画像を表示する液晶モニタなどの表示部１２を備えている。

端末本体制御回路１１は、電池制御回路１０を介して電池パック９のメモリ６に記憶されているデータを読み出し、表示部１２に表示させる。表示部１２は、端末本体制御回路１１による出力制御を受けて、所定のメッセージ画像を表示する。端末本体制御回路１１と表示部１２は、出力手段１５を構成する。

電池制御回路（電池セル制御手段、異常判定手段、認証手段）１０は、Ｄ端子８４を介して電池情報収集回路５にデータ要求を行う。例えば、電池制御回路１０は、電池情報に関するデータ要求を行い、電池情報収集回路５から受け付けたデータを端末本体制御回路１１に入力する。

また、電池制御回路１０は、電池パック９の識別ＩＤに関するデータ要求を行う。電池制御回路１０は、電池情報収集回路５から受け付けた識別ＩＤに基づいて純正品かまがい物かの判定のための認証処理を行う。電池制御回路１０は、認証処理の結果、不当（まがい物）な電池パック９であると判定する場合には、不当であることを示すデータを端末本体制御回路１１に入力し、端末本体制御回路１１は不当であることを示す警告情報「電池交換要求」を表示部１２に表示させる。さらに、電池制御回路１０は、電池パック９の電池情報収集回路５を介して電池保護制御回路７に指示し、電池セル１の充放電に係る通電を停止させるようにする制限する通電制御を実行する。

また、電池制御回路１０は、電池パック９の製造履歴データ（製造日時などのトレーサビリティデータ）に関するデータ要求を行う。電池制御回路１０は、電池情報収集回路５から受け付けた製造履歴データを端末本体制御回路１１に入力し、端末本体制御回路１１は電池パック９の製造履歴を示す文字情報（製造年月日、製造工場など）を表示部１２に表示させる。

また、電池制御回路１０は、電池パック９の異常履歴データに関するデータ要求を行う。電池制御回路１０は、電池情報収集回路５から受け付けた異常履歴データに基づいて、例えば、マイクロショートの履歴がある場合には、マイクロショートに係るデータを端末本体制御回路１１に入力し、端末本体制御回路１１は警告情報「電池交換要求」を表示部１２に表示させる。さらに、電池情報収集回路５は、電池パック９の電池情報収集回路５を介して電池保護制御回路７に指示し、電池セル１の充放電に係る通電を停止させるように制限する通電制御を実行する。

また、電池制御回路１０は、電池パック９の劣化度に関するデータ要求を行う。電池制御回路１０は、電池情報収集回路５から受け付けた劣化度が所定の取り替え閾値（例えば、５０％以下）と判定する場合には、過劣化に係るデータを端末本体制御回路１１に入力し、端末本体制御回路１１は警告情報「電池交換要求」を表示部１２に表示させる。さらに、電池情報収集回路５は、電池パック９の電池情報収集回路５を介して電池保護制御回路７に指示し、電池セル１の充放電に係る通電を停止させるように制限する通電制御を実行する。

図２は、モバイル機器１３の機器本体２０のハードウェア構成を示す図である。図２に示されるように、機器本体２０は、物理的には、ＣＰＵ３０１、ＲＡＭ３０２、ＲＯＭ３０３、入力デバイス３０４、出力デバイス３０５、データ送受信デバイスである通信モジュール３０６、補助記憶装置３０７、電池パック９を装着するための電池装着部３０８などを備えている。機器本体２０の各機能は、ＣＰＵ３０１、ＲＡＭ３０２等のハードウェア上に所定のソフトウェアを読み込ませることにより、ＣＰＵ３０１の制御のもとで、通信モジュール３０６、入力デバイス３０４及び出力デバイス３０５を動作させるとともにＲＡＭ３０２におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。なお、電池パック９にも、電池セル１の他にＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＡＭなどが実装された制御基板が搭載されており、電池情報収集回路５や電池保護制御回路７の機能を実現する。

本実施形態に係る電池パック９は、＋V出力端子８１、−GND出力端子８２、Ｔ端子８３及びＤ端子８４の４つの電池パック端子を持っており、機器本体２０の電池制御回路１０は、機器本体端子２１，２２，２３，２４を介して電池パック端子に接続されている。温度素子３で検出された電池セル１の温度は、Ｔ端子８３を介して直接に電池制御回路１０に入力される。電池セル１の温度変化に起因して電池セル１の内部抵抗などは変化するため、電池制御回路１０は、電池セル１の温度に基づいて電池セル１の通電を制御することで、精度の高い通電制御を実現できる。

（電池情報表示方法）
次に、上記のモバイル機器１３において実行される電池情報表示方法について説明する。最初に、電池情報表示方法における電池認証処理について説明する。図３は、電池制御回路１０において実行される電池認証処理の動作手順を示すフローチャートであり、図４は、電池認証処理に伴う動作シーケンスをデータの流れを中心に示すシーケンスチャートである。

機器電源がＯＮにされると（ステップＳ１）、電池制御回路１０は、電池パック９の識別ＩＤを読み出す（ステップＳ２）。ここで、電池制御回路１０から“識別ＩＤデータ要求”のコマンドが電池パック９の電池情報収集回路５に発信される。同コマンドを受信した電池情報収集回路５は、問い合わせのあった“識別ＩＤデータ要求”に応じてメモリ６に記憶されている識別ＩＤを確認し、その識別ＩＤを読み出す。次に、電池情報収集回路５は、メモリ６から読み出した識別ＩＤを要求元の電池制御回路１０に出力する。

電池情報収集回路５から識別ＩＤを受け付けた電池制御回路１０は、この識別ＩＤを、メモリ（図示せず）に予め登録されていた純正品ＩＤと比較し、正規電池パック（純正品の電池パック）であるか否か、すなわち電池パック９の正当性の判定をする（ステップＳ３）。電池パック９が正規電池パックである場合には、電池制御回路１０は、そのまま認証処理を終了する。一方で、電池制御回路１０は、電池パック９が不当、すなわち正規電池パックでないと判定した場合は、警告情報「電池交換要求」を表示部１２に表示させるとともに（ステップＳ４）、電池パック９を追加充電できなくさせるために、電池保護制御回路７に指示し、通電を制限する。以上の動作により、まがい物電池パック（非純正品の電池パック）が使われた場合には、警告情報を報知するとともに、追加充電が出来ない状態を実現する。

次に、電池情報表示方法における電池製造履歴表示処理について説明する。図５は、電池制御回路１０において実行される電池製造履歴表示処理の動作手順を示すフローチャートであり、図６は、電池製造履歴表示処理に伴う動作シーケンスをデータの流れを中心に示すシーケンスチャートである。

電池制御回路１０は、ユーザによる製造履歴表示操作を受け付けると（ステップＳ１１）、製造履歴情報の読み出しを行う（ステップＳ１２）。ここで、電池制御回路１０から“製造履歴データ要求”のコマンドが電池パック９の電池情報収集回路５に発信される。同コマンドを受信した電池情報収集回路５は、問い合わせのあった“製造履歴データ要求”に応じてメモリ６に確認し、製造履歴データを読み出す。電池情報収集回路５はメモリ６から読み出した製造履歴データを要求元の電池制御回路１０に出力する動作を行う。

電池制御回路１０は、入力された製造履歴データを端末本体制御回路１１に入力し、表示部１２にて同データを表示する。ユーザは、万が一電池パック９の製造不具合が発生した場合に、不具合対象を特定するための製造履歴に関する基礎データと本データ（製造履歴データ）を照合することにより、この電池パック９が不具合対象内か対象外かを判断可能である。なお、製造履歴データとしては、製造した製造メーカ、製造年月日時、製造した工場、製造国、製造した製造ラインなどをデータ化して、あらかじめ電池パック９の出荷時にメモリ６に書き込んでおく。

次に、電池情報表示方法における充電量表示処理について説明する。図７は、充電量表示処理に伴う動作シーケンスをデータの流れを中心に示すシーケンスチャートである。検出素子２では、電池セル１の通電量、すなわち電圧および電流（電池セル１の電流の符号に関して、流れ込む電流の方向を正、流れ出す方向を負とする）を測定しており、電池情報収集回路５は、定期的な時間間隔（Ｔ）で、検出素子２で測定された通電量を取得する（ステップＳ２１）。ステップＳ２１は、通電量検出ステップに相当する。

次に、電池情報収集回路５は、下記式（１）に基づいて、その時点での電池セル１に充電されている充電量Q［Ｗｈ］を計算し、さらに、式（２）より、電池セル１の充電率Ｃｒ（％）を計算し、電池情報としての充電率Ｃｒ（％）を取得する（ステップＳ２２）。ステップＳ２２は、電池情報取得ステップに相当する。充電率Ｃｒ（％）は、充電完了時の満充電状態は１００％、空の場合は０％となる。次に、電池情報収集回路５は、計算結果としての、充電量Q［Ｗｈ］及び充電率Ｃｒ（％）を、その都度（Ｔ時間ごとに）メモリ６に随時記憶させてデータの更新を行う（ステップＳ２３）。ステップＳ２３は、電池情報記憶ステップに相当する。

Q（Ｔ_１）=Q（Ｔ_０）＋Ｖ_１×Ｉ_１×Ｔ ・・・（式１）
Ｃｒ（％）＝（Q（Ｔ_１）／Ｑ_０）×１００ ・・・（式２）
（但し、定期的な時間間隔（Ｔ（ｈ：時間））の前後の時間をＴ_０、Ｔ_１とし、そのときの充電量をＱ（Ｔ_０）［Ｗｈ］，Ｑ（Ｔ_１）［Ｗｈ］とし、Ｔ_１の時間に測定した電圧、電流をそれぞれＶ_１［Ｖ］、Ｉ_１［Ａ］とし、現時点での電池セル１の満充電量をＱ_０［Ｗｈ］とする。）

ここで、電池制御回路１０から電池セル１の“充電量データ要求”のコマンドが電池パック９の電池情報収集回路５に発信された場合、同コマンドを受信した電池情報収集回路５は、問い合わせのあった“充電量データ要求”に応じてメモリ６に確認し、充電率Ｃｒ（％）のデータを読み出す。電池情報収集回路５はメモリ６から読み出した充電率Ｃｒ（％）のデータを要求元の電池制御回路１０に出力する動作を行う。

充電率Ｃｒ（％）のデータを受け付けた電池制御回路１０は、充電率Ｃｒ（％）のデータを出力手段１５の端末本体制御回路１１に入力し、端末本体制御回路１１は、表示部１２にて充電率Ｃｒ（％）のデータを表示させ、例えば、パーセント数値として充電状態をユーザに詳細に認識させる（ステップＳ２４）。本実施形態では、充電状態を充電率（％）の数値として詳細に認識させることができるので、従来の、例えば、電池パックの放電電圧を３レベルに区切って、その３レベルを充電容量データとして、グラフィックで表示画面に表示する方法に比べて、ユーザに、モバイル機器１３の残り使用可能時間などの目安となる情報を的確に伝えることができる。なお、ステップＳ２４は、電池情報表示ステップに相当する。

次に、電池情報表示方法における異常、劣化検出表示処理について説明する。図８は、電池制御回路１０において実行される異常、劣化検出表示処理の動作手順を示すフローチャートであり、図９は、異常、劣化検出表示処理に伴う動作シーケンスをデータの流れを中心に示すシーケンスチャートである。

電池パック９が充電器に接続されると（ステップＳ３１）、電池制御回路１０は、異常履歴データの読み出しを行う（ステップＳ３２）。ここで、電池制御回路１０から“異常履歴データ要求”のコマンドが電池パック９の電池情報収集回路５に発信される。同コマンドを受信した電池情報収集回路５は問い合わせのあった“異常履歴データ要求”に応じてメモリ６に確認し、異常履歴データを読み出す。電池情報収集回路５はメモリ６から読み出した異常履歴データを要求元の電池制御回路１０に出力する動作を行う。

電池制御回路１０は、電池情報収集回路５から受け付けた異常履歴データから特定の異常履歴（例えば、マイクロショート）の有無を判定する（ステップＳ３３）。電池制御回路１０は、特定の異常履歴有りと判定する場合には、充電開始のための処理を停止し、出力手段１５の端末本体制御回路１１に異常を示すデータを入力し、表示部１２に警告情報「電池交換要求」を表示させる（ステップＳ４０）。

一方で、電池制御回路１０は、特定の異常履歴は無いと判定する場合には、充電を開始させ（ステップＳ３４）、満充電が検出されるまで充電を継続する（ステップＳ３５、ステップＳ３６）。

電池制御回路１０は、満充電を検出すると、電池パック９の電池情報収集回路５に満充電信号を発信する（ステップＳ３７）。満充電信号を受け付けた電池情報収集回路５は、劣化度を求めるための処理を行う。この処理について図９を参照して説明する。

充電量Ｑ［Ｗｈ］と電池容量Ｃ［Ｗｈ］との関係において、電池容量Ｃは電気を蓄える能力（量）を示しており、充電量Ｑは、実際に電池セル１に蓄えられた電気の量を示している。したがって、充電完了時、すなわち満充電にした場合には、満充電量Ｑ＝実電池容量Ｃとなる。また、新品の電池セル１の電池容量Ｃ、すなわち、予め規定されている規定電池容量Ｃ_０に対して、使用頻度が多くなるに従い、実電池容量Ｃは低下していく。これは、電池容量Ｃの劣化現象と呼ばれるものであり、劣化現象が進むにつれて、充電完了時の満充電量が低下することになる。なお、電池容量Ｃや充電量Ｑは、“ｍＡｈ”の単位で管理してもよい。

電池セル１の規定電池容量Ｃ_０の値は、予めメモリ６に記憶されている。また、Ｔ時間間隔ごとに、充電量Ｑや充電率Ｃｒ（％）は、電池情報収集回路５によって求められ、メモリ６に随時記憶されて更新されている。

電池情報収集回路５は、電池制御回路１０から満充電信号を受付けると、メモリ６を読み出し、規定電池容量Ｃ_０及びその時点での満充電量、すなわち実電池容量Qを取得する。次に、電池情報収集回路５は、取り出したデータを下記の式（４）に従って計算を行い、劣化度Ｄ（％）を求める。電池情報収集回路５は、式（４）より求められた劣化度Ｄ（％）の値を電池制御回路１０に出力すると共に、メモリ６に記憶させる。

D（％）＝（Q_０／Ｃ_０）×１００ ・・・（式４）
（劣化度Ｄ（％）は、電池セル１の劣化による電池容量低下の度合いを示す値であり、新品の電池セル１の規定電池容量（１００％）からの低下度合いを示している。Q_０とＣ_０とは、“Ｗｈ”または“ｍＡｈ”に単位を合わせて劣化度Ｄを求める。

図８に示されるように、電池制御回路１０は、電池情報収集回路５から劣化度のデータを受け付けることによって劣化度を読み出す（ステップＳ３８）。機器本体２０のメモリには、電池パック９の取り替えを促すための判定基準となる劣化度閾値が記憶されている。電池制御回路１０は、電池情報収集回路５から受け付けた劣化度が、取替え閾値以下になっているか否かの判定を行い（ステップＳ３９）、取替え閾値以下になっている場合には、異常有りと判定し、異常判定結果を示すデータを端末本体制御回路１１に入力し、端末本体制御回路１１では、「電池交換要求」となる警告メッセージを表示部１２に表示させる（ステップＳ４０）。例えば、取替え閾値を５０％とした場合、電池パック９の電池セル１の劣化度が５０％以下の場合には、表示部１２に取り替えを促すメッセージが表示される。なお、劣化度が取替え閾値を超えている場合には、警告メッセージを表示部１２に表示させることなく処理を終了する。

以上のモバイル機器１３及び電池情報表示方法では、電池情報収集回路５が求めた電池情報は、電池パック９のメモリ６に記憶される。その結果、電池パック９側で電池情報の管理が行われるようになり、機器本体２０側での電池パック９の管理負担は軽減される。さらに、機器本体２０の出力手段１５は、電池制御回路１０を介して電池パック９のメモリ６に記憶されている電池情報を読み出して表示し、電池情報をユーザに報知する。電池情報が充電量Ｑの場合には、モバイル機器１３があと何時間使えるかなどの情報をユーザに報知でき、電池情報が劣化度Ｄの場合には、電池パック９の交換の要否などの情報をユーザに報知できるようになる。その結果として、電池パック９に搭載された電池セル１に関する電池情報の管理を容易に行え、且つ、その電池情報をユーザに的確に報知できる。

また、従来のモバイル機器では、電池パックの製造履歴は、電池パックの表面に印字された製造の年月（例、２００７年２月製造）などで管理されていた。そのため、電池パック表面の極めて狭い範囲に製造履歴情報を印字する必要があり、情報量の制限を受け易いものだった。そして、電池パックに問題があっても、電池パックの製造に関する情報は印字された年月のみであり、回収（リコール）の要否を判断する上で、例えば、同じ月に製造された同種の電池パックが全て回収対象になるなどの状況が生じ、大量の回収が発生することになる虞があった。しかしながら、本実施形態に係るモバイル機器１３では、電池パック９のメモリ６に製造履歴データが記憶されているため、その電池パック９に問題があっても、製造履歴データから回収の要否などを判断でき、電池パック９を回収する際の適切な対応が可能になる。

また、従来のモバイル機器では、電池セルの劣化状態を事前にユーザに報知することはできず、ユーザは、モバイル機器の使用時間が短くなることや突然使用できなくなって初めて電池セルの劣化を把握していた。しかしながら、本実施形態に係るモバイル機器１３では、劣化度が出力手段１５によって出力されるので、ユーザは、モバイル機器１３が使用できなくなるような不測の事態が起きる前に適宜に電池セル１の劣化度を把握できる。さらに、電池情報収集回路５は、新品時（初期）の規定電池容量と実際に充電が完了した時点での実電池容量とに基づいて劣化度を求めるので、電池セル１の劣化度を直接的に精度良く求めることができ、その劣化度を的確にユーザに報知できるようになる。

さらに、機器本体２０は、電池セル１の通電を制御する電池制御回路１０を備えており、電池制御回路１０は、電池パック９のメモリ６に記憶されている電池情報（電池異常データや劣化度）に基づいて異常の有無を判定し、異常有りと判定する場合には、電池セル１の通電を制限する。従って、電池情報に基づいて異常有りと判定される場合には、電池セル１の通電が制限されるため、不適切な通電が回避される。

また、従来のモバイル機器では、形状や配線・端子が同じ電池パックが装着された場合には、まがい物（純正品ではない電池）であるとの判定は困難であり、通常通り動作してしまう可能性がある。その結果、品質の悪いまがい物の電池パックが使われた場合、安全性や品質などに大きな問題が発生する虞がある。しかしながら、本実施形態に係るモバイル機器１３では、電池パック９のメモリ６に記憶された識別ＩＤを読み出すことで、機器本体２０の電池制御回路１０が電池パック９の正当性を判断するので、品質の悪いまがい物の電池パックが使われて動作してしまうことを抑制できる。

次に、本発明の第２実施形態に係るモバイル機器について、図１３を参照して説明する。なお、第２実施形態に係るモバイル機器５０は、第１実施形態に係るモバイル機器１３と同様の要素や部材を備えているため、同様の要素や部材には同一の符号を付して説明を省略する。

モバイル機器５０は、通信に伴う主制御を実行する機器本体２０と、機器本体２０に着脱自在に装着される高機能電池パック３０（以下、「電池パック３０」という）とを備えている。電池パック３０は、電池セル１、検出素子２、制限素子４、電池情報収集回路５、電池保護制御回路７、メモリ６および温度素子３を内蔵してパック化している。さらに、電池パック３０は、電池セル１の正電極（＋V）出力端子３１及び負電極（−GND）出力端子３２、電池情報収集回路５の信号線であるＤ端子３３の３つの電池パック端子を持っている。

また機器本体２０は、機器本体端子４１，４２，４３を介して電池パック端子３１〜３４に接続された電池制御回路１０、電池制御回路１０からの情報により各種信号処理を行う端末本体制御回路１１、および端末本体制御回路１１の処理結果を画面に表示する液晶モニタなどからなる表示部１２を備えている。

モバイル機器５０は、電池パック３０に搭載された電池セル１に関する電池情報の管理を容易に行え、且つ、その電池情報をユーザに的確に報知できる。

また、電池パック３０は、＋V出力端子３１、−GND出力端子３２、Ｄ端子３３の３つの電池パック端子を持っており、機器本体２０の電池制御回路１０は、機器本体端子４１〜４３を介して電池パック端子３１〜８３に接続されている。本実施形態では、電池情報を入力するためのＤ端子３３を介して電池セル１の温度を電池制御回路１０に入力できるため、端子数を減らすことができる。

なお、本発明は、上記の実施形態のみに限定されない。例えば、上記の実施形態では、電池制御回路１０が、電池セル制御手段、異常判定手段及び認証手段として機能したが、各手段に対応したそれぞれ別の要素を設けるようにしてもよい。

本発明の第１実施形態に係るモバイル機器の機能的構成を示す図である。 機器本体のハードウェア構成を示す図である。 電池認証処理の動作手順を示すフローチャートである。 電池認証処理の動作シーケンスを示すシーケンスチャートである。 電池製造履歴表示処理の動作手順を示すフローチャートである。 電池製造履歴表示処理の動作シーケンスを示すシーケンスチャートである。 充電量表示処理の動作シーケンスを示すシーケンスチャートである。 異常、劣化検出表示処理の動作手順を示すフローチャートである。 異常、劣化検出表示処理の動作シーケンスを示すシーケンスチャートである。 メモリに記憶された製造履歴データの一例を示す図である。 メモリに記憶されたユーザ使用データに係る電池情報の一例を示す図である。 メモリに記憶された電池異常データに係る電池情報の一例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係るモバイル機器の機能的構成を示す図である。

符号の説明

１…電池セル、２…検出素子（通電量検出手段）、３…温度素子（温度検出手段）、５…電池情報収集回路（電池情報取得手段）、６…メモリ（電池情報記憶手段）、９，３０…高機能電池パック、１０…電池制御回路（電池セル制御手段、異常判定手段、認証手段）、１３，５０…モバイル機器、１５…出力手段、２０…機器本体、８１，３１…＋V出力端子（正極端子）、８２，３２…−GND出力端子（負極端子）、８４，３３…Ｄ端子（情報端子）、８３…Ｔ端子（温度端子）、Ｃ_０…規定電池容量。

Claims (10)

1. 充電可能な電池セルを搭載した電池パックと、前記電池パックが着脱自在に装着される機器本体と、を備えるモバイル機器において、
   前記電池パックは、
   前記電池セルの充電時や放電時の通電量を検出する通電量検出手段と、
   前記通電量検出手段で検出された前記通電量に基づいて、前記電池セルの充電量及び前記電池セルの劣化度の少なくとも一方を含む電池情報を求める電池情報取得手段と、
   前記電池情報取得手段で求められた前記電池情報を記憶する電池情報記憶手段と、を有し、
   前記機器本体は、
   前記電池情報記憶手段に記憶された前記電池情報を読み出して表示する出力手段を有することを特徴とするモバイル機器。
2. 前記電池情報記憶手段は、前記電池パックの製造履歴情報を更に記憶し、
   前記出力手段は、前記電池情報記憶手段に記憶された前記電池パックの製造履歴情報を読み出して表示することを特徴とする請求項１記載のモバイル機器。
3. 前記電池情報記憶手段は、前記電池セルの満充電量として規定されている規定電池容量を更に記憶し、
   前記電池情報取得手段は、前記通電量に基づいて充電完了時の前記電池セルの実電池容量を求めると共に、前記実電池容量と前記規定電池容量とに基づいて前記劣化度を求めることを特徴とする請求項１または２記載のモバイル機器。
4. 前記機器本体は、前記電池セルの充電及び放電の少なくとも一方である通電を制御する電池セル制御手段と、前記電池情報記憶手段に記憶されている前記電池情報に基づいて異常の有無を判定する異常判定手段と、を有し、
   前記電池セル制御手段は、前記異常判定手段によって異常有りと判定された場合には、前記電池セルの通電を制限することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のモバイル機器。
5. 前記電池情報記憶手段は、自他識別のための識別情報を更に記憶し、
   前記機器本体は、前記電池情報記憶手段に記憶されている前記識別情報を読み出して、前記電池パックの正当性を判定する認証手段を更に有し、
   前記異常判定手段は、前記認証手段によって前記電池パックが不当であると判定された場合には、異常有りと判定することを特徴とする請求項４記載のモバイル機器。
6. 前記電池パックは、前記電池セルの温度を検出する温度検出手段を更に備え、
   前記電池セル制御手段は、前記温度検出手段で検出された前記電池セルの温度に基づいて前記電池セルの通電を制御することを特徴とする請求項４または５記載のモバイル機器。
7. 前記電池パックと前記機器本体とは、正極端子、負極端子及び前記電池情報を入力するための情報端子を介して接続され、前記温度検出手段で検出された前記電池セルの温度は、前記情報端子を介して前記電池セル制御手段に入力されることを特徴とする請求項６記載のモバイル機器。
8. 前記電池パックと前記機器本体とは、正極端子、負極端子、前記電池情報を入力するための情報端子及び前記温度検出手段で検出された前記温度を前記電池セル制御手段に入力するための温度端子を介して接続されていることを特徴とする請求項６記載のモバイル機器。
9. モバイル機器の機器本体に着脱自在に装着されると共に、充電可能な電池セルを搭載した電池パックにおいて、
   前記電池セルの充電時や放電時の通電量を検出する通電量検出手段と、
   前記通電量検出手段で検出された前記通電量に基づいて、前記電池セルの充電量及び前記電池セルの劣化度の少なくとも一方を含む電池情報を取得する電池情報取得手段と、
   前記電池情報取得手段で取得され、且つ前記機器本体の出力手段に読み出されて表示される前記電池情報を記憶する電池情報記憶手段と、を備えることを特徴とする電池パック。
10. 充電可能な電池セルを搭載した電池パックと、前記電池パックが着脱自在に装着される機器本体と、を備えるモバイル機器において、前記電池セルに関する電池情報を機器本体の出力手段に表示させる電池情報表示方法であって、
    前記電池セルの充電時や放電時の通電量を検出する通電量検出ステップと、
    前記検出手段で検出された前記通電量に基づいて、前記電池セルの充電量及び前記電池セルの劣化度の少なくとも一方を含む電池情報を取得する電池情報取得ステップと、
    前記電池情報取得ステップで取得された前記電池情報を記憶する電池情報記憶手段に記憶させる電池情報記憶ステップと、
    前記電池情報記憶手段に記憶された前記電池情報を出力手段に表示させる電池情報表示ステップと、を備えることを特徴とする電池情報表示方法。

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