JP2016154408A - 電池寿命判定装置、電池寿命判定方法、およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】より簡便且つ低コストに、電池の寿命を判定できるようにする。
【解決手段】本発明に係る電池寿命判定装置（１００）は、電池（１２）の使用開始日を示す情報（１３１）と、電池の使用可能期間を示す情報（１３２）とを記憶する不揮発性の記憶部（１３）と、電池の寿命判定日を示す情報（１６）を取得する情報取得部（１１０）と、記憶部に記憶された前記電池の使用開始日を示す情報と、情報取得部が取得した前記寿命判定日を示す情報とに基づいて、電池が使用された期間（１７）を算出する使用期間算出部（１１１）と、使用期間算出部によって算出された期間と前記使用可能期間とを比較する比較部（１１２）と、使用期間算出部によって算出された期間が前記使用可能期間よりも長い場合に、電池が使用期限を過ぎていることを示す情報を通知する通知部（１１３）とを備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、バッテリ等の電池の寿命を判定するための電池寿命判定装置、電池寿命判定方法、およびプログラムに関する。

ビルオートメーションシステムやプラント等の制御システムを構成するコントローラや温度計等の制御機器は、電源遮断時であっても、動作を継続し、データを記憶する必要のあるＲＴＣやメモリ等のデバイスを備えている。これらのデバイスは、例えば、外部電源の供給時には外部電源によって動作し、外部電源の遮断時にはバッテリ等のバックアップ用の電池によって動作するように制御されている。

当然のことながら、バックアップ用の電池には寿命があり、寿命に至る前に新たな電池と交換する必要がある。
従来は、制御システムの管理者等が、制御システム内の各制御機器に搭載されているバックアップ用の電池の外装等に捺印された使用期限日等を定期的に目視で確認することにより、各電池の寿命を確認し、電池交換の必要性を判断していた。
また、管理者等が電池の寿命を目視により判断するのではなく、装置によって電池の寿命を判定する手法も知られている。例えば、特許文献１には、バックアップ用電池の電圧をモニター出力端子から出力し、出力した電圧を基準電圧と比較することにより、上記バックアップ用電池の寿命を判定する判定装置が開示されている。

特開平６−１７４８０９号公報

しかしながら、管理者等の作業者が、定期的に電池の使用期限等を目視で確認し、電池交換の必要性を判断する方法では、作業コストが掛かるとともに、作業ミスが発生するおそれがある。
また、特許文献１に開示された判定装置を用いる方法によれば、作業者による定期的な確認作業は不要となる。しかしながら、特許文献１に記載の判定装置を実現するためには、メーカ毎に異なる電池の仕様や使用環境等を考慮して、電子部品の選定や複雑なソフトウェア設計等を行う必要があり、開発コストが掛かりすぎるという問題がある。

本発明の目的は、より簡便且つ低コストに、電池の寿命を判定できるようにすることにある。

本発明に係る電池寿命判定装置（１００）は、電池（１２）の使用開始日を示す情報（１３１）と、前記電池の使用可能期間を示す情報（１３２）とを記憶する不揮発性の記憶部（１３）と、前記電池の寿命判定日を示す情報（１６）を取得する情報取得部（１１０）と、前記記憶部に記憶された前記電池の使用開始日を示す情報と、前記情報取得部が取得した前記寿命判定日を示す情報とに基づいて、前記電池が使用された期間（１７）を算出する使用期間算出部（１１１）と、前記使用期間算出部によって算出された期間と前記記憶部に記憶された前記使用可能期間とを比較する比較部（１１２）と、前記使用期間算出部によって算出された期間が前記使用可能期間よりも長い場合に、前記電池が使用期限を過ぎていることを示す情報を通知する通知部（１１３）とを備えることを特徴とする。

上記電池寿命判定装置において、前記記憶部は、更に、前記使用可能期間よりも短い警告開始期間を示す情報（１３３）を記憶し、前記比較部は、前記使用期間算出部によって算出された期間と前記警告開始期間とを比較し、前記通知部は、前記使用期間算出部によって算出された期間が前記警告開始期間よりも長く、且つ前記使用可能期間よりも短い場合に、前記電池の寿命に関する情報を通知するようにしてもよい。

本発明に係る電池寿命判定方法は、プログラム処理装置（１０）が、電池（１２）の寿命判定日を示す情報（１６）を取得する第１ステップ（Ｓ１０）と、前記プログラム処理装置が、前記第１ステップで取得した前記寿命判定日を示す情報と、不揮発性の記憶部（１３）に記憶されている前記電池の使用開始日を示す情報（１３１）とに基づいて、電池が使用された期間（１７）を算出する第２ステップ（Ｓ１１）と、前記プログラム処理装置が、前記第１ステップにおいて算出された期間と前記記憶部に記憶されている前記電池の使用可能期間の情報（１３２）とを比較する第３ステップ（Ｓ１２）と、前記プログラム処理装置が、前記第３ステップにおいて算出された期間が前記使用可能期間よりも長い場合に、前記電池が使用期限を過ぎていることを示す情報を通知する第４ステップ（Ｓ１５）とを含むことを特徴とする。

上記電池寿命判定方法において、前記記憶部に記憶された前記使用可能期間よりも短い警告開始期間の情報（１３３）と、前記第２ステップにおいて算出された期間とを比較する第５ステップ（Ｓ１３）と、前記第２ステップにおいて算出された期間が前記警告開始期間よりも長く、且つ前記使用可能期間よりも短い場合に、前記電池の寿命に関する情報を通知する第６ステップ（Ｓ１４）とを更に含んでもよい。

本発明に係るプログラムは、上記電池寿命判定方法の各ステップを、上記プログラム処理装置に実行させるためのプログラムである。

なお、上記説明では、一例として、発明の構成要素に対応する図面上の構成要素を、括弧を付した参照符号によって表している。

以上説明したことにより、本発明によれば、計量すべき原料の代わりに代替原料を用いる場合に、計量作業の効率化を図ることができる。

図１は、本発明の一実施の形態に係る電池寿命判定装置を備えた制御機器の構成を示す図である。 図２は、本発明の一実施の形態に係る電池寿命判定装置による処理フローを示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

≪実施の形態１≫
図１は、本発明の一実施の形態に係る電池寿命判定装置を備えた制御機器の構成を示す図である。
図１に示される制御機器１は、１つまたは複数の制御対象機器を制御するための装置であり、例えばセンサ、熱源機器、およびバルブ等の機器を制御するコントローラや温調計等である。

制御機器１は、例えばビルオートメーションシステムやプラント等の制御システムの一部として機能する。すなわち、各制御対象機器を制御機器１を介して監視および制御し、監視対象機器の運転データ等を蓄積するデータサーバと、各制御対象機器の動作状態等をユーザに通知するための監視端末と、制御機器１とが、ＬＡＮ等から成る有線または無線のネットワークを介して相互に接続されることにより、一つの制御システムを構成している。

制御機器１は、外部電源に基づいて生成された電源電圧ＶＣＣに基づいて動作し、コントローラや温調計といった制御機器としての主たる機能を実現している。一方、外部電源の遮断時は、制御機器１としての主たる機能は停止するが、制御機器１に設定されている各種パラメータ等は、保持しておく必要がある。そのため、制御機器１は、外部電源の遮断時において、上記各種パラメータを記憶するメモリやＲＴＣ等のデバイスに電源を供給するためのバックアップ用のバッテリ（電池）を備えている。
上述したように、電池には寿命があるため、制御機器１に搭載されたバックアップ用の電池は、寿命が尽きる前に交換する必要がある。そこで、制御機器１は、コントローラや温調計といった制御機器としての主たる機能の他に、バックアップ用の電池の寿命を判定する機能を備えている。以下、制御機器１における電池の寿命を判定する機能を実現するための構成について、詳細に説明する。

制御機器１は、図１に示されるように、データ処理制御部１０と、電池モジュール１１と、コネクタ部１４と、充放電切替回路１５と、その他の図示されない内部回路等を備えている。なお、図１には、制御機器１を構成する機能部のうち、電池１２の寿命判定に関連する機能部のみを図示し、その他の機能部については図示を省略している。

データ処理制御部１０および充放電切替回路１５と電池モジュール１１とは、複数の外部端子を含むコネクタ部１４を介して接続されている。データ処理制御部１０と電池モジュール１１（記憶部１３）との間のデータの送受信は、例えばＩ²ＣやＳＰＩ等のシリアル通信によって実現される。なお、図示はしないが、データ処理制御部１０および電池モジュール１１には、上記シリアル通信を実現するための通信回路やインターフェース回路等が搭載されている。

電池モジュール１１は、電池１２と記憶部１３とを、例えば一つの基板に実装することにより一体化した装置である。電池１２は、制御機器１に対する外部電源の遮断時であっても動作を維持させたい電子部品（例えばメモリやＲＴＣ等）のバックアップ用電源として機能するものである。
ここで、電池１２には、二次電池等の電池単体のみならず、二次電池と、その二次電池を保護するための保護回路等とが内蔵された電池パックも含まれる。

記憶部１３は、例えばＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ等の不揮発性メモリから構成されている。記憶部１３には、電池１２の使用開始日を示す情報１３１と、電池１２の使用可能期間を示す情報１３２と、警告開始期間を示す情報１３３とが記憶されている。

使用開始日を示す情報１３１は、例えば、電池１２の使用を開始した年月日の情報、または電池１２の使用開始予定の年月日の情報を含む。なお、使用開始日を示す情報１３１には、年月日の情報のみならず、時刻の情報を含んでも良い。

使用可能期間を示す情報１３２は、電池１２の性能を保証することができる最大の期間を示す情報である。上記最大の期間は、例えば、電池１２のメーカ等が定めた使用推奨期限や有効期限や電池１２の使用環境（例えば温度や充放電の頻度）等に基づいて、電池１２のメーカや制御機器１のメーカ等が定めることができる。

警告開始期間を示す情報１３３は、電池１２の寿命に関する情報のユーザへの通知を開始するタイミングを決定するための情報であり、上記使用可能期間よりも短い期間を示す情報である。

例えば、使用開始日を示す情報１３１、使用可能期間を示す情報１３２、および警告開始期間を示す情報１３３は、電池モジュール１１を組み込んだ制御機器１の工場出荷時や、制御機器１を設置した現場における電池１２の交換時等において、記憶部１３に書き込まれる。なお、記憶部１３への情報の書き込みは、専用の書き込みツール（ＰＣローダ等）を用いて行っても良いし、制御機器１に予め組み込んだプログラムを実行することによって、制御機器１自らが行ってもよい。

充放電切替回路１５は、電池１２への充電と放電とを切り替える回路である。例えば、充放電切替回路１５は、電池１２への充電時には、電源電圧ＶＣＣと電池１２の正極側端子との間に電流経路を形成し、電池１２の放電時には、電源電圧ＶＣＣと電池１２のとの間の電流経路を遮断する。

データ処理制御部１０は、コントローラや温調計等の制御機器１として要求されている機能を実現するために、各種データ処理を実行するとともに制御機器１を構成する各機能部を制御する。具体的に、データ処理制御部１０は、マイクロコントローラ（ＭＣＵ：Ｍｉｃｒｏ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）によって実現され、例えば、ＲＯＭやＲＡＭ等のメモリに記憶されたプログラムを中央処理装置（ＣＰＵ）が実行することにより、実現される。

具体的に、データ処理制御部１０は、バックアップ用の電池１２の寿命判定処理を実現するための機能部として、情報取得部１１０、使用期間算出部１１１、比較部１１２、および通知部１１３を有している。これらの機能部は、記憶部１３とともに、電池寿命判定装置１００を構成する。
なお、図１には、データ処理制御部１０における機能部のうち、バックアップ用の電池１２の寿命を判定する寿命判定処理を実現するための機能部のみが図示され、その他の機能を実現するための機能部は図示を省略している。
情報取得部１１０、使用期間算出部１１１、比較部１１２、および通知部１１３は、ＭＣＵのプログラム処理によって実現される。なお、ＭＣＵを情報取得部１１０、使用期間算出部１１１、比較部１１２、および通知部１１３として機能させるためのプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、メモリカードなどの記録媒体に記録された状態で提供されるようにしてもよい。

情報取得部１１０は、電池の寿命判定日を示す情報１６を取得する。電池の寿命判定日を示す情報１６とは、電池寿命を判定する基準となる日の情報であり、例えば、データ処理制御部１０（ＭＣＵ）が電池１２に係る寿命判定処理のプログラムが実行された日の情報（年月日の情報）である。なお、電池の寿命判定日を示す情報１６には、年月日の情報のみならず、時刻の情報を含んでも良い。
例えば、情報取得部１１０は、上記寿命判定処理のプログラムが実行されたとき、ＯＳが管理しているシステムクロックやＲＴＣ（図示せず）等の時間情報を、電池の寿命判定日を示す情報１６として取得する。

使用期間算出部１１１は、記憶部１３に記憶されている使用開始日時を示す情報１３１と、情報取得部１０が取得した寿命判定日を示す情報１６とに基づいて、電池が使用された期間（以下、単に「電池使用期間」と称する。）１７を算出する。

比較部１１２は、使用期間算出部１１１によって算出された電池使用期間１７と記憶部１３に記憶されている使用可能期間を示す情報１３２および警告開始期間を示す情報１３３とを比較する。

通知部１１３は、比較部１１２による比較結果に応じて、電池１２に関する情報を通知する。

以下、電池寿命判定装置１００による具体的な動作について、図２を用いて説明する。
図２は、本発明の一実施の形態に係る電池寿命判定装置１００による処理フローを示す図である。

先ず、制御機器１において、電池１２の寿命判定処理のプログラムが実行される。上記プログラムの実行は、例えば、制御機器１を起動した時に実行されてもよいし、制御機器１の起動中に、定期的に実行されてもよい。
上記プログラムが実行されると、情報取得部１０が、例えばＯＳが管理しているシステムクロックやＲＴＣ等から、電池の寿命判定日を示す情報１６を取得する（Ｓ１０）。

次に、使用期間算出部１１１が、電池使用期間１７を算出する（Ｓ１１）。具体的には、使用期間算出部１１１が、使用開始日を示す情報１３１を記憶部１３から読み出すとともに、読み出した使用開始日を示す情報１３０と、ステップＳ１０で取得した寿命判定日を示す情報１６とに基づいて、電池使用期間１７を算出する。例えば、使用期間算出部１１１は、上記寿命判定日と上記使用開始日との差分を、電池使用期間１７として算出する。

電池使用期間１７が算出されると、比較部１７が、使用可能期間を示す情報１３２と警告開始期間を示す情報１３３とを記憶部１３から読み出すとともに、読み出した使用可能期間を示す情報１３２と電池使用期間１７とを比較する（Ｓ１２）。

ステップＳ１２において、電池使用期間１７が上記使用可能期間よりも長い場合には、通知部１１３が、電池１２が使用期限を過ぎていることを示す情報を通知する（Ｓ１５）。ここで、電池１２が使用期限を過ぎていることを示す情報としては、例えば、電池１２の寿命が尽きたことを示す情報でも良いし、電池１２の交換を促す情報であってもよい。
具体的には、通知部１１３が、制御機器１に内蔵されたＬＣＤ等の表示装置（図示せず）に、電池交換を促す情報を表示させる。または、通知部１１３が、ＬＡＮ等のネットワークを介して上述した監視端末等の外部機器に電池交換を促す情報を送信し、送信先の監視端末等の表示画面に上記情報を表示させる。これにより、電池１２の寿命を判定するための一連の処理が終了する。

一方、ステップＳ１２において、電池使用期間１７が上記使用可能期間よりも短い場合には、比較部１１２が、電池使用期間１７と警告開始期間の情報１３３とを比較する（Ｓ１３）。

ステップＳ１３において、電池使用期間１７が上記警告開始期間よりも短い場合には、再びステップＳ１０に戻る。一方、電池使用期間１７が上記警告開始期間よりも長い場合には、通知部１１３が、電池１２の寿命に関する情報を通知する（Ｓ１４）。ここで、電池１２の寿命に関する情報としては、例えば、電池１２の使用期限が近づいていることを示す情報や、電池１２の寿命が使用開始時点よりも短くなっていることを示す情報等である。なお、通知部１１３による通知方法は、前述したステップＳ１５の場合と同様である。これにより、電池１２の寿命を判定するための一連の処理が終了する。

以上、本発明に係る電池寿命判定装置によれば、電池の使用開始日および使用可能期間の情報を予め不揮発性の記憶部に記憶させておき、電池の寿命を判定する際に、ＲＴＣやシステムクロック等から取得した判定日の情報と記憶部に記憶された使用開始日および使用可能期間の情報とに基づいて電池の寿命を判定するので、管理者等のユーザ自らが電池の外装等を目視で確認して、電池交換の必要性を判断する必要がない。
また、本発明に係る電池寿命判定装置は、特許文献１に記載の判定装置のように電池の電圧や電流等を検知するものではないので、電子部品の選定や複雑なソフトウェア設計等を行う必要がなく、開発コストを抑えることができる。
すなわち、本発明に係る電池寿命判定装置によれば、より簡便且つ低コストに、電池の寿命を判定することが可能となる。

また、本発明に係る電池寿命判定装置によれば、使用可能期間と警告開始期間の２つの情報を電池寿命の判定基準として用い、算出した電池使用期間と２つの判定基準との夫々の比較結果に基づいて、電池の寿命に関する情報を段階的にユーザに通知するので、ユーザは電池交換のための予定が立てやすくなり、制御機器等のメンテナンスの効率化を図ることができる。

以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。

例えば、上記実施の形態では、使用可能期間を示す情報１３２と警告開始期間を示す情報１３３の２つの判定基準を用いる場合を例示したが、使用可能期間を示す情報のみを判定基準として用いてもよいし、３つ以上の判定基準を用いてもよい。例えば、警告開始期間を示す情報１３３として異なる複数の警告期間を示す情報を用いる場合には、比較部１１２が電池使用期間１７と夫々の警告期間とを比較することにより、電池使用期間１７が夫々の警告期間を経過する毎に、電池の寿命が段階的に減っていることを示す表示情報を通知するようにしてもよい。

１００…電池寿命判定装置、１…制御機器、１０…データ処理制御部、１１…電池モジュール、１２…電池、１３…記憶部、１４…コネクタ部、１５…充放電切替回路、１６…判定日時の情報、１７…電池使用期間、１１０…情報取得部、１１１…使用期間算出部、１１２…比較部、１１３…通知部、１３１…使用開始日を示す情報、１３２…使用可能期間を示す情報、１３３…警告開始期間を示す情報。

Claims (5)

1. 電池の使用開始日を示す情報と、前記電池の使用可能期間を示す情報とを記憶する不揮発性の記憶部と、
   前記電池の寿命判定日を示す情報を取得する情報取得部と、
   前記記憶部に記憶された前記電池の使用開始日を示す情報と、前記情報取得部が取得した前記寿命判定日を示す情報とに基づいて、前記電池が使用された期間を算出する使用期間算出部と、
   前記使用期間算出部によって算出された期間と前記記憶部に記憶された前記使用可能期間とを比較する比較部と、
   前記使用期間算出部によって算出された期間が前記使用可能期間よりも長い場合に、前記電池が使用期限を過ぎていることを示す情報を通知する通知部と、を備える
   ことを特徴とする電池寿命判定装置。
2. 請求項１に記載の電池寿命判定装置において、
   前記記憶部は、更に、前記使用可能期間よりも短い警告開始期間を示す情報を記憶し、
   前記比較部は、前記使用期間算出部によって算出された期間と前記警告開始期間とを比較し、
   前記通知部は、前記使用期間算出部によって算出された期間が前記警告開始期間よりも長く、且つ前記使用可能期間よりも短い場合に、前記電池の寿命に関する情報を通知する
   ことを特徴とする電池寿命判定装置。
3. プログラム処理装置が、電池の寿命判定日を示す情報を取得する第１ステップと、
   前記プログラム処理装置が、前記第１ステップで取得した前記寿命判定日を示す情報と、不揮発性の記憶部に記憶されている前記電池の使用開始日を示す情報とに基づいて、電池が使用された期間を算出する第２ステップと、
   前記プログラム処理装置が、前記第１ステップにおいて算出された期間と前記記憶部に記憶されている前記電池の使用可能期間とを比較する第３ステップと、
   前記プログラム処理装置が、前記第３ステップにおいて算出された期間が前記使用可能期間よりも長い場合に、前記電池が使用期限を過ぎていることを示す情報を通知する第４ステップと、を含む
   ことを特徴とする電池寿命判定方法。
4. 請求項３に記載の電池寿命判定方法において、
   前記記憶部に記憶された前記使用可能期間よりも短い警告開始期間と、前記第２ステップにおいて算出された期間とを比較する第５ステップと、
   前記第２ステップにおいて算出された期間が前記警告開始期間よりも長く、且つ前記使用可能期間よりも短い場合に、前記電池の寿命に関する情報を通知する第６ステップと、を更に含む
   ことを特徴とする電池寿命判定方法。
5. 請求項３または４に記載の電池寿命判定方法の各ステップを、前記プログラム処理装置に実行させるためのプログラム。

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