JP3127324B2 - 電子機器 - Google Patents

電子機器

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JP3127324B2
JP3127324B2 JP04291403A JP29140392A JP3127324B2 JP 3127324 B2 JP3127324 B2 JP 3127324B2 JP 04291403 A JP04291403 A JP 04291403A JP 29140392 A JP29140392 A JP 29140392A JP 3127324 B2 JP3127324 B2 JP 3127324B2
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Secondary Cells (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子機器(特に携帯型
のもの)に関する。
【0002】
【従来の技術】携帯型電子機器の開発が進む中で二次電
池(充電池)の開発も日進月歩で進んでいる。二次電池
は、ニッカド電池,鉛電池,リチウム二次電池に代表さ
れるように、それぞれの電池に特徴があり、機器に応じ
てそれぞれの特徴を使い分けて生かすようにしている。
【0003】二次電池は、充電・放電を繰り返すことで
何回も使用可能であるが、やがて寿命がくる。二次電池
の寿命とは、いくら充電しても初期容量に対する充電割
合が一定以上にならなくなった状態をいう。ニッカド電
池の場合は、その充電割合が約60%である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】二次電池で駆動する電
子機器を、その二次電池を繰り返し充電・放電しながら
使用しているユーザーにとっては、二次電池が繰り返し
使用不能な状態まで寿命がきたかどうかを知ることは非
常にむずかしいことである。
【0005】ところが、現在の各種の電子機器におい
て、繰り返し使用不能という意味での二次電池の寿命を
監視し、寿命に達したときにユーザーに知らせるという
機能をもったものは未だ提案されていない。
【0006】本発明は、このような事情に鑑みて創案さ
れたものであって、二次電池が繰り返し使用不能の寿命
になったときに、ユーザーに電池交換の時機がきたこと
を知らせるようにすることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る第一の電子
器は、二次電池で駆動する電子機器において、二次電
に流れる電流値と放電時間の積算値に基づいて二次電
池の残容量を算出する残容量算出手段と、二次電池の端
子間電圧を検出する電圧検出手段と、該電圧検出手段に
よって検出された端子間電圧が所定電圧未満であって、
且つ上記残容量算出手段によって算出された残容量が所
定量以上のとき、二次電池に繰り返し使用不能の寿命が
きたと判定する判定手段と、該判定手段の判定結果に基
づいて二次電池の交換時期がきたことを報知する報知手
段とを設けたことを特徴とするものである。
【0008】また、本発明に係る第二の電子機器は、二
次電池で駆動する電子機器において、二次電池に流れる
電流値と放電時間の積算値に基づいて二次電池の残容量
を算出する残容量算出手段と、二次電池の端子間電圧を
検出する電圧検出手段と、該電圧検出手段によって検出
された端子間電圧が所定電圧未満であって、且つ上記残
容量算出手段によって算出された残容量が所定量以上の
とき、二次電池に繰り返し使用不能の寿命がきたと判定
する一方、電圧検出手段によって検出された端子間電圧
が所定電圧未満であって、且つ上記残容量算出手段によ
って算出された残容量が所定量未満のとき、二次電池に
繰り返し使用不能の寿命がきていないと判定する判定手
段と、該判定手段の判定結果を記憶する記憶手段と、該
記憶手段に記憶された判定結果に基づいて二次電池の交
換時期がきたことを報知する報知手段とを設けたことを
特徴とするものである。
【0009】
【作用】二次電池の残容量は、所定の演算式に従って満
充電状態からの放電積算時間に基づいて算出することが
できる。ただし、これはあくまで演算によるものであっ
て、実測によるものではない。二次電池に繰り返し使用
不能の寿命がまだきていないときは、演算による残容量
が所定量以上ある限りにおいては実測による二次電池の
端子間電圧が所定電圧以上となっているというように条
件設定することができる。そうすると、もし、演算によ
る残容量が所定量以上の状態であるにもかかわらず、実
測による端子間電圧が所定電圧未満となってしまってい
るときは、その二次電池は繰り返し使用不能の寿命がき
ているということである。
【0010】本発明に係る第一の電子機器によれば、上
記の考え方を利用したものであり、演算による残容量が
所定量以上のときで実測による端子間電圧が所定電圧未
満となったことを検出したときは、二次電池に繰り返し
使用不能の寿命がきたこととして、その寿命検出を報知
し、ユーザーに対して電池交換時機がきたことを知らせ
る。なお、このときの報知は、表示でもよいし、ランプ
点滅やブザー鳴動でもよい。
【0011】電池交換時機を知らせる寿命検出の報知
は、二次電池による電子機器の駆動が全く不能となるこ
とに対してある余裕をもって行うのが普通である。した
がって、ユーザーはその二次電池をある時間使い続ける
ことがある。このことから、寿命検出の報知は一時的で
あるよりはむしろ継続した方が好ましい。
【0012】そこで、本発明に係る第二の電子機器によ
れば、寿命検出状態を記憶し、その記憶がある間は電池
交換時機がきていることを表示し続ける。
【0013】ユーザーが寿命のきた二次電池を新しい二
次電池と交換する。この交換後の二次電池はまだ寿命が
きておらず繰り返し使用可能である。したがって、交換
後の二次電池については、実測による端子間電圧が所定
電圧未満となるときは、演算による残容量も所定量未満
となっているはずである。このことを検出するというこ
とは、そのときの二次電池はまだ寿命がきていないこと
を意味している。そこで、記憶手段に記憶されている寿
命検出というデータをクリアするとともに電池交換時機
がきたという表示を消すのである。これにより、そのと
きの二次電池がまだ繰り返し使用可能であることをユー
ザーに知らせる。
【0014】
【実施例】以下、本発明に係る電子機器における二次電
池寿命監視システムの一実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。図1は実施例に係る二次電池寿命監視システ
ムの電気的構成を示すブロック線図である。
【0015】図において、Aはニッカド電池などの二次
電池で駆動される電子機器本体、Bは充電器である。電
子機器本体Aにおいて、1a,1bは充電入力端子、2
は逆流防止ダイオード、3は電流制限抵抗、BATは二
次電池、4は二次電池BATの出力によって直接的に駆
動される負荷、5は二次電池BATの端子間電圧を検出
しその端子間電圧が所定電圧未満か否かを判定する二次
電池電圧判定部、6は充電・放電判別部、7はマイクロ
コンピュータ、8はEEPROMなどの不揮発性メモ
リ、9は液晶ディスプレイ(LCD)などの表示部であ
る。
【0016】充電器Bの出力端子10a,10bに対し
て電子機器本体Aの充電入力端子1a,1bを接続する
と、充電器Bからの電流が、出力端子10a→充電入力
端子1a→逆流防止ダイオード2→電流制限抵抗3→二
次電池BAT→充電入力端子1b→出力端子10bの経
路で流れ、二次電池BATを充電する。二次電池BAT
が満充電状態(完全充電状態)になると、充電入力端子
1a,1bが出力端子10a,10bから離され充電が
完了する。
【0017】二次電池BATの定格容量値K0 〔mA・
h〕は、これが装着される電子機器に応じて決定されて
いる。この定格容量値K0 というのは、満充電状態で二
次電池BATに蓄積される電荷量のことである。例えば
1時間かけてK0 〔mA〕を放電すると完全放電状態に
なる。
【0018】すなわち、電子機器の駆動状態で負荷4が
消費する電流をi1 とすると、 T=K0 /i1 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥(1) により、満充電状態からT時間にわたって負荷4を駆動
し続けたときに完全放電状態となる。
【0019】二次電池BATに対する充電時において、
電流制限抵抗3に流れる電流をi0とする。すると、二
次電池BATに流れ込む電流i2 は、 i2 =i0 −i1 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥(2) となる。充電されていないときは、i0 =0であるか
ら、 i2 =−i1 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥(3) となり、これは放電状態であることを意味している。充
電状態は、 i0 −i1 >0 ‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥(4) という条件を満たすときである。
【0020】さて、満充電状態のときの二次電池BAT
の容量をK0 、二次電池BATに流れる各モードでの電
流値をim とする。im は、充電時には正の値をとり、
放電時には負の値をとる。満充電状態から時間tが経過
したときの二次電池BATの残容量をK(t)とする
と、 K(t)=K0 +im ・t=K0 (1+im ・t/K0 ) ‥‥‥(5) で残容量K(t)が表される。これをパーセント表示に
書き直すと、 L(t)=(K(t)/K0 )×100 すなわち、 L(t)=(1+im ・t/K0 )×100〔%〕‥‥‥‥‥‥‥(6) となる。
【0021】マイクロコンピュータ7は、1つのモード
については、残容量L(t)を演算式(6)に従って算
出するが、複数のモードに対応する残容量L(t)の演
算式としては、
【0022】
【数1】
【0023】となる。ここで、imiは各モードでの電流
値であり、これは各回路定数,周辺定数に基づいて予め
計算によって求めておくことができ、マイクロコンピュ
ータ7のROMに記憶させておくことができる。また、
i は各モードでの運転時間である。マイクロコンピュ
ータ7は、各モードでの運転時間ti を内蔵のタイマに
よってカウントし、そのモードでのimi・ti をRAM
に記憶するとともに、演算式(7)に従って残容量L
(t)を算出し、その残容量L(t)もRAMに記憶し
ておく。
【0024】例えば、モード1での電流値をim1,運転
時間をt1 、モード2での電流値をim2,運転時間をt
2 、モード3での電流値をim3,運転時間をt3 とする
と、マイクロコンピュータ7は、各モードごとに、im1
・t1 、im2・t2 、im3・t3 を算出してRAMに記
憶し、演算式(6)におけるim ・tを、順次に、 im ・t←im1・t1 m ・t←im ・t+im2・t2 (=im1・t1 +im2・t2 ) im ・t←im ・t+im3・t3 (=im1・t1 +im2・t2 +im3・t3 ) に置き換えて残容量L(t)の演算を実行していくこと
になる。
【0025】演算式(7)において、imi・ti は、放
電時には負の値をもち、充電時には正の値をもつ。放電
時の演算においてimi・ti にマイナスの符号を付ける
のは、充電・放電判別部6による検出電流値i0 が、i
0 =0であることに基づく。
【0026】また、充電時の演算においてimi・ti
プラスの符号を付けるのは、充電・放電判別部6による
検出電流値i0 が正であることに基づく。
【0027】放電時には、残容量L(t)は次第に減少
していく。L(t)≦0になったときが完全放電状態を
表す。ところで、二次電池BATの端子間電圧を検出し
その端子間電圧が所定電圧未満か否かを判定する二次電
池電圧判定部5は、満充電状態(完全充電状態)の5〜
10%程度になったときに所定電圧未満(減電圧状態)
と判定し、その減電圧検出信号をマイクロコンピュータ
7に送出するように設定されている。一方、充電時に
は、残容量L(t)は次第に増加していく。L(t)≧
100になったときが完全充電状態(満充電状態)を表
す。
【0028】さて、ここでは、二次電池BATがニッカ
ド電池であるとして、その二次電池BATに繰り返し使
用不能の寿命がきたときの判定基準を、上記のマイクロ
コンピュータ7の演算による残容量L(t)が60%以
上の状態であるにもかかわらず、二次電池電圧判定部5
の実測による二次電池BATの端子間電圧が減電圧状態
(満充電状態の例えば5%未満)になったこととする。
【0029】次に、上記構成の電子機器における二次電
池寿命監視システムの動作を説明する。マイクロコンピ
ュータ7は、まず、図2のフローチャートに示すステッ
プS1で上記の演算式(7)に従って二次電池BATの
残容量L(t)を算出する。
【0030】次に、ステップS2で二次電池電圧判定部
5の状態を読み込み減電圧検出信号が出力されているか
どうかを判断する。減電圧検出信号が出力されていると
きは、ステップS3に進んで前記の演算による残容量L
(t)が60%以上かどうかを判断する。
【0031】演算による残容量L(t)が60%以上で
あるにもかかわらず実測による二次電池BATの端子間
電圧が減電圧状態となっているということは、その二次
電池BATが繰り返し使用不能の寿命となっていること
を意味している。このときは、ステップS4に進んで不
揮発性メモリ8に寿命検出状態を示すデータを書き込
み、ステップS5で表示部9において電池交換時機がき
たことを表示しユーザーに知らせる。
【0032】表示部9において電池交換時機がきたこと
の表示があっても、その二次電池BATによる電子機器
の駆動が直ちに不可能になるのではなく、しばらくの間
は引き続いて使用することが可能である。いずれにして
も、ユーザーは結局、その寿命のきた二次電池BATを
新しい二次電池BATと交換するはずである。古い二次
電池BATを取り外しても、不揮発性メモリ8に書き込
まれている寿命検出状態を示すデータは保持される。そ
して、新しい二次電池BATをセットすると、表示部9
にはまだ電池交換時機がきたことが表示される。しか
し、交換後の二次電池BATが寿命でないときには、そ
の表示は不要である。そこで、交換後の二次電池BAT
で電子機器を使用しているときに、図2のステップS2
で減電圧検出信号が出力されるようになったとき、ステ
ップS3の判断で演算による残容量L(t)が60%未
満である場合、つまり、繰り返し使用不能の寿命がきて
いない状態で減電圧状態を検出したとき、換言すれば、
演算による残容量L(t)が60%未満となったのであ
るから実測による端子間電圧が当然に減電圧状態となる
場合、その二次電池BATはまだ寿命がきておらず繰り
返し使用が可能であるから、図3のフローチャートに示
すステップS6に進む。ステップS6では、不揮発性メ
モリ8に寿命検出状態を示すデータが書き込まれるかど
うかを判断し、書き込まれているときはステップS7に
進んで不揮発性メモリ8の内容をクリアし、ステップS
8で表示部9における電池交換時機がきている旨の表示
状態を解消する。これにより、現在使用中の二次電池B
ATがまだ繰り返し使用可能であることをユーザーに知
らせる。
【0033】なお、電池交換後に直ちに電池交換時機が
きている旨の表示を消すリセット手段を設けてもよい。
【0034】
【発明の効果】本発明に係る第一の電子機器によれば、
二次電池で駆動する電子機器において、二次電池が繰り
返し使用不能の寿命になったかどうかを監視し、寿命が
きたときには報知によってユーザーに電池交換の時機が
きたことを正確に伝えることができる。
【0035】また、本発明に係る第二の電子機器によれ
ば、二次電池の寿命がきたときは新しい二次電池と交換
されるまではその旨を表示し続けることによりユーザー
に電池交換を強く促すことができる。そして、新しい二
次電池への交換が行われたときには、その交換された二
次電池の端子間電圧が所定電圧未満となったときに、そ
の二次電池の残容量が所定量未満となり、二次電池の交
換時期がきたことの報知が行われなくなるため、新しい
二次電池への交換が行われたにも係わらず、二次電池の
交換時期がきたことが延々と報知されるといったことを
防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る電子機器における二次
電池寿命監視システムの電気的構成を示すブロック線図
である。
【図2】実施例において電池交換時機がきている旨の表
示を行うまでの動作説明に供するフローチャートであ
る。
【図3】実施例において電池交換時機がきている旨の表
示を消すまでの動作説明に供するフローチャートであ
る。
【符号の説明】
A……電子機器本体 B……充電器 BAT……二次電池 1a,1b……充電入力端子 2……逆流防止ダイオード 3……電流制限抵抗 4……負荷 5……二次電池電圧判定部 6……充電・放電判別部 7……マイクロコンピュータ 8……不揮発性メモリ 9……表示部

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 二次電池で駆動する電子機器において、 二次電池に流れる電流値と放電時間の積算値に基づいて
    二次電池の残容量を算出する残容量算出手段と、 二次電池の端子間電圧を検出する電圧検出手段と、 該電圧検出手段によって検出された端子間電圧が所定電
    圧未満であって、且つ上記残容量算出手段によって算出
    された残容量が所定量以上のとき、二次電池に繰り返し
    使用不能の寿命がきたと判定する判定手段と、 該判定手段の判定結果に基づいて二次電池の交換時期が
    きたことを報知する報知手段とを設けたことを特徴とす
    る電子機器。
  2. 【請求項2】 二次電池で駆動する電子機器において、 二次電池に流れる電流値と放電時間の積算値に基づいて
    二次電池の残容量を算出する残容量算出手段と、 二次電池の端子間電圧を検出する電圧検出手段と、 該電圧検出手段によって検出された端子間電圧が所定電
    圧未満であって、且つ上記残容量算出手段によって算出
    された残容量が所定量以上のとき、二次電池に繰り返し
    使用不能の寿命がきたと判定する一方、電圧検出手段に
    よって検出された端子間電圧が所定電圧未満であって、
    且つ上記残容量算出手段によって算出された残容量が所
    定量未満のとき、二次電池に繰り返し使用不能の寿命が
    きていないと判定する判定手段と、 該判定手段の判定結果を記憶する記憶手段と、 該記憶手段に記憶された判定結果に基づいて二次電池の
    交換時期がきたことを報知する報知手段とを設けたこと
    を特徴とする電子機器。
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DE102009042656A1 (de) 2009-09-23 2011-03-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zur Steuerung bzw. Regelung mindestens eines den Alterungszustand eines elektrischen Energiespeichers beeinflussenden Betriebsparameters

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