JP3672248B2 - 電気機器、コンピュータ装置、インテリジェント電池、電池診断方法、電池状態表示方法、およびプログラム - Google Patents
電気機器、コンピュータ装置、インテリジェント電池、電池診断方法、電池状態表示方法、およびプログラム Download PDFInfo
- Publication number
- JP3672248B2 JP3672248B2 JP2001285881A JP2001285881A JP3672248B2 JP 3672248 B2 JP3672248 B2 JP 3672248B2 JP 2001285881 A JP2001285881 A JP 2001285881A JP 2001285881 A JP2001285881 A JP 2001285881A JP 3672248 B2 JP3672248 B2 JP 3672248B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- capacity
- predicted
- total
- diagnosis
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/3644—Constructional arrangements
- G01R31/3648—Constructional arrangements comprising digital calculation means, e.g. for performing an algorithm
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/374—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC] with means for correcting the measurement for temperature or ageing
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F1/00—Details not covered by groups G06F3/00 - G06F13/00 and G06F21/00
- G06F1/26—Power supply means, e.g. regulation thereof
- G06F1/263—Arrangements for using multiple switchable power supplies, e.g. battery and AC
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
- H01M10/48—Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、充放電を繰り返して使用可能な電池を備えた電気機器等に係り、より詳しくは、電池の故障状態の判別を可能とする電気機器等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ノート型パーソナルコンピュータ(ノートＰＣ)に代表される情報端末機器や、ＰＤＡ(Personal Digital Assistant)、ＭＤ(Mini Disc)装置、ビデオカメラ等の各種電気機器では、商用電源から直接電力を供給する場合の他、充放電を繰り返しながら何度も使用できる電池(蓄電池、２次電池、バッテリ)からの電力供給が行われている。この電池としては、比較的容量も大きく価格も安いニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池(ニッカド電池)が採用されている。また、ニッケルカドミウム電池に比べて単位重量あたりのエネルギ密度の高いリチウムイオン電池、液体の電解質を利用せずに固体のポリマーを用いるリチウムポリマー電池などが存在する。
【０００３】
このニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池等に代表される電池では、電池の寿命に達すると動作時間が短くなることから、この電池の寿命を正確に知りたい、という顧客(ユーザ)からの要望が強い。このために、従来の電化製品では、電池の電圧、電流、容量(％)などのデータを表示することにより、ユーザに電池の状態を表示するように構成されたものが存在している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来から行われている電池の電圧(Ｖ)、電流(Ａ)、容量(％)等の 表示は、あくまでも電池の基本データの表示に留まるものである。そのために、ユーザにとっては、この基本データの表示だけから電池の故障の有無や電池が保証期間内か否かを判断することができなかった。
【０００５】
また、ユーザが電池の動作時間が短くなったと感じたとき、電池の故障によって動作時間が短くなったのか、故障ではなく、例えば保証期間を超えて使用されたために動作時間が短くなったのか、を判断する手立てがなかった。そのために、ユーザにとって、また、ユーザからの問い合わせを受けた企業側にとって、正しい措置を取ることが困難であった。
【０００６】
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、充放電を行い本体側に対して電力を供給する電池を備える機器にて、電池における故障の有無を的確に判断することにある。
また他の目的は、電池が保証期間内か否かを判断し、適切な対応を取ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる目的のもと、本発明は、電力を消費する本体と、充放電により本体に対して電力を供給する電池とを備えた電気機器であって、電池に対して想定される所定の使用態様における予測容量を予め格納する予測容量格納手段と、電池における総容量(Full Charge Capacity)を把握する総容量把握手段と、この予測容量に対するこの総容量のレベルに基づいて電池の診断を行う診断手段と、診断手段による診断結果に基づいて電池の診断結果を表示する表示手段とを備えたことを特徴としている。
【０００８】
ここで、この予測容量格納手段は、充放電に関するサイクル数に応じて変化する予測容量を格納することを特徴とすることができる。予測容量格納手段としては、電池に設けられるＣＰＵ(１チップマイコンなどのメモリを内蔵したＣＰＵであればＣＰＵ内部)が該当する場合の他、ＣＰＵの外部に設けられるメモリ等、また、電力を消費する本体側の各種メモリ等が該当する場合がある。
【０００９】
また、本発明が適用される電気機器は、電力を消費する本体と、充電および放電を行って本体に対して電力を供給する電池とを備え、この電池は、あるサイクル数における総容量(Full Charge Capacity)の値がこのサイクル数の予測最低容量を下回る場合に、電池セルに不具合が生じたものと判断することを特徴としている。
【００１０】
一方、本発明が適用される電気機器にて、本体は、電池の総容量(Full Charge Capacity)から得られる電池の診断情報を取得し、取得した電池の診断情報に基づいて色を変えて電池の状態を表示することを特徴とすることができる。この色は、ユーザに対して注意を示すレベルに応じて、段階的に変えるように構成することができる。
【００１１】
ここで、電池をユーザが使い始めた日付に関する情報を格納し、この本体は、電池に格納された日付に関する情報に基づいて電池を使い始めた日付を表示することを特徴とすれば、例えば保証期間が定められているときに保証期間内なのか否かを確認することができる点で好ましい。但し、日付の格納は、本体側にてなされても構わない。
【００１２】
更に他の観点から把えると、本発明は、充放電を行う電池を接続しこの電池からシステム本体に対して電力の供給を行うコンピュータ装置であって、この電池は、自己の電池電圧を測定する電圧測定回路と、自己の充放電電流を測定する電流測定回路と、この電圧測定回路により測定される電池電圧、電流測定回路により測定される充放電電流に基づいて電池の総容量(Full Charge Capacity)を把握するＣＰＵとを備え、このＣＰＵは、保証する容量のレベルを定めた予測最低容量と把握された総容量とを比較し、比較結果をシステム本体のコントローラに対して通知することを特徴とすることができる。
【００１３】
また、本発明が適用されるコンピュータ装置は、電池の診断に用いられる最低保証容量に関する情報を格納する格納手段と、電池の総容量(Full Charge Capacity)を把握する総容量把握手段と、把握された前記総容量と格納されている情報から得られる最低保証容量とを比較して電池の診断を実行する電池診断手段と、電池の診断結果に基づきユーザに対して電池の交換を促す表示を行う表示手段とを備えたことを特徴とすることができる。
【００１４】
ここで、この電池の保存に起因する容量劣化である保存劣化を把握する保存劣化把握手段と、電池の充放電に起因する容量劣化であるサイクル劣化を把握するサイクル劣化把握手段とを更に備え、総容量把握手段は、保存劣化把握手段により把握された保存劣化とサイクル劣化把握手段により把握されたサイクル劣化に基づいて電池の総容量を補正することを特徴とすれば、完全放電を実施せずとも電池の総容量を的確に把握することができる点で好ましい。
【００１５】
一方、本発明は、電気機器に接続され、充放電を行って当該電気機器に電力を供給するインテリジェント電池であって、想定される所定の使用態様における予測容量を予め格納する予測容量格納手段と、自己の総容量(Full Charge Capacity)を把握する総容量把握手段と、格納された予測容量に対する把握された総容量のレベルに基づいて自己の診断を行う診断手段とを備えたことを特徴としている。
【００１６】
また、本発明が適用されるインテリジェント電池は、自己の電池電圧を測定する電圧測定回路と、自己の充放電電流を測定する電流測定回路と、測定される前記電池電圧、充放電電流に基づいて電池の総容量(Full Charge Capacity)を把握するＣＰＵとを備え、このＣＰＵは、保証する容量のレベルが予め定められた予測最低容量と把握された総容量とを比較し、比較結果を出力することを特徴としている。
【００１７】
一方、本発明は、充放電を行い本体に対して電力を供給する電池の診断を行う電池診断方法として把握することができる。この電池診断方法は、サイクル数に対応して保証する容量のレベルを予め定めて格納し、電池における所定サイクルの総容量(Full Charge Capacity)を取得し、取得される総容量と格納される容量のレベルとに基づいて電池を診断し、電池の診断結果を出力することを特徴としている。この出力としては、電池が内部にＣＰＵを備えるインテリジェント電池である場合には、このインテリジェント電池からシステム本体のコントローラに、例えばＳＢＳ等のプロトコルを用いて出力される場合が該当する。また、システム側にて、ユーティリティプログラムを用いて表示出力される態様も該当する。
【００１８】
また、本発明は、充放電を行い本体に対して電力を供給する電池の診断結果を表示する電池状態表示方法であって、サイクル数に対応して保証される予測最低容量レベルに対し、実際に把握される電池の総容量(Full Charge Capacity)が下回る場合に、電池交換が必要である旨の情報を表示し、この総容量が予測最低容量レベルを上回る場合に電池正常である旨の情報を表示することを特徴としている。より詳しく述べると、総容量がこの予測最低容量レベルを上回るが、電池の設計容量(初期の総容量と等しい場合がある)に対して所定の割合を下回る場合に、電池交換時期である旨の情報を表示することを特徴としている。また、この電池正常である旨の情報の表示は、総容量が予測最低容量レベルを上回り、且つ、設計容量に対する所定の割合を上回る場合になされることを特徴としている。
【００１９】
尚、これらの発明は、充放電により電力を供給する電池を装着できるコンピュータにて実行されるプログラムとして特定することができる。このプログラムとしては、コンピュータのメモリ等に格納され、上記の各機能を実現させるものであれば足りる。このプログラムの提供方法としては、例えばＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納されたプログラムを、例えばＣＤ−ＲＯＭドライブ等の記憶媒体の読取部で読み取る形態が考えられる。また、プログラム伝送装置からインターネット等のネットワークを介してコンピュータにインストールされる形態も考えられる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態が適用されるコンピュータシステム１０のハードウェア構成を示した図である。このコンピュータシステム１０を備えるコンピュータ装置は、例えば、ＯＡＤＧ(Open Architecture Developer's Group)仕様に準拠して、所定のＯＳ(オペレーティングシステム)を搭載したノートブックＰＣ(ノートブック型パーソナルコンピュータ)として構成されている。
【００２１】
図１に示すコンピュータシステム１０において、ＣＰＵ１１は、コンピュータシステム１０全体の頭脳として機能し、ＯＳの制御下でユーティリティプログラムの他、各種プログラムを実行している。ＣＰＵ１１は、システムバスであるＦＳＢ(Front Side Bus)１２、高速のＩ/Ｏ装置用バスとしてのＰＣＩ(Peripheral Component Interconnect)バス２０、低速のＩ/Ｏ装置用バスとしてのＩＳＡ(Industry Standard Architecture)バス４０という３段階のバスを介して、各構成要素と相互接続されている。このＣＰＵ１１は、キャッシュメモリにプログラム・コードやデータを蓄えることで、処理の高速化を図っている。近年では、ＣＰＵ１１の内部に１次キャッシュとして１２８Ｋバイト程度のＳＲＡＭを集積させているが、容量の不足を補うために、専用バスであるＢＳＢ(Back Side Bus)１３を介して、５１２Ｋ〜２Ｍバイト程度の２次キャッシュ１４を置いている。尚、ＢＳＢ１３を省略し、ＦＳＢ１２に２次キャッシュ１４を接続して端子数の多いパッケージを避けることで、コストを低く抑えることも可能である。
【００２２】
ＦＳＢ１２とＰＣＩバス２０は、メモリ/ＰＣＩチップと呼ばれるＣＰＵブリッジ(ホスト−ＰＣＩブリッジ)１５によって連絡されている。このＣＰＵブリッジ１５は、メインメモリ１６へのアクセス動作を制御するためのメモリコントローラ機能や、ＦＳＢ１２とＰＣＩバス２０との間のデータ転送速度の差を吸収するためのデータバッファ等を含んだ構成となっている。メインメモリ１６は、ＣＰＵ１１の実行プログラムの読み込み領域として、あるいは実行プログラムの処理データを書き込む作業領域として利用される書き込み可能メモリである。例えば、複数個のＤＲＡＭチップで構成され、例えば６４ＭＢを標準装備し、３２０ＭＢまで増設することが可能である。この実行プログラムには、ＯＳや周辺機器類をハードウェア操作するための各種ドライバ、特定業務に向けられたアプリケーションプログラム、後述するフラッシュＲＯＭ４４に格納されたＢＩＯＳ(Basic Input/Output System：基本入出力システム)等のファームウェアが含まれる。
【００２３】
ビデオサブシステム１７は、ビデオに関連する機能を実現するためのサブシステムであり、ビデオコントローラを含んでいる。このビデオコントローラは、ＣＰＵ１１からの描画命令を処理し、処理した描画情報をビデオメモリに書き込むと共に、ビデオメモリからこの描画情報を読み出して、液晶ディスプレイ(ＬＣＤ)１８に描画データとして出力している。
【００２４】
ＰＣＩバス２０は、比較的高速なデータ転送が可能なバスであり、データバス幅を３２ビットまたは６４ビット、最大動作周波数を３３ＭＨｚ、６６ＭＨｚ、最大データ転送速度を１３２ＭＢ/秒、５２８ＭＢ/秒とする仕様によって規格化されている。このＰＣＩバス２０には、Ｉ/Ｏブリッジ２１、カードバスコントローラ２２、オーディオサブシステム２５、ドッキングステーションインターフェース(Dock Ｉ/Ｆ)２６、miniＰＣＩコネクタ２７が夫々接続されている。
【００２５】
カードバスコントローラ２２は、ＰＣＩバス２０のバスシグナルをカードバススロット２３のインターフェースコネクタ(カードバス)に直結させるための専用コントローラであり、このカードバススロット２３には、ＰＣカード２４を装填することが可能である。ドッキングステーションインターフェース２６は、コンピュータシステム１０の機能拡張装置であるドッキングステーション(図示せず)を接続するためのハードウェアである。ドッキングステーションにノートＰＣがセットされると、ドッキングステーションの内部バスに接続された各種のハードウェア要素が、ドッキングステーションインターフェース２６を介してＰＣＩバス２０に接続される。また、miniＰＣＩコネクタ２７には、ミニＰＣＩ(miniＰＣＩ)カード２８が接続される。
【００２６】
Ｉ/Ｏブリッジ２１は、ＰＣＩバス２０とＩＳＡバス４０とのブリッジ機能を備えている。また、ＤＭＡコントローラ機能、プログラマブル割り込みコントローラ(ＰＩＣ)機能、プログラマブル・インターバル・タイマ(ＰＩＴ)機能、ＩＤＥ(Integrated Device Electronics)インターフェース機能、ＵＳＢ(Universal Serial Bus)機能、ＳＭＢ(System Management Bus)インターフェース機能を備えると共に、リアルタイムクロック(ＲＴＣ)を内蔵している。
【００２７】
ＤＭＡコントローラ機能は、ＦＤＤ等の周辺機器とメインメモリ１６との間のデータ転送をＣＰＵ１１の介在なしに実行するための機能である。ＰＩＣ機能は、周辺機器からの割り込み要求(ＩＲＱ)に応答して、所定のプログラム(割り込みハンドラ)を実行させる機能である。ＰＩＴ機能は、タイマ信号を所定周期で発生させる機能である。また、ＩＤＥインターフェース機能によって実現されるインターフェースは、ＩＤＥハードディスクドライブ(ＨＤＤ)３１が接続される他、ＣＤ−ＲＯＭドライブ３２がＡＴＡＰＩ(AT Attachment Packet Interface)接続される。このＣＤ−ＲＯＭドライブ３２の代わりに、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)ドライブのような、他のタイプのＩＤＥ装置が接続されても構わない。ＨＤＤ３１やＣＤ−ＲＯＭドライブ３２等の外部記憶装置は、例えば、ノートＰＣ本体内の「メディアベイ」または「デバイスベイ」と呼ばれる収納場所に格納される。これらの標準装備された外部記憶装置は、ＦＤＤや電池パックのような他の機器類と交換可能かつ排他的に取り付けられる場合もある。
【００２８】
また、Ｉ/Ｏブリッジ２１にはＵＳＢポートが設けられており、このＵＳＢポートは、例えばノートＰＣ本体の壁面等に設けられたＵＳＢコネクタ３０と接続されている。更に、Ｉ/Ｏブリッジ２１には、ＳＭバスを介してＥＥＰＲＯＭ３３が接続されている。このＥＥＰＲＯＭ３３は、ユーザによって登録されたパスワードやスーパーバイザーパスワード、製品シリアル番号等の情報を保持するためのメモリであり、不揮発性で記憶内容を電気的に書き換え可能とされている。
【００２９】
更にまた、Ｉ/Ｏブリッジ２１は、電源回路５０に接続されている。電源回路５０は、例えばＡＣ１００Ｖの商用電源に接続されてＡＣ/ＤＣ変換を行うＡＣアダプタ５１、バッテリ(２次電池)としてのインテリジェント電池５２、このインテリジェント電池５２を充電すると共にＡＣアダプタ５１やインテリジェント電池５２からの電力供給経路を切り換えるバッテリ切換回路５４、およびコンピュータシステム１０で使用される＋１５Ｖ、＋５Ｖ、＋３.３Ｖ等の直流定電圧を生成するＤＣ/ＤＣコンバータ(ＤＣ/ＤＣ)５５等の回路を備えている。
【００３０】
一方、Ｉ/Ｏブリッジ２１を構成するコアチップの内部には、コンピュータシステム１０の電源状態を管理するための内部レジスタと、この内部レジスタの操作を含むコンピュータシステム１０の電源状態の管理を行うロジック(ステートマシン)が設けられている。このロジックは、電源回路５０との間で各種の信号を送受し、この信号の送受により、電源回路５０からコンピュータシステム１０への実際の給電状態を認識する。電源回路５０は、このロジックからの指示に応じて、コンピュータシステム１０への電力供給を制御している。
【００３１】
ＩＳＡバス４０は、ＰＣＩバス２０よりもデータ転送速度が低いバスである(例えば、バス幅１６ビット、最大データ転送速度４ＭＢ/秒)。このＩＳＡバス４０には、ゲートアレイロジック４２に接続されたエンベデッドコントローラ４１、ＣＭＯＳ４３、フラッシュＲＯＭ４４、SuperＩ/Ｏコントローラ４５が接続されている。更に、キーボード/マウスコントローラのような比較的低速で動作する周辺機器類を接続するためにも用いられる。このSuperＩ/Ｏコントローラ４５にはＩ/Ｏポート４６が接続されており、ＦＤＤの駆動やパラレルポートを介したパラレルデータの入出力(ＰＩＯ)、シリアルポートを介したシリアルデータの入出力(ＳＩＯ)を制御している。
【００３２】
エンベデッドコントローラ４１は、図示しないキーボードのコントロールを行うと共に、電源回路５０に接続されて、内蔵されたパワー・マネージメント・コントローラ(ＰＭＣ：Power Management Controller)によってゲートアレイロジック４２と共に電源管理機能の一部を担っている。
【００３３】
次に、本実施の形態の特徴的な構成である電源供給システムについて説明する。
図２は、この電源供給システムの回路構成を示した図である。この電源供給システムは、図１に示した電源回路５０にエンベデッドコントローラ４１やＡＣアダプタ電力停止回路８０等を加えてシステムを構成している。
【００３４】
この図２に示す電源供給システムでは、商用電源に接続される電源供給装置であるＡＣアダプタ５１、例えば充放電を繰り返して使用されるリチウムイオン電池等からなる２次電池でＳＢＳ(Smart Battery System)に準拠したインテリジェント電池５２が含まれている。このＡＣアダプタ５１およびインテリジェント電池５２からの電力は、図１に示したＤＣ/ＤＣコンバータ５５を経由してコンピュータシステム１０の本体システム回路へ出力される。
【００３５】
また、図２に示す電源供給システムでは、本体システム側として、インテリジェント電池５２とコミュニケーションライン７４を介して通信を行うエンベデッドコントローラ４１の他、過放電時に電圧を測定してエンベデッドコントローラ４１に通知する電圧測定回路７５、過放電時にインテリジェント電池５２が接続されたか否かを確認する電池接続確認端子７６が備えられている。更に、インテリジェント電池５２のリフレッシュを行うためのＡＣアダプタ電力停止回路８０、ＡＣアダプタ５１からの電源供給とインテリジェント電池５２からの電源供給とが衝突しないように整流するための第１ダイオード(Ｄ１)７７、および第２ダイオード(Ｄ２)７８を備えている。
【００３６】
尚、電源供給装置であるＡＣアダプタ５１は、例えばノートＰＣ等の電気機器では、本体(内部)システムであるコンピュータシステム１０を内蔵する機器の外部に設けられるのが一般的であるが、電気機器の筐体内部に設けられる場合もある。本体システムとしては、例えばケーブルのコネクタを挿脱着可能なＡＣインレットやＤＣインレットが設けられる構成が考えられる。このＡＣインレットやＤＣインレットは、例えばＡＣアダプタ５１が外部にある場合にはＡＣアダプタ５１に接続されたケーブルから出るコネクタを挿脱着可能に構成され、例えばＡＣアダプタ５１が本体システムの内部にある場合には、商用電源から直接接続されるコネクタを挿脱着可能に構成される。また、インテリジェント電池５２は、電池パックとして本体システムに対して取り外しが自由であるものの他、電気機器の筐体内部に設けられる場合もある。
【００３７】
次に、インテリジェント電池５２の内部構成について説明する。図２に示すように、インテリジェント電池５２は、充放電が行われる電池として複数の単セルからなるセル６１、インテリジェント電池５２を制御すると共にエンベデッドコントローラ４１とコミュニケーションライン７４を介して通信を行うＣＰＵ６２、インテリジェント電池５２から充放電される電流値を求める電流測定回路６３、セル６１の電圧を求める電圧測定回路７０、およびセル６１の温度を測定する温度測定回路９０を備えている。セル６１は、例えば２並列３直列(１.８Ａｈ/セル)の６セルで構成されるリチウムイオン組電池である。
【００３８】
このインテリジェント電池５２の内部に搭載されたＣＰＵ６２は、電流測定回路６３、電圧測定回路７０から入力された測定結果であるアナログ信号を、その内部でＡ/Ｄ(Analog to Digital)変換し、例えば電池の容量等、電池に関わる情報を把握している。把握された電池に関わる情報は、通信経路であるコミュニケーションライン７４を介し、例えばＳＢＳのプロトコルによってシステム側のエンベデッドコントローラ４１に送信している。
【００３９】
電流測定回路６３では、まず、セル６１から流れる電流Ｉによって、抵抗(ＲＳ)６４の両端に電圧Ｉ×ＲＳの電位差が発生する。この電圧は、オペアンプ(ＡＭＰ１)６５によって差動増幅される。また、オペアンプ(ＡＭＰ２)６６とトランジスタ６８によって、オペアンプ(ＡＭＰ１)６５の出力電圧に比例する電流Ｉ１が抵抗(Ｒ１)６７を流れる。最終的にインテリジェント電池５２の電流Ｉの値は、抵抗(Ｒ２)６９に発生する電圧Ｉ１×Ｒ２に変換することができる。この電圧(Ｉ１×Ｒ２)はＣＰＵ６２のＡ/Ｄ＃２ポートに出力され、ＣＰＵ６２にてＡ/Ｄ変換される。
【００４０】
また、電圧測定回路７０では、インテリジェント電池５２の電圧が測定される。具体的には、インテリジェント電池５２におけるセル６１の電圧がオペアンプ(ＡＭＰ３)７１によって差動増幅して変換され、一旦、低い電圧に落とされた後にＣＰＵ６２のＡ/Ｄ＃１ポートに渡され、ＣＰＵ６２にてＡ/Ｄ変換される。
【００４１】
温度測定回路９０では、図２に示すように、レジスタで分圧されたサーミスタ(サーマルセンサ)９１をセル６１の近傍に配置し、サーミスタ９１に発生する電圧がＣＰＵ６２のＡ/Ｄ＃３ポートに渡される。このように、サーミスタ９１からの電圧がＣＰＵ６２によって読み込まれ、ＣＰＵ６２にてＡ/Ｄ変換されて温度が測定される。これにより、インテリジェント電池５２では、電池内部の温度情報を把握することができる。
【００４２】
ＣＰＵ６２では、このようにして、電流測定回路６３により測定される充放電電流、電圧測定回路７０により測定される電池電圧、温度測定回路９０から得られる温度情報が読み込まれ、インテリジェント電池５２(セル６１)の容量等が管理される。また、ＣＰＵ６２は、通信機能を使用し、コミュニケーションライン７４を介してエンベデッドコントローラ４１へ電池に関わるデータを送信している。エンベデッドコントローラ４１では、把握された電池の状態に基づいて、ＡＣアダプタ電力停止回路８０によりＡＣアダプタ５１からの電力供給を停止する等の制御が実行される。
【００４３】
ここで、電池容量は、電流積算(ＡＨ)、または電力積算(ＷＨ)を行うことによって管理することができる。ＡＨ単位で管理する場合には、基本的に電流測定回路６３により測定される電流値だけで電池の容量を管理することが可能である。一方、ＷＨ単位で管理する場合には、電流測定回路６３により測定される電流値だけではなく、電圧測定回路７０により測定される電池電圧も用いて電池容量が管理される。電流測定回路６３により測定される電流値としては、インテリジェント電池５２(セル６１)からの放電電流および充電電流が使用される。
【００４４】
尚、図２では、例えば電池パックの内部にＣＰＵ６２を備えるインテリジェント電池５２にて、このインテリジェント電池５２のＣＰＵ６２によって電池容量等が把握されるように構成されている。しかしながら、このインテリジェント電池５２の代わりに、内部にＣＰＵ６２を有していないダム電池を用いることもできる。かかる場合には、本体のシステム側(システム内部)に、ダム電池の充放電電流を測定する電流測定回路や、ダム電池の電圧を測定する電圧測定回路を設け、エンベデッドコントローラ４１によって電池容量等のダム電池の状態を把握するように構成すれば良い。
【００４５】
次に、ＡＣアダプタ電力停止回路８０について説明する。
このＡＣアダプタ電力停止回路８０は、ＡＣアダプタ５１から供給される電源を停止する機能を備えている。本体システムであるコンピュータシステム１０では、第１ダイオード７７および第２ダイオード７８によって、ＡＣアダプタ５１と２次電池であるインテリジェント電池５２との間で電圧値の高い方から本体回路側に電力が供給できるように構成されている。ＡＣアダプタ５１が接続されている場合には、通常、ＡＣアダプタ５１側の電圧値の方がインテリジェント電池５２側の電圧よりも高いことから、第１ダイオード７７を経由してＡＣアダプタ５１側から本体回路に対して電源が供給される。
【００４６】
ここでは、２次電池であるインテリジェント電池５２にてメモリ効果が生じた場合等に、接続されているＡＣアダプタ５１側からの電源供給をＡＣアダプタ電力停止回路８０によって停止させて、インテリジェント電池５２による完全放電を可能としている。即ち、２次電池であるインテリジェント電池５２の完全放電を実行したい場合には、エンベデッドコントローラ４１からハイ(Ｈｉｇｈ)の信号がＡＣアダプタ電力停止回路８０に供給される。ＡＣアダプタ電力停止回路８０の第１トランジスタ(ＴＲ１)８２は、ハイの信号を受けてオン(ＯＮ)される。この第１トランジスタ８２のオンにより第２トランジスタ(ＴＲ２)８３がオフ(ＯＦＦ)となり、ＦＥＴ(ＦＥＴ１)８１がオフとなる。これによって、ＡＣアダプタ５１からの供給が停止され、第１ダイオード７７への電力供給が停止されて、第２ダイオード７８を経由するインテリジェント電池５２側から本体回路に対して電力を供給することが可能となる。
【００４７】
次に、本実施の形態における電池の故障診断について説明する。ここでは、インテリジェント電池５２のセル６１に関わる不具合により電池の容量が予測最低容量よりも少ない場合に、システム本体側のＬＣＤ１８にてエラーを表示することで、電池の故障診断を実行している。
【００４８】
図３は、本実施の形態に用いられる電池の予測最低容量の例を示した図である。ここで示す予測最低容量は、電池に最も負担のかかるノートＰＣの使用態様を想定したときの予測容量である。例えばノートＰＣにおいては、これ以上、電池に負荷のかかる使用は考えられないので、あるサイクル数における総容量(ＦＣＣ：Full Charge Capacity)が予測最低容量を下回る場合にはインテリジェント電池５２のセル６１自身の不具合が考えられるとしている。尚、図３の横軸は充放電に関するサイクル数を示し、縦軸は、設計上の容量(ＤＣ：Design Capacity)に対するFull Charge Capacityの容量率(％)を示している。尚、サイクル数のカウント(サイクルカウント)は、例えば、充電量のみを積算し、１００％充電量になったら１カウントと見なしてサイクルカウントを１増やしている。
【００４９】
本実施の形態では、この図３に示す予測最低容量に対応して、予測最低容量値のテーブルまたは計算式をインテリジェント電池５２の内部に保持し、Full Charge Capacityとの比較が行われる。この予測最低容量の値や計算式の情報は、例えば、ＣＰＵ６２が１チップマイコンなどのメモリを内蔵したものであれば、このＣＰＵ６２の内部に格納され、ＣＰＵ６２が外部にメモリを持つ形態の場合は、ＣＰＵ６２の外部のメモリに格納される。このようなテーブルや計算式に基づき、電池内部で故障診断を行い、ＳＢＳプロトコルを用いてシステム側であるエンベデッドコントローラ４１に通知をすれば、システム側にて故障診断状態を把握することが可能となる。
【００５０】
但し、図３に示す予測最低容量に対応したテーブルや計算式をシステム側にて備え、電池側の状態をシステム側にて把握するように構成することも可能である。前述のようにインテリジェント電池５２の内部にテーブルや計算式を保持する態様によれば、システム側では電池の種類、メーカの違いなど、電池による違いを識別する必要がない点で優れている。
【００５１】
図４(ａ),(ｂ)は、最も電池を劣化させる想定使用パターンを示した図である。この図４(ａ),(ｂ)に示される想定使用パターンに基づいて、図３に示す電池の予測最低容量が決定される。図４(ａ)は１日の時間に対する電池容量を示しており、縦軸は電池容量(％)、横軸は１日の時間を示している。図４(ｂ)は１日の時間に対する温度プロファイルを示しており、縦軸は温度(℃)、横軸は１日の時間を示している。
【００５２】
この図４(ａ),(ｂ)に示される想定使用パターンでは、ノートＰＣにおいて、１日にＤＶＤの再生を１０時間実行している。そのうち、電池(インテリジェント電池５２)でプログラムを実行するのが約１.７時間(１０１分)、ＡＣアダプタ５１で実行するのが８.３時間としている。また、ＤＶＤ再生中のシステム本体の消費電力としては２０Ｗを前提としており、電池(インテリジェント電池５２)で１.７時間再生したらＡＣアダプタ５１を接続して８.３時間再生する想定である。
【００５３】
図４(ａ)に示すように、インテリジェント電池５２は、電池駆動(Battery operation)である１０１分の放電により、容量が１００％から１５％に減る。その後、ＡＣアダプタ５１を接続すると、システム本体ではＤＶＤ再生中であることから、１Ａで１８７分充電を行って容量が１００％になる。図４(ｂ)に示すように、この操作を実行したときの温度上昇は、一旦、３７℃から４７℃まで上昇している。このような操作を行ったときのインテリジェント電池５２の容量変化データと温度上昇データとに基づいて、図３に示す予測最低容量が決定される。
【００５４】
尚、通常のユーザにおける実使用モデルでは、例えば、１０Ｗ程度の消費が１０時間実行され、インテリジェント電池５２でのプログラム実行が約３.３時間程度、ＡＣアダプタ５１で実行するのが６.７時間程度と想定されている。この場合、容量の変化は１００％から７５％程度であり、温度は１３℃から最高３３℃程度までの上昇が見込まれている。
【００５５】
図５(ａ),(ｂ)は、電池の故障診断の処理を示した図であり、図５(ａ)は処理の流れを示したフローチャートであり、図５(ｂ)は図５(ａ)の説明を補助するための説明図である。まず、本実施の形態における電池の故障診断では、インテリジェント電池５２のＣＰＵ６２にて電池のFull Charge Capacity(総容量：ＦＣＣ)が取得される(ステップ１０１)。尚、Full Charge Capacityの取得方法については、後に詳述する。
【００５６】
次に、ＣＰＵ６２では、取得されたFull Charge Capacityが図３に示した予測最低容量よりも大きいか否かが判断される(ステップ１０２)。大きくない場合には、電池の健康状態を示す「Battery Health」の情報を「赤」とし、「電池要交換」のメッセージを表示して(ステップ１０３)、処理が終了する。この表示は、後述するように、例えばシステム側の表示手段であるＬＣＤ１８にて実行される。図５(ｂ)では、図３に示す予測最低容量と同等の曲線が示されており、ステップ１０２での判断は、この予測最低容量を示す曲線よりも上にあるか下にあるかを判断している。このステップ１０３における「赤」の表示は、予測最低容量を示す曲線の下側の場合に該当する。
【００５７】
ステップ１０２にて、Full Charge Capacityが図３に示した予測最低容量よりも高い場合には、Full Charge Capacityが設計上の容量(ＤＣ：Design Capacity)の５０％よりも大きいか否かが判断される(ステップ１０４)。大きくない場合には、「Battery Health」の情報を「黄」とし、「電池交換時期」のメッセージを表示して(ステップ１０５)、処理が終了する。ステップ１０４での判断は、図５(ｂ)に示す容量５０％よりも高いか低いかの判断であり、ステップ１０５における「黄」の表示は、図５(ｂ)に示す予測最低容量の曲線よりも上側で、かつ、容量５０％の線よりも下側の場合に該当する。
【００５８】
ステップ１０４にて設計上の容量(ＤＣ)の５０％よりも大きいと判断される場合には、「Battery Health」の情報を「緑」とし、「電池正常」のメッセージを表示して(ステップ１０６)、処理が終了する。この表示は、図５(ｂ)に示す予測最低容量の曲線よりも上側で、かつ、容量５０％の線よりも上側の場合に該当する。
【００５９】
図６は、電池診断の表示例を示した図である。このような表示例は、システム側のＣＰＵ１１にて実行されるユーティリティプログラムによって、ＬＣＤ１８に表示される。ここでは、電池の健康状態を示す「Battery Health」にて、色表示２０１によって直感的に健康状態をユーザに表示し、メッセージ表示２０２によって必要な動作をユーザに促す表示がなされる。図６に示す例では、色表示２０１にてバッテリ故障と判断された旨の「赤(Ｒｅｄ)」色が表示され、メッセージ表示２０２では、バッテリの交換が必要である旨を示す「The Battery needs to be replaced.」のメッセージが表示される。尚、正常の電池だが電池の総容量(Full Charge Capacity)がある規定値(例えばＤＣの５０％)よりも小さいとき、「黄」色の表示とともに、そろそろ電池の交換時期である旨を表示する。また、正常の電池でかつ電池の総容量も十分に大きいとき、「緑」色の表示とともに電池を交換する必要がない旨表示する。
【００６０】
また、図６に示す例では、総容量(Full Charge Capacity)、設計容量(Design Capacity)、サイクル数(Cycle Count)として、各々具体的な値が表示される。更に、本実施の形態では、所定の日付表示２０３がなされている。図６に示す日付表示２０３では、ユーザがインテリジェント電池５２を使い始めた最初の日付「First Used Date」と、最も近日にリフレッシュがなされた日付「Last Refresh Operation」が表示されている。インテリジェント電池５２では、ユーザがインテリジェント電池５２を使い始めた日付をインテリジェント電池５２の内部に保存し、必要に応じてシステム(エンベデッドコントローラ４１)がこの日付を読み出すことができる。この読み出された日付は、図６に示すような日付表示２０３として表示される場合の他、システム側にて、電池が保証期間内か否かを検知し、ユーザに通知するために用いることも可能である。尚、この日付の情報を、システム側の所定のメモリに格納するように構成することができる。かかる場合には、電池の識別情報と共に日付の情報が格納されることが好ましい。
【００６１】
図７は、電池診断の他の表示例を示した図である。この図７に示す例では、各項目ごとに必要なデータ量が示される。ここで、総容量(Full Charge Capacity)の値は、セル６１の異常状態(エラー、不具合、故障)には赤色文字で表示され、正常であれば緑色文字で表示され、そろそろ電池の交換時期であるときは黄色文字で示される。このように色分けして表示することで、単なる数値の表示だけではなく、ユーザに直感として電池の状態を認識させることが可能となる。
【００６２】
次に、総容量(Full Charge Capacity)の取得方法について説明する。「現在の電池の総容量」であるFull Charge Capacityは、電池の劣化等によって「電池の初期状態の総容量」である設計上の容量(Design Capacity)とは異なった値となる。そのために、定期的に更新(学習)を行う必要がある。一般に、Full Charge Capacityは、容量がほぼ０％程度(例えば３％)になるまで完全放電が行われた場合に更新される。本実施の形態では、完全放電を実施しない場合であっても、Full Charge Capacityの自動補正が実施できるように構成している。即ち、完全放電による容量学習に加え、サイクル劣化の処理と、保存劣化の処理を加え、これらによるFull Charge Capacityの自動更新機能を備えている。
【００６３】
ここで、まず、サイクル劣化の処理について説明する。
図８は、サイクル劣化を補正する処理を示したフローチャートである。インテリジェント電池５２のＣＰＵ６２では、まず、インテリジェント電池５２に記憶されている充電量の初期化がなされ、充電量のサイクルカウンタがイニシャライズされる(ステップ１１１)。その後、充電があったか否かが判断され(ステップ１１２)、充電がなければ充電を待ち、充電があれば充電量が積算される(ステップ１１３)。
【００６４】
次に、積算した充電量の全体がFull Charge Capacityに達したか否か(ＦＣＣ以上か否か)が判断される(ステップ１１４)。Full Charge Capacityに達していない場合には、ステップ１１２に戻る。積算した充電量がFull Charge Capacity(１００％充電量)に達した場合には、サイクルカウントを１増やし(ステップ１１５)、新たなFull Charge Capacityとして、
Full Charge Capacity−Design Capacity×０.５/５００
が導入されて(ステップ１１６)、ステップ１１１に戻る。
【００６５】
このステップ１１６における式は、所定の温度環境(例えば２５℃環境と４５℃環境)にて充放電を５００回繰り返した場合に、電池の容量にして約５０％の容量劣化が発生することを意味している。これは、発明者等による測定により、容量劣化がサイクル数にほぼ比例して大きくなること、および、環境温度による差異が殆どないことが判明しており、これらの結果から、環境温度に関わらずサイクル毎に劣化する容量が下記の式に基づくことによる。
劣化容量＝Design Capacity×０.５/５００ [ｍＡｈ or ｍＷｈ]
【００６６】
このように、本実施の形態におけるサイクル劣化を補正する処理では、サイクル数のカウントは充電量のみを積算し、１００％の充電量になったら１カウントと見なし、サイクルカウントを１増やすと同時に、上式によって求められる劣化容量をFull Charge Capacityから減算している。
【００６７】
次に、保存劣化の処理について説明する。
図９は、リチウムイオン電池の保存劣化特性を示した図である。ここでは、横軸に保存時間(ヶ月：month)を、縦軸に劣化度(％)を示し、環境温度４０℃において、各容量における電池の保存劣化度を示している。ここでは、各容量として、２０％おきに、０％〜１００％までの６通りのデータが示されている。図９に示されるように、電池の保存劣化度は、各電池の残容量に依存していることが解る。実際には、この図９に示すような保存劣化特性図を環境温度ごとに用意することになる。この図９から理解できるように、温度、残容量が決定すると単位時間あたりの劣化量はほぼ固定することができる。
【００６８】
図１０は、保存劣化を補正する処理を示したフローチャートである。インテリジェント電池５２のＣＰＵ６２では、まず、保存劣化カウンタの初期化がなされる(ステップ１２１)。そして、単位時間として、例えば１時間が経過したか否かが判断される(ステップ１２２)。次に、電流測定回路６３からの充放電電流、電圧測定回路７０からの出力電圧等に基づいて電池容量が取得され(ステップ１２３)、また、温度測定回路９０から電池温度が取得される(ステップ１２４)。この取得された電池容量と電池温度を用いて、例えば図９に示したような保存劣化特性を数値で示した保存劣化テーブルから保存劣化量が取得される(ステップ１２５)。
【００６９】
この保存劣化量が取得されると、ＣＰＵ６２では、保存劣化カウンタの更新がなされる(ステップ１２６)。その後、サイクル数が増加したか否かが判断され(ステップ１２７)、サイクル数が増加していない場合には、ステップ１２２に戻り、サイクル数が増加した場合には、現状のFull Charge Capacityに取得された保存劣化量を差し引いたものを新たなFull Charge Capacityとして処理が終了し(ステップ１２８)、ステップ１２１に戻る。即ち、保存劣化量を積算していき、サイクルカウントが１増えた時点で、減算している。尚、ステップ１２７におけるサイクル数が増加したか否かの判断の代わりに、ある時点から所定のタイミングに基づいて保存劣化量を取得するように構成することができる。
【００７０】
次に、完全放電に基づく容量学習によるFull Charge Capacity更新の処理について説明する。
図１１は、容量学習によるFull Charge Capacity更新のフローを示した図である。まず、１００％充電がなされたか否かが判断され(ステップ１３１)、１００％充電がなされていなければ待機し、なされた場合には放電量の初期化がなされる(ステップ１３２)。その後、放電の有無が判断され(ステップ１３３)、放電である場合にはステップ１３５へ移行し、放電でない場合には充電の有無が判断される(ステップ１３４)。充電である場合には、ステップ１３１に戻って１００％充電の有無が判断され、充電でない場合には、ステップ１３５へ移行する。
【００７１】
ステップ１３５では、放電量の積算がなされ、積算される放電量により容量が０％になったか否かが判断される(ステップ１３６)。この判断では、必ずしも完全に容量が０％になったか否かではなく、ほぼ０％程度(例えば３％)として、その作用効果から完全放電と見なせる状態か否かで判断される。ステップ１３６で容量０％である場合にはステップ１３３に戻り、容量０％である場合には、ステップ１３５で算出された積算放電量をFull Charge Capacityとし(ステップ１３７)、ステップ１３１に戻る。
【００７２】
このように、本実施の形態では、図１１に示したような完全放電の実施に伴う更新に加えて、図８を用いて説明したサイクル劣化の補正、図９および図１０を用いて説明した保存劣化による補正をFull Charge Capacityに適用し、サイクルカウントが増すごとにFull Charge Capacityの更新を行うように構成した。この結果、完全放電を実施しない場合であってもインテリジェント電池５２は常に高精度のFull Charge Capacityの値を保持することができ、このFull Charge Capacityの値に基づいてインテリジェント電池５２の故障診断を行うことが可能となる。
【００７３】
以上、詳述したように、本実施の形態によれば、電池(インテリジェント電池５２)のセル６１に関わる不具合により電池の容量が予測最低容量よりも少ない場合にエラーを表示することができる。即ち、電池に最も負担のかかる使用を想定したときの予測最低容量を予め定め、この予測最低容量を下回ったか否かでエラー表示を行っている。この構成によって、例えばユーザが電池の動作時間が短くなったと感じたとき、電池の故障の有無、電池が保証期間内か否かを判別することが可能となる。
【００７４】
また、このエラーが表示された場合、ユーザは、例えばヘルプセンターに連絡をとってこの旨を伝えると、保証期間内であれば、ヘルプセンターから新しい交換用の電池が無償でユーザに送られる。電池の使い始めた日付を保存する機能を備えることで、保証期間内の電池の故障か、保証機関外の電池の故障か、を判別することが可能となり、ヘルプセンターにとっても、契約上等の正しい判断にて、電池の無償交換の有無等を判断することが可能となる。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、充放電を行い本体側に対して電力を供給する電池を備える機器にて、電池における故障の有無を的確に判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施の形態が適用されるコンピュータシステムのハードウェア構成を示した図である。
【図２】 電源供給システムの回路構成を示した図である。
【図３】 電池の予測最低容量の例を示した図である。
【図４】 (ａ),(ｂ)は、最も電池を劣化させる想定使用パターンを示した図である。
【図５】 (ａ),(ｂ)は、電池の故障診断の処理を示した図である。
【図６】 電池診断の表示例を示した図である。
【図７】 電池診断の他の表示例を示した図である。
【図８】 サイクル劣化を補正する処理を示したフローチャートである。
【図９】 リチウムイオン電池の保存劣化特性を示した図である。
【図１０】 保存劣化を補正する処理を示したフローチャートである。
【図１１】 容量学習によるFull Charge Capacity更新のフローを示した図である。
【符号の説明】
１０…コンピュータシステム、１１…ＣＰＵ、１８…液晶ディスプレイ(ＬＣＤ)、４１…エンベデッドコントローラ、５０…電源回路、５１…ＡＣアダプタ、５２…インテリジェント電池、６１…セル、６２…ＣＰＵ、６３…電流測定回路、７０…電圧測定回路、７４…コミュニケーションライン、７５…電圧測定回路、７６…電池接続確認端子、８０…ＡＣアダプタ電力停止回路、９０…温度測定回路、９１…サーミスタ(サーマルセンサ)
【発明の属する技術分野】
本発明は、充放電を繰り返して使用可能な電池を備えた電気機器等に係り、より詳しくは、電池の故障状態の判別を可能とする電気機器等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ノート型パーソナルコンピュータ(ノートＰＣ)に代表される情報端末機器や、ＰＤＡ(Personal Digital Assistant)、ＭＤ(Mini Disc)装置、ビデオカメラ等の各種電気機器では、商用電源から直接電力を供給する場合の他、充放電を繰り返しながら何度も使用できる電池(蓄電池、２次電池、バッテリ)からの電力供給が行われている。この電池としては、比較的容量も大きく価格も安いニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池(ニッカド電池)が採用されている。また、ニッケルカドミウム電池に比べて単位重量あたりのエネルギ密度の高いリチウムイオン電池、液体の電解質を利用せずに固体のポリマーを用いるリチウムポリマー電池などが存在する。
【０００３】
このニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池、リチウムイオン電池、リチウムポリマー電池等に代表される電池では、電池の寿命に達すると動作時間が短くなることから、この電池の寿命を正確に知りたい、という顧客(ユーザ)からの要望が強い。このために、従来の電化製品では、電池の電圧、電流、容量(％)などのデータを表示することにより、ユーザに電池の状態を表示するように構成されたものが存在している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来から行われている電池の電圧(Ｖ)、電流(Ａ)、容量(％)等の 表示は、あくまでも電池の基本データの表示に留まるものである。そのために、ユーザにとっては、この基本データの表示だけから電池の故障の有無や電池が保証期間内か否かを判断することができなかった。
【０００５】
また、ユーザが電池の動作時間が短くなったと感じたとき、電池の故障によって動作時間が短くなったのか、故障ではなく、例えば保証期間を超えて使用されたために動作時間が短くなったのか、を判断する手立てがなかった。そのために、ユーザにとって、また、ユーザからの問い合わせを受けた企業側にとって、正しい措置を取ることが困難であった。
【０００６】
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、充放電を行い本体側に対して電力を供給する電池を備える機器にて、電池における故障の有無を的確に判断することにある。
また他の目的は、電池が保証期間内か否かを判断し、適切な対応を取ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる目的のもと、本発明は、電力を消費する本体と、充放電により本体に対して電力を供給する電池とを備えた電気機器であって、電池に対して想定される所定の使用態様における予測容量を予め格納する予測容量格納手段と、電池における総容量(Full Charge Capacity)を把握する総容量把握手段と、この予測容量に対するこの総容量のレベルに基づいて電池の診断を行う診断手段と、診断手段による診断結果に基づいて電池の診断結果を表示する表示手段とを備えたことを特徴としている。
【０００８】
ここで、この予測容量格納手段は、充放電に関するサイクル数に応じて変化する予測容量を格納することを特徴とすることができる。予測容量格納手段としては、電池に設けられるＣＰＵ(１チップマイコンなどのメモリを内蔵したＣＰＵであればＣＰＵ内部)が該当する場合の他、ＣＰＵの外部に設けられるメモリ等、また、電力を消費する本体側の各種メモリ等が該当する場合がある。
【０００９】
また、本発明が適用される電気機器は、電力を消費する本体と、充電および放電を行って本体に対して電力を供給する電池とを備え、この電池は、あるサイクル数における総容量(Full Charge Capacity)の値がこのサイクル数の予測最低容量を下回る場合に、電池セルに不具合が生じたものと判断することを特徴としている。
【００１０】
一方、本発明が適用される電気機器にて、本体は、電池の総容量(Full Charge Capacity)から得られる電池の診断情報を取得し、取得した電池の診断情報に基づいて色を変えて電池の状態を表示することを特徴とすることができる。この色は、ユーザに対して注意を示すレベルに応じて、段階的に変えるように構成することができる。
【００１１】
ここで、電池をユーザが使い始めた日付に関する情報を格納し、この本体は、電池に格納された日付に関する情報に基づいて電池を使い始めた日付を表示することを特徴とすれば、例えば保証期間が定められているときに保証期間内なのか否かを確認することができる点で好ましい。但し、日付の格納は、本体側にてなされても構わない。
【００１２】
更に他の観点から把えると、本発明は、充放電を行う電池を接続しこの電池からシステム本体に対して電力の供給を行うコンピュータ装置であって、この電池は、自己の電池電圧を測定する電圧測定回路と、自己の充放電電流を測定する電流測定回路と、この電圧測定回路により測定される電池電圧、電流測定回路により測定される充放電電流に基づいて電池の総容量(Full Charge Capacity)を把握するＣＰＵとを備え、このＣＰＵは、保証する容量のレベルを定めた予測最低容量と把握された総容量とを比較し、比較結果をシステム本体のコントローラに対して通知することを特徴とすることができる。
【００１３】
また、本発明が適用されるコンピュータ装置は、電池の診断に用いられる最低保証容量に関する情報を格納する格納手段と、電池の総容量(Full Charge Capacity)を把握する総容量把握手段と、把握された前記総容量と格納されている情報から得られる最低保証容量とを比較して電池の診断を実行する電池診断手段と、電池の診断結果に基づきユーザに対して電池の交換を促す表示を行う表示手段とを備えたことを特徴とすることができる。
【００１４】
ここで、この電池の保存に起因する容量劣化である保存劣化を把握する保存劣化把握手段と、電池の充放電に起因する容量劣化であるサイクル劣化を把握するサイクル劣化把握手段とを更に備え、総容量把握手段は、保存劣化把握手段により把握された保存劣化とサイクル劣化把握手段により把握されたサイクル劣化に基づいて電池の総容量を補正することを特徴とすれば、完全放電を実施せずとも電池の総容量を的確に把握することができる点で好ましい。
【００１５】
一方、本発明は、電気機器に接続され、充放電を行って当該電気機器に電力を供給するインテリジェント電池であって、想定される所定の使用態様における予測容量を予め格納する予測容量格納手段と、自己の総容量(Full Charge Capacity)を把握する総容量把握手段と、格納された予測容量に対する把握された総容量のレベルに基づいて自己の診断を行う診断手段とを備えたことを特徴としている。
【００１６】
また、本発明が適用されるインテリジェント電池は、自己の電池電圧を測定する電圧測定回路と、自己の充放電電流を測定する電流測定回路と、測定される前記電池電圧、充放電電流に基づいて電池の総容量(Full Charge Capacity)を把握するＣＰＵとを備え、このＣＰＵは、保証する容量のレベルが予め定められた予測最低容量と把握された総容量とを比較し、比較結果を出力することを特徴としている。
【００１７】
一方、本発明は、充放電を行い本体に対して電力を供給する電池の診断を行う電池診断方法として把握することができる。この電池診断方法は、サイクル数に対応して保証する容量のレベルを予め定めて格納し、電池における所定サイクルの総容量(Full Charge Capacity)を取得し、取得される総容量と格納される容量のレベルとに基づいて電池を診断し、電池の診断結果を出力することを特徴としている。この出力としては、電池が内部にＣＰＵを備えるインテリジェント電池である場合には、このインテリジェント電池からシステム本体のコントローラに、例えばＳＢＳ等のプロトコルを用いて出力される場合が該当する。また、システム側にて、ユーティリティプログラムを用いて表示出力される態様も該当する。
【００１８】
また、本発明は、充放電を行い本体に対して電力を供給する電池の診断結果を表示する電池状態表示方法であって、サイクル数に対応して保証される予測最低容量レベルに対し、実際に把握される電池の総容量(Full Charge Capacity)が下回る場合に、電池交換が必要である旨の情報を表示し、この総容量が予測最低容量レベルを上回る場合に電池正常である旨の情報を表示することを特徴としている。より詳しく述べると、総容量がこの予測最低容量レベルを上回るが、電池の設計容量(初期の総容量と等しい場合がある)に対して所定の割合を下回る場合に、電池交換時期である旨の情報を表示することを特徴としている。また、この電池正常である旨の情報の表示は、総容量が予測最低容量レベルを上回り、且つ、設計容量に対する所定の割合を上回る場合になされることを特徴としている。
【００１９】
尚、これらの発明は、充放電により電力を供給する電池を装着できるコンピュータにて実行されるプログラムとして特定することができる。このプログラムとしては、コンピュータのメモリ等に格納され、上記の各機能を実現させるものであれば足りる。このプログラムの提供方法としては、例えばＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納されたプログラムを、例えばＣＤ−ＲＯＭドライブ等の記憶媒体の読取部で読み取る形態が考えられる。また、プログラム伝送装置からインターネット等のネットワークを介してコンピュータにインストールされる形態も考えられる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。
図１は、本実施の形態が適用されるコンピュータシステム１０のハードウェア構成を示した図である。このコンピュータシステム１０を備えるコンピュータ装置は、例えば、ＯＡＤＧ(Open Architecture Developer's Group)仕様に準拠して、所定のＯＳ(オペレーティングシステム)を搭載したノートブックＰＣ(ノートブック型パーソナルコンピュータ)として構成されている。
【００２１】
図１に示すコンピュータシステム１０において、ＣＰＵ１１は、コンピュータシステム１０全体の頭脳として機能し、ＯＳの制御下でユーティリティプログラムの他、各種プログラムを実行している。ＣＰＵ１１は、システムバスであるＦＳＢ(Front Side Bus)１２、高速のＩ/Ｏ装置用バスとしてのＰＣＩ(Peripheral Component Interconnect)バス２０、低速のＩ/Ｏ装置用バスとしてのＩＳＡ(Industry Standard Architecture)バス４０という３段階のバスを介して、各構成要素と相互接続されている。このＣＰＵ１１は、キャッシュメモリにプログラム・コードやデータを蓄えることで、処理の高速化を図っている。近年では、ＣＰＵ１１の内部に１次キャッシュとして１２８Ｋバイト程度のＳＲＡＭを集積させているが、容量の不足を補うために、専用バスであるＢＳＢ(Back Side Bus)１３を介して、５１２Ｋ〜２Ｍバイト程度の２次キャッシュ１４を置いている。尚、ＢＳＢ１３を省略し、ＦＳＢ１２に２次キャッシュ１４を接続して端子数の多いパッケージを避けることで、コストを低く抑えることも可能である。
【００２２】
ＦＳＢ１２とＰＣＩバス２０は、メモリ/ＰＣＩチップと呼ばれるＣＰＵブリッジ(ホスト−ＰＣＩブリッジ)１５によって連絡されている。このＣＰＵブリッジ１５は、メインメモリ１６へのアクセス動作を制御するためのメモリコントローラ機能や、ＦＳＢ１２とＰＣＩバス２０との間のデータ転送速度の差を吸収するためのデータバッファ等を含んだ構成となっている。メインメモリ１６は、ＣＰＵ１１の実行プログラムの読み込み領域として、あるいは実行プログラムの処理データを書き込む作業領域として利用される書き込み可能メモリである。例えば、複数個のＤＲＡＭチップで構成され、例えば６４ＭＢを標準装備し、３２０ＭＢまで増設することが可能である。この実行プログラムには、ＯＳや周辺機器類をハードウェア操作するための各種ドライバ、特定業務に向けられたアプリケーションプログラム、後述するフラッシュＲＯＭ４４に格納されたＢＩＯＳ(Basic Input/Output System：基本入出力システム)等のファームウェアが含まれる。
【００２３】
ビデオサブシステム１７は、ビデオに関連する機能を実現するためのサブシステムであり、ビデオコントローラを含んでいる。このビデオコントローラは、ＣＰＵ１１からの描画命令を処理し、処理した描画情報をビデオメモリに書き込むと共に、ビデオメモリからこの描画情報を読み出して、液晶ディスプレイ(ＬＣＤ)１８に描画データとして出力している。
【００２４】
ＰＣＩバス２０は、比較的高速なデータ転送が可能なバスであり、データバス幅を３２ビットまたは６４ビット、最大動作周波数を３３ＭＨｚ、６６ＭＨｚ、最大データ転送速度を１３２ＭＢ/秒、５２８ＭＢ/秒とする仕様によって規格化されている。このＰＣＩバス２０には、Ｉ/Ｏブリッジ２１、カードバスコントローラ２２、オーディオサブシステム２５、ドッキングステーションインターフェース(Dock Ｉ/Ｆ)２６、miniＰＣＩコネクタ２７が夫々接続されている。
【００２５】
カードバスコントローラ２２は、ＰＣＩバス２０のバスシグナルをカードバススロット２３のインターフェースコネクタ(カードバス)に直結させるための専用コントローラであり、このカードバススロット２３には、ＰＣカード２４を装填することが可能である。ドッキングステーションインターフェース２６は、コンピュータシステム１０の機能拡張装置であるドッキングステーション(図示せず)を接続するためのハードウェアである。ドッキングステーションにノートＰＣがセットされると、ドッキングステーションの内部バスに接続された各種のハードウェア要素が、ドッキングステーションインターフェース２６を介してＰＣＩバス２０に接続される。また、miniＰＣＩコネクタ２７には、ミニＰＣＩ(miniＰＣＩ)カード２８が接続される。
【００２６】
Ｉ/Ｏブリッジ２１は、ＰＣＩバス２０とＩＳＡバス４０とのブリッジ機能を備えている。また、ＤＭＡコントローラ機能、プログラマブル割り込みコントローラ(ＰＩＣ)機能、プログラマブル・インターバル・タイマ(ＰＩＴ)機能、ＩＤＥ(Integrated Device Electronics)インターフェース機能、ＵＳＢ(Universal Serial Bus)機能、ＳＭＢ(System Management Bus)インターフェース機能を備えると共に、リアルタイムクロック(ＲＴＣ)を内蔵している。
【００２７】
ＤＭＡコントローラ機能は、ＦＤＤ等の周辺機器とメインメモリ１６との間のデータ転送をＣＰＵ１１の介在なしに実行するための機能である。ＰＩＣ機能は、周辺機器からの割り込み要求(ＩＲＱ)に応答して、所定のプログラム(割り込みハンドラ)を実行させる機能である。ＰＩＴ機能は、タイマ信号を所定周期で発生させる機能である。また、ＩＤＥインターフェース機能によって実現されるインターフェースは、ＩＤＥハードディスクドライブ(ＨＤＤ)３１が接続される他、ＣＤ−ＲＯＭドライブ３２がＡＴＡＰＩ(AT Attachment Packet Interface)接続される。このＣＤ−ＲＯＭドライブ３２の代わりに、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)ドライブのような、他のタイプのＩＤＥ装置が接続されても構わない。ＨＤＤ３１やＣＤ−ＲＯＭドライブ３２等の外部記憶装置は、例えば、ノートＰＣ本体内の「メディアベイ」または「デバイスベイ」と呼ばれる収納場所に格納される。これらの標準装備された外部記憶装置は、ＦＤＤや電池パックのような他の機器類と交換可能かつ排他的に取り付けられる場合もある。
【００２８】
また、Ｉ/Ｏブリッジ２１にはＵＳＢポートが設けられており、このＵＳＢポートは、例えばノートＰＣ本体の壁面等に設けられたＵＳＢコネクタ３０と接続されている。更に、Ｉ/Ｏブリッジ２１には、ＳＭバスを介してＥＥＰＲＯＭ３３が接続されている。このＥＥＰＲＯＭ３３は、ユーザによって登録されたパスワードやスーパーバイザーパスワード、製品シリアル番号等の情報を保持するためのメモリであり、不揮発性で記憶内容を電気的に書き換え可能とされている。
【００２９】
更にまた、Ｉ/Ｏブリッジ２１は、電源回路５０に接続されている。電源回路５０は、例えばＡＣ１００Ｖの商用電源に接続されてＡＣ/ＤＣ変換を行うＡＣアダプタ５１、バッテリ(２次電池)としてのインテリジェント電池５２、このインテリジェント電池５２を充電すると共にＡＣアダプタ５１やインテリジェント電池５２からの電力供給経路を切り換えるバッテリ切換回路５４、およびコンピュータシステム１０で使用される＋１５Ｖ、＋５Ｖ、＋３.３Ｖ等の直流定電圧を生成するＤＣ/ＤＣコンバータ(ＤＣ/ＤＣ)５５等の回路を備えている。
【００３０】
一方、Ｉ/Ｏブリッジ２１を構成するコアチップの内部には、コンピュータシステム１０の電源状態を管理するための内部レジスタと、この内部レジスタの操作を含むコンピュータシステム１０の電源状態の管理を行うロジック(ステートマシン)が設けられている。このロジックは、電源回路５０との間で各種の信号を送受し、この信号の送受により、電源回路５０からコンピュータシステム１０への実際の給電状態を認識する。電源回路５０は、このロジックからの指示に応じて、コンピュータシステム１０への電力供給を制御している。
【００３１】
ＩＳＡバス４０は、ＰＣＩバス２０よりもデータ転送速度が低いバスである(例えば、バス幅１６ビット、最大データ転送速度４ＭＢ/秒)。このＩＳＡバス４０には、ゲートアレイロジック４２に接続されたエンベデッドコントローラ４１、ＣＭＯＳ４３、フラッシュＲＯＭ４４、SuperＩ/Ｏコントローラ４５が接続されている。更に、キーボード/マウスコントローラのような比較的低速で動作する周辺機器類を接続するためにも用いられる。このSuperＩ/Ｏコントローラ４５にはＩ/Ｏポート４６が接続されており、ＦＤＤの駆動やパラレルポートを介したパラレルデータの入出力(ＰＩＯ)、シリアルポートを介したシリアルデータの入出力(ＳＩＯ)を制御している。
【００３２】
エンベデッドコントローラ４１は、図示しないキーボードのコントロールを行うと共に、電源回路５０に接続されて、内蔵されたパワー・マネージメント・コントローラ(ＰＭＣ：Power Management Controller)によってゲートアレイロジック４２と共に電源管理機能の一部を担っている。
【００３３】
次に、本実施の形態の特徴的な構成である電源供給システムについて説明する。
図２は、この電源供給システムの回路構成を示した図である。この電源供給システムは、図１に示した電源回路５０にエンベデッドコントローラ４１やＡＣアダプタ電力停止回路８０等を加えてシステムを構成している。
【００３４】
この図２に示す電源供給システムでは、商用電源に接続される電源供給装置であるＡＣアダプタ５１、例えば充放電を繰り返して使用されるリチウムイオン電池等からなる２次電池でＳＢＳ(Smart Battery System)に準拠したインテリジェント電池５２が含まれている。このＡＣアダプタ５１およびインテリジェント電池５２からの電力は、図１に示したＤＣ/ＤＣコンバータ５５を経由してコンピュータシステム１０の本体システム回路へ出力される。
【００３５】
また、図２に示す電源供給システムでは、本体システム側として、インテリジェント電池５２とコミュニケーションライン７４を介して通信を行うエンベデッドコントローラ４１の他、過放電時に電圧を測定してエンベデッドコントローラ４１に通知する電圧測定回路７５、過放電時にインテリジェント電池５２が接続されたか否かを確認する電池接続確認端子７６が備えられている。更に、インテリジェント電池５２のリフレッシュを行うためのＡＣアダプタ電力停止回路８０、ＡＣアダプタ５１からの電源供給とインテリジェント電池５２からの電源供給とが衝突しないように整流するための第１ダイオード(Ｄ１)７７、および第２ダイオード(Ｄ２)７８を備えている。
【００３６】
尚、電源供給装置であるＡＣアダプタ５１は、例えばノートＰＣ等の電気機器では、本体(内部)システムであるコンピュータシステム１０を内蔵する機器の外部に設けられるのが一般的であるが、電気機器の筐体内部に設けられる場合もある。本体システムとしては、例えばケーブルのコネクタを挿脱着可能なＡＣインレットやＤＣインレットが設けられる構成が考えられる。このＡＣインレットやＤＣインレットは、例えばＡＣアダプタ５１が外部にある場合にはＡＣアダプタ５１に接続されたケーブルから出るコネクタを挿脱着可能に構成され、例えばＡＣアダプタ５１が本体システムの内部にある場合には、商用電源から直接接続されるコネクタを挿脱着可能に構成される。また、インテリジェント電池５２は、電池パックとして本体システムに対して取り外しが自由であるものの他、電気機器の筐体内部に設けられる場合もある。
【００３７】
次に、インテリジェント電池５２の内部構成について説明する。図２に示すように、インテリジェント電池５２は、充放電が行われる電池として複数の単セルからなるセル６１、インテリジェント電池５２を制御すると共にエンベデッドコントローラ４１とコミュニケーションライン７４を介して通信を行うＣＰＵ６２、インテリジェント電池５２から充放電される電流値を求める電流測定回路６３、セル６１の電圧を求める電圧測定回路７０、およびセル６１の温度を測定する温度測定回路９０を備えている。セル６１は、例えば２並列３直列(１.８Ａｈ/セル)の６セルで構成されるリチウムイオン組電池である。
【００３８】
このインテリジェント電池５２の内部に搭載されたＣＰＵ６２は、電流測定回路６３、電圧測定回路７０から入力された測定結果であるアナログ信号を、その内部でＡ/Ｄ(Analog to Digital)変換し、例えば電池の容量等、電池に関わる情報を把握している。把握された電池に関わる情報は、通信経路であるコミュニケーションライン７４を介し、例えばＳＢＳのプロトコルによってシステム側のエンベデッドコントローラ４１に送信している。
【００３９】
電流測定回路６３では、まず、セル６１から流れる電流Ｉによって、抵抗(ＲＳ)６４の両端に電圧Ｉ×ＲＳの電位差が発生する。この電圧は、オペアンプ(ＡＭＰ１)６５によって差動増幅される。また、オペアンプ(ＡＭＰ２)６６とトランジスタ６８によって、オペアンプ(ＡＭＰ１)６５の出力電圧に比例する電流Ｉ１が抵抗(Ｒ１)６７を流れる。最終的にインテリジェント電池５２の電流Ｉの値は、抵抗(Ｒ２)６９に発生する電圧Ｉ１×Ｒ２に変換することができる。この電圧(Ｉ１×Ｒ２)はＣＰＵ６２のＡ/Ｄ＃２ポートに出力され、ＣＰＵ６２にてＡ/Ｄ変換される。
【００４０】
また、電圧測定回路７０では、インテリジェント電池５２の電圧が測定される。具体的には、インテリジェント電池５２におけるセル６１の電圧がオペアンプ(ＡＭＰ３)７１によって差動増幅して変換され、一旦、低い電圧に落とされた後にＣＰＵ６２のＡ/Ｄ＃１ポートに渡され、ＣＰＵ６２にてＡ/Ｄ変換される。
【００４１】
温度測定回路９０では、図２に示すように、レジスタで分圧されたサーミスタ(サーマルセンサ)９１をセル６１の近傍に配置し、サーミスタ９１に発生する電圧がＣＰＵ６２のＡ/Ｄ＃３ポートに渡される。このように、サーミスタ９１からの電圧がＣＰＵ６２によって読み込まれ、ＣＰＵ６２にてＡ/Ｄ変換されて温度が測定される。これにより、インテリジェント電池５２では、電池内部の温度情報を把握することができる。
【００４２】
ＣＰＵ６２では、このようにして、電流測定回路６３により測定される充放電電流、電圧測定回路７０により測定される電池電圧、温度測定回路９０から得られる温度情報が読み込まれ、インテリジェント電池５２(セル６１)の容量等が管理される。また、ＣＰＵ６２は、通信機能を使用し、コミュニケーションライン７４を介してエンベデッドコントローラ４１へ電池に関わるデータを送信している。エンベデッドコントローラ４１では、把握された電池の状態に基づいて、ＡＣアダプタ電力停止回路８０によりＡＣアダプタ５１からの電力供給を停止する等の制御が実行される。
【００４３】
ここで、電池容量は、電流積算(ＡＨ)、または電力積算(ＷＨ)を行うことによって管理することができる。ＡＨ単位で管理する場合には、基本的に電流測定回路６３により測定される電流値だけで電池の容量を管理することが可能である。一方、ＷＨ単位で管理する場合には、電流測定回路６３により測定される電流値だけではなく、電圧測定回路７０により測定される電池電圧も用いて電池容量が管理される。電流測定回路６３により測定される電流値としては、インテリジェント電池５２(セル６１)からの放電電流および充電電流が使用される。
【００４４】
尚、図２では、例えば電池パックの内部にＣＰＵ６２を備えるインテリジェント電池５２にて、このインテリジェント電池５２のＣＰＵ６２によって電池容量等が把握されるように構成されている。しかしながら、このインテリジェント電池５２の代わりに、内部にＣＰＵ６２を有していないダム電池を用いることもできる。かかる場合には、本体のシステム側(システム内部)に、ダム電池の充放電電流を測定する電流測定回路や、ダム電池の電圧を測定する電圧測定回路を設け、エンベデッドコントローラ４１によって電池容量等のダム電池の状態を把握するように構成すれば良い。
【００４５】
次に、ＡＣアダプタ電力停止回路８０について説明する。
このＡＣアダプタ電力停止回路８０は、ＡＣアダプタ５１から供給される電源を停止する機能を備えている。本体システムであるコンピュータシステム１０では、第１ダイオード７７および第２ダイオード７８によって、ＡＣアダプタ５１と２次電池であるインテリジェント電池５２との間で電圧値の高い方から本体回路側に電力が供給できるように構成されている。ＡＣアダプタ５１が接続されている場合には、通常、ＡＣアダプタ５１側の電圧値の方がインテリジェント電池５２側の電圧よりも高いことから、第１ダイオード７７を経由してＡＣアダプタ５１側から本体回路に対して電源が供給される。
【００４６】
ここでは、２次電池であるインテリジェント電池５２にてメモリ効果が生じた場合等に、接続されているＡＣアダプタ５１側からの電源供給をＡＣアダプタ電力停止回路８０によって停止させて、インテリジェント電池５２による完全放電を可能としている。即ち、２次電池であるインテリジェント電池５２の完全放電を実行したい場合には、エンベデッドコントローラ４１からハイ(Ｈｉｇｈ)の信号がＡＣアダプタ電力停止回路８０に供給される。ＡＣアダプタ電力停止回路８０の第１トランジスタ(ＴＲ１)８２は、ハイの信号を受けてオン(ＯＮ)される。この第１トランジスタ８２のオンにより第２トランジスタ(ＴＲ２)８３がオフ(ＯＦＦ)となり、ＦＥＴ(ＦＥＴ１)８１がオフとなる。これによって、ＡＣアダプタ５１からの供給が停止され、第１ダイオード７７への電力供給が停止されて、第２ダイオード７８を経由するインテリジェント電池５２側から本体回路に対して電力を供給することが可能となる。
【００４７】
次に、本実施の形態における電池の故障診断について説明する。ここでは、インテリジェント電池５２のセル６１に関わる不具合により電池の容量が予測最低容量よりも少ない場合に、システム本体側のＬＣＤ１８にてエラーを表示することで、電池の故障診断を実行している。
【００４８】
図３は、本実施の形態に用いられる電池の予測最低容量の例を示した図である。ここで示す予測最低容量は、電池に最も負担のかかるノートＰＣの使用態様を想定したときの予測容量である。例えばノートＰＣにおいては、これ以上、電池に負荷のかかる使用は考えられないので、あるサイクル数における総容量(ＦＣＣ：Full Charge Capacity)が予測最低容量を下回る場合にはインテリジェント電池５２のセル６１自身の不具合が考えられるとしている。尚、図３の横軸は充放電に関するサイクル数を示し、縦軸は、設計上の容量(ＤＣ：Design Capacity)に対するFull Charge Capacityの容量率(％)を示している。尚、サイクル数のカウント(サイクルカウント)は、例えば、充電量のみを積算し、１００％充電量になったら１カウントと見なしてサイクルカウントを１増やしている。
【００４９】
本実施の形態では、この図３に示す予測最低容量に対応して、予測最低容量値のテーブルまたは計算式をインテリジェント電池５２の内部に保持し、Full Charge Capacityとの比較が行われる。この予測最低容量の値や計算式の情報は、例えば、ＣＰＵ６２が１チップマイコンなどのメモリを内蔵したものであれば、このＣＰＵ６２の内部に格納され、ＣＰＵ６２が外部にメモリを持つ形態の場合は、ＣＰＵ６２の外部のメモリに格納される。このようなテーブルや計算式に基づき、電池内部で故障診断を行い、ＳＢＳプロトコルを用いてシステム側であるエンベデッドコントローラ４１に通知をすれば、システム側にて故障診断状態を把握することが可能となる。
【００５０】
但し、図３に示す予測最低容量に対応したテーブルや計算式をシステム側にて備え、電池側の状態をシステム側にて把握するように構成することも可能である。前述のようにインテリジェント電池５２の内部にテーブルや計算式を保持する態様によれば、システム側では電池の種類、メーカの違いなど、電池による違いを識別する必要がない点で優れている。
【００５１】
図４(ａ),(ｂ)は、最も電池を劣化させる想定使用パターンを示した図である。この図４(ａ),(ｂ)に示される想定使用パターンに基づいて、図３に示す電池の予測最低容量が決定される。図４(ａ)は１日の時間に対する電池容量を示しており、縦軸は電池容量(％)、横軸は１日の時間を示している。図４(ｂ)は１日の時間に対する温度プロファイルを示しており、縦軸は温度(℃)、横軸は１日の時間を示している。
【００５２】
この図４(ａ),(ｂ)に示される想定使用パターンでは、ノートＰＣにおいて、１日にＤＶＤの再生を１０時間実行している。そのうち、電池(インテリジェント電池５２)でプログラムを実行するのが約１.７時間(１０１分)、ＡＣアダプタ５１で実行するのが８.３時間としている。また、ＤＶＤ再生中のシステム本体の消費電力としては２０Ｗを前提としており、電池(インテリジェント電池５２)で１.７時間再生したらＡＣアダプタ５１を接続して８.３時間再生する想定である。
【００５３】
図４(ａ)に示すように、インテリジェント電池５２は、電池駆動(Battery operation)である１０１分の放電により、容量が１００％から１５％に減る。その後、ＡＣアダプタ５１を接続すると、システム本体ではＤＶＤ再生中であることから、１Ａで１８７分充電を行って容量が１００％になる。図４(ｂ)に示すように、この操作を実行したときの温度上昇は、一旦、３７℃から４７℃まで上昇している。このような操作を行ったときのインテリジェント電池５２の容量変化データと温度上昇データとに基づいて、図３に示す予測最低容量が決定される。
【００５４】
尚、通常のユーザにおける実使用モデルでは、例えば、１０Ｗ程度の消費が１０時間実行され、インテリジェント電池５２でのプログラム実行が約３.３時間程度、ＡＣアダプタ５１で実行するのが６.７時間程度と想定されている。この場合、容量の変化は１００％から７５％程度であり、温度は１３℃から最高３３℃程度までの上昇が見込まれている。
【００５５】
図５(ａ),(ｂ)は、電池の故障診断の処理を示した図であり、図５(ａ)は処理の流れを示したフローチャートであり、図５(ｂ)は図５(ａ)の説明を補助するための説明図である。まず、本実施の形態における電池の故障診断では、インテリジェント電池５２のＣＰＵ６２にて電池のFull Charge Capacity(総容量：ＦＣＣ)が取得される(ステップ１０１)。尚、Full Charge Capacityの取得方法については、後に詳述する。
【００５６】
次に、ＣＰＵ６２では、取得されたFull Charge Capacityが図３に示した予測最低容量よりも大きいか否かが判断される(ステップ１０２)。大きくない場合には、電池の健康状態を示す「Battery Health」の情報を「赤」とし、「電池要交換」のメッセージを表示して(ステップ１０３)、処理が終了する。この表示は、後述するように、例えばシステム側の表示手段であるＬＣＤ１８にて実行される。図５(ｂ)では、図３に示す予測最低容量と同等の曲線が示されており、ステップ１０２での判断は、この予測最低容量を示す曲線よりも上にあるか下にあるかを判断している。このステップ１０３における「赤」の表示は、予測最低容量を示す曲線の下側の場合に該当する。
【００５７】
ステップ１０２にて、Full Charge Capacityが図３に示した予測最低容量よりも高い場合には、Full Charge Capacityが設計上の容量(ＤＣ：Design Capacity)の５０％よりも大きいか否かが判断される(ステップ１０４)。大きくない場合には、「Battery Health」の情報を「黄」とし、「電池交換時期」のメッセージを表示して(ステップ１０５)、処理が終了する。ステップ１０４での判断は、図５(ｂ)に示す容量５０％よりも高いか低いかの判断であり、ステップ１０５における「黄」の表示は、図５(ｂ)に示す予測最低容量の曲線よりも上側で、かつ、容量５０％の線よりも下側の場合に該当する。
【００５８】
ステップ１０４にて設計上の容量(ＤＣ)の５０％よりも大きいと判断される場合には、「Battery Health」の情報を「緑」とし、「電池正常」のメッセージを表示して(ステップ１０６)、処理が終了する。この表示は、図５(ｂ)に示す予測最低容量の曲線よりも上側で、かつ、容量５０％の線よりも上側の場合に該当する。
【００５９】
図６は、電池診断の表示例を示した図である。このような表示例は、システム側のＣＰＵ１１にて実行されるユーティリティプログラムによって、ＬＣＤ１８に表示される。ここでは、電池の健康状態を示す「Battery Health」にて、色表示２０１によって直感的に健康状態をユーザに表示し、メッセージ表示２０２によって必要な動作をユーザに促す表示がなされる。図６に示す例では、色表示２０１にてバッテリ故障と判断された旨の「赤(Ｒｅｄ)」色が表示され、メッセージ表示２０２では、バッテリの交換が必要である旨を示す「The Battery needs to be replaced.」のメッセージが表示される。尚、正常の電池だが電池の総容量(Full Charge Capacity)がある規定値(例えばＤＣの５０％)よりも小さいとき、「黄」色の表示とともに、そろそろ電池の交換時期である旨を表示する。また、正常の電池でかつ電池の総容量も十分に大きいとき、「緑」色の表示とともに電池を交換する必要がない旨表示する。
【００６０】
また、図６に示す例では、総容量(Full Charge Capacity)、設計容量(Design Capacity)、サイクル数(Cycle Count)として、各々具体的な値が表示される。更に、本実施の形態では、所定の日付表示２０３がなされている。図６に示す日付表示２０３では、ユーザがインテリジェント電池５２を使い始めた最初の日付「First Used Date」と、最も近日にリフレッシュがなされた日付「Last Refresh Operation」が表示されている。インテリジェント電池５２では、ユーザがインテリジェント電池５２を使い始めた日付をインテリジェント電池５２の内部に保存し、必要に応じてシステム(エンベデッドコントローラ４１)がこの日付を読み出すことができる。この読み出された日付は、図６に示すような日付表示２０３として表示される場合の他、システム側にて、電池が保証期間内か否かを検知し、ユーザに通知するために用いることも可能である。尚、この日付の情報を、システム側の所定のメモリに格納するように構成することができる。かかる場合には、電池の識別情報と共に日付の情報が格納されることが好ましい。
【００６１】
図７は、電池診断の他の表示例を示した図である。この図７に示す例では、各項目ごとに必要なデータ量が示される。ここで、総容量(Full Charge Capacity)の値は、セル６１の異常状態(エラー、不具合、故障)には赤色文字で表示され、正常であれば緑色文字で表示され、そろそろ電池の交換時期であるときは黄色文字で示される。このように色分けして表示することで、単なる数値の表示だけではなく、ユーザに直感として電池の状態を認識させることが可能となる。
【００６２】
次に、総容量(Full Charge Capacity)の取得方法について説明する。「現在の電池の総容量」であるFull Charge Capacityは、電池の劣化等によって「電池の初期状態の総容量」である設計上の容量(Design Capacity)とは異なった値となる。そのために、定期的に更新(学習)を行う必要がある。一般に、Full Charge Capacityは、容量がほぼ０％程度(例えば３％)になるまで完全放電が行われた場合に更新される。本実施の形態では、完全放電を実施しない場合であっても、Full Charge Capacityの自動補正が実施できるように構成している。即ち、完全放電による容量学習に加え、サイクル劣化の処理と、保存劣化の処理を加え、これらによるFull Charge Capacityの自動更新機能を備えている。
【００６３】
ここで、まず、サイクル劣化の処理について説明する。
図８は、サイクル劣化を補正する処理を示したフローチャートである。インテリジェント電池５２のＣＰＵ６２では、まず、インテリジェント電池５２に記憶されている充電量の初期化がなされ、充電量のサイクルカウンタがイニシャライズされる(ステップ１１１)。その後、充電があったか否かが判断され(ステップ１１２)、充電がなければ充電を待ち、充電があれば充電量が積算される(ステップ１１３)。
【００６４】
次に、積算した充電量の全体がFull Charge Capacityに達したか否か(ＦＣＣ以上か否か)が判断される(ステップ１１４)。Full Charge Capacityに達していない場合には、ステップ１１２に戻る。積算した充電量がFull Charge Capacity(１００％充電量)に達した場合には、サイクルカウントを１増やし(ステップ１１５)、新たなFull Charge Capacityとして、
Full Charge Capacity−Design Capacity×０.５/５００
が導入されて(ステップ１１６)、ステップ１１１に戻る。
【００６５】
このステップ１１６における式は、所定の温度環境(例えば２５℃環境と４５℃環境)にて充放電を５００回繰り返した場合に、電池の容量にして約５０％の容量劣化が発生することを意味している。これは、発明者等による測定により、容量劣化がサイクル数にほぼ比例して大きくなること、および、環境温度による差異が殆どないことが判明しており、これらの結果から、環境温度に関わらずサイクル毎に劣化する容量が下記の式に基づくことによる。
劣化容量＝Design Capacity×０.５/５００ [ｍＡｈ or ｍＷｈ]
【００６６】
このように、本実施の形態におけるサイクル劣化を補正する処理では、サイクル数のカウントは充電量のみを積算し、１００％の充電量になったら１カウントと見なし、サイクルカウントを１増やすと同時に、上式によって求められる劣化容量をFull Charge Capacityから減算している。
【００６７】
次に、保存劣化の処理について説明する。
図９は、リチウムイオン電池の保存劣化特性を示した図である。ここでは、横軸に保存時間(ヶ月：month)を、縦軸に劣化度(％)を示し、環境温度４０℃において、各容量における電池の保存劣化度を示している。ここでは、各容量として、２０％おきに、０％〜１００％までの６通りのデータが示されている。図９に示されるように、電池の保存劣化度は、各電池の残容量に依存していることが解る。実際には、この図９に示すような保存劣化特性図を環境温度ごとに用意することになる。この図９から理解できるように、温度、残容量が決定すると単位時間あたりの劣化量はほぼ固定することができる。
【００６８】
図１０は、保存劣化を補正する処理を示したフローチャートである。インテリジェント電池５２のＣＰＵ６２では、まず、保存劣化カウンタの初期化がなされる(ステップ１２１)。そして、単位時間として、例えば１時間が経過したか否かが判断される(ステップ１２２)。次に、電流測定回路６３からの充放電電流、電圧測定回路７０からの出力電圧等に基づいて電池容量が取得され(ステップ１２３)、また、温度測定回路９０から電池温度が取得される(ステップ１２４)。この取得された電池容量と電池温度を用いて、例えば図９に示したような保存劣化特性を数値で示した保存劣化テーブルから保存劣化量が取得される(ステップ１２５)。
【００６９】
この保存劣化量が取得されると、ＣＰＵ６２では、保存劣化カウンタの更新がなされる(ステップ１２６)。その後、サイクル数が増加したか否かが判断され(ステップ１２７)、サイクル数が増加していない場合には、ステップ１２２に戻り、サイクル数が増加した場合には、現状のFull Charge Capacityに取得された保存劣化量を差し引いたものを新たなFull Charge Capacityとして処理が終了し(ステップ１２８)、ステップ１２１に戻る。即ち、保存劣化量を積算していき、サイクルカウントが１増えた時点で、減算している。尚、ステップ１２７におけるサイクル数が増加したか否かの判断の代わりに、ある時点から所定のタイミングに基づいて保存劣化量を取得するように構成することができる。
【００７０】
次に、完全放電に基づく容量学習によるFull Charge Capacity更新の処理について説明する。
図１１は、容量学習によるFull Charge Capacity更新のフローを示した図である。まず、１００％充電がなされたか否かが判断され(ステップ１３１)、１００％充電がなされていなければ待機し、なされた場合には放電量の初期化がなされる(ステップ１３２)。その後、放電の有無が判断され(ステップ１３３)、放電である場合にはステップ１３５へ移行し、放電でない場合には充電の有無が判断される(ステップ１３４)。充電である場合には、ステップ１３１に戻って１００％充電の有無が判断され、充電でない場合には、ステップ１３５へ移行する。
【００７１】
ステップ１３５では、放電量の積算がなされ、積算される放電量により容量が０％になったか否かが判断される(ステップ１３６)。この判断では、必ずしも完全に容量が０％になったか否かではなく、ほぼ０％程度(例えば３％)として、その作用効果から完全放電と見なせる状態か否かで判断される。ステップ１３６で容量０％である場合にはステップ１３３に戻り、容量０％である場合には、ステップ１３５で算出された積算放電量をFull Charge Capacityとし(ステップ１３７)、ステップ１３１に戻る。
【００７２】
このように、本実施の形態では、図１１に示したような完全放電の実施に伴う更新に加えて、図８を用いて説明したサイクル劣化の補正、図９および図１０を用いて説明した保存劣化による補正をFull Charge Capacityに適用し、サイクルカウントが増すごとにFull Charge Capacityの更新を行うように構成した。この結果、完全放電を実施しない場合であってもインテリジェント電池５２は常に高精度のFull Charge Capacityの値を保持することができ、このFull Charge Capacityの値に基づいてインテリジェント電池５２の故障診断を行うことが可能となる。
【００７３】
以上、詳述したように、本実施の形態によれば、電池(インテリジェント電池５２)のセル６１に関わる不具合により電池の容量が予測最低容量よりも少ない場合にエラーを表示することができる。即ち、電池に最も負担のかかる使用を想定したときの予測最低容量を予め定め、この予測最低容量を下回ったか否かでエラー表示を行っている。この構成によって、例えばユーザが電池の動作時間が短くなったと感じたとき、電池の故障の有無、電池が保証期間内か否かを判別することが可能となる。
【００７４】
また、このエラーが表示された場合、ユーザは、例えばヘルプセンターに連絡をとってこの旨を伝えると、保証期間内であれば、ヘルプセンターから新しい交換用の電池が無償でユーザに送られる。電池の使い始めた日付を保存する機能を備えることで、保証期間内の電池の故障か、保証機関外の電池の故障か、を判別することが可能となり、ヘルプセンターにとっても、契約上等の正しい判断にて、電池の無償交換の有無等を判断することが可能となる。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、充放電を行い本体側に対して電力を供給する電池を備える機器にて、電池における故障の有無を的確に判断することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施の形態が適用されるコンピュータシステムのハードウェア構成を示した図である。
【図２】 電源供給システムの回路構成を示した図である。
【図３】 電池の予測最低容量の例を示した図である。
【図４】 (ａ),(ｂ)は、最も電池を劣化させる想定使用パターンを示した図である。
【図５】 (ａ),(ｂ)は、電池の故障診断の処理を示した図である。
【図６】 電池診断の表示例を示した図である。
【図７】 電池診断の他の表示例を示した図である。
【図８】 サイクル劣化を補正する処理を示したフローチャートである。
【図９】 リチウムイオン電池の保存劣化特性を示した図である。
【図１０】 保存劣化を補正する処理を示したフローチャートである。
【図１１】 容量学習によるFull Charge Capacity更新のフローを示した図である。
【符号の説明】
１０…コンピュータシステム、１１…ＣＰＵ、１８…液晶ディスプレイ(ＬＣＤ)、４１…エンベデッドコントローラ、５０…電源回路、５１…ＡＣアダプタ、５２…インテリジェント電池、６１…セル、６２…ＣＰＵ、６３…電流測定回路、７０…電圧測定回路、７４…コミュニケーションライン、７５…電圧測定回路、７６…電池接続確認端子、８０…ＡＣアダプタ電力停止回路、９０…温度測定回路、９１…サーミスタ(サーマルセンサ)
Claims (18)
- 電力を消費する本体と、充放電により当該本体に対して電力を供給する電池とを備えた電気機器であって、
前記電池に対して想定される所定の使用態様における予測容量を予め格納する予測容量格納手段と、
前記電池における総容量(Full Charge Capacity)を把握する総容量把握手段と、
前記予測容量格納手段に格納された予測容量に対する前記総容量把握手段により把握された総容量のレベルに基づいて前記電池の診断を行う診断手段とを備え、
前記予測容量格納手段は、充放電に関するサイクル数に応じて変化する予測容量を格納することを特徴とする電気機器。 - 前記診断手段は、前記総容量把握手段により把握された総容量が前記予測容量格納手段に格納された予測容量を下回った場合に、前記電池の故障と診断することを特徴とする請求項１記載の電気機器。
- 前記診断手段による診断結果に基づいて前記電池の診断結果を表示する表示手段を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の電気機器。
- 電力を消費する本体と、
充電および放電を行って前記本体に対して電力を供給する電池とを備え、
前記電池は、
あるサイクル数における総容量(Full Charge Capacity)の値が当該サイクル数の予測最低容量を下回る場合に、電池セルに不具合が生じたものと判断すると共に、当該予測最低容量は、前記電池に最も負担のかかる使用態様を想定したときの予測容量であることを特徴とする電気機器。 - 電力を消費する本体と、
充電および放電を行って前記本体に対して電力を供給する電池とを備え、
前記本体は、
前記電池の充放電に関するサイクル数に応じて変化する予測容量に対して把握された総容量(Full Charge Capacity)から得られる当該電池の診断情報を取得し、取得した当該電池の診断情報に基づいて、色を変えて当該電池の状態を表示することを特徴とする電気機器。 - 前記電池は、当該電池をユーザが使い始めた日付に関する情報を格納し、
前記本体は、前記電池に格納された前記情報に基づいて当該電池を使い始めた日付を表示することを特徴とする請求項５記載の電気機器。 - 充放電を行う電池を接続し当該電池からシステム本体に対して電力の供給を行うコンピュータ装置であって、
前記電池は、
自己の電池電圧を測定する電圧測定回路と、
自己の充放電電流を測定する電流測定回路と、
前記電圧測定回路により測定される前記電池電圧、前記電流測定回路により測定される前記充放電電流に基づいて当該電池の総容量(Full Charge Capacity)を把握するＣＰＵとを備え、
前記ＣＰＵは、充放電に関するサイクル数に応じて保証する容量のレベルを定めた予測最低容量と把握された前記総容量とを比較し、比較結果を前記システム本体のコントローラに対して通知することを特徴とするコンピュータ装置。 - 前記システム本体は、前記コントローラが受信した前記比較結果に基づいて、ディスプレイに対して所定の表示を行うことを特徴とする請求項７記載のコンピュータ装置。
- 充放電を行う電池を接続し当該電池からシステム本体に対して電力の供給を行うコンピュータ装置であって、
前記電池の診断に用いられる充放電に関するサイクル数に応じて変化する予測容量に関する情報を格納する格納手段と、
前記電池の総容量(Full Charge Capacity)を把握する総容量把握手段と、
前記総容量把握手段により把握された前記総容量と前記格納手段に格納されている前記情報から得られる前記予測容量とを比較して前記電池の診断を実行する電池診断手段と、
前記電池診断手段による前記電池の診断結果に基づき、ユーザに対して当該電池の交換を促す表示を行う表示手段と
を備えたことを特徴とするコンピュータ装置。 - 前記電池の保存に起因する容量劣化である保存劣化を把握する保存劣化把握手段と、
前記電池の充放電に起因する容量劣化であるサイクル劣化を把握するサイクル劣化把握手段とを更に備え、
前記総容量把握手段は、前記保存劣化把握手段により把握された保存劣化、および前記サイクル劣化把握手段により把握されたサイクル劣化に基づいて電池の総容量を補正することを特徴とする請求項９記載のコンピュータ装置。 - 電気機器に接続され、充放電を行って当該電気機器に電力を供給するインテリジェント電池であって、
充放電に関するサイクル数に応じて想定される所定の使用態様における予測容量を予め格納する予測容量格納手段と、
自己の総容量(Full Charge Capacity)を把握する総容量把握手段と、
前記予測容量格納手段に格納された予測容量に対する前記総容量把握手段により把握された総容量のレベルに基づいて自己の診断を行う診断手段と
を備えたことを特徴とするインテリジェント電池。 - 前記診断手段は、所定のサイクル下において前記予測容量に対して前記総容量が下回った場合に故障であると判断することを特徴とする請求項１１記載のインテリジェント電池。
- 電気機器に取り付けられ、充放電を行って当該電気機器に電力を供給するインテリジェント電池であって、
自己の電池電圧を測定する電圧測定回路と、
自己の充放電電流を測定する電流測定回路と、
前記電圧測定回路により測定される前記電池電圧、前記電流測定回路により測定される前記充放電電流に基づいて電池の総容量(Full Charge Capacity)を把握するＣＰＵとを備え、
前記ＣＰＵは、充放電に関するサイクル数に応じて保証する容量のレベルが予め定められた予測最低容量と把握された前記総容量とを比較し、比較結果を出力することを特徴とするインテリジェント電池。 - 充放電を行い本体に対して電力を供給する電池の診断を行う電池診断方法であって、
サイクル数に対応して変化する予測最低容量から保証する容量のレベルを予め定めて格納し、
前記電池における所定サイクルの総容量(Full Charge Capacity)を取得し、
取得される前記総容量と格納される前記容量のレベルとに基づいて前記電池を診断し、
前記電池の診断結果を出力することを特徴とする電池診断方法。 - 充放電を行い本体に対して電力を供給する電池の診断結果を表示する電池状態表示方法であって、
サイクル数に対応して保証される予測最低容量レベルに対し、実際に把握される電池の総容量(Full Charge Capacity)が下回る場合に、電池交換が必要である旨の情報を表示し、
前記総容量が前記予測最低容量レベルを上回る場合に電池正常である旨の情報を表示することを特徴とする電池状態表示方法。 - 前記総容量が前記予測最低容量レベルを上回るが、電池の設計容量に対して所定の割合を下回る場合に、電池交換時期である旨の情報を表示することを特徴とする請求項１５記載の電池状態表示方法。
- 前記電池正常である旨の情報の表示は、前記総容量が前記予測最低容量レベルを上回り、且つ、前記設計容量に対する前記所定の割合を上回る場合になされることを特徴とする請求項１６記載の電池状態表示方法。
- 充放電を行い本体に対して電力を供給する電池を備えたコンピュータに、
サイクル数に対応して保証される予測最低容量レベルに対し、実際に把握される電池の総容量(Full Charge Capacity)が下回る場合に、電池交換が必要である旨の情報を表示する機能と、
前記総容量が前記予測最低容量レベルを上回る場合に電池正常である旨の情報を表示する機能と
を実現させるためのプログラム。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001285881A JP3672248B2 (ja) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | 電気機器、コンピュータ装置、インテリジェント電池、電池診断方法、電池状態表示方法、およびプログラム |
| US10/247,600 US7663374B2 (en) | 2001-09-19 | 2002-09-19 | Electrical apparatus, computer system, intelligent battery, battery diagnosis method, batter-state display method, and program |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001285881A JP3672248B2 (ja) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | 電気機器、コンピュータ装置、インテリジェント電池、電池診断方法、電池状態表示方法、およびプログラム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003092838A JP2003092838A (ja) | 2003-03-28 |
| JP3672248B2 true JP3672248B2 (ja) | 2005-07-20 |
Family
ID=19108955
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001285881A Expired - Lifetime JP3672248B2 (ja) | 2001-09-19 | 2001-09-19 | 電気機器、コンピュータ装置、インテリジェント電池、電池診断方法、電池状態表示方法、およびプログラム |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7663374B2 (ja) |
| JP (1) | JP3672248B2 (ja) |
Families Citing this family (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10328721A1 (de) * | 2003-06-25 | 2005-01-13 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Vorhersage einer Restlebensdauer eines elektrischen Energiespeichers |
| US7321220B2 (en) * | 2003-11-20 | 2008-01-22 | Lg Chem, Ltd. | Method for calculating power capability of battery packs using advanced cell model predictive techniques |
| JP3976268B2 (ja) * | 2003-11-28 | 2007-09-12 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション | 電池パック、電気機器、コンピュータ装置、電池の制御方法、電力供給方法、およびプログラム |
| JP4907113B2 (ja) * | 2005-07-05 | 2012-03-28 | 株式会社リコー | ２次電池の充電システム装置 |
| WO2007050439A2 (en) * | 2005-10-21 | 2007-05-03 | Stryker Corporation | System and method for recharging a battery exposed to a harsh environment |
| US20080090452A1 (en) * | 2006-05-17 | 2008-04-17 | David Rose | Battery adapter |
| US7415623B2 (en) * | 2006-07-31 | 2008-08-19 | Motorola, Inc. | System for managing the power source life between multiple individually powered devices in a wired system and method of using same |
| CN105270183B (zh) * | 2010-05-14 | 2017-09-29 | 丰田自动车株式会社 | 二次电池的控制装置及控制方法 |
| US9073437B2 (en) | 2010-05-14 | 2015-07-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Device and method for controlling rechargeable battery, including warning a user to subject the rechargeable battery to a diagnosis |
| US8449998B2 (en) | 2011-04-25 | 2013-05-28 | Lg Chem, Ltd. | Battery system and method for increasing an operational life of a battery cell |
| RU2488199C2 (ru) * | 2011-11-01 | 2013-07-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Транспорт" | Устройство контроля уровня электролита и заряженности аккумулятора |
| DE102011086626A1 (de) * | 2011-11-18 | 2013-05-23 | Continental Automotive Gmbh | Integrierte Schaltung zum Schalten von Lasten, Schaltungsanordnung mit einer integrierten Schaltung und einer angeschlossenen Last und Verfahren zum Betreiben einer solchen Schaltungsanordnung |
| US20130173190A1 (en) * | 2011-12-30 | 2013-07-04 | Caterpillar Inc. | Methods and systems for estimating charge capacity of an electrical energy-storage device |
| WO2013140904A1 (ja) * | 2012-03-22 | 2013-09-26 | 日本電気株式会社 | 設定装置、組電池装置および設定方法 |
| JP6155830B2 (ja) * | 2012-11-05 | 2017-07-05 | 株式会社Ｇｓユアサ | 状態推定装置、状態推定方法 |
| WO2014205762A1 (en) * | 2013-06-28 | 2014-12-31 | Intel Corporation | Power adapter detection |
| DE102014213926A1 (de) * | 2014-07-17 | 2016-01-21 | Robert Bosch Gmbh | Überwachung eines elektrischen Energiespeichers |
| US9740264B2 (en) * | 2014-08-04 | 2017-08-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electronic apparatus having battery charge circuit and charge control method therefor |
| US9746524B2 (en) | 2014-09-12 | 2017-08-29 | Measurement Ltd. | System and method for monitoring battery status |
| JP6257510B2 (ja) * | 2014-12-26 | 2018-01-10 | マクセルホールディングス株式会社 | リチウムイオン二次電池の充電制御方法、および、充電機構 |
| JP2016170034A (ja) * | 2015-03-12 | 2016-09-23 | エスアイアイ・セミコンダクタ株式会社 | 電池残量予測装置及びバッテリパック |
| CN105425168A (zh) * | 2016-01-08 | 2016-03-23 | 国网浙江宁波市鄞州区供电公司 | 一种供电系统中蓄电池核容检测方法和装置 |
| RU188658U1 (ru) * | 2018-07-23 | 2019-04-18 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВОЕННАЯ АКАДЕМИЯ МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ имени генерала армии А.В. Хрулева" | Автоматизированная система заливки и зарядки аккумуляторных батарей |
| JP7183686B2 (ja) * | 2018-10-19 | 2022-12-06 | トヨタ自動車株式会社 | 表示装置及びそれを備える車両 |
| KR20200132002A (ko) * | 2019-05-15 | 2020-11-25 | 에스케이이노베이션 주식회사 | Bms 장치 및 그 제어 방법 |
| KR20210023544A (ko) * | 2019-08-23 | 2021-03-04 | 주식회사 엘지화학 | 배터리 셀 패스 판정 장치 및 방법 |
| CN114390833A (zh) * | 2022-03-23 | 2022-04-22 | 河南工学院 | 一种汽车用电池数据储存装置 |
Family Cites Families (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4289836A (en) * | 1980-03-05 | 1981-09-15 | Lemelson Jerome H | Rechargeable electric battery system |
| US4595880A (en) * | 1983-08-08 | 1986-06-17 | Ford Motor Company | Battery state of charge gauge |
| US5140310A (en) * | 1989-11-29 | 1992-08-18 | Motorola, Inc. | Interrupting low battery indicator |
| EP0547899A1 (en) * | 1991-12-18 | 1993-06-23 | Sony Corporation | Indication of abnormal states of a video camera or a video tape recorder |
| GB2274871B (en) * | 1993-01-23 | 1995-11-22 | Siemens Measurements Ltd | Improvements in or relating to utility supply meters |
| US5406188A (en) * | 1993-05-03 | 1995-04-11 | Ncr Corporation | Method and apparatus for displaying a charge level of a battery |
| GB9324051D0 (en) * | 1993-11-23 | 1994-01-12 | Thomson Consumer Electronics | Adaptive battery charging system |
| US5621299A (en) * | 1994-01-27 | 1997-04-15 | David A. Krall | Rechargeable battery power supply with load voltage sensing, selectable output voltage and a wrist rest |
| US5608306A (en) * | 1994-03-15 | 1997-03-04 | Ericsson Inc. | Rechargeable battery pack with identification circuit, real time clock and authentication capability |
| US5652569A (en) * | 1994-09-02 | 1997-07-29 | Paul Joseph Gerstenberger | Child alarm |
| US5751134A (en) * | 1996-05-16 | 1998-05-12 | Itronix Corporation | Gas gauging system and method for monitoring battery capacity for battery powered electronic devices |
| US6177879B1 (en) * | 1997-05-09 | 2001-01-23 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Battery rental system and apparatus |
| US5904707A (en) * | 1997-08-15 | 1999-05-18 | Heartstream, Inc. | Environment-response method for maintaining an external medical device |
| JP2000060007A (ja) | 1998-08-07 | 2000-02-25 | Toshiba Tec Corp | バッテリー寿命検出装置、チャージャー及びプリンタ |
| JP3676134B2 (ja) * | 1998-11-30 | 2005-07-27 | 三洋電機株式会社 | 充放電制御方法 |
| CA2634619A1 (en) * | 1998-12-22 | 2000-06-29 | Best Vascular, Inc. | Automated system for the radiation treatment of a desired area within the body of a patient |
| CN1182986C (zh) * | 1998-12-28 | 2005-01-05 | 雅马哈发动机株式会社 | 电动车辆用电源系统 |
| JP4491849B2 (ja) | 1999-03-05 | 2010-06-30 | ソニー株式会社 | バッテリーセルの充放電回数検出装置、及び、バッテリーセルの充放電回数検出方法 |
| JP2001021625A (ja) * | 1999-07-02 | 2001-01-26 | Yazaki Corp | 温度を考慮したガッシング電圧を用いたバッテリの容量測定装置 |
| JP2001117508A (ja) * | 1999-10-22 | 2001-04-27 | Nippon Yusoki Co Ltd | 車両のディスプレイ装置 |
| US6439941B2 (en) * | 1999-11-15 | 2002-08-27 | Mcclure Richard J. | Automated fail-safe sea rescue flotation system |
| JP2001238356A (ja) * | 2000-02-22 | 2001-08-31 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 電源装置、電源制御装置、電源制御方法及びコンピュータ |
| US6586940B2 (en) * | 2000-03-13 | 2003-07-01 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Capacity estimation method, degradation estimation method and degradation estimation apparatus for lithium-ion cells, and lithium-ion batteries |
| US6630814B2 (en) * | 2000-12-19 | 2003-10-07 | Telefonaktiebolaget Lm Ericsson (Publ) | Method and apparatus for calibrating a rechargeable battery |
| KR100395131B1 (ko) * | 2001-02-16 | 2003-08-21 | 삼성전자주식회사 | 스마트 배터리의 실제 잔류 용량을 표시하기 위한 장치 및방법 |
-
2001
- 2001-09-19 JP JP2001285881A patent/JP3672248B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2002
- 2002-09-19 US US10/247,600 patent/US7663374B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003092838A (ja) | 2003-03-28 |
| US7663374B2 (en) | 2010-02-16 |
| US20030054229A1 (en) | 2003-03-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3672248B2 (ja) | 電気機器、コンピュータ装置、インテリジェント電池、電池診断方法、電池状態表示方法、およびプログラム | |
| JP3807965B2 (ja) | インテリジェント電池、電気機器、コンピュータ装置及び電池の劣化度を求める方法 | |
| JP3611316B2 (ja) | 電気機器、コンピュータ装置、電源切換装置、および電源切換方法 | |
| US6842708B2 (en) | Method and apparatus for determining battery life | |
| US6744234B2 (en) | Preliminary charging state apparatus, program and method | |
| US7024574B2 (en) | Method and structure for switching between two battery units for driving an electrically driven device | |
| US6661200B2 (en) | Rechargeable power supply system and method of protection against abnormal charging | |
| JP4126144B2 (ja) | 充電システム、インテリジェント電池、および充電方法 | |
| US6078871A (en) | Method of displaying a status condition of a battery | |
| TWI573363B (zh) | 電源故障預測的方法、設備及系統 | |
| US5982147A (en) | System for displaying a status condition of a battery | |
| JP3718769B2 (ja) | インテリジェント電池 | |
| KR910005595B1 (ko) | 마이크로콤퓨터를 내장한 콤퓨터시스템용 전원공급장치 | |
| US20070139048A1 (en) | Diagnosis method, power supply control device, electronic apparatus, battery pack and computer-readable storage medium | |
| JP3785377B2 (ja) | 電気機器、コンピュータ装置、インテリジェント電池、およびａｃアダプタの確認方法 | |
| JP4875235B2 (ja) | 電源装置、電源容量情報補正装置、電源容量情報補正方法及びコンピュータ | |
| EP1209478A2 (en) | Calculating capacity of a power supply cell or battery | |
| JP3678185B2 (ja) | 電気機器、コンピュータ装置、インテリジェント電池、電池診断方法、プログラム、および記憶媒体 | |
| JP3549402B2 (ja) | 電池パック | |
| CN110875610A (zh) | 电子设备供电方法及装置、电子设备及存储介质 | |
| JP2001313081A (ja) | 電池パック | |
| CN215071711U (zh) | 一种手持扫码刷脸pos双节串联电池充放电装置 | |
| JPH112670A (ja) | 二次電池の寿命予測装置 | |
| CN113315188A (zh) | 手持扫码刷脸pos双节串联电池充放电装置及管理方法 | |
| CN112653231A (zh) | 一种电力终端的后备供电装置及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040914 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041208 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050405 |
|
| RD14 | Notification of resignation of power of sub attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7434 Effective date: 20050407 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050415 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3672248 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
| R370 | Written measure of declining of transfer procedure |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080428 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090428 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090428 Year of fee payment: 4 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| S202 | Request for registration of non-exclusive licence |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R315201 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090428 Year of fee payment: 4 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100428 Year of fee payment: 5 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100428 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100428 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100428 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100428 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100428 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110428 Year of fee payment: 6 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110428 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110428 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110428 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110428 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110428 Year of fee payment: 6 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120428 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120428 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120428 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130428 Year of fee payment: 8 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130428 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140428 Year of fee payment: 9 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |