JP4274706B2 - パック電池 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、通常動作モードと低消費電力モードとを切り換える動作モード切換回路を内蔵するパック電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パック電池は、工場で製造された後、出荷されるまで長い期間倉庫に保存されることがある。保存しているときに、パック電池に内蔵される電池は自己放電する。さらに、電子回路を内蔵するパック電池は、電池から電子回路に電力を供給する。自己放電と電力供給は、電池の残容量を次第に減少させる。したがって、保存期間が長くなると、電池の残容量は次第に少なくなって電池が過放電状態となる。電池は、過放電によって性能が著しく低下する。過放電による性能低下を阻止するために、自己放電と電流消費を少なくすることが大切である。自己放電は、保存温度を低くして少なくしている。消費電流は、動作モードを通常動作モードから低消費電力モードに切り換えて少なくできる。通常動作モードの消費電流は、一般的にはｍＡオーダである。これに対して、低消費電力モードの消費電流は、μＡオーダと極めて少ない。このため、パック電池が低消費電力モードで保存されると、消費電流による過放電を有効に防止できる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このことを実現するために、電気機器に装着されたかどうかを検出する専用の端子である装着検出端子を設けたパック電池が開発されている。装着検出端子のあるパック電池は、パック電池が電気機器から外されたことを検出して、低消費電力モードに切り換え、電気機器に装着されたときに通常動作モードに切り換えることができる。しかしながら、この構造は、パック電池と電気機器の両方に、専用の装着検出端子を設けるので構造が複雑になって製造コストが高くなる欠点がある。
【０００４】
さらに、パック電池が電気機器から外されたときに低消費電力モードに切り換えられるパック電池は、実際の使用状態において必ずしも好ましい状態では使用できない。それは、低消費電力モードに切り換えられた電子回路が、ほとんどの回路の動作を停止して消費電流を少なくするからである。たとえば、パック電池に内蔵される電子回路は、電池に流れる電流を積算して残容量を演算する残容量演算回路を備えている。低消費電力モードにおいて、残容量演算回路の動作は停止される。このため、低消費電力モードにおいては、電池の残容量は演算されなくなる。したがって、ユーザーがパック電池を電気機器に装着して使用するとき、パック電池を電気機器から外すと残容量の演算が行われなくなって便利に使用できなくなる欠点がある。
【０００５】
本発明は、このような欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、電気機器に装着されたことを検出する専用の装着検出端子を設けることなく、保存状態における消費電流を極めて少なくでき、かつ、ユーザーが使用する状態にあっては、理想的な状態で使用できるパック電池を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のパック電池は、通常動作モードと低消費電力モードとを切り換える動作モード切換回路２を内蔵すると共に、装着される電気機器７との通信端子５を有する。動作モード切換回路２は、通信端子５から入力される低消費電力モード移行コマンドを検出し、かつ、通信端子５の電位が所定時間よりも長く”Ｌｏｗ”に保持されるときに動作モードを低消費電力モードに切り換えている。
低消費電力モードに切り換えられたパック電池は、たとえば、通信端子５で”Ｈ”エッジを検出して低消費電力モードを通常動作モードに切り換えることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのパック電池を例示するものであって、本発明はパック電池を以下のものに特定しない。
【０００８】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【０００９】
図１に示すパック電池は、電池１と、この電池１で駆動させる動作モード切換回路２及びコントロール回路３と、＋−の出力端子４と、通信端子５とを備える。電池１は、リチウムイオン二次電池である。ただ、電池は、充電できる全ての電池、たとえば、ニッケル−水素電池やニッケル−カドミウム電池とすることもできる。
【００１０】
動作モード切換回路２は、コントロール回路３の動作モードを、通常動作モードと低消費電力モードに切り換える。通常動作モードは、コントロール回路３を正常に動作させる動作モードである。低消費電力モードは、コントロール回路３の動作を停止させて消費電流を少なくする動作モードである。低消費電力モードにおける消費電流は、好ましくはμＡオーダ以下とする。低消費電力モードは、必ずしもコントロール回路３の全ての動作を停止させる必要はない。コントロール回路３の一部を動作状態として消費電流を少なくすることもできるからである。コントロール回路３に含まれる残容量演算回路は、低消費電力モードにおいて動作が停止される。したがって、低消費電力モードにおいて、電池の残容量は演算されない。
【００１１】
動作モード切換回路２は、パック電池を保存するときに低消費電力モードとして消費電流を少なくする。動作モード切換回路２は、通信端子５から入力される低消費電力モード移行コマンドを検出し、さらに、通信端子５の電位が所定時間よりも長く”Ｌｏｗ”に保持されるときに動作モードを低消費電力モードに切り換える。低消費電力モード移行コマンドは、通信端子５から入力される特定のデジタル信号または特定のアナログ信号である。低消費電力モード移行コマンドは、パック電池を装着する設定装置６から入力される。設定装置６は、パック電池を装着する状態で、低消費電力モード移行コマンドをパック電池に出力する。設定装置６は、パック電池を製造する工場に設置される専用の装置である。ただ、設定装置６は、パック電池を電源として使用するコンピュータとすることもできる。
【００１２】
動作モード切換回路２が動作モードを切り換えるフローチャートを図２に示す。この図は、以下のステップでコントロール回路３の動作モードを低消費電力モードに切り換える。
［ｎ＝１〜２のステップ］
動作モード切換回路２は、通信端子５から「低消費電力モード移行コマンド」が入力されたかどうかを判別する。低消費電力モード移行コマンドが入力されないときは通常動作モードとし、以後低消費電力モード移行コマンドが入力されるまで１〜２のステップをループする。
【００１３】
［ｎ＝３のステップ］
低消費電力モード移行コマンドが入力されると、その後、このステップで通信端子５の電位が”Ｌｏｗ”となるのを待ち続ける。通信端子５の電位が”Ｌｏｗ”になると、”Ｌｏｗ”の時間が設定時間よりも長いかどうかを判別する。設定時間は、たとえば約２秒に設定する。ただ、この設定時間は、０．５秒〜数分とすることもできる。設定時間を短くすると、”Ｌｏｗ”を検出する時間を速くできるが、誤動作を起こしやすくなる。反対に設定時間を長くすると”Ｌｏｗ”の検出に時間がかかるが、誤動作を少なくできる。動作モード切換回路２は、通信端子５の電位が設定時間よりも長く”Ｌｏｗ”になるまで、このステップをループする。このステップにおいて、動作モード切換回路２は、通信端子５の電位が設定時間よりも長く”Ｌｏｗ”になるまでこのステップをループするので、通信端子５の電位が”Ｈ”と”Ｌ”を繰り返してもこのステップをループする。したがって、たとえば、低消費電力モード移行コマンドを検出したパック電池が設定装置６から外されるときに、通信端子５の電位が不規則に”Ｈ”と”Ｌ”になっても、動作モード切換回路２はステップをループする。パック電池が設定装置６から外されるとき、通信端子５がチャタリングすることがある。通信端子５がチャタリングすると、ここの電位は”Ｈ”と”Ｌ”に変化するが、この状態になっても、パック電池の動作モード切換回路２はこのステップをループする。したがって、パック電池が設定装置６から外されて通信端子５の電位が”Ｌｏｗ”になり続けると、動作モード切換回路２は”Ｌｏｗ”の時間が設定時間よりも長くなったことを確実に検出する。したがって、設定装置６から低消費電力モード移行コマンドがパック電池に入力された後、通信端子５がチャタリングしながらパック電池が設定装置６から外されても、動作モード切換回路２は正確に電位が”Ｌｏｗ”となる時間が設定時間よりも長くなったことを検出する。すなわち、パック電池を外すときに発生する通信端子５のチャタリングが誤動作の原因とならない。
［ｎ＝４のステップ］
通信端子５の電位が”Ｌｏｗ”になる時間が設定時間よりも長いと判別されると、このステップでコントロール回路３の動作モードが、低消費電力モードに切り換えられる。この状態でパック電池は保存される。
【００１４】
低消費電力モード状態にあるパック電池は、図３に示すフローチャートで通常動作モードに切り換えられる。すなわち、この図に示すように、動作モード切換回路２は、通信端子５の電位の”Ｈ”エッジを検出して、動作モードを通常動作モードに切り換える。パック電池が電気機器７に装着されると、通信端子５は電気機器７の通信端子に接続されて電位が”Ｈ”に上昇する。ただし、本発明のパック電池は、低消費電力モードを通常動作モードに切り換える状態を、通信端子５の”Ｈ”エッジに特定しない。電気機器７からパック電池に、通信端子５を介して解除信号を入力して低消費電力モードを通常動作モードに切り換えることもできる。
【００１５】
コントロール回路３は、電池１の残容量を演算する残容量演算回路、さらに、電池１の過充電や過放電を防止する保護回路等を備えている。残容量演算回路や保護回路は、低消費電力モードに切り換えられると、電力が供給されなくなって非動作状態となる。通常動作モードに切り換えられると、残容量演算回路や保護回路は電池から電力が供給されて動作状態となる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明のパック電池は、電気機器に装着されたことを検出する専用の装着検出端子を設けることなく、保存状態における消費電流を極めて少なくできる特長がある。それは、本発明のパック電池が、通常動作モードを低消費電力モードに切り換える動作モード切換回路を備えており、この動作モード切換回路が、通信端子から入力される低消費電力モード移行コマンドを検出し、かつ、通信端子の電位が所定時間よりも長く”Ｌｏｗ”に保持されるときに動作モードを低消費電力モードに切り換えるからである。
【００１７】
さらに、本発明のパック電池は、低消費電力モード移行コマンドを検出した後、設定時間よりも長い”Ｌｏｗ”信号で低消費電力モードに切り換えられるので、正確に誤動作しないように低消費電力モードに切り換えできる特長もある。それは、通信端子の電位が設定時間よりも長く”Ｌｏｗ”になっても、低消費電力モード移行コマンドを検出しないかぎり低消費電力モードには移行しないからである。また、低消費電力モード移行コマンドを検出した後は、通信端子の電位が設定時間よりも長く”Ｌｏｗ”にならない限り低消費電力モードには切り換えられず、パック電池を電気機器に接続する状態で、パック電池と電気機器との間で通信端子を介して通信が行われ、このときに通信端子の電位が短い時間で”Ｈ”や”Ｌ”になっても、低消費電力モードには移行しないからでもある。すなわち、設定装置から低消費電力モード移行コマンドをパック電池に送った後、パック電池と設定装置との間で通信して、通信端子の電位が”Ｈ”と”Ｌ”になっても、この通信によってはパック電池は低消費電力モードとならない。したがって、パック電池を連結している設定装置は、低消費電力モード移行コマンドをパック電池に出力した後、パック電池と通信することもでき、しかも確実に低消費電力モードに移行できる。
【００１８】
さらに、本発明のパック電池は、ユーザーに使用される状態においては、理想的な状態で使用でき特長がある。それは、本発明のパック電池が、低消費電力モード移行コマンドをパック電池に伝送しないかぎり、パック電池が低消費電力モードに移行しないからである。ユーザーがパック電池を電気機器に装着して使用する状態において、パック電池が電気機器から外されると、通信端子の電位は設定時間よりも長く”Ｌｏｗ”となることがある。しかしながら、この状態になっても、パック電池は低消費電力モードとなることなく、通常動作モードに保持される。通常動作モードにあるパック電池は、たとえば電池の残容量等が正確に演算される。したがって、ユーザーが使用される状態になったパック電池は、正常に動作して便利に使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例のパック電池のブロック線図
【図２】動作モード切換回路が動作モードを切り換えるフローチャート
【図３】低消費電力モード状態のパック電池を通常動作モードに切り換えるフローチャート
【符号の説明】
１…電池
２…動作モード切換回路
３…コントロール回路
４…出力端子
５…通信端子
６…設定装置
７…電気機器

Claims (2)

1. 通常動作モードと低消費電力モードとを切り換える動作モード切換回路(2)を内蔵し、かつ装着される電気機器(7)との通信端子(5)を有するパック電池において、
   動作モード切換回路(2)が、通信端子(5)から入力される低消費電力モード移行コマンドを検出し、かつ、通信端子(5)の電位が所定時間よりも長く”Ｌｏｗ”に保持されるときに動作モードを低消費電力モードに切り換えるようにしてなることを特徴とするパック電池。
2. 動作モード切換回路(2)が通信端子(5)の”Ｈ”エッジを検出して低消費電力モードを通常動作モードに切り換える請求項１に記載されるパック電池。

Images