JP4661080B2 - 電池システム - Google Patents

Description

本発明は電池システムに関するものである。

内部抵抗、放電電圧、開回路電圧、残容量、充電状態などが電池状態を表すパラメータまたは電池状態を演算するための測定パラメータとして用いられてきている。自動車、携帯機器などの高性能化に伴ってそれらに使用される電池の負荷が大きくなるに従い、このような電池状態の監視と電池状態制御は近年その重要性がますます大きくなってきている。自動車用の電池においては、排ガスの削減のために行われているアイドルストップ・スタート（ＩＳＳ）、回生充電などに対応するため、これらの用途に適した電池状態に電池を保つ技術が望まれている。鉛電池はこれらの用途に応用できる電池の代表的なもののひとつである。

車両用ではないが、産業用では特許文献１のような電波を使って遠隔監視するシステムが実用化されている。

特許３３４５７９３号公報

また、車両を使った電池点検方法として、スタータモータを回した状態での電圧を評価する方法がある。エンジン始動不能になった車両に対してスタータとバッテリのどちらが原因か調べるためのバッテリチェックの方法として古くから用いられてきた。オシロスコープを使わず時間応答性の遅い簡単な電圧計の測定が一般的であり、突入電流後比較的電圧が安定した時の電圧が９Ｖ程度以上であれば正常と判断する。エンジンに燃料の供給をしないような措置をするなどして、スタータモータが回っても実際にエンジンが始動しないような条件にすると、正常な車両でも時間的に安定した電圧が得られ、バッテリを点検できる。

従来の電池表面のＬＥＤの点灯状態から目視で電池状態を判別する点検方法は、ＬＥＤの点灯、点滅、消灯の３つの状態から情報を読取るため取り出せる情報がわずかである。良好、要注意、要交換、要充電、過充電など５個程度の情報は表示可能であるが，それ以上多種多様な情報を表示するには高価な表示デバイスが必要なため安価な電池に内蔵することができない。

ディーラや修理工場で電池の診断を行い顧客サービスをする場合、電池の劣化はお客様の使用条件に大きく依存するため、使用履歴を点検し過酷な使い方をしていれば使い方を修正するよう進言することで顧客サービスを向上させ、同時に電池の信頼性を大きく向上できる。

ところが、静置形の電池などで考案されている無線の公衆回線を利用したシステムは高価であるばかりでなく、車載用電池に導入しても集中して一箇所でたくさんの電池の状態を管理するため、ディーラや修理工場などの販売促進ツールとはならない。また、消費電流が大きく車両のエンジン始動用電池に応用すると通信で電池を消耗するという問題がある。

本発明の目的は、上記問題を解決し使用履歴を点検する電池システムを提供する事である。

本発明では、自動車始動用電池に電池状態検知装置を備えている。この電池状態検知装置は、電池の充電状態，温度，エンジン始動回数，稼働時間のデータを蓄積する記憶部と前記データを複数個の発光素子の点滅信号に変換して送信する送信部を備えており、前記送信部の複数個の発光素子は前記電池の上面に設けられている。前記電池の上面に、電池履歴読出し装置を配置して用いる電池システムである。電池履歴読出し装置は、前記複数個の発光素子の点滅信号を受光素子で受信する受信部と前記点滅信号をデータに変換して表示する表示部とを備えている。この発光素子の点滅を受光素子で受信し、記憶部の履歴情報を取り出すことを特徴とする電池システムを提供する。
前記受信部の受光素子は電池履歴読出し装置の底面に前記発光素子と対向する位置に設けられており、前記送信部によるデータの送信を開始するスイッチを電池の上面に備えている。

本発明は電池システムに関するものであり、電池が電池の充電状態，温度，エンジン始動回数，稼働時間のデータを蓄積する履歴情報の記憶部と前記データを複数個の発光素子の点滅信号に変換して送信する送信部を備えた電池状態検知装置を有し、電池履歴読出し装置の受光素子でこの発光素子の点滅を読み取り記憶部の履歴情報を取り出す。

このシステムによって少ない消費電流で電池情報を取り出し、これを電池状態検知システムに適用する事ができる。

本発明は、電池が電池の充電状態，温度，エンジン始動回数，稼働時間のデータを蓄積する履歴情報の記憶部と前記データを複数個の発光素子の点滅信号に変換して送信する送信部を備えた電池状態検知装置を有し、電池履歴読出し装置の受光素子でこの発光素子の点滅を読み取り記憶部の履歴情報を取り出す。

スイッチ長押しなど、所定のスイッチを押すパターンで記憶部のデータの送信を開始する。１つ以上のデータ送信用発光素子が点滅し、その点滅のパターンで情報を伝達する。ソフトウェアの制御で点滅の時間を正確に規定することは難しいので、そのような場合クロック信号を別の発光素子で送る。データ送信、クロック信号の発光素子は専用に発光素子を電池が持っていても良いが、電池状態表示など他の用途の発光素子を流用しても良い。発光素子は発光ダイオードが応答速度が速いので適している。受光素子はフォトダイオードやフォトトランジスタなどを利用した素子が応答速度が速くてよい。波長は電池状態表示をする場合は４００から８００ｎｍの可視光の発光素子を利用し、受光素子は可視または近赤外の素子を利用する。

受光素子は信号が検出できる程度に発光素子の近くに配置する必要がある。そのための受光部を簡単に位置決め可能な構造とすることが実用上重要である。受光部に突起または穴があり、それが電池表面の穴、突起、または蓋隅の角にはまることで所定の位置に受光部を配置する。

以下、実施例および比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。
（実施例１）
本発明電池システムの具体的な実施例を説明する。図１に示すように下部に受光素子９を取り付けた受信部６を使って受光素子９を電池上面発光素子５（５ａ〜５ｄ）に対向させて固定した。受信部６は電池１上面のスイッチ４が露出するように形状を決定した。スイッチ４が露出していなくてもスイッチ４が押せるようにスイッチ上部に上下可動な棒を配置させても良い。受信部６は電池負極端子３の突起と電池蓋隅の角で位置が固定され、発光素子５（５ａ〜５ｄ）と受光素子９が図２のように対向する。サイズの異なる電池では別の受信部６を用意することになるが、段階的にスライドする部分を設けて同一の受信部６で各種サイズの電池に適用可能にすることもできる。

この装置で読取る電池情報を表１に示す。このシステムでは１８個の情報を取り出せる。これ以上情報の数を増やすことも可能である。

このシステムで点検を全くしなかった場合と毎日このシステムによる点検を１回した場合で消費電気量を測定し、その差から点検で消費される電気量を求めた。この結果を表２に示す。
（比較例１）
受信部６をもつ読出し装置を使えず、電池上面の良好、要注意、要交換、過充電の４つの発光素子５（５ａ〜５ｄ）の点灯、点滅を目視で判別する通常の使用方法で電池状態を読んだ。発光素子５ｂ（点灯時要注意）が点滅している場合は要充電の状態であることを意味する。この場合に読取り可能な電池状態を表１に表す。この場合はＮｏ．１〜５の５項目情報を取り出すことができる。ここでは点滅で情報を取り出すのは発光素子５ｂの要充電だけだが、他の３つの発光素子も点滅で他の情報を取り出せるようにすれば８個の情報を取り出し可能である。

（比較例２）
携帯電話のパケット通信を使ったシステムで同様な操作を行った。１日に１回、遠隔監視サーバに電池情報を送信する。その際の消費電流を表２に示す。実施例１より消費電流が大きくなった。

以上の結果より、実施例１が情報の数の制限が少ないのと消費電流の少なさから、バッテリ内蔵の電池状態検知装置を使った点検方法として優れていることがわかる。公衆回線を利用した通信による点検は装置が高価で回線利用料も必要となるなどの短所もある。

本発明の電池システムの構成を示す図である。 電池上部と受信部の対向を示す断面図である。

１ 電池
２ 正極端子
３ 負極端子
４ スイッチ
５ 発光素子（ＬＥＤ）
５ａ 良好表示用緑ＬＥＤ
５ｂ 点灯時要注意／点滅時要充電表示用黄色ＬＥＤ
５ｃ 要交換表示用赤ＬＥＤ
５ｄ 過充電表示用赤ＬＥＤ
６ 受信部
７ プリンタ
８ ＰＤＡ
９ 受光素子

Claims (5)

1. 電池状態検知装置を備えた自動車始動用電池の上面に電池履歴読出し装置を配置して用いる電池システムであって、前記電池状態検知装置は電池の充電状態，温度，エンジン始動回数，稼働時間のデータを蓄積する記憶部と前記データを複数個の発光素子の点滅信号に変換して送信する送信部を備えており、前記電池履歴読出し装置は前記複数個の発光素子の点滅信号を受光素子で受信する受信部と前記点滅信号をデータ信号に変換して表示する表示部とを備えており、前記送信部の複数個の発光素子は前記電池の上面に設けられており、前記受信部の受光素子は電池履歴読出し装置の底面に前記発光素子と対向する位置に設けられており、前記送信部によるデータの送信を開始するスイッチを電池の上面に備えていることを特徴とする電池システム。
2. 前記データ信号を送信する発光素子のほかに、前記発光素子の点滅の時間を規定するクロック信号を送信する発光素子を備えたことを備えたことを特徴とする請求項1記載の電池システム。
3. 前記電池履歴読出し装置は前記電池上面への位置決め手段を備えており、前記受信部の受光素子が前記電池状態検知装置の発光素子の位置に対向して配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の電池システム。
4. 前記送信部によるデータの送信を開始するスイッチが、電池状態表示と前記データ信号送信開始制御の用途の両方に使用されることを特徴とする請求項１記載の電池システム。
5. 前記受信部は電池上面に配置した際に電池の上面の前記スイッチが隠れない位置関係にあることを特徴とする請求項１または３記載の電池システム。

Images