JPH0559359U - 電池のヘルス・メータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電池を使用する器具・装置側に何らの装備を
必要とせず、電池と一体型とし電池の寿命を認識させる
ことが可能なコンパクトなヘルス・メータの提供を目的
とする。 【構成】 １次電池１の放電電流又は２次電池１’の充
放電電流を検出する電流センサ２を電池１又は１’の内
部に内蔵させ、この電池１，１’の外装ケース表面に電
池寿命を判別しかつ表示させる回路３及びその判別結果
を表示表示器４を設けた薄型基板５をシート状に貼着
し、電池１又は１’の寿命を認識できるように構成す
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、１次電池あるいは２次電池などの電池の寿命を検知するのに好適な 電池のヘルス・メータに関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、１次電池や２次電池にはその寿命を示す表示器が備えられていないため 、電池の寿命を知りたい場合には、それらの電池とは別体として形成された充放 電状態の検出手段を用いて電池の寿命を測定したり、電池を使用する器具・装置 側に検出手段を設けなければならなかった。

【０００３】 ところが、従来は電池の寿命を判断するためのコンパクトで有効な検出手段は 未だ提案されておらず、従って従来の検出手段を器具・装置側に設けた場合には 器具・装置が大型化してしまうため殆ど実行されていないのが現状である。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

このため、例えばまだ使用可能な１次電池をそのまま捨ててしまったり、２次 電池をバッテリとして用いた場合などにはそろそろバッテリの寿命が近づいてい るにもかかわらず気付かずにそのまま使用してしまったりしていた。

【０００５】 従って、まだ使用可能な電池を無駄に捨ててしまうというような問題を有する と共に、自動車などに用いた場合には思わぬ時に自動車のエンジンを起動させら れなかったりするという問題を有している。 また、電気自動車にいたっては人里離れたような場所で突然エンストしてしま うという事態を生じたり、場合によっては電池の寿命状態を予めチエックしなか ったために、大事故につながる危険性があるというような問題があった。

【０００６】 本考案は、このような事情に鑑みてなされたものであり、電池を使用する器具 ・装置側に何らの装備を必要とせず、電池と一体型とし電池の寿命を認識させる ことが可能なコンパクトなヘルス・メータの提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

かかる目的を達成するために本考案は、１次電池の放電電流又は２次電池の充 放電電流を検出する電流センサを電池内部に内蔵させ、この電池の外装ケース表 面に貼着されると共に、上記電流センサからの検出値に基づいて電池の寿命を判 別する回路及びその判別結果の表示器を有する薄型基板を具備し、電池に貼着さ れた薄型基板の表示器を介して電池の寿命を認識できるようにしたことを特徴と する。

【０００８】 また、電池の充放電電流を検出する電流センサはカーレント・トランスあるい はホール素子であることを特徴とする。

【０００９】 また、電池の寿命を判別する回路及び表示器はフレキシブルプリント基板に設 けられると共に、表示器は液晶表示器が用いられ、かつ上記回路の動作切り離し を任意に行うことができるようにするためのスイッチを具備したことを特徴とす る。 さらに、薄型基板には外部接続用端子を設けることを特徴とする。

【００１０】

【作用】

本考案によれば、電池に内蔵されている電流センサが電池の充放電電流を検出 し、電池の表面に貼着されている薄型基板に設けられ電池寿命を判別する回路に おける中央処理装置が電池の種類に応じた電池の内部抵抗ｒｐを元に電池出力電 圧の変化をチェックし、その時々に対応した電池の寿命情報が電池表面に貼着さ れている表示器により表示される。

【００１１】

【実施例】

次に、本考案の好ましい実施例を添付図面を参照して説明する。 図１は本考案の基本構成を示すブロック図であり、図中点線で囲まれた部分Ａ は電池の等価回路である。そこで、まず一般的な電池の特性から説明する。無負 荷時の電池出力電圧をＶ₁ 、有負荷時の出力電圧をＶ₂ とすると、内部抵抗ｒｐ により放電特性は図５に示すような傾斜を示す。さらに、出力電流の値によって 放電曲線は、例えば図６Ａに示されるようになる。また、２次電池のサイクル寿 命は図６Ｂに示したようにサイクル数によって変化することが知られている。

【００１２】 一方、図１に示す電流センサ２は電池内部に内蔵されて電池の放電電流又は充 放電電流などを検出する。また、電流センサ２の後段側には電流センサ２からの 検出値に基づいて電池の寿命を判別する回路及びその判別結果を表示信号として 表示器４に出力する判別・表示回路３が接続されている。

【００１３】 次に、判別・表示回路３の具体的構成を図２に示す。すなわち、上記したよう に電池における特性や内部抵抗ｒｐ等は電池の種類によってそれぞれ異なってい るので、これらの情報は判別・表示回路３中の読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）３ ０１内に書き込んでおく。

【００１４】 また、中央処理装置（ＣＰＵ）３００は電流センサ２からの充放電電流情報を 電流検出部２００を介して取り込み、ＲＯＭ３０１内の情報と照らし合わせなが ら処理する。同様に出力電圧を電圧検出部２０１を介して同じく取り込み、同様 に処理する。この処理にあってＣＰＵ３００は、例えば図３及び図４に示すよう な電池１，１’の内部抵抗ｒｐが１００Ω以上なら寿命というように判別し、そ れらの判別結果を表示部４０１を介して表示器４により表示させる。

【００１５】 そして、この判別・表示回路３は好ましくはフレキシブルプリント基板よりな る薄型基板５上に形成され、このような薄型基板５は電池１，１’の外装ケース 表面に表示器４を目視可能な表面側として貼着される。

【００１６】 表示器４は通常は液晶表示器によって形成されると共に好ましくは薄型基板５ 上に形成され、しかも単一の表示機能を備えるように形成されてもよいが複数の 表示機能を備えており、これにより例えば現在の出力電圧値表示、出力電流値素 子、過負荷（オーバーロード）表示、充放電回数表示、使用時間数表示等といっ た各種の表示を行うことが可能となり、各電池１，１’の現在の状態に対応した 情報を各種の形態として認識し易く表示することとなる。

【００１７】 尚、電池１，１’の表面に貼着された薄型基板５の表面は、図示しないが透明 なフィルム材などによりカバーして防護する。

【００１８】 また、電流センサ２としては必要に応じて電解液のペーハ（ＰＨ）センサとし 、これを電池１，１’の内部に内蔵させＰＨ測定の結果に基づいて電池１，１’ の寿命及びその表示を行うようにしてもよいし、さらにこの電流センサ２は電解 液の容量を測定するホール素子センサとしこれを電池１，１’の内部に内蔵しそ の測定結果を表示できるようにしてもよい。 図７は電気自動車のバッテリ等として用いる場合の一例を示すもので、例えば ５０Ｖのバッテリー１０を直列型として適用されている。この場合には薄型基板 ５に外部接続用端子１１，１１’が設けられており、この端子１１，１１’に接 続された信号線１２，１２’を介して外部機器（図示略）側に設けられた集中管 理装置１３と接続される。尚、集中管理装置１３は各バッテリ１０からの信号線 １２，１２’と接続されるＩ／Ｏ装置１３ａを介してＣＰＵ１３ｂへの信号入力 あるいは指令信号の出力が行われる。 ２００および２０１はフォトカプラ等を用いてアイソレーション（絶縁）型に 構成し、より安全度を高めるようにしてもよいので、この場合には信号線１２， １２’はファイバにより形成する。

【００１９】 以上のようにこの実施例によるヘルス・メータは、電池１，１’のケース外装 表面に電池１，１’の寿命を判別・表示する回路及びその判別結果を表示する表 示器４を備えた薄型基板５を貼着し、かつ電池１，１’の内部に電流センサ２を 内蔵させるように構成されているので、電池表面にシート状に貼着されて一体型 とされるヘルス・メータとすることができ、電池表面を平滑に保持したままの状 態で電池それ自身にその寿命情報を表示させことができる。

【００２０】 従って、どのような器具・装置に使用していても、現在の電池の消耗具合を的 確に認識することができ、使用可能な電池を捨ててしまうような無駄を排除でき ると共に、ゴミの無用な増加を抑えることができるので電池エネルギーの有効活 用に貢献することができる。 さらに、電気自動車等に用いた場合には、電池の消耗具合を予め容易に知るこ とができるので、人里離れた場所で電池消耗を生じて立往生するといったアクシ デントを避けること等ができる。

【００２１】

【考案の効果】

上述したように、本考案に係るヘルス・メータは、電池のケース外装表面に電 池の寿命を判別する回路及びその判別結果を表示する表示器などを備えた薄型基 板を貼着し、かつ電池の内部に電流センサを内蔵させるように構成したので、電 池表面にシート状に貼着される一体型のヘルス・メータとすることができ、電池 表面を平滑に保持したままの状態で電池それ自身の寿命情報を表示することがで きる。 従って、どのような器具・装置に使用していても、現在の電池の消耗具合を的 確に認識することができ、使用可能な電池を捨ててしまうような無駄を排除でき ると共に、ゴミの無用な増加を抑えることができるので電池エネルギーの有効活 用に貢献することができる。 さらに、電気自動車等に用いた場合には、電池の消耗具合を予め容易に知るこ とができるので、人里離れた場所で電池消耗を生じて立往生するといったアクシ デントを避けること等ができる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の基本構成を示すブロック図。

【図２】判別・表示回路の内部を示すブロック図。

【図３】本考案を乾電池に適用した場合の一例を示す外
観図。

【図４】本考案をカーバッテリに適用した場合の一例を
示す外観図。

【図５】電池の内部抵抗による放電曲線を示す図。

【図６Ａ】放電時間と定電流放電曲線との関係を示す
図。

【図６Ｂ】２次電池のサイクル寿命を示す説明図。

【図７】本考案を自動車のバッテリとして用いる場合の
一例を示す説明図。

【符号の説明】

１ １次電池 １’ ２次電池 ２ 電流センサ ３ 判別・表示回路 ４ 表示器 ５ 薄型基板

Claims (5)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 １次電池の放電電流又は２次電池の充放
   電電流を検出する電流センサを電池内部に内蔵させ、こ
   の電池の外装ケース表面に貼着されると共に、上記電流
   センサからの検出値に基づいて電池の寿命を判別する回
   路及びその判別結果の表示器を有する薄型基板を具備
   し、電池に貼着された薄型基板の表示器を介して電池の
   寿命を認識できるようにしたことを特徴とする電池のヘ
   ルス・メータ。
2. 【請求項２】 電池の充放電電流を検出する電流センサ
   は、カーレント・トランスであることを特徴とする請求
   項１記載の電池のヘルス・メータ。
3. 【請求項３】 電池の充放電電流を検出する電流センサ
   は、ホール素子であることを特徴とする請求項１記載の
   電池のヘルス・メータ。
4. 【請求項４】 電池の寿命を判別する回路はフレキシブ
   ルプリント基板に設けられると共に表示器は液晶表示器
   が用いられ、かつ上記回路の動作切り離しを任意に行う
   ことができるようにするためのスイッチを具備したこと
   を特徴とする請求項１、２又は３記載の電池のヘルス・
   メータ。
5. 【請求項５】 薄型基板には外部接続用端子を設けるこ
   とを特徴とする請求項１，２，３又は４記載の電池のヘ
   ルス・メータ。