(57)【要約】本技術は、多数のバッテリセルから構成されたバッテリ装置を容易に管理することができるバッテリ装置、バッテリ管理方法、および電子機器に関する。バッテリ５１が容量性を有する場合（周波数ｆの交流信号に対するバッテリ５１の等価回路がコンデンサ５１Ｃである場合）、ブロッキングフィルタを構成するために、バッテリ５１と並列に、コンデンサ１７１とコイル１７２（＝（コイル１７２−１）＋（コイル１７２−２））の直列回路を設ける。コンデンサ１７１とコイル１７２−１は直列共振回路を構成させる。コンデンサ５１Ｃとコイル１７２−２は並列共振回路を構成させる。本発明は、例えば、多数のバッテリセルを内蔵する電子機器に適用できる。
2012114950.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力線を介して直流電力を出力するバッテリと、
前記バッテリに対して並列に接続され、前記電力線を介して授受される交流信号を負荷変調することにより、記憶しているバッテリ情報を前記電力線を介して出力する記憶素子と、
前記バッテリとともに、前記交流信号の前記バッテリへの入力を遮断するブロックキングフィルタを形成するブロックキングフィルタ構成部と
を備えるバッテリ装置。
【請求項２】
前記ブロッキングフィルタ構成部は、前記バッテリと並列に接続されている
請求項１に記載のバッテリ装置。
【請求項３】
前記交流信号に対する前記バッテリの等価回路が容量Ｃ１の第１のコンデンサである場合、
前記ブロッキングフィルタ構成部は、容量Ｃ２の第２のコンデンサとインダクタンスＬ１の第１のコイルとの直列回路から構成される
請求項２に記載のバッテリ装置。
【請求項４】
前記第１のコイルをインダクタンスＬ１１の第２のコイルとインダクタンスＬ１２の第３のコイルとの直列接続とみなした場合、
前記第２のコンデンサと前記第２のコイルは、２πｆ＝１／√（Ｃ２・Ｌ１１）を満たして周波数ｆの前記交流信号に対する直列共振回路となり、
前記第１のコンデンサと前記第３のコイルは、２πｆ＝１／√（Ｃ１・Ｌ１２）を満たして周波数ｆの前記交流信号に対する並列共振回路となる
請求項３に記載のバッテリ装置。
【請求項５】
前記交流信号に対する前記バッテリの等価回路がインダクタンスＬ１の第１のコイルである場合、
前記ブロッキングフィルタ構成部は、容量Ｃ１の第１のコンデンサから構成される
請求項２に記載のバッテリ装置。
【請求項６】
前記第１のコイルと前記第１のコンデンサは、２πｆ＝１／√（Ｌ１・Ｃ１）を満たして周波数ｆの前記交流信号に対する並列共振回路となる
請求項５に記載のバッテリ装置。
【請求項７】
前記バッテリ、前記記憶素子、および前記ブロックキングフィルタ構成部を含む複数のバッテリセルから構成される
請求項２に記載のバッテリ装置。
【請求項８】
バッテリと、
記憶素子と、
ブロックキングフィルタ構成部と
を備えるバッテリ装置のバッテリ管理方法であって、
前記バッテリの直流電力を電力線を介して出力し、
前記記憶素子により、前記電力線を介して授受される交流信号を負荷変調することにより、記憶しているバッテリ情報を前記電力線を介して出力し、
前記ブロッキングフィルタにより、前記交流信号の前記バッテリへの入力を遮断する
バッテリ管理方法。
【請求項９】
電力線を介して直流電力を出力するバッテリ、前記バッテリに対して並列に接続され、前記電力線を介して授受される交流信号を負荷変調することにより、記憶しているバッテリ情報を前記電力線を介して出力する記憶素子、および、前記バッテリとともに、前記交流信号の前記バッテリへの入力を遮断するブロックキングフィルタを形成するブロックキングフィルタ構成部を備えるバッテリ装置と、
前記バッテリ装置から供給される電力を利用して所定の処理を行う動作部と、
前記記憶素子と前記電力線を介して前記交流信号を通信することにより、前記バッテリ情報を取得し、取得したバッテリ情報に基づいて前記バッテリ装置から前記動作部に対する電力供給を制御する管理装置と
を備える電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、バッテリ装置、バッテリ管理方法、および電子機器に関し、特に、電力線を介して情報を通信するようにしたバッテリ装置、バッテリ管理方法、および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、さまざまな製品にバッテリ装置が使用されている。使用する電力が大きい場合、バッテリの容量も大きくする必要がある。このようなバッテリ装置の高容量化にともなって、安全性と信頼性の確保が望まれる。【０００３】
バッテリ装置が高容量化すると、その内部のバッテリセルの数も多くなり、価格も高くなる。そのため、ユーザがバッテリ装置を分解して内部のバッテリセルを安価なものに不正に交換してしまうおそれがある。【０００４】
本出願人は、バッテリ装置の内部にＩＣチップを持たせ、そのＩＣチップに識別番号を記憶させることを先に提案した（例えば、特許文献１）。これにより、バッテリ装置から識別番号を読み出し、読み出した識別番号に基づき認証処理を行うことで、不正なバッテリ装置を発見し、排除することが可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許３２８９３２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
先に提案したバッテリ装置においては、バッテリ装置に電力供給用の端子とは別に情報端子を設け、そこから識別情報を読み出すようにしていた。【０００７】
その結果、例えばバッテリ装置の内部に収容されている個々のバッテリセルにＩＣチップを持たせ、それぞれから識別情報を読み出すためには、バッテリセルの数の分だけ情報端子を設ける必要が生じる。例えば電気自動車の場合、１００個以上のバッテリセルを直列に接続しなければならず、通信線を確保することが困難になる。また、バッテリ装置が大型化し、コストも高くなる。その結果、管理が容易なバッテリ装置を実現することが困難になる。【０００８】
本開示はこのような状況に鑑みてなされたものであり、多数のバッテリセルから構成されたバッテリ装置を容易に管理できるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の第１の側面であるバッテリ装置は、電力線を介して直流電力を出力するバッテリと、前記バッテリに対して並列に接続され、前記電力線を介して授受される交流信号を負荷変調することにより、記憶しているバッテリ情報を前記電力線を介して出力する記憶素子と、前記バッテリとともに、前記交流信号の前記バッテリへの入力を遮断するブロックキングフィルタを形成するブロックキングフィルタ構成部とを備える。  【００１０】
前記ブロッキングフィルタ構成部は、前記バッテリと並列に接続することができる。【００１１】
前記交流信号に対する前記バッテリの等価回路が容量Ｃ１の第１のコンデンサである場合、前記ブロッキングフィルタ構成部は、容量Ｃ２の第２のコンデンサとインダクタンスＬ１の第１のコイルとの直列回路から構成することができる。【００１２】
前記第１のコイルをインダクタンスＬ１１の第２のコイルとインダクタンスＬ１２の第３のコイルとの直列接続とみなした場合、前記第２のコンデンサと前記第２のコイルは、２πｆ＝１／√（Ｃ２・Ｌ１１）を満たして周波数ｆの前記交流信号に対する直列共振回路とし、前記第１のコンデンサと前記第３のコイルは、２πｆ＝１／√（Ｃ１・Ｌ１２）を満たして周波数ｆの前記交流信号に対する並列共振回路とすることができる。【００１３】
前記交流信号に対する前記バッテリの等価回路がインダクタンスＬ１の第１のコイルである場合、前記ブロッキングフィルタ構成部は、容量Ｃ１の第１のコンデンサから構成することができる。【００１４】
前記第１のコイルと前記第１のコンデンサは、２πｆ＝１／√（Ｌ１・Ｃ１）を満たして周波数ｆの前記交流信号に対する並列共振回路とすることができる。【００１５】
前記バッテリ装置は、前記バッテリ、前記記憶素子、および前記ブロックキングフィルタ構成部を含む複数のバッテリセルから構成することができる。【００１６】
本開示の第１の側面であるバッテリ管理方法は、バッテリと、記憶素子と、ブロックキングフィルタ構成部とを備えるバッテリ装置のバッテリ管理方法であって、前記バッテリの直流電力を電力線を介して出力し、前記記憶素子により、前記電力線を介して授受される交流信号を負荷変調することにより、記憶しているバッテリ情報を前記電力線を介して出力し、前記ブロッキングフィルタにより、前記交流信号の前記バッテリへの入力を遮断する。【００１７】
本開示の第１の側面においては、バッテリの直流電力が電力線を介して出力され、電力線を介して授受される交流信号が負荷変調されることによりバッテリ情報が電力線を介して出力される。さらに、ブロッキングフィルタにより、交流信号のバッテリへの入力が遮断される。  【００１８】
本開示の第２の側面である電子機器は、電力線を介して直流電力を出力するバッテリ、前記バッテリに対して並列に接続され、前記電力線を介して授受される交流信号を負荷変調することにより、記憶しているバッテリ情報を前記電力線を介して出力する記憶素子、および、前記バッテリとともに、前記交流信号の前記バッテリへの入力を遮断するブロックキングフィルタを形成するブロックキングフィルタ構成部を備えるバッテリ装置と、前記バッテリ装置から供給される電力を利用して所定の処理を行う動作部と、前記記憶素子と前記電力線を介して前記交流信号を通信することにより、前記バッテリ情報を取得し、取得したバッテリ情報に基づいて前記バッテリ装置から前記動作部に対する電力供給を制御する管理装置とを備える。【００１９】
本開示の第２の側面においては、バッテリの直流電力が電力線を介して出力され、電力線を介して授受される交流信号が負荷変調されることによりバッテリ情報が電力線を介して出力される。さらに、ブロッキングフィルタにより、交流信号のバッテリへの入力が遮断される。また、取得されるバッテリ情報に基づいてバッテリ装置から動作部に対する電力供給が制御される。
【発明の効果】
【００２０】
本開示の第１の側面によれば、管理が容易なバッテリ装置を実現することができる。【００２１】
本開示の第２の側面によれば、多数のバッテリセルから構成されたバッテリ装置の管理が容易な電子機器を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明を適用した電子機器の原理的構成を示すブロック図である。
【図２】バッテリセルの第１の構成例を示すブロック図である。
【図３】バッテリセルの第２の構成例を示すブロック図である。
【図４】バッテリセルの第２の構成例における交流信号の流れを示す図である。
【図５】バッテリセルの第３の構成例を示すブロック図である。
【図６】バッテリの容量性と誘導性について説明するための図である。
【図７】バッテリセルの第４の構成例を示すブロック図である。
【図８】バッテリセルの第４の構成例を示すブロック図である。
【図９】バッテリセルの第５の構成例を示すブロック図である。
【図１０】本発明を適用した電子機器の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、発明を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）について説明する。
【００２４】
＜１．原理の説明＞
［電子機器の原理的構成］
図１は、実施の形態である電子機器の原理的構成を示している。この電子機器１は、バッテリ装置１１、ローパスフィルタ１２、動作部１３、ハイパスフィルタ１４、および管理装置１５から構成される。
【００２５】
バッテリ装置１１は、内部に１個以上のバッテリセル（図２のバッテリセル３１−１など）を内蔵し、電力線１７，１８を介して直流電圧・直流電流、すなわち直流電力を動作部１３に供給する。動作部１３は、ローパスフィルタ１２を介するバッテリ装置１１からの直流電力の供給を受け、各種の動作を実行する。例えば、この電子機器１を電気自動車（EV）とみなした場合、動作部１３は、タイヤを回転駆動するモータなどに相当する。バッテリ装置１１は、例えばバッテリパックとして構成することができる。
【００２６】
ローパスフィルタ１２は、バッテリ装置１１と動作部１３との間の電力線１７，１８上に配置され、直流電力で動作するブロックである動作部１３に直流電力を供給可能にする。またローパスフィルタ１２は、管理装置１５が発生し、電力線１７，１８を介して伝達される交流信号を遮断し、直流電力で動作する動作部１３に交流信号が入力され、動作部１３が故障することを防止する。
【００２７】
ハイパスフィルタ１４は、管理装置１５が発生する交流信号を通過して、電力線１７，１８を介してバッテリ装置１１に供給させる。また、ハイパスフィルタ１４は、電力線１７，１８を介して伝達される直流電力を遮断し、交流電力で動作する管理装置１５が、直流電力により故障することを防止する。
【００２８】
管理装置１５は、電力線１７，１８を介して交流信号をバッテリ装置１１と通信することによりバッテリ装置１１を管理する。管理装置１５は、生成部２１、変調部２２、送信部２３、復調部２４、判定部２５、および処理部２６の機能ブロックを有している。
【００２９】
生成部２１は、バッテリ装置１１のＩＣチップ５３（図２）に対するコマンドを生成する。変調部２２は、生成されたコマンドにより搬送波を変調し、交流信号として出力する。搬送波としては、例えば周波数ｆが13.56MHzである高周波信号（ＲＦ信号とも称する）が用いられる。なお、交流信号の周波数ｆは、13.56MHzに限定されるものではなく任意の周波数を用いることも可能である。送信部２３は、交流信号を電力線１７，１８に出力する。
【００３０】
復調部２４は、バッテリ装置１１のＩＣチップ５３が返信情報に基づいて搬送波を負荷変調した交流信号の反射波を復調する。判定部２５は、復調される返信情報に基づいて各種の判定処理を行う。処理部２６は、判定結果に基づいて各種の処理を実行する。
【００３１】
＜２．第１の実施の形態＞
［バッテリセルの第１の構成例］
次に、バッテリ装置１１の構成例について説明する。上述したように、バッテリ装置１１は、１個以上のバッテリセルから構成される。図２は、バッテリ装置１１を構成するバッテリセルの第１の構成例を示している。
【００３２】
このバッテリセル３１−１は、バッテリ５１、直流阻止部５２、およびＩＣチップ５３により構成されている。
【００３３】
バッテリ５１は、正の端子４１から電力線１７に正の電圧を、負の端子４２から電力線１８に負の電圧を、それぞれ出力する。バッテリ５１は、充電が可能な２次バッテリである。すなわち電力線１７，１８は、充電時または放電時に、直流電流・直流電圧の供給経路になる。
【００３４】
直流阻止部５２は、管理装置１５から電力線１７，１８を介して供給される交流信号をＩＣチップ５３に供給する機能を有する。また、直流阻止部５２は、電力線１７からの直流電力がＩＣチップ５３に入力することを遮断する。これにより、ＩＣチップ５３が直流電力の流入によって故障することを防止する。直流阻止部５２は、容量Ｃ１のコンデンサ６１により構成される。コンデンサ６１は、正の端子４１と、ＩＣチップ５３の正の電圧供給点８３の間に配置されている。
【００３５】
記憶素子としてのＩＣチップ５３は、各種の規格に基づくＩＣチップ、タグなどの電子タグにより構成することができる。例えばRFID(Radio Frequency Identification)、Mifare,FeliCa,NFC(Near Field Communication)（いずれも商標）等の規格は勿論、これらの規格に基づかない独自の構成の電子タグを用意することもできる。記憶素子は、交流信号により、少なくとも内部に記憶する情報を読み出し出力する機能を有し、さらに供給された情報を記憶する機能を有するのが好ましい。パッシブタイプとアクティブタイプのいずれでもよい。
【００３６】
図２の場合、ＩＣチップ５３は、共振部７１、検波部７２、負荷変調部７３、電圧レギュレータ７４、電源部７５、データ受信部７６、クロック生成部７７、および信号処理部７８から構成される。
【００３７】
共振部７１は、インダクタンスがＬ１１のコイル８１と、容量がＣ１１のコンデンサ８２が並列共振回路とされている。コイル８１とコンデンサ８２の一方の接続点は、正の電圧供給点８３であり、他方の接続点は負の電圧供給点８４である。インダクタンスＬ１１と容量Ｃ１１の値は、その共振周波数が13.56MHzとなるように設定されている。すなわち、コイル８１を有する共振部７１は、周波数ｆ＝13.56MHzの交流信号が無線通信される場合にアンテナとして機能するとともに、電磁誘導により交流の誘起電圧を発生する機能を有している。
【００３８】
ただし、本実施の形態の場合、周波数ｆ＝13.56MHzの交流信号は、無線通信されず、有線（電力線１７，１８）を介して管理装置１５から供給される。そこで、共振部７１、少なくともそのコイル８１は省略するようにしてもよい。これにより、付近の金属の影響等による誤動作が抑制される。この場合、電力線１７，１８を介して入力される交流信号は、検波部７２に直接入力される。共振部７１を省略しない場合には、共振部７１は、周波数ｆ＝13.56MHzの交流信号が入力されるとこれに共振し、電圧供給点８３，８４から電圧を発生する。
【００３９】
検波部７２は、例えばダイオード９１により構成される。この場合、ダイオード９１は、そのアノードが正の電圧供給点８３に接続され、そのカソードが、負荷変調部７３の抵抗１０１の一端に接続されている。ダイオード９１は、正の電圧供給点８３からの交流の誘起電圧を直流の誘起電圧に整流し、リーダライタ２９１−１１から送信されてきた交流信号（搬送波）が含む信号を復調する。抵抗１０１とともに負荷変調部７３を構成するFET(Field Effect Transistor)１０２の一端は抵抗１０１の他端と接続されている。なお、スイッチング素子としてのFET１０２は、ｐチャネルでも、ｎチャネルでもよい。またバイポーラトランジスタを用いることも可能である。
【００４０】
電圧レギュレータ７４は、ダイオード９１により整流された電圧を平滑、定電圧化し、電源部７５に供給する。電源部７５は、発生された電力をデータ受信部７６、クロック生成部７７、信号処理部７８等に分配する。
【００４１】
データ受信部７６は、ダイオード９１より出力された半波整流電圧から低周波成分を抽出（振幅復調）して増幅し、高レベルと低レベルの２値化されたデータ信号を生成し、信号処理部７８に供給する。クロック生成部７７は、電圧供給点８３から供給される交流信号から矩形のクロック信号を生成し、信号処理部７８に供給する。
【００４２】
信号処理部７８は、クロック信号に同期してデータ信号を読み取る。そして信号処理部７８は、内蔵する記憶部１１１に記憶されているバッテリ情報に基づいて、高レベルと低レベルの２値化された応答信号を生成し、FET１０２のゲートに出力する。FET１０２は応答信号によりオンまたはオフされる。
【００４３】
これにより電圧供給点８３，８４からみたインピーダンスを変化させる負荷変調が行われる。なお、バッテリ情報には、少なくともバッテリセル３１−１の識別情報が含まれる。さらに、バッテリ情報には、バッテリセル３１−１の仕様情報、履歴情報、課金情報なども含むことができる。またさらに、ＩＣチップ５３にバッテリ５１の状態（温度、電圧など）を検出する機能を設け、検出結果をバッテリ情報に含めるようにしてもよい。
【００４４】
［バッテリセルの第２の構成例］
図３は、バッテリ装置１１を構成するバッテリセルの第２の構成例を示している。このバッテリセル３１−２は、図２に示された第１の構成例に対して、電圧供給点８３，８４の間に電圧発生部１５１を追加したものである。その他の構成要素については、第１の構成例と同様であるので、その説明は省略する。
【００４５】
電圧発生部１５１は、インダクタンスがＬ２１のコイル１６１により構成される。コイル１６１は、電力線１７，１８とコンデンサ６１を介して管理装置１５からの交流信号が入力された場合に電圧を発生する。発生された電圧は、電圧供給点８３，８４に供給される。コイル１６１のインダクタンスＬ２１とコンデンサ６１の容量Ｃ１は、コイル１６１とコンデンサ６１が周波数ｆ＝13.56MHzの交流信号に対して共振する直列共振回路を構成するように設定することができる。
【００４６】
第２の構成例の場合、共振部７１と電圧発生部１５１の両方で電圧が発生されるので、第１の構成例に比べて、より確実に電圧を発生することができる。したがって、バッテリ装置１１を直列に接続された複数のバッテリセル３１で構成し、各バッテリセル３１と電力線１７，１８を介して交流信号を通信する場合には、第１の構成例よりも第２の構成例の方が有利である。
【００４７】
ところで、第２の構成例であるバッテリセル３１−２においては、管理装置１５からの交流信号は、電力線１７，１８を介して、バッテリ５１にも入力されている。図２に示された第１の構成例であるバッテリセル３１−１についても同様である。
【００４８】
図４は、第２の構成例であるバッテリセル３１−２における交流信号の流れを示している。ただし、ＩＣチップ５３については簡略して示している。図５以降についても同様とする。
【００４９】
第２の構成例であるバッテリセル３１−２において、交流信号は、コンデンサ６１およびコイル１６１からなるＩＣチップ側の経路だけでなく、バッテリ５１内部の経路も通ることになる。
【００５０】
すなわち、バッテリセル３１−１の全体を周波数ｆの交流信号のみに対する等価回路とみなした場合、バッテリ５１の端子間が短絡したのと近い状態となるので、ＩＣチップ側の経路をとおる交流信号が減少する。この結果、ＩＣチップ５３の駆動電力として発生される電圧が小さくなってしまい、ＩＣチップ５３による交流信号の読み取り感度が低下する原因になり得る。
【００５１】
このことは、バッテリ装置１１が１個乃至数個程度のバッテリセル３１により構成されている場合には実用上問題ない。しかしながら、多数のバッテリセル３１を直列接続してバッテリ装置１１が構成されている場合には大きな問題となる。
【００５２】
なお、管理装置１５からの送信出力を上げれば、ＩＣチップ５３による交流信号の読み取り感度の低下は抑えることが可能ではある。しがしながら、管理装置１５が多数のバッテリセル３１と高い頻度で通信する用途を考慮すると、それに要する電力消費量が増加してしまい、本来、動作部１３に供給するためのバッテリ装置１１の電力を浪費してしまうことになる。
【００５３】
そこで、管理装置１５から電力線１７，１８を介して送信される交流信号がバッテリ５１を流れない仕組みが必要となる。
【００５４】
図５は、上記仕組みを備えたバッテリセル３１の第３の構成例を示している。このバッテリセル３１−３は、第２の構成例に対して、バッテリ５１と直列に接続するコイル１７１を設けたものである。バッテリセル３１−３によれば、管理装置１５から電力線１７，１８を介して送信される交流信号がバッテリ５１を流れずに、ＩＣチップ側の経路のみを通るようにすることができる。
【００５５】
しかしながら、バッテリセル３１−３のように、バッテリ１７にコイル１７を直列接続すると、バッテリ５１から出力される電圧の立ち上がり波形がなまってしまい、動作部１３にて急峻な動作を行うことができなくなる。
【００５６】
したがって、管理装置１５から電力線１７，１８を介して送信される交流信号がバッテリ５１を流れず、バッテリ５１から出力される電圧の立ち上がり波形に影響を与えない仕組みが必要となる。
【００５７】
上記仕組みを備えたバッテリセル３１について説明する前に、バッテリ５１の容量性と誘導性について説明する。
【００５８】
図６は、バッテリ５１の容量性と誘導性について説明するための図である。一般に、バッテリ５１は、その内部構造（極板の素材、長さなど）と周波数ｆとの関係により、容量性または誘導性に分類可能である。
【００５９】
周波数ｆの交流信号に対するバッテリ５１の等価回路は、同図Ｂに示されるように、抵抗５１Ｒ（抵抗値Ｒｂ）、コンデンサ５１Ｃ（容量Ｃｂ）、およびコイル５１Ｌ（インダクタンスＬｂ）の直列接続により構成されているものとみなすことができる。
【００６０】
ここで、抵抗５１Ｒの抵抗値Ｒｂは無視できるレベルである。インダクタンスＬｂについては、周波数ｆの交流信号の波長とバッテリ５１の内部の極板などの長さとの関係により生じ得るものであって、無視できるレベルである場合と無視できないレベルである場合がある。
【００６１】
インダクタンスＬｂが無視できるレベルである場合には、バッテリ５１は容量性を有する、すなわち、同図Ｃに示されるように、周波数ｆの交流信号に対するバッテリ５１の等価回路は、コンデンサ５１Ｃとみなされる。
【００６２】
インダクタンスＬｂが無視できないレベルである場合には、同図Ｄに示されるように、周波数ｆの交流信号に対するバッテリ５１の等価回路は、コンデンサ５１Ｃとコイル５１Ｌとの直列接続とみなされる。
【００６３】
さらに、コイル５１Ｌが、同図Ｅに示されるように、コイル５１Ｌ−１（インダクタンスＬｂ１）とコイル５１Ｌ−２（インダクタンスＬｂ２）の直列接続とみなす。さらに、コンデンサ５１Ｃとコイル５１Ｌ−１との直列接続が、交流信号の通過を許容する直列共振回路を構成するとみなす。この結果、バッテリ５１は誘導性を有する、すなわち、同図Ｆに示されるように、周波数ｆの交流信号に対するバッテリ５１の等価回路は、コイル５１Ｌ−２とみなされる。
【００６４】
以下、バッテリ５１が容量性を有する場合、誘導性を有する場合のそれぞれに対応する、上記仕組みを有する構成例について説明する。
【００６５】
［バッテリセルの第４の構成例］
図７は、バッテリ５１が容量性を有する場合（周波数ｆの交流信号に対するバッテリ５１の等価回路がコンデンサ５１Ｃである場合）に対応する、バッテリセルの第４の構成例を示している。
【００６６】
このバッテリセル３１−４は、図３に示された第２の構成例に対して、バッテリ５１と並列に接続した、コンデンサ１７１（容量Ｃｘ）とコイル１７２（インダクタンスＬｘ）の直列回路を追加したものである。その他の構成要素については、第２の構成例と同様であるので、その説明は省略する。
【００６７】
この第４の構成例においては、コンデンサ５１Ｃ（バッテリ５１）に、コンデンサ１７１とコイル１７２との直列回路を並列接続することにより、周波数ｆの交流信号のバッテリ５１への流入を遮断するブロックキングフィルタとして作用するようになされている。なお、単にブロックキングフィルタとして作用させるだけであれば、コンデンサ５１Ｃ（バッテリ５１）にコイル１７２のみを並列接続すればよく、コンデンサ１７１は不要である。しかしながら、バッテリ５１の短絡を防ぐためにコンデンサ１７１が必要となる。コンデンサ１７１の容量Ｃｘと、コイル１７２のインダクタンスＬｘについては、次のように決定される。
【００６８】
図８は、第４の構成例におけるコイル１７２を、コイル１７２−１（インダクタンスＬｘ１）とコイル１７２−２（インダクタンスＬｘ２）の直列接続とみなした回路図である。同図に示されるように、次式（２）を満たすコンデンサ１７１とコイル１７２−１の直列接続で、周波数ｆの交流信号を通過させる直列共振回路を構成させる。また、次式（３）を満たすコンデンサ５１Ｃとコイル１７２−２の並列接続で、周波数ｆの交流信号を遮断する並列共振回路を構成させる。
Ｌｘ＝Ｌｘ１＋Ｌｘ２                                ・・・（１）
２πｆ＝１／√（Ｌｘ１・Ｃｘ）                      ・・・（２）
２πｆ＝１／√（Ｌｘ２・Ｃｂ）                      ・・・（３）
式（１）乃至（３）より、インダクタンスＬｘが、
Ｌｘ＝（Ｃｘ＋Ｃｂ）／４π２ｆ２・Ｃｘ・Ｃｂ        ・・・（４）
と決定される。
【００６９】
バッテリセルの第４の構成例であるバッテリセル３１−４によれば、管理装置１５から電力線１７，１８を介して送信される交流信号のバッテリ５１への流入が遮断され、ＩＣチップ側のみに流れる。したがって、ＩＣチップ５３の交流信号に対する読み取り感度の低下を防ぐことができる。
【００７０】
［バッテリセルの第５の構成例］
図９は、バッテリ５１が誘導性を有する場合（周波数ｆの交流信号に対するバッテリ５１の等価回路がコイル５１Ｌ−２である場合）に対応する、バッテリセルの第５の構成例を示している。
【００７１】
このバッテリセル３１−５は、図３に示された第２の構成例に、バッテリ５１に並列接続したコンデンサ１８１（容量Ｃｙ）を追加したものである。その他の構成要素については、第２の構成例と同様であるので、その説明は省略する。
【００７２】
この第５の構成例においては、コイル５１Ｌ−２（バッテリ５１）とコンデンサ１８１が並列共振回路となることにより、周波数ｆの交流信号のバッテリ５１への流入を遮断するブロックキングフィルタとして作用するようになされている。
【００７３】
コンデンサ１８１の容量Ｃｙについては、次式（５）を満たすようにする。
２πｆ＝１／√（Ｌｂ２・Ｃｙ）                        ・・・（５）
式（５）より、容量Ｃｙが、
Ｃｙ＝１／４π２ｆ２・Ｌｂ２                          ・・・（６）
と決定される。
【００７４】
バッテリセルの第５の構成例であるバッテリセル３１−５によれば、管理装置１５から電力線１７，１８を介して送信される交流信号がバッテリ５１に流入せず、ＩＣチップ側のみに流れる。したがって、ＩＣチップ５３の交流信号に対する読み取り感度の低下を防ぐことができる。
【００７５】
なお上述したバッテリセル３１の第４の構成例におけるコイル１７２のインダクタンスＬｘや、第５の構成例におけるコンデンサ１８１の容量Ｃｙは理想値であり、必ずしも既製品のパーツとしてそのようなコイル１７２やコンデンサ１８１が存在するわけではない。そのような場合、既製品のパーツの中から理想値にできるだけ近いものを利用するか、既製品のパーツを組み合わせてコイル１７２やコンデンサ１８１を実現すればよい。
【００７６】
以上説明したバッテリセル３１の第４および第５の構成例によれば、バッテリ５１の立ち上がり時の電圧をなまらせたり、バッテリ５１の内部抵抗を大きくしたりすることなく、交流信号がバッテリ５１に入力されてしまうことを防止できる。したがって、管理装置１５による交流信号の読み取り感度を向上させることができる。この結果、バッテリ装置１１に内蔵されるバッテリセル３１の数が増加しても、各バッテリセル３１のバッテリ情報の取りこぼしを防止することができる。
【００７７】
＜３．第２の実施の形態＞
［電子機器の構成］
次に、上述したバッテリ装置１１を採用した電子機器について説明する。
【００７８】
図１０は、バッテリ装置１１を採用した電子機器の構成例を示すブロック図である。この電子機器２０１は、バッテリ装置１１からの電力に基づいて動作する機器であり、例えばパーソナルコンピュータ、電気自動車等が想定される。
【００７９】
電子機器２０１は、バッテリ装置１１−１１、ローパスフィルタ１２−１１、動作部１３−１１、ハイパスフィルタ１４−１１、管理装置１５−１１、およびスイッチ２５１から構成される。
【００８０】
バッテリ装置１１−１１は、端子２４１−１１，２４２−１１と多数のバッテリセル３１−４から構成される。なお、同図においては、図示の都合上、直列に接続されている４個のバッテリセル３１−４１乃至３１−４４のみを示している。なお、バッテリセルを並列にも接続したり、さらに高容量化したりしてもよい。
【００８１】
端子２４１−１１，２４２−１１は、放電電流（充電時においては充電電流）が流れる端子である。
【００８２】
バッテリセル３１−４１は、図７に示されたバッテリセル３１の第４の構成例と同様に構成されている。すなわち、バッテリセル３１−４１は、バッテリ５１−１１、直流阻止部５２としてのコンデンサ６１−１１、電圧発生部１５１としてのコイル１６１−１１、およびＩＣチップ５３−１１を有し、端子４１−１１，４２−１１から直流電力を出力する。さらに、バッテリセル３１−４１は、バッテリ５１−１１に周波数ｆの交流信号が流入することを防止するブロッキングフィルタとして作用する、コンデンサ１７１−１１（容量Ｃｘ）とコイル１７２−１１（インダクタンスＬｘ）の直列回路がバッテリ５１−１１と並列に設けられている。
【００８３】
その他のバッテリセル３１−４ｉ（ｉ＝２，３，４）も、バッテリセル３１−４１と同様に構成されている。
【００８４】
バッテリセル３１−４１の正の端子４１−１１は、バッテリ装置１１−１１の正の端子２４１−１１に接続され、バッテリセル３１−４１の負の端子４２−１１には、バッテリセル３１−４２の正の端子４１−１２に接続されている。以下同様に、バッテリセル３１−４２の負の端子４２−１２には、バッテリセル３１−４３の正の端子４１−１３が接続され、バッテリセル３１−４３の負の端子４２−１２には、バッテリセル３１−４４の正の端子４１−１４が接続される。バッテリセル３１−４４の負の端子４２−１４には、バッテリ装置１１−１１の負の端子２４２−１１が接続されている。
【００８５】
バッテリセル３１−４１乃至３１−４４のＩＣチップ５３−１１乃至５３−１４は、それぞれ自身の識別情報を含むバッテリ情報を記憶している。
【００８６】
直流の放電電流は、負の電力線１８−１１、端子２４２−１１、端子４２−１４、バッテリ５１−１４、端子４１−１４，４２−１３、バッテリ５１−１３、端子４１−１３，４２−１２、バッテリ５１−１２、端子４１−１２，４２−１１、バッテリ５１−１１、端子４１−１１，２４１−１１、正の電力線１７−１１の経路で流れる。
【００８７】
交流信号は、正の電力線１７−１１、端子２４１−１１，４１−１１を介してバッテリセル３１−４１に入力される。バッテリセル３１−４１内に入力した周波数ｆの交流信号は、ブロッキングフィルタによりバッテリ５１−１１に流れることなく、コンデンサ６１−１１、コイル１６１−１１とＩＣチップ５３−１１に流れる。
【００８８】
バッテリセル３１−４１を通過した交流信号は、バッテリセル３１−４２，３１−４３，３１−４４を流れ、端子２４２−１１から出力される。勿論、交流信号は、上述した経路の逆の経路でも流れる。
【００８９】
ローパスフィルタ１２−１１は、電力線１７−１１，１８−１１にそれぞれ挿入されているコイル２６１−１１，２６２−１１と、電力線１７−１１，１８−１１の間に接続されたコンデンサ２６３−１１とにより構成されている。
【００９０】
ハイパスフィルタ１４−１１は、電力線１７−１１から分岐された正の線路に挿入されたコンデンサ２７１−１１と、電力線１８−１１から分岐された負の線路に挿入されたコンデンサ２７２−１１とにより構成されている。
【００９１】
管理装置１５−１１は、リーダライタ２９１−１１とコントローラ２９２−１１とから構成されている。リーダライタ２９１−１１は、バッテリセル３１−４１乃至３１−４４のＩＣチップ５３−１１乃至５３−１４との間で周波数ｆの交流信号を通信する。コントローラ２９２−１１は、リーダライタ２９１−１１およびスイッチ２５１を制御する。
【００９２】
具体的には、コントローラ２９２−１１は、リーダライタ２９１−１１によって取得されたバッテリセル３１−４１乃至３１−４４のバッテリ情報に基づいて、バッテリセル３１−４１乃至３１−４４の認証処理を行い、バッテリセル３１−４１乃至３１−４４が正規品と判定できた場合のみ、スイッチ２５１をオンとさせる。反対に、バッテリセル３１−４１乃至３１−４４が正規品と判定できない場合、スイッチ２５１をオフとさせる。
【００９３】
以上説明した電子機器２０１によれば、管理装置１５による交流信号の読み取り感度を向上させることができる。また、動作部１３−１１に対しては、バッテリセル３１−４１乃至３１−４４が正規である場合のみ、バッテリ装置１１−１１からの電力が供給されるようにすることができる。さらに、交流信号がバッテリ５１に流入しないので、交流信号の送信出力を上げることなく、リーダライタ２９１−１１とＩＣチップ５３−１１乃至５３−１４との高い通信感度を維持することができる。したがって、リーダライタ２９１−１１の消費電力を削減することができる。
【００９４】
＜４．変形例＞
なお、図１０に示された電子機器２０１は、バッテリ装置１１−１１を、バッテリセル３１の第４の構成例であるバッテリセル３１−４で構成するようにしたが、バッテリセル３１の第５の構成例であるバッテリセル３１−５で構成するようにしてもよい。
【００９５】
また、以上においては、バッテリとして充電が可能な２次バッテリを用いたが、放電電流のみを使用する場合には、本発明は充電ができない１次バッテリにも適用が可能である。
【００９６】
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００９７】
１  電子機器，  １１  バッテリ装置，  １２  ローパスフィルタ，  １３  動作部，  １４  ハイパスフィルタ，  ３１  バッテリセル，  ５１  バッテリ，  ５２  直流阻止部，  ５３  ＩＣチップ，  １５１  電圧発生部，  １７１  コンデンサ，  １７２  コイル，  １８１  コンデンサ，  ２０１  電子機器，  ２５１  スイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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2012114950.tif 000014
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