(57)【要約】【課題】情報処理装置における異物等の付着などに起因した発火や発煙に結びつく重大な過電流に対する保護対策をとることで、高度な安全性を備えた電池パックを提供することを目的とする。【解決手段】情報処理装置１００に電力を供給する二次電池２１を備える電池パック２０において、情報処理装置１００の各動作モードごとに電流値の範囲で規定される電流区分として、「標準電流区分」、「過電流区分」、「異常電流区分」の３つを設け、二次電池２１から流れ出る電流値がどの電流区分に属するか判定することで、特に、発火や発煙に結びつく重大な過電流を検出する。【選択図】図２
2010210547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報処理装置に電力を供給する二次電池を備えた電池パックであって、
前記二次電池から流れ出る電流値を計測する電流計測手段と、
前記情報処理装置の動作状態を取得する動作状態取得手段と、
前記電流計測手段で計測した電流値が前記動作状態に対して電流値の範囲で規定した３つ以上の電流区分のいずれに属するかを判定する電流区分判定手段と
を有する電池パック。
【請求項２】
前記電流区分として、前記動作状態に対して所定の電流値の範囲で規定される過電流区分と前記過電流区分の電流値よりも大きな電流値の範囲で規定される異常電流区分を含む請求項１記載の電池パック。
【請求項３】
前記電流区分判定手段によって判定された電流区分に基づいて、前記二次電池から流れ出る電流を制御する電流制御手段を有する請求項１または２に記載の電池パック。
【請求項４】
前記電流区分判定手段が判定した電流区分を前記情報処理装置に通知する電流区分通知手段を有する請求項１〜３のいずれか一項に記載の電池パック。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の電池パックが認識できる前記動作状態を通知する動作状態通知手段を有する情報処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池を搭載したパーソナルコンピュータ等の情報処理装置に関わり、特に二次電池の過電流保護技術に関わるものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯して使用できる情報処理装置、特にノート型のパーソナルコンピュータ（以下、「パソコン」と略記する）は、外部電源から充電可能なリチウムイオン電池などの二次電池パック（以下、電池パックと略記する）を搭載している。電池パックには、放電時に想定し得る以上の電流（以下、過電流と略記する）が流れた場合、電池パックおよび情報処理装置を保護するために、通常、過電流保護機能が備えられている。
【０００３】
過電流保護の方法として、従来の電池パックでは、一定の電流値を過電流限界値として設定し、電池パックの電流値が何等かの理由により過電流限界値を超えた場合、電池パックの放電を制限または停止するように構成するのが一般的である。この方法は、簡単な構成により過電流保護を実現できる利点があるが、情報処理装置の動作時に想定される最大電流値を基準として過電流限界値を設定するため、情報処理装置の電源がＯＮおよびＯＦＦに係わりなく一定の数値に固定される。
【０００４】
したがって、情報処理装置の電源がオフ（スタンバイ）の状態における過電流に対しては、その電流値が過電流限界値に達していない場合もあり、過電流保護を確実に行うことができない。
【０００５】
近年、放電過電流保護に対する要求の多様化に対し、電池パックの過電流保護において、過電流の検出を複数段階に区分し、放電電流の大きさに応じて保護機能が動作するまでの遅延時間を変えて過電流保護を行う方法が開示されている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００６】
また、低電流時における過電流保護を行うものとして、スタンバイ状態において電流制限値を低く設定する負荷駆動装置や、動作状態に応じて予め定められた複数の過電流値を選択して切り替える電源装置などが開示されている（例えば、特許文献２、３を参照）。
【特許文献１】特開２００７−４９７９６号公報
【特許文献２】特開２００４−３２０８９０号公報
【特許文献３】実開平２−２６３３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
製品の安全性が益々重要視されるようになってくると、各動作状態における過電流の有無の判断だけでは十分ではなくなってきている。例えば、ごみなどの異物や情報処理装置の落下で破損した筺体の一部などが導電性の破片となって電池パックの筺体内部の回路基板上に付着すると、通常の内部インピーダンスは０．１Ω程度であるものが、回路基板のインピーダンスが２Ω〜５Ωと大きくなり、回路基板にインピーダンスショートのような小さな電流（以下、インピーダンスショート電流）が流れて不安全な状態になることがある。この状態が継続すると異物等が加熱され続けて発火や発煙の起因となる。
【０００８】
しかしながら、従来の電池パックでは、情報処理装置の動作状態に係わらず過電流の有無だけを判断するだけなので、異物の付着等に起因したより重大な過電流を認識できないという問題があった。
【０００９】
本発明では、異物の付着等に起因したより重大な過電流を認識できるようにすることで、高度な安全性を備えた電池パックを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明の電池パックは以下のように構成される。
【００１１】
本発明の請求項１記載の情報処理装置に電力を供給する二次電池を備えた電池パックは、二次電池から流れ出る電流値を計測する電流計測手段と、情報処理装置の動作状態を取得する動作状態取得手段と、電流計測手段で計測した電流値が動作状態に対して電流値の範囲で規定した３つ以上の電流区分のいずれに属するかを判定する電流区分判定手段とを設けることで、情報処理装置の動作状態ごとに電流計測手段で計測した電流値が重大な過電流と判断される値か否かを判断することができる。
【００１２】
本発明の請求項３記載の情報処理装置に電力を供給する二次電池を備えた電池パックは、請求項１記載の電池パックにおいて、電流区分判定手段によって判定された電流区分に基づいて、二次電池から流れ出る電流を制御する電流制御手段を設けることで、重大な過電流が発生した場合に、電池パック自身で電流遮断などの安全対策をとることができる。
【００１３】
本発明の請求項４記載の情報処理装置に電力を供給する二次電池を備えた電池パックは、請求項１記載の電池パックにおいて、電流区分判定手段が判定した電流区分を情報処理装置に通知する電流区分通知手段を設けることで、情報処理装置を使用しているユーザに重大な過電流が発生したことを知らせることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、異物の付着等に起因したより重大な過電流を認識できるようにすることで、インピーダンスショートのような小さな電流によって不安全になるような場合に対しても過電流を抑制でき、高度な安全性を確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１における情報処理装置１００（ここでは、一例としてパソコンを想定し、以下、本装置１００と略記する）の構成図である。図１に示すように、本装置１００は、ワープロ機能やインターネット機能などのパソコンとしての機能を発揮する情報処理部１、電源部２、ＡＣアダプタ３、およびその他の構成要素（図示せず）により構成されている。
【００１７】
情報処理部１において、中央処理装置（以下、ＣＰＵと略す）１１は、パソコン全体を制御するものである。ハードディスクドライブ１２は各種データとともに、ＯＳや各種アプリケーションソフトを記憶している。入力装置１３はデータ入力や情報処理部１への各種指示に用いる。ＲＯＭ１４にはＢＩＯＳ等の基本動作プログラムが収納されている。ＲＡＭ１５は、ＣＰＵ１１のメインメモリとして動作する。表示装置１６は、文字や図形等を表示する。上記各部は、バス１７で接続され、相互に情報を伝達する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８は、上記各部にそれぞれ必要な電圧の電力を供給する。
【００１８】
電源部２は、情報処理部１に電力を供給する二次電池２１（以下、電池２１と略記する）を備えた電池パック２０と、外部のＡＣアダプタ３から電力供給を受ける電源制御部４と、電源スイッチ５と、充電制御部６を備えている。ここで、電源制御部４、充電制御部６はそれぞれ専用のハードウェアで構成してもよいし、マイコン３０（この種のマイコンは、通常、エンベデットコントローラと呼ばれるので「ＥＣ」ともいう）で構成してもよい。
【００１９】
電池パック２０は、コネクタ７により電源制御部４に接続することができる。
【００２０】
情報処理部１への電力供給は二次電池２１またはＡＣアダプタ３から行われ、これら電力供給の制御はバス１７に接続された電源制御部４が行っている。
【００２１】
ＡＣアダプタ３が接続されない場合には、電源制御部４が、電池パック２０からの電力をＤＣ／ＤＣコンバータ１８に供給し、二次電池２１の電池容量がなくなった時や、電源スイッチ５がオフ操作された時には、ＣＰＵ１１に指示してシャットダウン動作を行わせ、その後、ＤＣ／ＤＣコンバータ１８への給電を停止する。
【００２２】
また、ＡＣアダプタ３が接続さている場合には、電源制御部４は、ＡＣアダプタ３から電力をＤＣ／ＤＣコンバータ１８に供給し、また、二次電池２１の充電が必要なときには、充電制御部６からの指示によって二次電池２１を充電する。
【００２３】
図２は、本装置１００の各動作モードに対する電流区分を示す図である。
【００２４】
本装置１００における電池パック２０は、何等かの理由により過電流となった場合、二次電池２１から流れ出る電流を制限することで過電流保護を図る。具体的には、本装置１００の動作状態（以下、動作モードと称する）に応じて電流値の範囲として規定した複数の電流区分設定し、それぞれの検出ポイントにおいて、特定の要因に起因する過電流の検出を行う。
【００２５】
本実施の形態１では、動作モードとして、本装置１００における負荷状態（例えば、表示装置（ＬＣＤ）の輝度状態（通常モード、節電モードなど）、ＣＰＵのスロットリング（クロックダウン）の有無、コンパクトディスク（ＣＤ）ドライブが稼動状態、本装置１００の電源のＯＮ／ＯＦＦ状態（スタンバイ）など）に基づきモードＡ（高負荷）、モードＢ（低負荷）、モードＣ（電源ＯＦＦ）の３つのモードがあるものとする。また、これら各動作モードに応じた電流区分として、「標準電流区分」、「過電流区分」、「異常電流区分」の３つの電流区分が設定されているものとする。なお、これら各電流区分に対応する電流値の範囲は、同じ電流区分であっても動作モードによって異なる。
【００２６】
各動作モードにおける電流区分の電流値の範囲は、本装置１００が各動作モードで正常動作している時の二次電池２１から流れ出る電流の実測値に基づいて設定しても良いし、
本装置１００や電池パック２０等の設計上の特性値から理論的に設定しても良い。
【００２７】
ここで、「過電流区分」の電流値の範囲としては、本装置１００の使用時に過電流を発生させる可能性が高い要因（例えば、筐体内に埃が溜まるなど）を想定して設定する。また、「異常電流区分」の電流値の範囲としては、本装置１００の使用時に可能性は低いが異常電流を発生させる要因（例えば、筐体内部への異物混入による回路基板のインピーダンスショートやディスクドライブ装置のロック状態など）を想定して設定する。
【００２８】
上記のように、各動作モードによって電流値の範囲が異なる３つの電流区分（「標準電流区分」、「過電流区分」、「異常電流区分」）を設定しておくと、電池パック２０は、本装置１００の動作モードと二次電池から流れ出る電流値をに基づいて、異常電流が発生しているかどうかを判定することができ、異常電流が発生していると判定された場合には、二次電池２１から流れ出る電流を制限したり、停止することができる。
【００２９】
さらに、電池パック２０は異常電流や過電流が発生していると判定した場合、情報処理部１にその旨を通知することで、情報処理部１は「異常に高い電流が流れています。直ちに本装置の点検が必要です。」、「標準より高い電流が流れています。故障の原因となる可能性がありますので、本装置の点検が必要です。」などのメッセージを表示装置１６に表示して、使用者に注意を促すことができる。
【００３０】
図３は、本実施の形態１における電池パック２０の構成図である。
【００３１】
図３に示すように、電池パック２０は、二次電池２１、過電流保護回路４０および本装置１００の電源制御部４と接続するための接続部（図示せず）を備え、過電流保護回路４０は、動作モード取得部４１、電流区分記憶部４２、電流計測部４３、電流区分判定部４４、電池パック制御部４５および電流制御部４６から構成されている。
【００３２】
動作モード取得部４１は情報処理部１のＣＰＵ１１から電源制御部４および電池パック制御部４５を介して動作モードを取得する。電流区分記憶部４２には情報処理部１の各動作モードに対する電流区分の情報が記憶されている。電流計測部４３は二次電池２１から流れ出る電流値の計測を行う。電流区分判定部４４は、動作モード取得部４１が取得した現在の情報処理部１の動作モードと電流計測部４３が計測した二次電池２１から流れ出る電流値から電流区分記憶部４２に記憶されている電流区分の情報を参照して、現在の電流区分を判定し、その結果を電池パック制御部４５を介して、電源部２の電源制御部４に送信する。
【００３３】
電源制御部４は、コネクタ７を介して二次電池２１と接続されており、電池パック２０の電池パック制御部４５から受信した電流区分の情報に基づいて二次電池２１を制御することができる。
【００３４】
図４は、本装置１００における過電流保護処理のフローチャートである。
【００３５】
なお、以下では本装置１００の各動作モードに対する電流区分としては、「標準電流区分」、「過電流区分」、「異常電流区分」の３つの電流区分が設定されているとする。
【００３６】
ステップ１（Ｓ１）において、電池パック２０は、動作モード取得部４１によって情報処理部１の現在の動作モードを取得してステップ２（Ｓ２）に移る。Ｓ２において、電池パック２０は、電流計測部４３で二次電池２１から流れ出る電流値を計測してステップ３（Ｓ３）に移る。Ｓ３において、電池パック２０は、取得した動作モードに基づき電流区分記憶部４２に記憶されている電流区分の情報から、動作モードに対応した電流区分の情報を取得し、計測した電流値がどの電流区分の電流値の範囲に入っているか判定して、ステップ４（Ｓ４）に移る。Ｓ４において、Ｓ３で判定した電流区分が「異常電流区分」かどうか判断し、「異常電流区分」であればステップ５（Ｓ５）に移り、そうでなければ、ステップ７（Ｓ７）に移る。
【００３７】
Ｓ５において、電池パック２０は、電流区分判定部４４が「異常電流区分」であることを電池パック制御部４５、電源制御部４を介して情報処理部１に通知することで、情報処理部１は異常電流が発生したこと表示装置１６に表示して、ステップ６（Ｓ６）に移る。
【００３８】
Ｓ６において、電源部２の電源制御部４は二次電池から流れ出る電流を停止し、本装置１００自体の電源をオフにする。
【００３９】
Ｓ４で「異常電流区分」でないと判断された場合は、Ｓ７において、Ｓ３で判定した電流区分が「過電流区分」かどうか判断し、「過電流区分」であればステップ８（Ｓ８）に移り、そうでなければＳ１に戻る。Ｓ８において、電池パック２０は、電流区分判定部４４が「過電流区分」であることを電池パック制御部４５、電源制御部４を介して情報処理部１に通知することで、情報処理部１は過電流が発生したこと表示装置１６に表示して、ステップ９（Ｓ９）に移る。Ｓ９において、電源部２の電源制御部４は二次電池から流れ出る電流が「通常電流区分」になるように制限し、Ｓ１に戻る。
【００４０】
以上の通り、本発明による電池パック２０によれば、情報処理装置の各動作モードにおいて、発火や発煙につながる恐れのある異常電流が発生していることを認識でき、高度な安全性を確保することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、二次電池を有する情報処理装置全般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態１における情報処理装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態１における情報処理装置の各動作モードに対する電流区分を示す図
【図３】本発明の実施の形態１における電池パックの構成図
【図４】本発明の実施の形態１における情報処理装置の過電流保護処理のフローチャート
【符号の説明】
【００４３】
１    情報処理部
２    電源部
３    ＡＣアダプタ
４    電源制御部
５    電源スイッチ
６    充電制御部
７    コネクタ
１１    中央処理装置（ＣＰＵ）
１２    ハードディスクドライブ
１３    入力装置
１４    ＲＯＭ
１５    ＲＡＭ
１６    表示装置
１７    バス
１８    ＤＣ／ＤＣコンバータ
２０    電池パック
２１    二次電池
３０    マイコン（ＥＣ）
４０    過電流保護回路
４１    動作モード取得部
４２    電流区分記憶部
４３    電流計測部
４４    電流区分判定部
４５    電池パック制御部
１００    情報処理装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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