(57)【要約】      （修正有）【課題】リチュウムイオンやニッケル水素バッテリーにおいて、電池の劣化状況や交換時期の判断が可能となり、バッテリーの充電ユニットに組み込む事も可能なタイムカウントチャージャーを提供する。【解決手段】タイムカウントチャージャーは、充電回路ならびに放電回路を備え、充放電制御回路３により、バッテリー１個々に使用開始時に充電完了相当まで充電を行って後に、充電完了相当から放電終止相当まで放電を行って放電時間を計測するとともに、放電終止相当から充電完了相当まで充電を行って充電時間を計測し、計測した充電時間、放電時間またはそのいずれかを初期データとしてメモリー４に記憶すると共に、以降において必要に応じてバッテリー１個々に、初期データの計測と同様な計測法により充電時間、放電時間を計測して、記憶した初期データと比較してバッテリー１の劣化度合を判断する。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
リチュウムイオンやニッケル水素など充電可能なバッテリーの充電ユニットに関して、充電回路ならびに放電回路を備え、充放電制御回路により、バッテリー個々に使用開始時に充電完了相当まで充電を行って後に、充電完了相当から放電終止相当まで放電を行って放電時間を計測するとともに、放電終止相当から充電完了相当まで充電を行って充電時間を計測し、計測した充電時間、放電時間またはそのいずれかを初期データとしてメモリーに記憶すると共に、以降において必要に応じてバッテリー個々に、初期データの計測と同様な計測法により充電時間、放電時間を計測して、記憶した初期データと比較してバッテリーの劣化度合を判断する、タイムカウントチャージャー。
【請求項２】
バッテリー個々に使用開始時に放電終止相当まで放電して後に、充電完了相当まで充電を行って充電に要する時間を計測するとともに、充電完了相当から放電終止相当まで放電を行って放電時間を計測し、測定した充電時間、放電時間またはそのいずれかをメモリーに初期データとして記憶すると共に、以降において必要に応じてバッテリー個々に、初期データ計測と同様な計測法により充電時間、放電時間を計測して、記憶した初期データと比較してバッテリーの劣化度合を判断する、請求項１に記載するタイムカウントチャージャー。
【請求項３】
バッテリー個々にラベルまたはＩＣチップなどにより固有の識別番号を付与する、請求項１、請求項２に記載する、タイムカウントチャージャー。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】携帯型端末が内装するリチュウムイオンやニッケル水素バッテリーは、環境条件や使用条件などにより経時的に劣化が進むため、バッテリーの劣化や交換時期を判断するために、各種の劣化判定方法が提案されているがそのいずれもが複雑であり、安価に判定機器を構成する事は容易では無い。
【背景技術】
【０００２】バッテリーの劣化状況や交換時期を判断する方法としては、バッテリー劣化による内部インピーダンスの変化を測定する交流インピーダンス法や、電池の端子間電圧から電池内部電圧を差し引いた電位差の積分値に基づいて電池劣化を診断するなど、多様な方法が提案されているが、そのいずれもが判定のための構成が複雑であるため、バッテリーの充電ユニットに安易に組み込むことは出来ず普及していない。
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】リチュウイオンやニッケル水素バッテリーは、充放電を繰り返すうちに劣化が進み、充電時間や放電時間に変化を生ずるため充電時間、放電時間を簡単に把握出来れば、電池の劣化状況や交換時期の判断が可能となり、バッテリーの充電ユニットに組み込む事も可能になる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】充電回路ならびに放電回路を備え、充放電制御回路により、バッテリー個々に使用開始時に充電完了相当まで充電を行って後に、充電完了相当から放電終止相当まで放電を行って放電時間を計測するとともに、放電終止相当から充電完了相当まで充電を行って充電時間を計測し、計測した充電時間、放電時間またはそのいずれかを初期データとしてメモリーに記憶すると共に、以降において必要に応じてバッテリー個々に、初期データの計測と同様な計測法により充電時間、放電時間を計測して、記憶した初期データと比較してバッテリーの劣化度合を判断する。
【考案の効果】
【０００５】バッテリー個々に使用開始時に放電終止相当から充電完了相当までの充電時間、ならびに充電完了相当から放電終止相当までの放電時間またはそのいずれかを計測、記憶して、以降において必要に応じてバッテリー個々に、初期データ計測と同様に充電時間、放電時間またはそのいずれかを測定して、過去に記憶した初期データと比較してバッテリーの劣化度合を判断する極めて簡易な方法でバッテリーの劣化状況や交換時期の判断が可能となり、バッテリーの充電ユニットに容易に組み込む事も可能になる。
【考案を実施するための形態】
【０００６】リチュウムイオンやニッケル水素など充電可能なバッテリーは、充放電を繰り返すことにより次第に内部インピーダンスが大きくなり、無効電圧が大きくなることにより劣化が進行する。ことため、充電時間に大きな変化がないにもかかわらず使用時間が短くなった場合（目安：使用当初の使用時間の約半分程度）、電池を充電しているにもかかわらず、ほかの電池と比較して著しく充電時間が異なる場合（目安：約半分または約２倍程度）などがバッテリーの劣化を示している。このため、バッテリー個々の使用開始時に初期状態の充電時間、放電時間を計測して記憶しておくことにより、以降に計測する充電時間、放電時間と比較すれば、どの程度劣化したか判断が可能である。
【０００７】図３（１）にニッケル水素バッテリーの充電特性を充電電圧Ｖと充電時間Ｔとの関係で示し、放電終止電圧Ｖｓから定電流ＣＣにより充電して数ミリホルトの微弱なΔＶの変化を検知して電圧Ｖｃで充電を完了する。（２）はリチュウムイオンバッテリーの充電特性を示し、放電終止電圧Ｖｓから定電流ＣＣにより充電を行い、８０％程度の蓄電で定電圧充電ＣＶに切り替えて電圧Ｖｃで充電を完了する。いずれも放電終止電圧Ｖｓと充電完了電圧Ｖｃとの間で充電、放電が行われ、バッテリーが劣化すると、ＶｓからＶｃへの充電時間、ＶｃからＶｓへの放電時間が変化するためバッテリー個々に使用開始時に充電時間、放電時間またはそのいずれかを計測、記憶して、以降において必要に応じてバッテリー個々に、初期データ計測と同様の方法で充電時間、放電時間またはそのいずれかを計測して初期データと比較してバッテリーの劣化度合を判断することができる。
【０００８】図１は本考案の構成概要を示し、バッテリー１は充放電回路２に充電線＋，Ｇならびに温度検出線ｔで接続され、充放電制御回路３で制御される。バッテリー個々に使用開始時点に計測された充電時間、放電時間は初期データとしてメモリー４に記憶され、以降において必要に応じてバッテリー個々に、初期データ計測と同様の方法で充電時間、放電時間またはそのいずれかを測定して初期データと比較してバッテリーの劣化度合を判断する。５は表示回路を示し劣化度合いなどを表示する。図２は充放電回路の詳細を示し、充電処理回路と放電処理回路が構成されている。
【０００９】放電時間の計測は充電完了電圧Ｖｃから放電終止電圧Ｖｓまでの放電に要する時間、充電時間は放電終止電圧から充電完了電圧までの充電に要する時間で、放電と充電、または充電と放電の１サイクルで劣化判定のデータが得られる。したがって劣化データを計測するためには、放電終止状態からのスタートか充電完了からのスタートかによって、請求項１と請求項２に示す２通りのサイクルが有る。
【実施例】
【００１０】図１に示す構成により市販の充放電制御ＩＣ、ＭＯＳバッテリードライバー、３２ＭＢフラッシュメモリー、板バネのバッテリー接続コネクターを採用して構成した。リチュウムバッテリー対応では放電終止電圧（Ｖｓ）を３．２Ｖ、充電完了電圧（Ｖｃ）を４．２Ｖに設定し，ニッケル水素バッテリー対応では放電終止電圧（Ｖｓ）を１．０Ｖ、充電完了電圧（Ｖｃ）を１．５Ｖに設定して、充電完了まで充電を行った後に放電終止まで放電を行って放電時間を計測し、放電終止から充電完了まで充電を行って充電時間を計測して初期状態の放電時間と充電時間をメモリーに記憶する請求項１のサイクルとして以降、初期データ測定と同じ方法で放電時間と充電時間を測定して、過去に記憶したデータと比較して良好な結果を得た。なおバッテリーの充電サイクルを個別に管理するため、バッテリー毎に番号を記載したラベルを貼り付けるとともに、放電時間、放電時間の計測を空き時間を利用してスタートさせるためのタイマースタート機能も付加した。なお素材、機能、構造や各種ディメンジョンなどに関しては、本考案の趣旨を逸脱しない範囲での変更、変形実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本考案によるチャージャーの構成概念図を示す。
【図２】充電回路図の概念図を示す。
【図３】リチュウム、ニッケル水素バッテリーの充電特性を示す概念図。
【符号の説明】１．バッテリー
２．充放電回路
３．充放電制御回路
４．メモリー
５．表示
６．充電処理回路
７．放電処理回路
＋，Ｇ．バッテリー接続線
ｔ．バッテリー温度線
【図１】
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【図２】
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【図３】
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