(57)【要約】【課題】模擬する電池の電圧−電流特性テーブルを記憶し、この特性テーブルに基づいて指定された電圧あるいは電流を出力する電池特性模擬装置は、電池の電圧−電流特性を模擬することはできるが、電池の発熱を模擬してその評価を行うことはできなかった。本発明は、電池の発熱を模擬して評価することができる電池特性模擬装置を提供することを目的とする。【解決手段】模擬する電池とほぼ同じ形状、熱容量を具備したヒータを電子機器に配置し、模擬する電池の損失電力量を消費するようにこのヒータを制御するようにした。模擬する電池とほぼ同じ形状、熱容量を有しているので、ヒータの発熱量、温度上昇も模擬する電池とほぼ同じになる。そのため、電池の発熱による影響、例えば電池周辺の部品の温度上昇を評価することができる。【選択図】図１
2011038928.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池駆動の電子機器で用いられる電池を模擬する電池特性模擬装置において、
模擬する電池とほぼ同じ形状および熱容量を有し、前記電子機器内に配置されるヒータと、
前記ヒータに流す電流を制御して、模擬する電池の損失電力量に相当する電力を消費させるヒータ駆動部と、
を具備したことを特徴とする電池特性模擬装置。
【請求項２】
電池駆動の電子機器で用いられる電池を模擬する電池特性模擬装置において、
模擬する電池とほぼ同じ形状および熱容量を有し、前記電子機器内に配置されるヒータと、
模擬する電池の損失電力量が入力され、前記ヒータに流す電流を制御して、入力された損失電力量に相当する電力を消費させるヒータ駆動部と、
模擬する電池の特性データが格納される記憶部と、
前記記憶部に格納された特性データを参照し、出力する電圧あるいは電流値を指示すると共に、前記ヒータ駆動部に模擬する電池の損失電力量を出力する模擬信号生成部と、
前記模擬信号生成部の出力が入力され、指示された電圧あるいは電流を発生し、前記電子機器に出力する電圧電流発生部と、
前記電子機器の電流あるいは電圧を測定し、測定値を前記模擬信号生成部に出力する電圧電流測定部と、
とを具備したことを特徴とする電池特性模擬装置。
【請求項３】
模擬する電池の特性データを取得する特性データ取得部を具備したことを特徴とする請求項２記載の電池特性模擬装置。
【請求項４】
前記ヒータに温度センサが内蔵されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれかに記載の電池特性模擬装置。
【請求項５】
前記ヒータには模擬する電池に配置されている電極と同じ形状の電極が配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項４いずれかに記載の電池特性模擬装置。
【請求項６】
前記模擬する電池は２次電池であることを特徴とする請求項１乃至請求項５いずれかに記載の電池特性模擬装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池特性を模擬する電池特性模擬装置に関し、特に電池の発熱による温度上昇の評価を行うことができる電池特性模擬装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノートパソコンや携帯電話等電池を搭載した電子機器が多用されるようになった。電池は電池毎にその特性が異なるので、用いる電池に応じた特性を有する模擬装置を用いて、電子機器を試験しなければならない。
【０００３】
特許文献１には、電池を用いた電子機器の試験を行うときに用いる電池特性模擬装置の発明が記載されている。以下、図３を用いてこの発明の概要を説明する。
【０００４】
図３において、１０は電池特性模擬装置であり、記憶部１１、模擬信号生成部１２、特性データ取得部１３、電圧電流測定部１４、電圧電流発生部１５で構成される。この電池特性模擬装置１０は電池２０の特性を取得し、この取得した特性に基づいて電子機器２１に電力を供給する。
【０００５】
次に、この電池特性模擬装置１０の動作を説明する。最初に、特性データ取得部１３により、模擬する電池２０の特性を測定する。特性データ取得部１３は接続された電池２０の電圧電流特性を測定し、テーブル形式に変換して記憶部１１に格納する。
【０００６】
電池２０の電圧−電流特性を測定するときは、電池２０が電池特性模擬装置１０に接続される。電流値を変えて測定する場合は、特性データ取得部１３は電圧電流発生部１５に電池２０から吸い込む電流値を指示する。電圧電流発生部１５は電池２０から指示された電流を吸い込む。電圧電流測定部１４はこのときの電池２０の出力電圧を測定し、特性データ取得部１３に出力する。
【０００７】
特性データ取得部１３は吸い込む電流値を変化させ、電圧電流測定部１４はこのときの電池２０の出力電圧を測定する。特性データ取得部１３は電流値と測定した出力電圧をテーブル形式に変換して、記憶部１１に格納する。
【０００８】
電圧値を変えて測定することも同様にして行なうことができる。電圧電流発生部１５は電池２０の出力電圧が指示された値になるようにし、電圧電流測定部１４はこのときの電池２０の出力電流を測定する。特性データ取得部１３は電圧値と測定した出力電流をテーブル形式に変換して、記憶部１１に格納する。
【０００９】
次に、電池２０が取り外され、電池特性模擬装置１０には電子機器２１が接続される。電池特性模擬装置１０は、電池２０を模擬した電力を電子機器２１に供給する。
【００１０】
電圧電流発生部１５を電流出力モードで動かすときは、模擬信号生成部１２は電子機器２１に出力する電流値を電圧電流発生部１５に指示する。電圧電流発生部１５は、指示された電流を電子機器２１に流す。
【００１１】
電子機器２１に印加される電圧は電圧電流測定部１４で測定され、この測定値は模擬信号生成部１２に出力される。模擬信号生成部１２は記憶部１１に格納された電池２０の特性テーブルを参照し、電子機器２１に印加された電流、電圧値から電池２０の特性に合致した電流を検索し、この検索した電流値を電圧電流発生部１５に指示する。合致した電流値が特性テーブルにないときは、補間によって電流値を算出する。
【００１２】
電圧電流発生部１５は指示された電流を電子機器２１に出力し、電圧電流測定部１４はこのときの電圧を測定する。模擬信号生成部１２は電流、電圧値と記憶部１１に格納されたテーブルから新たな電流値を算出する。この操作を繰り返すことにより、電池２０を模擬した電圧を電子機器２１に供給することができる。
【００１３】
電圧電流発生部１５を電圧出力モードで動かすときも同じである。模擬信号生成部１２は電子機器２１に出力する電圧を指示し、電圧電流発生部１５は指示された電圧を出力する。電圧電流測定部１４はこのときに電子機器２１に流れる電流を測定し、模擬信号生成部１２に出力する。
【００１４】
模擬信号生成部１２は、記憶部１１に格納された特性データを参照し、新たな電圧値を電圧電流発生部１５に指示する。この操作を繰り返すことにより、電池２０を模擬した電力を電子機器２１に供給することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００８−７６２０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、このような電池特性模擬装置は、電池の電圧電流特性を模擬することはできるが、電池内部の発熱の影響を模擬することができないという課題があった。電池には内部抵抗があるので、電池が電流を出力するとこの内部抵抗のために発熱する。しかし、図３の電池特性模擬装置１０は、電子機器に電池が内蔵されたときに、電池の温度がどの程度上昇するかを模擬することはできなかった。
【００１７】
また、多くの２次電池には温度センサが内蔵されているが、この温度センサの出力を模擬することができないという課題もあった。
【００１８】
本発明の目的は、電池の発熱に起因する温度上昇を模擬し、評価することができる電池特性模擬装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
電池駆動の電子機器で用いられる電池を模擬する電池特性模擬装置において、
模擬する電池とほぼ同じ形状および熱容量を有し、前記電子機器内に配置されるヒータと、
前記ヒータに流す電流を制御して、模擬する電池の損失電力量に相当する電力を消費させるヒータ駆動部と、
を具備したものである。用いる電池の発熱による影響を評価することができる。
請求項２記載の発明は、
電池駆動の電子機器で用いられる電池を模擬する電池特性模擬装置において、
模擬する電池とほぼ同じ形状および熱容量を有し、前記電子機器内に配置されるヒータと、
模擬する電池の損失電力量が入力され、前記ヒータに流す電流を制御して、入力された損失電力量に相当する電力を消費させるヒータ駆動部と、
模擬する電池の特性データが格納される記憶部と、
前記記憶部に格納された特性データを参照し、出力する電圧あるいは電流値を指示すると共に、前記ヒータ駆動部に模擬する電池の損失電力量を出力する模擬信号生成部と、
前記模擬信号生成部の出力が入力され、指示された電圧あるいは電流を発生し、前記電子機器に出力する電圧電流発生部と、
前記電子機器の電流あるいは電圧を測定し、測定値を前記模擬信号生成部に出力する電圧電流測定部と、
とを具備したものである。電池の発熱による影響の他に、電池の電圧−電流特性を模擬することができる。
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、
模擬する電池の特性データを取得する特性データ取得部を具備したものである。電池の特性データを取得することができるので、特性がわからない電池をも模擬できる。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求項３いずれかに記載の発明において、
前記ヒータに温度センサを内蔵したものである。２次電池等に内蔵されている温度センサを模擬することができる。
請求項５記載の発明は、請求項１乃至請求項４いずれかに記載の発明において、
前記ヒータに、模擬する電池に配置されている電極と同じ形状の電極を配置したものである。前記ヒータを電池の代わりに電子機器に挿入するだけで動作させることができる。
請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項５いずれかに記載の発明において、
前記模擬する電池は２次電池であることを特徴としたものである。電子機器に多用されている２次電池を模擬することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば以下のような効果がある。
請求項１、２、３、４、５、および６の発明によれば、模擬する電池と同じ形状、熱容量を有するヒータを模擬する電池を用いる電子機器に配置し、模擬する電池と同じ損失電力量を消費するように、このヒータを制御するようにした。
【００２１】
ヒータは模擬する電池とほぼ同じ形状、熱容量を有しているので、模擬する電池と同程度に発熱し、同じように温度が上昇する。このため、電池の温度上昇に起因する影響を模擬することができる。例えば、電池の発熱によって電池周辺の部品の温度がどの程度上昇するかを評価することができるという効果がある。
【００２２】
また、電池の電圧−電流特性を模擬する電池特性模擬装置にこの発明を適用することにより、電池の電圧−電流特性の評価に加えて、発熱の影響をも評価することができるという効果もある。
【００２３】
また、ヒータに温度センサを内蔵することによって、２次電池などに内蔵されている温度センサを模擬することができるという効果もある。
【００２４】
さらに、模擬する電池と同じ電極をヒータに配置することより、ヒータを電子機器に挿入するだけで、他に配線を行わなくても電池を模擬した試験を行うことができるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施例を示した構成図である。
【図２】ヒータの一実施例を示した構成図である。
【図３】従来の電池特性模擬装置の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下本発明を、図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明に係る電池特性模擬装置の一実施例を示した構成図である。なお、図３と同じ要素には同一符号を付し、説明を省略する。
【００２７】
図１において、３０は電池特性模擬装置であり、模擬する電池の特性を表すテーブルが格納された記憶部１１、電池を模擬する信号を出力する模擬信号生成部３１、電子機器２１に指示された電圧あるいは電流を出力する電圧電流発生部１５、電子機器２１に流れ込む電流、あるいは印加される電圧を測定する電圧電流測定部１４、およびヒータ駆動部３２で構成される。
【００２８】
４０はヒータであり、模擬する電池と同じ形状、および熱容量を具備している。このヒータ４０は、電子機器２１の電池が入る位置に配置される。４１は温度センサであり、ヒータ４０の内部に配置される。
【００２９】
温度センサ４１は、模擬する電池に内蔵されている温度センサと同じ特性を有するものを用いる。また、その出力端子は、電子機器２１が内蔵している温度センサ接続端子に接続される。ヒータ４０にはヒータ駆動部３２から電流が供給される。ヒータ駆動部３２は、模擬信号生成部３１が出力する制御信号に基づいてヒータ４０に流す電流値を決定する。
【００３０】
次に、この実施例の動作を説明する。模擬信号生成部３１は電圧電流発生部１５に出力する電圧、あるいは電流値を指示し、電圧電流発生部１５は指示された電圧、あるいは電流を電子機器２１に出力する。電子機器２１に流れる電流、あるいは印加される電圧は電圧電流測定部１４で測定され、模擬信号生成部３１に出力される。
【００３１】
模擬信号生成部３１は、記憶部１１に格納された模擬する電池の特性テーブルを参照し、電圧電流発生部１５に指示する電圧、あるいは電流を変化させる。この操作を繰り返すことにより、電子機器２１に内蔵される２次電池の電圧電流特性を模擬することができる。この動作は、図３の電池特性模擬装置１０と同じである。
【００３２】
模擬信号生成部３１は、電圧電流発生部１５に指示する電流値、あるいは電圧電流測定部１４が測定した電流値から、電子機器２１に内蔵される２次電池の損失電力量ＰＬＯＳＳを演算し、この損失電力量ＰＬＯＳＳを制御信号としてヒータ駆動部３２に出力する。
【００３３】
なお、電池特性模擬装置３０は電子機器２１に内蔵する電池を模擬しているので、電圧電流発生部１５に指示する電流値、あるいは電圧電流測定部１４が測定した電流値は電池の出力電流にほぼ等しい。
【００３４】
電子機器２１に内蔵される電池の内部抵抗をＲ、電圧電流発生部１５に指示する電流値あるいは電圧電流測定部１４が測定した電流値をＩとすると、損失電力量ＰＬＯＳＳは下記（１）式になる。
損失電力量ＰＬＯＳＳ＝Ｒ×Ｉ２  ・・・・・・  （１）
【００３５】
この損失電力量ＰＬＯＳＳは、制御信号としてヒータ駆動部３２に出力される。ヒータ駆動部３２は、ヒータ４０の消費電力がこの損失電力量ＰＬＯＳＳになるように、ヒータ４０に流れる電流値を制御する。
【００３６】
ヒータ４０は、模擬する電池と同じ形状、および熱容量を有しており、かつ模擬する電池が搭載される位置に配置されるので、その温度上昇も模擬する電池とほぼ同じになる。従って、電池の温度上昇による影響を評価することができる。例えば、電池周辺の電子部品の温度がどの程度上昇するかを評価することができる。
【００３７】
また、ヒータ４０には模擬する電池に内蔵されている温度センサと同じ特性を有する温度センサ４１が内蔵されているので、電池に内蔵されている温度センサを模擬することができる。この温度センサ４１の出力端子は電子機器２１の出力端子に接続されているので、電池の温度が上昇したときの電子機器２１の動作をチェック、評価することもできる。
【００３８】
図２に、ヒータの実施例を示す。図２において、５０はヒータであり、模擬する電池と同じ形状、および熱容量を有している。５１は電極であり、模擬する電池と同じ形状、個数を有し、同じ位置に配置されている。４１はヒータ５０に内蔵される温度センサである。
【００３９】
ヒータ５０から電子機器２１へは、電極５１を経由して電力が供給される。また、温度センサ４１は電極５１を経由して電子機器２１と接続される。このようにすることにより、ヒータ５０を電子機器２１にはめ込むだけで試験を行うことができる。
【００４０】
なお、図１実施例の電池特性模擬装置は、電池の特性を測定する特性データ取得部１３を内蔵していないが、内蔵するようにしてもよい。
【００４１】
また、図１実施例では模擬する電池の特性に合致した電圧、電流を供給する電池特性模擬試験装置にヒータ駆動部３２を内蔵して電池の温度上昇を評価できるようにしたが、電圧、電流を供給する機能はなくてもよい。この場合、電子機器２１に供給する電流を入力するようにすればよい。
【００４２】
また、本実施例ではヒータに温度センサを内蔵するようにしたが、温度センサを内蔵しない電池を模擬するときは、温度センサを用いないようにすることもできる。このようにすると、構成を簡単にすることができる。
【００４３】
また、模擬する電池は１次電池でもよく、また充電が可能な２次電池でもよい。
【００４４】
さらに、ヒータの形状、熱容量は、模擬する電池のそれと全く同じである必要はない。試験に支障のない範囲で異なっていてもよい。
【符号の説明】
【００４５】
１１  記憶部
１４  電圧電流測定部
１５  電圧電流発生部
２１  電子機器
３０  電池特性模擬装置
３１  模擬信号生成部
３２  ヒータ駆動部
４０、５０  ヒータ
４１  温度センサ
５１  電極
【図１】
2011038928.tif 000003
【図２】
2011038928.tif 000004
【図３】
2011038928.tif 000005