(57)【要約】【課題】充電池の劣化を容易に判定できる充電池劣化判定システムを提供する。【解決手段】充電池劣化判定システム１１は、表示部１８と、充電池１２の充電を行うために、充電池１２に所定の電圧値の直流電圧を供給する充電部１３と、充電部１３による充電池１２の充電の期間中に、充電池１２の電圧の値である充電電圧値を測定する電圧測定部１４と、制御部１５とを備え、制御部１５は、電圧測定部１４により測定された充電電圧値が所定の劣化判定開始充電電圧値に達した時点から所定の劣化判定時間だけ経過した時点で電圧測定部１４により測定された充電電圧値が所定の閾電圧値よりも大きければ、表示部１８に充電池１２の劣化を示す表示を行わせる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示部と、
充電池の充電を行うために、該充電池に所定の電圧値の直流電圧を供給する充電部と、
前記充電部による前記充電池の充電の期間中に、前記充電池の電圧の値である充電電圧値を測定する電圧測定部と、
前記電圧測定部により測定された前記充電電圧値が所定の劣化判定開始充電電圧値に達した時点から所定の劣化判定時間だけ経過した時点で前記電圧測定部により測定された前記充電電圧値が所定の閾電圧値よりも大きければ、前記表示部に前記充電池の劣化を示す表示を行わせる制御部と
から構成されたことを特徴とする充電池劣化判定システム。
【請求項２】
前記電圧測定部による前記充電電圧値の測定は、前記充電部が前記充電池への前記直流電圧の供給を停止しているときに行われ、
前記充電部は、前記電圧測定部により測定される前記充電電圧値が前記劣化判定開始電圧値に達するまで、所定の時間が経過する毎に、前記充電池への前記直流電圧の供給を一時的に停止した後に該供給を再開するとともに、前記電圧測定部により測定された前記充電電圧値が前記劣化判定開始電圧値に達した時点から前記劣化判定時間だけ経過した時点で、前記充電池への前記直流電圧の供給を一時的に停止した後に該供給を再開する
ことを特徴とする請求項１記載の充電池劣化判定システム。
【請求項３】
表示部と、
充電池から電力を供給される負荷部と、
前記充電池が前記負荷部に電力を供給している期間中に、前記充電池の電圧の値である放電電圧値を測定する電圧測定部と、
前記電圧測定部により測定された前記放電電圧値が所定の劣化判定開始放電電圧値に達した時点から所定の劣化判定時間だけ経過した時点で前記電圧測定部により測定された前記放電電圧値が所定の閾電圧値よりも小さければ、前記表示部に前記充電池の劣化を示す表示を行わせる制御部と
から構成されたことを特徴とする充電池劣化判定システム。
【請求項４】
充電池の充電の期間中に、該充電池の電圧の値である充電電圧値を測定し、該充電電圧値が所定の劣化判定開始充電電圧値に達したか否かを判断する第１のステップと、
前記第１のステップにおいて前記充電電圧値が前記劣化判定開始充電電圧値に達したと判断された時点から所定の劣化判定時間だけ経過した時点で測定された前記充電電圧値が所定の閾電圧値よりも大きいか否かを判断する第２のステップと、
前記第２のステップにおいて前記充電電圧値が前記閾電圧値よりも大きいと判断された場合に、表示部が前記充電池の劣化を示す表示を行なう第３のステップと
を含むことを特徴とする充電池劣化判定方法。
【請求項５】
前記第１のステップにおいて、前記充電電圧値が前記劣化判定開始充電電圧値に達するまで、所定の時間が経過する毎に、前記充電池の充電を一時的に停止した後に充電を再開し、
前記第２のステップにおいて、前記充電電圧値が前記劣化判定開始充電電圧値に達した時点から前記劣化判定時間だけ経過した時点で、前記充電池の充電を一時的に停止した後に充電を再開し、
前記充電電圧値の測定は、前記充電池の充電が停止しているときに行われる
ことを特徴とする請求項４に記載の充電池劣化判定方法。
【請求項６】
充電池が負荷部に電力を供給している期間中に、前記充電池の電圧の値である放電電圧値を測定し、該放電電圧値が所定の劣化判定開始放電電圧値に達したか否かを判断する第１のステップと、
前記第１のステップにおいて前記放電電圧値が前記劣化判定開始放電電圧値に達したと判断された時点から所定の劣化判定時間だけ経過した時点で測定された前記放電電圧値が所定の閾電圧値よりも小さいか否かを判断する第２のステップと、
前記第２のステップにおいて前記放電電圧値が前記閾電圧値よりも大きいと判断された場合に、表示部が前記充電池の劣化を示す表示を行なう第３のステップと
を含むことを特徴とする充電池劣化判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充電池の劣化を判定するための充電池劣化判定システムおよび充電池劣化判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
充電池に対して何度も充電を繰り返すと、充電池の劣化により、充電池の充電容量が低下し、充電池を使用できる時間が減少する。
【０００３】
このような充電池の劣化を判定する技術が知られている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、バッテリ２を放電させたときに測定される電流値および電圧値により作成された電流−電圧特性から求められる該バッテリ２の内部抵抗値と、記憶装置９に格納された未使用時および寿命時のバッテリの各内部抵抗値とを比較し、バッテリ２の劣化度を判定する技術が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、バッテリ１３の充放電電流の増加量に対して端子電圧の変化が遅れて現れるので、端子電圧の変化の割合を示す傾き値が所定値まで低下した時点以降の充電電流と端子電圧とから求められる内部抵抗によってバッテリ１３の劣化を判定する技術が開示されている。
【０００６】
また、特許文献３には、測定された二次電池２０のインピーダンスの値の補正値と、基準のインピーダンス値とを比較して二次電池２０の劣化を判定する技術が開示されている。
【０００７】
なお、充電池関連技術として、特許文献４には、撮像装置１００の充電池を充電または放電する際に、該充電池における充電所用時間または使用可能時間等の情報を表示する技術が開示されている。
【０００８】
また、特許文献５には、充電池１の基準放電容量を補正した放電可能容量Ｑａから、満充電から現在までの放電量を積算した放電量値Ｑｎを差し引くことで充電池１の残量Ｑｒを精度よく出力する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−２２８２２６号公報
【特許文献２】特開２００２−２５２９０１号公報
【特許文献３】特開２０１３−０８３５２２号公報
【特許文献４】特開２００５−１１０３７１号公報
【特許文献５】特開２００２−０６３９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した特許文献１および２に記載された技術では、電流値および電圧値のそれぞれを測定するための手段が必要であるという問題点がある。
【００１１】
また、特許文献３に記載された技術では、充電池のインピーダンスを測定するためのインピーダンス測定器が必要であるという問題点がある。
【００１２】
なお、特許文献４および５のいずれにも、充電池の劣化を判定する技術は記載されていない。
【００１３】
本発明の目的は、上述した問題点を解決した充電池劣化判定システムおよび充電池劣化判定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の充電池劣化判定システムは、
表示部と、
充電池の充電を行うために、該充電池に所定の電圧値の直流電圧を供給する充電部と、
前記充電部による前記充電池の充電の期間中に、前記充電池の電圧の値である充電電圧値を測定する電圧測定部と、
前記電圧測定部により測定された前記充電電圧値が所定の劣化判定開始充電電圧値に達した時点から所定の劣化判定時間だけ経過した時点で前記電圧測定部により測定された前記充電電圧値が所定の閾電圧値よりも大きければ、前記表示部に前記充電池の劣化を示す表示を行わせる制御部と
から構成される。
【００１５】
さらに、本発明の第２の充電池劣化判定システムは、
表示部と、
充電池から電力を供給される負荷部と、
前記充電池が前記負荷部に電力を供給している期間中に、前記充電池の電圧の値である放電電圧値を測定する電圧測定部と、
前記電圧測定部により測定された前記放電電圧値が所定の劣化判定開始放電電圧値に達した時点から所定の劣化判定時間だけ経過した時点で前記電圧測定部により測定された前記放電電圧値が所定の閾電圧値よりも小さければ、前記表示部に前記充電池の劣化を示す表示を行わせる制御部と
から構成される。
【００１６】
また、本発明の第１の充電池劣化判定方法は、
充電池の充電の期間中に、該充電池の電圧の値である充電電圧値を測定し、該充電電圧値が所定の劣化判定開始充電電圧値に達したか否かを判断する第１のステップと、
前記第１のステップにおいて前記充電電圧値が前記劣化判定開始充電電圧値に達したと判断された時点から所定の劣化判定時間だけ経過した時点で測定された前記充電電圧値が所定の閾電圧値よりも大きいか否かを判断する第２のステップと、
前記第２のステップにおいて前記充電電圧値が前記閾電圧値よりも大きいと判断された場合に、表示部が前記充電池の劣化を示す表示を行なう第３のステップと
を含む。
【００１７】
さらに、本発明の第２の充電池劣化判定方法は、
充電池が負荷部に電力を供給している期間中に、前記充電池の電圧の値である放電電圧値を測定し、該放電電圧値が所定の劣化判定開始放電電圧値に達したか否かを判断する第１のステップと、
前記第１のステップにおいて前記放電電圧値が前記劣化判定開始放電電圧値に達したと判断された時点から所定の劣化判定時間だけ経過した時点で測定された前記放電電圧値が所定の閾電圧値よりも小さいか否かを判断する第２のステップと、
前記第２のステップにおいて前記放電電圧値が前記閾電圧値よりも大きいと判断された場合に、表示部が前記充電池の劣化を示す表示を行なう第３のステップと
を含む。
【発明の効果】
【００１８】
本発明には、充電中または放電中の充電池の電圧の値のみを測定するだけで容易に該充電池の劣化を判定することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態を示すブロック図である。
【図２】第１の実施形態に係る制御部１５における劣化判定処理を示すフローチャートである。
【図３】比較的新しい充電池（新品充電池）の充電電圧曲線と、劣化した充電池（劣化充電池）の充電電圧曲線とを示す図である。
【図４】第２の実施形態を示すブロック図である。
【図５】第２の実施形態に係る制御部３５における劣化判定処理を示すフローチャートである。
【図６】比較的新しい充電池（新品充電池）の放電電圧曲線と、劣化した充電池（劣化充電池）の放電電圧曲線とを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
次に、本発明について図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
＜第１の実施形態＞
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００２２】
図１は、本実施形態を示すブロック図である。
【００２３】
図１を参照すると、本実施形態は、充電池劣化判定システム１１と、商用電源（図示せず）に接続される交流（ＡＣ）アダプタ２０と、充電池１２とから構成される。
【００２４】
充電池劣化判定システム１１は、充電部１３と、電圧測定部１４と、制御部１５と、劣化度表示部１８と、充電池取付け部２５とを含む。
【００２５】
ＡＣアダプタ２０は、商用電源に接続されたとき、正（プラス）極線および負（マイナス）極線を介して充電部１３へ直流電力を供給する。
【００２６】
充電池１２は、例えば、リチウムイオン電池等であり、充電池取付け部２５に取り付けられたり、充電池取付け部２５から取り外されたりすることが可能である。
【００２７】
充電部１３は、ＡＣアダプタ２０からの供給される直流電力に基づき、所定の電圧値の直流電圧を、正極線２１および負極線２２を介して、充電池取付け部２５に取り付けられた充電池１２の正極端子および負極端子間に印加することにより、充電池１２を充電する。
【００２８】
さらに、充電部１３は、制御部１５からの指示により、正極線２１および負極線２２間への直流電圧の供給および供給の停止を行う。
【００２９】
電圧測定部１４は、正極線２１および負極線２２間の電圧の値を常時測定し、測定した値を示す信号を測定電圧値信号として測定電圧値信号線２３を介して制御部１５に送信する。
【００３０】
図３は、比較的新しい充電池（新品充電池）の充電電圧曲線と、劣化した充電池（劣化充電池）の充電電圧曲線とを示す図である。
【００３１】
充電電圧曲線は、充電池の充電時間と該充電池の充電電圧値との関係を示したものである。
【００３２】
図３に示すように、劣化充電池の充電電圧値は、新品充電池のそれに比べて、早く増加する。これは、劣化充電池においては、充電が繰り返されたことにより劣化充電池の内部抵抗の抵抗値が、新品充電池のそれよりも高くなっているためである。
【００３３】
次に、本実施形態の動作について説明する。
【００３４】
図２は、制御部１５における劣化判定処理を示すフローチャートである。
【００３５】
今、充電池取付け部２５に充電池１２が取り付けられているものとする。
【００３６】
まず、交流（ＡＣ）アダプタ２０が商用電源に接続されると、制御部１５は、制御線２６を介して充電部１３に電圧供給停止信号を送信し、該電圧供給停止信号に応答して、充電部１３は正極線２１および負極線２２間への直流電圧の供給を停止する。
【００３７】
その後、制御部１５は、電圧測定部１４から測定電圧値信号を電圧値信号線２３を介して受信する。このように、充電部１３が正極線２１および負極線２２間への直流電圧の供給を停止しているときに、制御部１５が電圧測定部１４から受信する測定電圧値信号で示される測定電圧値は、充電池１２のそのときの充電電圧の値（充電電圧値）である。
【００３８】
制御部１５は、受信した測定電圧値信号が示す測定電圧値が所定の劣化判定開始充電電圧値Ｖ１より高いか否かを確認する（図２のステップＳ６５）。
【００３９】
制御部１５は、測定電圧値が劣化判定開始充電電圧値Ｖ１より高ければ（ステップＳ６５にてＹＥＳ）、充電部１３に制御線２６を介して電圧供給開始信号を送信する。該電圧供給開始信号に応答して、充電部１３は正極線２１および負極線２２を介して充電池１２への直流電圧の供給を開始する（ステップＳ６６）。
【００４０】
一方、制御部１５は、測定電圧値が劣化判定開始充電電圧値Ｖ１以下であれば（ステップＳ６５にてＮＯ）、さらに、測定電圧値が劣化判定開始充電電圧値Ｖ１と等しいか否かを確認する（ステップＳ６７）。
【００４１】
制御部１５は、測定電圧値が劣化判定開始充電電圧値Ｖ１と等しければ（ステップＳ６７にてＹＥＳ）、充電部１３に制御線２６を介して電圧供給開始信号を送信し、充電部１３に充電池１２への直流電圧の供給を開始させるとともに、計時動作を開始する。（ステップＳ６８）
その後、制御部１５は、所定の劣化判定時間値Ｔｃで示される劣化判定時間だけ計時する（ステップＳ６９）。
【００４２】
制御部１５は、制御線２６を介して充電部１３に電圧供給停止信号を送信し、充電部１３に充電池１２への直流電圧の供給の停止を行わせた後に電圧測定部１４で測定された測定電圧値を示す測定電圧値信号を受信する（ステップＳ７０）。
【００４３】
制御部１５は、ステップＳ７０で受信した測定電圧値信号で示される測定電圧値と、劣化度を判定する所定の閾電圧値Ｖｃｔとを比較する（ステップＳ７１）。
【００４４】
制御部１５は、測定電圧値が閾電圧値Ｖｃｔよりも大きければ（ステップＳ７１にてＹＥＳ）、充電池１２が劣化していると判定し、劣化度情報信号線２４を介して劣化度表示部１８に、充電池１２の劣化を示す表示を行わせる（ステップＳ７２Ａ）。
【００４５】
そして、制御部１５は、充電部１３に制御線２６を介して電圧供給開始信号を送信し、充電部１３に充電池１２への直流電圧の供給を開始させる（ステップＳ７２Ｂ）。
【００４６】
ステップＳ７１において、測定電圧値が閾電圧値Ｖｃｔ以下であれば（ステップＳ７１にてＮＯ）、制御部１５は、充電部１３に制御線２６を介して電圧供給開始信号を送信し、充電部１３に充電池１２への直流電圧の供給を開始させる（ステップＳ７３）。
【００４７】
一方、ステップ６７において、制御部１５は、測定電圧値が劣化判定開始充電電圧値Ｖ１と等しくなければ（ステップＳ６７にてＮＯ）、充電部１３に制御線２６を介して電圧供給開始信号を送信し、充電部１３に充電池１２への直流電圧の供給を開始させる（ステップＳ７４Ａ）。
【００４８】
そして、制御部１５は、この直流電圧の供給の開始から短い所定の時間経過した時、充電部１３に制御線２６を介して電圧供給停止信号を送信する。（ステップＳ７４Ｂ）。
【００４９】
制御部１５は、充電部１３に充電池１２への直流電圧の供給の停止を行わせた後に電圧測定部１４で測定された測定電圧値を示す測定電圧値信号を受信する（ステップＳ７４Ｃ）。その後、ステップＳ６５以降の処理を行う。
【００５０】
以上、本実施形態には、充電中の充電池の充電電圧値のみを測定するだけで容易に該充電池の劣化を判定することができるという効果がある。
【００５１】
その理由は、所定の充電電圧値に到達した後、所定の劣化判定時間が経過した時点の充電電圧値を、所定の閾電圧値と比較するようにしたからである。
【００５２】
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００５３】
図４は、本実施形態を示すブロック図である。
【００５４】
図４を参照すると、本実施形態は、充電池劣化判定システム３１と、充電池３２とから構成される。
【００５５】
充電池劣化判定システム３１は、負荷部３３と、電圧測定部３４と、制御部３５と、劣化度表示部３８と、充電池取付け部４５とを含む。
【００５６】
充電池３２は、例えば、リチウムイオン電池等であり、充電池取付け部４５に取り付けられたり、充電池取付け部４５から取り外されたりすることが可能である。充電池３２は、該充電池３２の正極端子および負極端子間から正極線４１および負極線４２を介して充電池劣化判定システム３１に直流電力を供給する。
【００５７】
負荷部３３は、充電池３２から供給される電力を消費する電子機器等に設けられた各種の電子回路等である。なお、電圧測定部３４、制御部３５および劣化度表示部３８も充電池３２から供給される電力を消費している。
【００５８】
電圧測定部３４は、正極線４１および負極線４２間の電圧の値を常時測定し、測定した値を示す信号を測定電圧値信号として測定電圧値信号線４３を介して制御部３５に送信する。
【００５９】
図６は、比較的新しい充電池（新品充電池）の放電電圧曲線と、劣化した充電池（劣化充電池）の放電電圧曲線とを示す図である。
【００６０】
放電電圧曲線は、充電池の放電時間と該充電池の放電電圧値との関係を示したものである。
【００６１】
図６に示すように、劣化充電池の放電電圧値は、新品充電池のそれに比べて、早く減少する。これは、劣化充電池においては、充電が繰り返されたことにより劣化充電池の内部抵抗の抵抗値が、新品充電池のそれよりも高くなっているためである。
【００６２】
次に、本実施形態の動作について説明する。
【００６３】
図５は、制御部３５における劣化判定処理を示すフローチャートである。
【００６４】
今、充電池取付け部４５に充電池３２が取り付けられているものとする。
【００６５】
まず、制御部３５は、電圧測定部３４から測定電圧値信号を測定電圧値信号線４３を介して受信する。
【００６６】
ここで、制御部３５が電圧測定部３４から受信する測定電圧値信号で示される測定電圧値は、充電池３２のそのときの放電電圧の値（放電電圧値）である。
【００６７】
制御部３５は、受信した測定電圧値信号が示す測定電圧値が所定の劣化判定開始放電電圧値Ｖ２より低い否かを確認する（ステップＳ８６）。
【００６８】
制御部３５は、ステップＳ８６で測定電圧値が劣化判定開始放電電圧値Ｖ２より低ければ（ステップＳ８６にてＹＥＳ）、劣化判定処理を終了する。
【００６９】
制御部３５は、ステップＳ８６で、測定電圧値が劣化判定開始放電電圧値Ｖ２以上であれば（ステップＳ８６にてＮＯ）、さらに、測定電圧値が劣化判定開始放電電圧値Ｖ２と等しいか否かを確認する（ステップＳ８７）。
【００７０】
制御部３５は、ステップ８７で、測定電圧値が劣化判定開始放電電圧値Ｖ２と等しくなければ（ステップＳ８７にてＮＯ）、両者が等しくなるまでステップＳ８７の比較処理を繰り返す。
【００７１】
制御部３５は、測定電圧値が劣化判定開始放電電圧値Ｖ２と等しければ（ステップＳ８７にてＹＥＳ）、計時動作を開始する（ステップＳ８８）。
【００７２】
その後、制御部３５は、所定の劣化判定時間値Ｔｄで示される劣化判定時間だけ計時する（ステップＳ８９）。
【００７３】
制御部３５は、その時点で電圧測定部３４から受信した測定電圧値信号で示される測定電圧値が、劣化度を判定する所定の閾電圧値Ｖｄｔより低いか否かを確認する（ステップＳ９２）。
【００７４】
制御部３５は、測定電圧値が閾電圧値Ｖｄｔよりも低ければ（ステップＳ９２にてＹＥＳ）、充電池３２が劣化していると判定し、劣化度情報信号線４４を介して劣化度表示部３８に、充電池３２の劣化を示す表示を行わせる（ステップＳ９３）。
【００７５】
ステップＳ９２において、測定電圧値が閾電圧値Ｖｄｔ以上であれば（ステップＳ９２にてＮＯ）、制御部３５は、劣化判定処理を終了する。
【００７６】
以上、本実施形態には、放電中の充電池の放電電圧値のみを測定するだけで容易に該充電池の劣化を判定することができるという効果がある。
【００７７】
その理由は、所定の放電電圧値に到達した後、所定の劣化判定時間が経過した時点の放電電圧値を、所定の閾電圧値と比較するようにしたからである。
【符号の説明】
【００７８】
１１    充電池劣化判定システム
１２    充電池
１３    充電部
１４    電圧測定部
１５    制御部
１８    劣化度表示部
２０    ＡＣアダプタ
２１    正極線
２２    負極線
２３    測定電圧値信号線
２４    劣化度情報信号線
２５    充電池取付け部
２６    制御線
３１    充電池劣化判定システム
３２    充電池
３３    負荷部
３４    電圧測定部
３５    制御部
３８    劣化度表示部
４１    正極線
４２    負極線
４３    測定電圧値信号線
４４    劣化度情報信号線
４５    充電池取付け部
【図１】
2015161519.tif 000003
【図２】
2015161519.tif 000004
【図３】
2015161519.tif 000005
【図４】
2015161519.tif 000006
【図５】
2015161519.tif 000007
【図６】
2015161519.tif 000008