(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池(11)が揮発性メモリ(12)に供給する電圧が、揮発性メモリ(12)の動作保証電圧よりも低下したことによる揮発性メモリ(12)の記憶情報の変化を検出して、電池の深放電を判別することを特徴とする電池の深放電の検出方法。
【請求項２】
リチウムイオン二次電池に接続している揮発性メモリ(12)の記憶情報の変化を検出して、電池の深放電を判別する請求項１に記載される電池の深放電の検出方法。
【請求項３】
揮発性メモリ(12)に記憶する記憶情報を電池ＩＤとする請求項１に記載される電池の深放電の検出方法。
【請求項４】
揮発性メモリ(12)の記憶情報が変化した回数を不揮発性メモリ(14)に記憶させる請求項１に記載される電池の深放電の検出方法。
【請求項５】
内蔵する二次電池(11)から電力を供給して記憶情報を記憶している揮発性メモリ(12)を内蔵するパック電池(10)と、このパック電池(10)を脱着できるように装着している接続機器(20)とを備え、
接続機器(20)は、パック電池(10)に内蔵される揮発性メモリ(12)の記憶情報を読み取るリード部(21)と、リード部(21)で読み取りした記憶情報の変化を検出する判別部(22)と備え、二次電池(11)が揮発性メモリ(12)に供給する電圧が、揮発性メモリ(12)の動作保証電圧よりも低下したことによって、リード部(21)で読み取りした記憶情報が変化している場合、判別部(22)がパック電池(10)の二次電池(11)を深放電したと判定するようにしてなる深放電の検出装置。
【請求項６】
パック電池(10)が揮発性メモリ(12)と不揮発性メモリ(14)とを備え、揮発性メモリ(12)に記憶される記憶情報が変化して電池が深放電された回数が不揮発性メモリ(14)に記憶される請求項５に記載される深放電の検出装置。
【請求項７】
パック電池(10)が揮発性メモリ(12)を内蔵するマイクロプロセッサ(15)を内蔵する請求項５に記載される深放電の検出装置。
【請求項８】
パック電池(10)が保護回路(13)を内蔵している請求項５に記載される深放電の検出装置。
【請求項９】
揮発性メモリ(12)が電池ＩＤを記憶している請求項５に記載される深放電の検出装置。
【請求項１０】
揮発性メモリ(12)が、パック電池(10)を装着する接続機器(20)から出力される情報を記憶している請求項５に記載される深放電の検出装置。
【請求項１１】
二次電池(11)がリチウムイオン二次電池、ニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウム電池のいずれかである請求項５に記載される深放電の検出装置。
【請求項１２】
二次電池(11)が揮発性メモリ(12)に供給する電圧が、揮発性メモリ(12)の動作保証電圧よりも低下したことによって、リード部(21)で読み取りした記憶情報が全てが０か１に変化している場合、判別部(22)がパック電池(10)の二次電池(11)を深放電したと判定するようにしてなる請求項５に記載される深放電の検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池の深放電を検出する方法と装置に関し、とくに揮発性メモリの記憶情報から深放電を検出する方法と装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
深く放電された電池が再充電されると種々の弊害を発生することがある。それは、深放電が電池に著しいダメージを与えるからである。たとえば、リチウムイオン二次電池は、電圧が０．６Ｖ以下になるまで深放電されると著しく劣化し、さらにこの状態が繰り返された場合、再充電すると内圧が上昇して電解液が漏れることがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この弊害を避けるために、パック電池においては、電池電圧を検出して放電を停止させる保護回路を内蔵している。保護回路は、たとえばＡ／Ｄコンバータで電池電圧をデジタル値に変換し、デジタル値の電圧信号をマイコンで演算して深放電を検出する。しかしながら、この回路構成のパック電池は、二次電池の電圧がたとえば０．６Ｖ以下まで低下すると、Ａ／Ｄコンバータやマイコンを正常に動作できなくなる。さらに、Ａ／Ｄコンバータやマイコンは、電力を消費するので、二次電池の深放電を進行させる原因ともなる。
【０００４】
本発明は、この欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、電源電圧が低下すると記憶情報が変化してしまう揮発性メモリの欠点を逆に有効利用することで、極めて簡単で消費電力の少ない回路でもって電池の深放電を確実に検出できる検出方法と装置とを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載している電池の深放電を検出する方法は、二次電池１１が揮発性メモリ１２に供給する電圧が、揮発性メモリ１２の動作保証電圧よりも低下したことによる揮発性メモリ１２の記憶情報の変化を検出する。揮発性メモリ１２の記憶情報が変化すると、電池が深放電されたと判別する。
【０００６】
本発明の請求項２の深放電を検出する方法は、リチウムイオン二次電池の深放電を検出する。また、請求項３の深放電の検出方法は、揮発性メモリ１２に記憶させている記憶情報を電池ＩＤとしている。この方法は、パック電池１０を正常品であるかどうか、あるいは純正品であるかどうかを判別しながら深放電も判別できる。請求項４の方法は、揮発性メモリ１２の記憶情報が変化した回数を不揮発性メモリ１４に記憶させる。この方法は、電池を深放電させた回数も検出できる。
【０００７】
本発明の請求項５に記載している深放電の検出装置は、パック電池１０と、このパック電池１０を脱着できるように装着する接続機器２０を備える。パック電池１０は、内蔵している二次電池１１から電力を供給して記憶情報を記憶している揮発性メモリ１２を備える。接続機器２０は、パック電池１０に内蔵される揮発性メモリ１２の記憶情報を読み取るリード部２１と、リード部２１で読み取りした記憶情報の変化を検出する判別部２２と備える。接続機器２０は、リード部２１で読み取りした記憶情報を、判別部２２で、二次電池１１が揮発性メモリ１２に供給する電圧が揮発性メモリ１２の動作保証電圧よりも低下したことによって変化しているかどうかを検出して、この記憶情報の変化でパック電池１０の深放電を判定する。
【０００８】
本発明の請求項６の検出装置は、パック電池１０が揮発性メモリ１２と不揮発性メモリ１４とを備える。このパック電池１０は、揮発性メモリ１２に記憶される記憶情報が変化して電池が深放電されると、その回数が不揮発性メモリ１４に記憶される。さらに、本発明の請求項７の検出装置は、パック電池１０が揮発性メモリ１２を内蔵するマイクロプロセッサ１５を内蔵している。また、本発明の請求項８の検出装置は、パック電池１０が保護回路１３を内蔵しており、さらにまた、請求項９の検出装置は、パック電池１０の揮発性メモリ１２が電池ＩＤを記憶している。
【０００９】
本発明の請求項１０の検出装置は、パック電池１０の揮発性メモリ１２が、パック電池１０を装着する接続機器２０から出力される情報を記憶しており、この記憶情報の変化を検出して深放電を検出する。パック電池１０の二次電池１１は、リチウムイオン二次電池、ニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウム電池のいずれかである。また、二次電池１１が揮発性メモリ１２に供給する電圧が、揮発性メモリ１２の動作保証電圧よりも低下したことによって、リード部２１で読み取りした記憶情報が全てが０か１に変化している場合、判別部２２がパック電池１０の二次電池１１を深放電したと判定するようにしてなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための深放電の検出方法と検出装置を例示するものであって、本発明は検出方法と検出装置を以下のものに特定しない。
【００１１】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１２】
図１ないし図３は、深放電を検出できるパック電池１０と、これを脱着できるように装着している接続機器２０を示す。接続機器２０は、携帯電話等の携帯用の電気機器である。図１のパック電池１０は、二次電池１１と、この二次電池１１から供給される電力で記憶情報を記憶している揮発性メモリ１２と、二次電池１１の充放電を制御する保護回路１３を内蔵している。図２のパック電池１０は、二次電池１１と、この二次電池１１から供給される電力で記憶情報を記憶している揮発性メモリ１２及び不揮発性メモリ１４と、二次電池１１の充放電を制御する保護回路１３を内蔵している。さらに図３のパック電池１０は、二次電池１１と、この二次電池１１から供給される電力で記憶情報を記憶している揮発性メモリ１２と、揮発性メモリ１２から記憶情報が入力されるマイクロプロセッサ１５と、このマイクロプロセッサ１５への電源供給を制御するレギュレター１６と、二次電池１１の充放電を制御する保護回路１３を内蔵している。
【００１３】
二次電池１１は、リチウムイオン二次電池である。ただし、二次電池は、ニッケル−水素電池やニッケル−カドミウム電池等、充電できる全ての電池を使用できる。さらに、図のパック電池１０は、ひとつの二次電池１１を内蔵している。ひとつの二次電池１１を内蔵するパック電池１０は、電圧が低く、深放電したときに揮発性メモリ１２の記憶情報を速やかに変化させる。したがって、ひとつの二次電池１１を内蔵するパック電池１０は、電池の劣化が少ない状態で深放電を速やかに検出できる特長がある。ただし、パック電池は、複数の二次電池を内蔵することもできる。複数の二次電池を内蔵するパック電池は、二次電池を並列に接続し、あるいは直列に接続し、あるいはまた複数を直列に接続したものを並列に接続し、さらに複数を並列に接続したものを直列に接続することもできる。複数の二次電池を並列に接続しているパック電池は、ひとつの二次電池を内蔵するものと同じように、深放電を速やかに検出できる。
【００１４】
揮発性メモリ１２は、電源端子を二次電池１１に接続している。動作揮発性メモリは、スタチックＲＡＭまたはダイナミックＲＡＭである。これ等の揮発性メモリ１２は、二次電池１１の電圧が動作保証電圧よりも高いときには記憶情報を変化させない。しかしながら、電池電圧が動作保証電圧よりも低下すると、揮発性メモリ１２の記憶情報は不定となり、あるいは全てが０か１に変化する。本発明は、揮発性メモリ１２のこの特性を利用して、二次電池１１の電圧が揮発性メモリ１２の動作保証電圧よりも低下したことを検出する。揮発性メモリ１２に記憶される記憶情報は電池ＩＤである。電池ＩＤは、パック電池１０を特定する識別用のＩＤ、あるいは純正品であることを特定するためのＩＤである。パック電池１０は、接続機器２０に装着されたときに、揮発性メモリ１２に記憶している電池ＩＤを接続機器２０に出力する。接続機器２０は、パック電池１０から送られてくる記憶情報である電池ＩＤを記憶している正常情報に比較し、正常なパック電池１０が装着されたかどうかを判定する。
【００１５】
図１と図２のパック電池１０は、専用の揮発性メモリ１２を備えているが、図３に示すようにマイクロプロセッサ１５を内蔵しているパック電池１０は、マイクロプロセッサ１５に揮発性メモリ１２を内蔵させることができる。図２のパック電池１０は、揮発性メモリ１２に加えて不揮発性メモリ１４を備える。不揮発性メモリ１４は、二次電池１１の電圧が低下しても記憶している情報を変化させないメモリである。図２のパック電池１０は、揮発性メモリ１２と不揮発性メモリ１４を別々のＩＣとして内蔵している。図示しないが、パック電池は、揮発性メモリと不揮発性メモリの両方をひとつのＩＣに内蔵させることができる。すなわち、同一パッケージに揮発性メモリと不揮発性メモリを内蔵しているＩＣを内蔵することもできる。また、揮発性メモリと不揮発性メモリの両方を内蔵するマイクロプロセッサを使用することもできる。
【００１６】
不揮発性メモリ１４は、二次電池１１の電圧が低下して深放電された回数、すなわち深放電回数を記憶する。接続機器２０は、揮発性メモリ１２の記憶情報から電池の深放電を検出し、深放電を検出する毎に、不揮発性メモリ１４に記憶している深放電回数に１を加算する。このパック電池１０は、パック電池１０の二次電池１１を深放電させた回数を不揮発性メモリ１４に深放電回数として記憶している。接続機器２０は、不揮発性メモリ１４に記憶される深放電回数を検出して、深放電回数が設定回数になると、パック電池１０を充電できないものと判定して、その後の充電を停止させる。
【００１７】
パック電池１０に内蔵されるマイクロプロセッサ１５は、電池を充放電させる電流を積算して電池の残容量を演算し、あるいは電池温度等を検出して保護回路１３のスイッチング素子（図示せず）をオンオフに制御して電池の充放電を制御する。また、パック電池１０と接続機器２０との間の通信を制御して、揮発性メモリ１２に記憶される記憶情報や、不揮発性メモリ１４に記憶される深放電回数を接続機器２０に伝送する。したがって、マイクロプロセッサ１５を内蔵するパック電池１０は、電池をより理想に近い状態で充放電させて寿命を長く、安全に使用できる。
【００１８】
保護回路１３は、電池と電源端子１７との間に接続されるスイッチング素子（図示せず）と、電池電圧や残容量でスイッチング素子をオンオフに制御する制御回路（図示せず）とを備える。保護回路１３を内蔵するパック電池１０は、保護回路１３で電池の充放電を制御するので、電池を保護しながら充放電できる特長がある。ただ、パック電池は、必ずしも保護回路を内蔵する必要はない。接続機器がパック電池の充放電を制御することができ、あるいは、二次電池の種類によっては必ずしも充放電を制御する必要がないからである。
【００１９】
レギュレター１６は、二次電池１１の電圧がオフ電圧よりも低下すると、マイクロプロセッサ１５に電力を供給するの遮断する。レギュレター１６がマイクロプロセッサ１５に電力を供給するのを停止するオフ電圧は、揮発性メモリ１２の記憶情報が変化する電圧、いいかえると電池が深放電される電圧よりも高く設定している。このパック電池１０は、二次電池１１の電圧が低下するとき、電池の電圧がオフ電圧まで低下するとレギュレター１６がマイクロプロセッサ１５への電力供給を停止して、電力消費をできるかぎり少なくする。したがって、マイクロプロセッサ１５を内蔵しながら、深放電される確率を少なくできる。
【００２０】
パック電池１０と接続機器２０は、＋−の電源端子１７、２７と信号端子１８、２８を介して互いに接続される。接続機器２０は、パック電池１０に内蔵される揮発性メモリ１２の記憶情報と、不揮発性メモリ１４の深放電回数等の電池情報を読み取るリード部２１と、リード部２１で読み取りした記憶情報の変化を検出する判別部２２と備える。リード部２１は、信号端子１８、２８を介してパック電池１０から電池情報を読み取る。リード部２１は、パック電池１０に呼出信号を出力して電池情報を読み取る。この接続機器２０に装着されるパック電池１０は、呼出信号を受信すると、信号端子１８から電池情報を出力する。ただし、リード部２１は、必ずしも呼出信号を出力しない。この接続機器２０に装着されるパック電池１０は、一定の周期で電池情報を接続機器２０に出力する。接続機器２０は、一定の周期で入力されるパック電池１０の電池情報を判別部２２で判別して、電池が深放電されたかどうかを判別する。このように、接続機器２０が電池の深放電を判別する装置は、パック電池１０の回路構成を簡単にできる。このため、消耗品であるパック電池１０の製造コストを安価にして、電池を理想的な状態で充電できる。
【００２１】
ただし、本発明は、揮発性メモリの記憶情報が変化したことをパック電池側で検出することもできる。このパック電池は、図示しないが、記憶情報が変化したことを検出する判別部をパック電池に設ける。パック電池は、揮発性メモリの電源電圧が低下して、揮発性メモリの記憶情報が変化すると、このことを示す情報を接続機器に伝送する。
【００２２】
さらに本発明は、接続機器２０からパック電池１０に記憶情報を伝送し、伝送された記憶情報が変化したことを接続機器２０で検出して、深放電を判別することもできる。
【００２３】
接続機器２０は、パック電池１０の深放電を検出する毎に、不揮発性メモリ１４の深放電回数に１を加算する信号を出力する。さらに、接続機器２０は、二次電池１１の電圧が動作保証電圧よりも低下して記憶情報が不定、あるいは全てが０か１になった揮発性メモリ１２に対して、電池ＩＤ等の記憶情報を出力する。揮発性メモリ１２は、接続機器２０から記憶情報が入力されることによって正常化する。さらに、接続機器２０は、不揮発性メモリ１４に記憶される深放電回数が設定回数をこえると、パック電池１０を充電せず、また放電させない状態とする。
【００２４】
【発明の効果】
本発明の深放電の検出方法と検出装置は、極めて簡単で消費電力の少ない回路でもって電池の深放電を確実に検出できる特長がある。それは、本発明の検出方法と検出装置が、揮発性メモリの記憶情報の変化を検出して、揮発性メモリの記憶情報が変化すると、電池が深放電されたと判別しているからである。この検出方法と装置は、供給電圧が低下すると記憶情報が変化してしまう揮発性メモリの特性を有効利用することによって電池の深放電を検出するので、簡単でしかも消費電力の少ない回路構成として電池の深放電を確実に検出できる。
【００２５】
本発明の請求項３の検出方法と請求項９の検出装置は、揮発性メモリに記憶情報として電池ＩＤを記憶させているので、電池が正常品であるかどうか、あるいは純正品であるかどうかを判別しながら深放電も判別できる特長がある。
【００２６】
本発明の請求項４の検出方法と請求項６の検出装置は、揮発性メモリの記憶情報が変化した回数を不揮発性メモリに記憶させるので、深放電が行われた回数を検出して、電池の状態の管理をより理想的にできる特長がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例にかかる深放電の検出装置のブロック図
【図２】本発明の他の実施例にかかる深放電の検出装置のブロック図
【図３】本発明の他の実施例にかかる深放電の検出装置のブロック図
【符号の説明】
１０…パック電池
１１…二次電池
１２…揮発性メモリ
１３…保護回路
１４…不揮発性メモリ
１５…マイクロプロセッサ
１６…レギュレター
１７…電源端子
１８…信号端子
２０…接続機器
２１…リード部
２２…判別部
２７…電源端子
２８…信号端子
【図１】
0004097422.tif 000002
【図２】
0004097422.tif 000003
【図３】
0004097422.tif 000004