JP2008160954A

JP2008160954A - ２次電池残量を報知する電子機器、それに用いられる２次電池残量報知方法及びプログラム

Info

Publication number: JP2008160954A
Application number: JP2006345698A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Yugami; 和之湯上
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2006-12-22
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2008-07-10

Abstract

【課題】温度上昇による充電停止が発生する可能性がある場合でも、正確な、利用可能時間を算出し、報知する。
【解決手段】本発明の電子機器は、２次電池の現温度と消費電流とに基づいて、現時刻から充電停止時刻までの時間である充電可能時間を算出する。そして、電子機器は、この充電可能時間、消費電流及び充電電流に基づいて、利用可能時間を算出し、ユーザに通知する。
【選択図】図２

Description

本発明は、２次電池により給電される電子機器において、電池残量を報知する技術に関し、特に、電池の温度を考慮した電池残量報知技術に関する。

従来、２次電池により給電される電子機器の電池残量を検出、表示（あるいは報知）する技術としては、例えば、特開２００６−０３３４０９（特許文献１）に記載の技術が知られている。この特許文献１記載の携帯電話機は、この２次電池の残量とこの携帯電話機に設けられた機能の使用状況とに基づいて、現時点以降の所定の時間内に、２次電池の充電が必要か否かを判定する。もし、この所定時間内に２次電池充電が必要と判断された場合には、この携帯電話機は、ディスプレイ、スピーカ等を用いて、ユーザに充電勧告を行う。

また、特開平１１−１９５４３５（特許文献２）は、電子機器ビデオカメラ等の電子機器に使用されるバッテリパックの使用可能時間を表示する充電装置を開示している。この充電装置は、バッテリパックからから、バッテリセル電圧検出情報、充電電流積算量情報、及び、この電子機器の消費電力情報に基づいて、使用可能時間を算出し、表示する。

特開２００６−０３３４０９特開平１１−１９５４３５

２次電池として広く使用されているリチウムイオン電池等は、高温下での充電ができない。このため、電池の温度が充電停止温度を超えた場合、電子機器は、充電を停止する。このため、電子機器に充電装置が接続されているにもかかわらず、２次電池の残留量は、この電子機器の消費電流に応じて、減少していく。そして、この残留量が所定値以下となると、その電子機器は使用できなくなる。

図１は、消費電流と電池の温度との関係の一例を示す。図１の横軸は時間を示し、縦軸は、２次電池の温度を示す。図１は、消費電流２００ｍＡ、３００ｍＡ、４００ｍＡ、５００ｍＡの各々について、使用時間対温度の関係を示している。

図１に示されたとおり、使用時間が長くなるにつれて、２次電池の温度は上昇する。また、２次電池の温度上昇率は、消費電力が大きいほど、大きくなる。

一般に、リチウムイオン電池は、高温下では、充電できない。このため、２次電池が使用される電子機器は、電池の温度が設定値を超えた場合、２次電池への充電処理を停止することが多い。例えば、図１の例では、２次電池の温度が、充電停止温度を超えると、充電処理は停止される。

このような現象が発生する例としては、ユーザが携帯電話機等で、高速データ伝送やビデオ撮影・記録等のように、多くの消費電力を要する処理を長時間行う場合が挙げられる。この場合には、ユーザは、携帯電話機を充電装置に接続して、２次電池の残量不足により、これらの処理が最後までは行えなくなることを防止しようとすることが多い。しかしながら、このような場合は、２次電池の温度が上昇しやすい場合でもある。

したがって、このような場合には、携帯電話機に充電装置が接続されているにもかかわらず、電池残量が低下し、携帯電話機が突然使用できなくなることがあある。

同様な問題は、携帯電話機に限らず、２次電池で給電される電子機器で、発生しうる。

本発明は、温度上昇を考慮した利用可能時間をユーザーに通知することができる電子機器を提供する。

本発明の電子機器は、２次電池の現温度と消費電流とに基づいて、現時刻から充電停止時刻までの時間である充電可能時間を算出する。そして、電子機器は、この充電可能時間、消費電流及び充電電流に基づいて、利用可能時間を算出し、ユーザに通知する。

本発明に係る電子機器は、このように構成されているので、２次電池の温度上昇により、充電が停止されても、この電子機器の利用可能時間を算出して、ユーザに通知することができる。

［実施例１］
次に、図面を参照して、本発明の好ましい実施例を説明する。なお、この実施例は、携帯電話機を例として説明されるが、本発明は、２次電池を使用する電子機器全般に適用可能である。

図２は、本実施例に関わる携帯電話機の構成を示すブロック図である。

図２に示されたとおり、本実施例の携帯電話機２１は、制御部１と、充電制御部２と、２次電池３と、温度検出部４と、２次電池監視部５と、メモリ７と、送受信部８と、アンテナ９と、表示部１０とからなる。
この携帯電話機２１は、充電器２２に接続されている。また、携帯電話機各部は、２次電池３により給電される。

制御部１は、他の構成要素を制御すると共に、後述する利用可能時間算出部６を含む。

温度検出部４は、２次電池３の現温度（Ｔ）を検出して制御部１に報告する。２次電池監視部５は、消費電流（ｉ_Ｃ）と、２次電池３の残量（ｉ_Ｒ）を検出し、制御部１に報告する。

送受信部８とアンテナ９は、メッセージ等の送受信を行う。

表示部１０は、利用可能時間を表示すると共に、携帯電話機所有者が要求した情報を表示する。

充電制御部２は、２次電池３への充電を行うと共に、制御部１から充電停止の指令を受けると充電動作を停止する。また、充電制御部２は、充電電流値（ｉ_０）を、制御部１に通知する。なお、この充電制御部２は、充電器２２がこの携帯電話機に接続されていない場合、あるいは、制御部１から充電停止を指示されていっる場合には、充電電流値０ｍＡを、制御部１に報告する。

メモリ７は、後述されるように、２次電池３が、現温度から充電停止温度に達するまでの時間を、消費電流毎に記憶している。

図３は、連続使用中に電池の温度が充電停止温度を超える場合の電池残
量の変化を示している。図３に示されたとおり、電池温度が充電停止温度を下回る場合には、充電制御部２は、２次電池３を、充電電流値ｉ_０で充電する。この結果、２次電池残量（ｉ_Ｒ）は、充電電流（ｉ_０）と消費電流（ｉ_Ｃ）との差（ｉ_０−ｉ_Ｃ）だけ、１秒毎に、増加する。

２次電池の温度が充電停止温度を越えると、制御部１は、充電制御部２に充電停止を指示するので、充電電流（ｉ_０）は、０ｍＡとなり、電池残量は、消費電流（ｉ_Ｃ）だけ、１秒毎に減少する。

図４は、図２のメモリ７の内容例を、１つの消費電流値について示した図である。このメモリ７は、消費電流値ｉ_Ｃ１について、現在の２次電池温度（Ｔ）下で、充電停止となるまでの時間を示す充電可能時間（ｔ（Ｔ、ｉ_Ｃ１））の表を示している、この表は、図２に示されたような測定を行うことにより、容易に作成できる。メモリ７は、種々の消費電流値について、図４に示されたような表を格納している。

次に、図５を参照して、利用可能時間算出部６の動作を説明する。図５は、図２の利用可能時間算出部６の処理を説明するためのフローチャートである。この処理は、適宜の時間毎に、定期的に起動される。なお、このフローチャートは、利用可能時間算出部６をコンピュータプログラムで実現した場合の、フローチャートでもある。

ステップＳ１にて、利用可能時間算出部６は、２次電池監視部５から消費電力（ｉ_Ｃ）及び、２次電池残量（ｉ_Ｒ）を取得する。また、利用可能時間算出部６は、温度検出部４から、２次電池３の現温度（Ｔ）を取得する。

ステップＳ２では、利用可能時間算出部６は、充電制御部２から制御部１に報告されている充電電流値（ｉ_０）を得る。なお、これらステップＳ１とステップＳ２の実行順序は、逆であってもよいことは明らかであろう。

ステップＳ３では、利用可能時間算出部６は、次のようにして、利用可能時間を算出する。まず、利用可能時間算出部６は、消費電流（ｉ_Ｃ）及び現温度（Ｔ）に基づいて、メモリ７を参照し、現時刻から充電停止までの時間（ｔ_ｓ）を得る。そして、利用可能時間算出部６は、次式により、利用可能時間を算出する。

利用可能時間＝（ｉ_Ｒ＋ｉ_Ｏ＊ｔ_ｓ）／ｉ_Ｃ（１）
ここで、ｉ_Ｒは、現時点での２次電池残量を示し、ｉ_０＊ｔ_ｓは、現時刻から
充電停止時刻までに２次電池に充電される充電量を示している。

ステップＳ４では、利用可能時間算出部６は、この利用可能時間を、制御部１を介して、ユーザに通知する。この通知は、表示部１０に表示されてもよいい。またこの通知は、図１には示されていないスピーカを用いて音声信号により行われてもよい。
［実施例２］
なお、この実施例は、次のように変形されてもよい。

前述した実施例では、メモリ７には、種々の消費電流値及び２次電池の現温度につき、充電可能時間を記録した表を格納していた。この表は、消費電流値の間隔や、温度間隔を小さくして作成されることが、利用可能時間の予測精度を高めるために、好ましい。しかしながら、消費電流値の間隔や、温度間隔を小さくすることは、メモリ７の容量を増加させるという不具合をもたらす。

この不具合を緩和させるには、内挿処理を併用することが効果的である。例えば、メモリ７に格納された表が、消費電流値２００ｍＡ、３００ｍＡ、４００ｍＡ及び５００ｍＡについての表を格納している場合を考える。このとき、消費電流が２７０ｍＡの場合には、消費電流２００ｍＡに対する利用可能時間と消費電流３００ｍＡに対する利用可能時間とを、消費電流２７０ｍＡと２００ｍＡとの差及び消費電流２７０ｍＡと２００ｍＡとの差に応じて、加重平均して求められた値を、図６のステップＳ３は計算する。このような内挿演算により、メモリ７の所要容量を減少させることができる。
［実施例３］
同様のことは、温度Ｔの間隔を大きくして、メモリ７の所要容量を減少させた場合にも当てはまる。例えば、メモリ７が、温度を１０度から６０度まで、１０度間隔で、利用可能時間を記録している場合に、現温度が３２度であった場合である。

［実施例４］
以上説明した実施例１から実施例３では、図４に示したような表を、図２のメモリ７に前もって格納していた例が説明された。本発明は、図１に示された測定値をメモリ７に記憶されるように変形されてもよい、この場合には、利用可能時間算出部６は、図１の現消費電流値に対応する曲線から、現温度から充電停止温度に達するまでの時間を求める。

２次電池における、消費電流と電池の温度上昇の関係の例を示す図である。本発明の１実施例に関わる携帯電話機の構成例を示すブロック図である。連続使用中に電池の温度が充電停止温度を超える場合の電池残量の変化を示す図である。図２のメモリ７の内容例を、１つの消費電流値について示した図である。図２の利用可能時間算出部６の動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１制御部
２充電制御部
３２次電池
４温度検出部
５２次電池監視部
６利用可能時間算出部
７メモリ
８送受信部
９アンテナ
１０表示部
２１携帯電話機
２２充電器

Claims

充電器に接続可能な電子機器であり、２次電池を内蔵しこの２次電池残量を表示する電子機器であって、
前記２次電池への充電を制御するとともに単位時間当たり充電量（ｉ_Ｏ）を出力する充電制御部と、
前記２次電池と、
前記２次電池の現温度（Ｔ）、残留量（ｉ_Ｒ）及び単位時間当たり消費量（ｉ_Ｃ）を出力する監視部と、
前記２次電池が現温度（Ｔ）から充電停止温度に到達するに要する時間を示す充電可能時間(ｔ_Ｓ)を算出するための情報が、前記単位時間消費量毎に、前もって蓄積された記憶部と、
前記現温度（Ｔ）、前記単位時間当たり消費量（ｉ_Ｃ）及び前記記憶部の内容に基づいて、前記充電可能時間(ｔ_Ｓ)を算出し、前記残留量（ｉ_Ｒ）、前記単位時間当たり充電量（ｉ_Ｏ）、及び算出された充電可能時間(ｔ_Ｓ)及び前記単位時間当たり消費量（ｉ_Ｃ）に基づいて、前記電子機器の利用可能時間を算出する利用可能時間算出部、
とを備えた電子機器。
前記利用可能時間算出部は、次式により前記利用可能時間を算出する、請求項１に記載の電子機器。
利用可能時間＝（ｉ_Ｒ＋ｉ_Ｏ＊ｔ_ｓ）／ｉ_Ｃ（１）
前記記憶部は、前記現温度（Ｔ）のちに対応する充電可能時間の値を示す表が、前記消費量の値毎に蓄積されている、請求項２に記載の電子機器。
前記前記利用可能時間算出部は、前記現温度（Ｔ）及び前記単位時間当たり消費量（ｉ_Ｃ）との組み合わせに一致する情報が前記記憶部に蓄積されていない場合には、前記記憶部に蓄積されている情報を加重平均演算を行うことにより、前記現温度（Ｔ）及び前記単位時間当たり消費量（ｉ_Ｃ）との組み合わせに対応する充電可能時間を再出する、請求項１から３のいずれかに記載の電子機器。
充電器に接続可能な電子機器であり、２次電池を内蔵しこの２次電池残量を表示する電子機器に用いられる２次電池残量報知方法であって、下記（Ａ）−（Ｃ）のステップを含む２次電池残量報知方法。
（Ａ）前記２次電池が現温度（Ｔ）から充電停止温度に到達するに要する時間を示す充電可能時間(ｔ_Ｓ)を算出するための情報が、前記単位時間消費量毎に、前もって記憶部に蓄積し、
（Ｂ）前記２次電池の現温度（Ｔ）、残留量（ｉ_Ｒ）及び単位時間当たり消費量（ｉ_Ｃ）を得、
（Ｃ）前記現温度（Ｔ）、前記単位時間当たり消費量（ｉＣ）及び前記記憶部の内容に基づいて、前記充電可能時間(ｔ_Ｓ)を算出し、前記残留量（ｉ_Ｒ）、前記単位時間当たり充電量（ｉ_Ｏ）、及び算出された充電可能時間(ｔ_Ｓ)及び前記単位時間当たり消費量（ｉ_Ｃ）に基づいて、前記電子機器の利用可能時間を算出し報知する。
前記ステップ（Ｃ）は、次式により前記利用可能時間を算出する、請求項５に記載の２次電池残量報知方法。
利用可能時間＝（ｉ_Ｒ＋ｉ_Ｏ＊ｔ_ｓ）／ｉ_Ｃ（１）
前記記憶部は、前記現温度（Ｔ）のちに対応する充電可能時間の値を示す表が、前記消費量の値毎に蓄積される、請求項６に記載の２次電池残量報知方法。
前記ステップ（Ｃ）は、前記現温度（Ｔ）及び前記単位時間当たり消費量（ｉ_Ｃ）との組み合わせに一致する情報が前記記憶部に蓄積されていない場合には、前記記憶部に蓄積されている情報を加重平均演算を行うことにより、前記現温度（Ｔ）及び前記単位時間当たり消費量（ｉ_Ｃ）との組み合わせに対応する充電可能時間を再出する、請求項５から７のいずれかに記載の２次電池残量報知方法。
充電器に接続可能な電子機器であり、２次電池を内蔵しこの２次電池残量を表示する電子機器に用いられる２次電池残量報知方法をコンピュータに実施させるためのプログラムであって、このプログラムは、下記（Ａ）−（Ｃ）のステップを含む。
（Ａ）前記２次電池が現温度（Ｔ）から充電停止温度に到達するに要する時間を示す充電可能時間(ｔ_Ｓ)を算出するための情報が、前記単位時間消費量毎に、前もって記憶部に蓄積し、
（Ｂ）前記２次電池の現温度（Ｔ）、残留量（ｉ_Ｒ）及び単位時間当たり消費量（ｉ_Ｃ）を得、
（Ｃ）前記現温度（Ｔ）、前記単位時間当たり消費量（ｉＣ）及び前記記憶部の内容に基づいて、前記充電可能時間(ｔ_Ｓ)を算出し、前記残留量（ｉ_Ｒ）、前記単位時間当たり充電量（ｉ_Ｏ）、及び算出された充電可能時間(ｔ_Ｓ)及び前記単位時間当たり消費量（ｉ_Ｃ）に基づいて、前記電子機器の利用可能時間を算出し報知する。
前記ステップ（Ｃ）は、次式により前記利用可能時間を算出する、請求項９に記載のプログラム。
利用可能時間＝（ｉ_Ｒ＋ｉ_Ｏ＊ｔ_ｓ）／ｉ_Ｃ（１）
前記記憶部は、前記現温度（Ｔ）のちに対応する充電可能時間の値を示す表が、前記消費量の値毎に蓄積される、請求項１０に記載のプログラム。
前記ステップ（Ｃ）は、前記現温度（Ｔ）及び前記単位時間当たり消費量（ｉ_Ｃ）との組み合わせに一致する情報が前記記憶部に蓄積されていない場合には、前記記憶部に蓄積されている情報を加重平均演算を行うことにより、前記現温度（Ｔ）及び前記単位時間当たり消費量（ｉ_Ｃ）との組み合わせに対応する充電可能時間を再出する、請求項９から１１のいずれかに記載のプログラム。