JP2011101484A - 充電式電池、充電器及び充電システム - Google Patents

Abstract

【課題】充電式電池の使用履歴を容易に確認することができる充電式電池、充電器及び充電システムを提供することを目的の一とする。
【解決手段】繰り返し充電可能である電池部と、当該電池部の使用履歴を表示する表示部とを設ける。表示部は、電子ペーパーで設けることができる。また、充電式電池に電池部の使用履歴を記憶する記憶装置を設け、電池部の使用履歴を充電式電池側で記憶する構成とすることができる。これにより、充電式電池の使用履歴を容易に確認し、充電式電池の利便性を益々高めることが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、充電式電池、充電器及び充電システムに関し、特に、使用履歴を容易に確認できる充電式電池、充電器及び充電システムに関する。

近年、電子機器の小型化に伴い携帯型の電子機器が普及している。それに伴い、電子機器を駆動させるための電池の使用頻度が益々高まっている。電池としては、マンガン電池やアルカリ電池をはじめとする一次電池や、充電を行うことにより繰り返し再利用できる二次電池（充電式電池）が普及しているが、価格や環境面から再充電可能である充電式電池の利用が拡大している。また、充電式電池の利用の拡大に伴い、充電式電池の構造や充電システムに様々な機能を設けることが提案されており（例えば、特許文献１）、今後益々充電式電池の使用比率が高まっていくことが予想される。

充電式電池は、無限に使用できるものではなく充電回数が決められているが、近年の技術の進歩に伴い充電回数は飛躍的に伸びてきている。しかし、充電式電池を何回も繰り返し充電して長い期間使用するにつれて、充電式電池の充電回数等の使用履歴が分からなくなってしまう問題がある。そのため、利用者は、充電式電池のおおよその寿命を知ることができず不便であるという問題を抱えている。特に、複数の充電式電池を併用して使用する場合には、新しい（充電回数が少ない）充電式電池と古い（充電回数が多い）充電式電池の区別が困難であり、非常に不便であった。

特開平０６−２１７６８号公報

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、充電式電池の使用履歴を容易に確認することができる充電式電池、充電器及び充電システムを提供することを目的の一とする。

本発明の充電式電池の一態様は、繰り返し充電可能である電池部と、電池部の使用履歴を表示する表示部とを有している。この構成によれば、充電式電池の使用履歴を容易に確認し、充電式電池の利便性を益々高めることが可能となる。

本発明の充電式電池の一態様において、表示部が電子ペーパーで設けられていることが好ましい。

本発明の充電式電池の一態様において、電池部と電気的に接続された第１の電気接点と、表示部と電気的に接続された第２の電気接点とを有し、第１の電気接点と第２の電気接点が独立して設けられていることが好ましい。

本発明の充電式電池の一態様において、使用履歴を記憶する記憶装置を有することが好ましい。また、記憶装置としてメモリであることが好ましい。

本発明の充電器の一態様は、上述した充電式電池を充電するものであって、電池部に電力を供給する電源回路と、表示部に表示された電池部の使用履歴を更新する充電管理回路とを有している。

本発明の充電器の一態様は、上述した充電式電池を充電するものであって、電池部に電力を供給する電源回路と、表示部を光学的に読み取るセンサー部と、表示部に表示された使用履歴を更新する充電管理回路とを有している。

本発明の充電器の一態様は、上述した充電式電池を充電するものであって、電池部に電力を供給する電源回路と、電池部の使用履歴が記憶された記憶装置と、電池部の識別番号を認識し、記憶装置に記憶された使用履歴を更新する充電管理回路とを有している。

本発明の充電システムの一態様は、充電器を用いて充電式電池を充電する充電システムであって、充電式電池は、電池部と、電池部の使用履歴を表示する表示部とを有し、充電器が、電池部に電力の供給を行うと共に、表示部に表示された電池部の使用履歴を更新することを特徴としている。

本発明の充電システムの一態様において、充電式電池が、電池部の使用履歴を記憶する記憶装置を有し、充電器は、記憶装置に記憶された電池部の使用履歴のデータを受け取った後に、使用履歴を更新することを特徴としている。

本発明の充電システムの一態様において、充電器がセンサー部を有し、センサー部により表示部を光学的に読み取ることにより、電池部の使用履歴のデータを受け取ることを特徴としている。

本発明の一態様によれば、充電式電池に該充電式電池の使用履歴を表示する表示部が設けることにより、充電式電池の使用履歴を容易に確認することができる。

実施の形態に係る充電式電池を説明する図。 実施の形態に係る充電式電池と充電器との充電を説明する図。 実施の形態に係る充電式電池と充電器との充電を説明する図。 実施の形態に係る充電式電池と充電器との充電を説明する図。 実施の形態に係る充電システムの流れを説明するフローチャート。 実施の形態に係る充電システムの流れを説明するフローチャート。

本発明者は、充電式電池に当該充電式電池の使用履歴を表示する表示部を設けることにより、充電式電池の使用履歴をいつでも目視で容易に確認可能とした。また、表示部を、メモリ性を有し且つ待機消費電力がゼロである表示媒体で形成することにより、充電式電池の電力を消費することなく、使用履歴を表示することを可能とした。

また、充電式電池に設けられた表示部の書き換えを、充電式電池の充電時に充電器を用いて行うことにより、充電式電池に複雑な回路を搭載する必要性を無くすことを可能とした。これにより、消耗品である充電式電池のコストアップを抑制することができる。以下に、図面を参照して、充電式電池、充電器及び充電システムについて具体的に説明する。

＜充電式電池＞
図１（Ａ）に本実施の形態に係る充電式電池の一例を示す。

充電式電池１００は、繰り返し充電できる電池部１０２と、当該電池部１０２の使用履歴を表示する表示部１０１を有する構成とすることができる（図１（Ａ）参照）。

電池部１０２は、充電と放電を繰り返し行うことができる電池を有していればよく、例えば、リチウムイオン電池、リチウムイオンポリマー電池、鉛蓄電池、ニッケル水素蓄電池、ニッケルカドミウム等の電池で形成することができる。

表示部１０１は、メモリ性のある表示媒体で設けることが好ましい。メモリ性のある表示媒体で設けることにより、いつでも容易に目視で充電式電池１００の電池部１０２の使用履歴を確認することができる。また、表示部１０１は、電池部１０２と一体化して設けてもよいし、表示部１０１を別途設けて電池部１０２に取り付けてもよい。一例として、表示部１０１をフィルム状のシートに設け、電池部１０２を包むようにフィルム状のシートを取り付けて設けることができる。

また、表示部１０１は、電力が供給されない場合であっても表示を保持できる（待機消費電力がゼロである）表示媒体で設けることが好ましい。これにより、電池部１０２から電力を供給することなく電池部１０２の使用履歴を表示することができる。このような表示媒体として、電子ペーパーを適用することが好ましい。表示部１０１を電子ペーパーで設けることにより、表示部１０１の表示の切り替えを低い電力で行うことができると共に、表示を切り替えた後には、電力の供給を必要とせずに表示を保持することが可能となる。

表示部１０１に適用する電子ペーパーはどのような方式を用いてもよい。例えば、電気泳動方式、ツイストボール方式、磁気泳動方式、電子粉流体方式、帯電トナー方式、液晶表示方式等を適用することができる。

表示部１０１に表示する電池部１０２の使用履歴としては、例えば、電池部１０２への充電回数とすることができる。図１では、充電式電池１００として、１０００回充電可能である充電式電池の充電回数を表示部１０１に表示する場合を示している。なお、電池部１０２の使用履歴は、充電回数だけでなく、電池の健康状態（電池の劣化具合）等を表示させる構成としてもよい。

また、本実施の形態で示す充電式電池１００において、電池部１０２に電気的に接続された電気接点（以下、「第１の電気接点」と記す）と、表示部１０１と電気的に接続された電気接点（以下、「第２の電気接点」と記す）を別々に独立して設けた構成とすることができる。この場合、第１の電気接点を介して電池部１０２に電力を供給することにより充電を行い、第２の電気接点を介して表示部１０１の表示を切り替えることができる。このように、表示部１０１を書き換えるための電気接点と、充電式電池１００を充電するための電気接点を別々に設けることにより、充電する際の電圧及び波形と表示部の内容を書き換えるための電気信号を別のものにすることができる。他にも、表示部１０１の書き換えを非接触方式で行ってもよい。

また、充電式電池１００に、電池部１０２の充電回数等の使用履歴を記憶する記憶装置を設けてもよい。この場合、充電式電池１００に電池部１０２の使用履歴を取得する情報取得部を設け、該情報取得部を介して記憶装置に記憶された使用履歴を表示部１０１に表示する構成とすることができる。

記憶装置としては、書き換え可能な不揮発性メモリや、追記型メモリ等のメモリを用いることができる。電池部１０２の使用履歴を不正に改ざんすることを防止したい場合には、書き換えが出来ない追記型のメモリを用いることができる。

充電式電池１００に記憶装置を設ける場合には、電池部１０２の使用履歴を充電式電池１００側で保持・管理することができる。これにより、異なる充電器を用いて充電式電池１００の充電を行う場合であっても、電池部１０２の使用履歴を正確に表示部１０１に表示することができる。なお、充電式電池１００に設けられた記憶装置への情報の書き込み（使用履歴の更新）は、充電器を用いて行うことができる。

また、充電式電池１００の充電を同一の充電器を用いて行う場合には、充電式電池１００ではなく充電器側に電池部１０２の使用履歴を記憶する記憶装置を設けてもよい。例えば、充電式電池１００に個別の識別番号を付与し、充電時に充電器が充電式電池１００の識別番号を認識することにより、電池部１０２の使用履歴を管理することができる。この場合、充電式電池１００に設けられた情報取得部が、充電器の記憶装置に記憶された使用履歴情報を取得して、表示部１０１に反映させる構成とすることができる。なお、個別の識別番号の付与は、充電式電池１００に識別番号が記憶されたＲＯＭ等を設けることにより実現することができる。

なお、上記図１（Ａ）では、充電式電池１００の側面に表示部１０１を設ける場合を示したが、表示部１０１を設ける場所はこれに限られない。例えば、充電式電池１００のプラス又はマイナスの電極が形成された面に設けた構成とすることができる。特に、プラス電極側は凸部を有しているため、図１（Ｂ）に示すように、凸部を囲むよう（例えば、ドーナツ状）に表示部１０１を形成することにより、充電式電池１００の全長を変化させることなく表示部１０１を設けることが可能となる。

また、表示部１０１の形状も矩形状に限られず、様々な形状で設けることができる。例えば、矩形状の目盛りに代えてロゴの文字の色を変化させる構成としてもよい（図１（Ｃ）参照）。この場合、ロゴの表示を制限することなく、充電式電池１００の使用履歴の確認を行うことができる。

また、充電式電池１００の充電回数が所定の回数を超えた場合に、利用者に注意を促すアラーム機能を設けてもよい。例えば、充電式電池１００の充電回数が所定の回数を超えた際に、目盛り部分とは異なる部分に形成された表示部を表示する構成とすることができる。他にも、目盛りの部分において、所定の回数以降になった場合に異なる色で表示する構成とすることができる。例えば、目盛りの後半部分の領域に、白や黒以外（例えば、赤等）に着色した電気泳動粒子を封入しておくことにより、利用者に注意を促すことができる。

＜充電器及び充電システム＞
次に、上述した充電式電池１００を充電器を用いて充電する場合について説明する。

図２は、充電器２００を用いて充電式電池１００を充電する場合を示している。図２において、充電式電池１００は、電池部１０２と、表示部１０１、情報取得部１０３及び記憶装置１０４から構成される使用履歴表示部１２０とを有しており、充電器２００は、電源回路２０１と、充電管理回路２０２とを有している。

電池部１０２は、充電器２００の電源回路２０１から第１の電気接点１０５を介して電力が供給されることにより充電が行われる。また、電池部１０２への充電が行われる場合には、充電器２００に設けられた充電管理回路２０２により、充電式電池１００の表示部１０１に表示された使用履歴が更新される。具体的には、充電管理回路２０２が充電式電池１００の記憶装置１０４に記憶された電池部１０２の使用履歴情報を読み出し、電池部１０２が充電された場合に記憶装置１０４の使用履歴情報を更新する。続いて、当該記憶装置１０４の更新された使用履歴情報が情報取得部１０３を介して表示部１０１に表示される。表示部１０１の表示の切り替えは、電池部１０２の充電中又は充電後に行う構成とすることができ、使用履歴表示部１２０への電力の供給は、電源回路２０１から第２の電気接点１０６を介して行うことができる。また、表示部１０１の切り替え等を非接触方式で行う場合には、充電式電池１００と充電器２００にアンテナを設ければよい。

また、電池部１０２の電気接点と使用履歴表示部１２０の電気接点を共通に設けてもよいが、この場合には、充電式電池１００を充電器２００に取り付けている期間に限って、使用履歴表示部１２０に電力が供給される構成とすることが好ましい。これにより、充電式電池１００に表示部１０１等を設ける場合であっても、充電式電池１００の使用時間が低下することを防止することができる。

また、表示部１０１に適用する電子ペーパーとして、電気泳動方式等を用いる場合には、表示部１０１の表示を切り替える際、該表示部１０１の全面を一旦、黒表示及び／又は白表示とした後に使用履歴に応じた表示を行う構成としてもよい。これにより、電気泳動粒子の凝集、焼きつきを抑制することができる。

また、充電式電池１００の電池部１０２の充電回数が所定の回数を超えた場合に、利用者に注意を促すアラーム機能を充電器２００側に設けてもよい。例えば、充電器２００に表示部２０３を設け、取り付けられた充電式電池１００の電池部１０２の充電回数に応じて表示部２０３を表示させる構成とすることができる（図３（Ａ）、（Ｂ）参照）。具体的には、充電式電池１００が充電器２００に取り付けられた際に、充電管理回路２０２が記憶装置１０４に記憶された電池部１０２の使用履歴情報を読み取り、所定の回数を超えている場合に表示部２０３を点灯する構成とすることができる。

他にも、充電器２００に充電式電池１００の表示部１０１を光学的に読み取るセンサー部２０４を設け、該センサー部２０４を用いて表示部１０１に表示された電池部１０２の使用履歴情報を読み取ることにより、充電器２００が電池部１０２の使用履歴情報を受け取る構成としてもよい（図４参照）。この場合、表示部１０１が記憶装置１０４としての役割を果たすため、記憶装置１０４を省略することができる。

次に、充電器２００を用いて充電式電池１００を充電する充電システムの流れについて、図５のフローチャートを用いて説明する。

まず、充電式電池１００が充電器２００にセットされたか否かが確認され（ステップ１１）、充電式電池１００がセットされた場合には、充電が開始される（ステップ１２）。次に、セットされた充電式電池１００の充電量が測定され（ステップ１３）、充電式電池１００の充電量が所定以上であるか否かが確認される（ステップ１４）。その後、充電量の測定結果に応じて、充電式電池１００の充電回数をカウントアップするか否かが決定される。具体的には、充電式電池１００の充電量が所定以上である場合には、充電式電池１００に設けられた記憶装置１０４の情報が書き換えられ（ステップ１５）、当該記憶装置１０４の情報に基づいて表示部１０１も書き換えられ（ステップ１６）、充電が完了する（ステップ１７）。充電式電池１００充電量が所定以上に達していない場合には、充電回数はカウントアップされずに充電が完了する。これにより、充電後にわずかしか使用していない充電式電池１００を再度充電した場合に、充電回数がカウントアップされるのを抑制し、表示部１０１に正確な使用履歴を反映することができる。なお、カウントアップさせるか否かの条件は、電池の種類に応じて、電圧、容量等を考慮して適宜設定することができる。

次に、充電式電池１００の充電回数が所定の回数を超えている場合に、充電器２００側にアラーム表示する場合の充電システムの流れについて、図６のフローチャートを用いて説明する。

まず、充電式電池１００が充電器２００にセットされたか否かが確認され（ステップ２１）、充電式電池１００がセットされた場合には、充電式電池１００のこれまでの充電回数を充電器２００側が検出し（ステップ２２）、充電回数が所定の回数以下であるか否かが確認される（ステップ２３）。充電回数が所定の回数以上である場合には、充電器２００側の表示部２０３が点燈して警告する（ステップ２４）。その後、充電式電池１００の充電が開始され、上記図５のステップ１２〜ステップ１７を経て充電が完了する。

このように、本実施の形態で示す充電式電池、充電器及び充電システムにより、充電式電池の使用履歴を容易に確認し、充電式電池の利便性を益々高めることが可能となる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することができる。また、上記実施の形態における材質、数量などについては一例であり、適宜変更することができる。その他、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施することができる。

１００ 充電式電池
１０１ 表示部
１０２ 電池部
１０３ 情報取得部
１０４ 記憶装置
１０５ 第１の電気接点
１０６ 第２の電気接点
１２０ 使用履歴表示部
２００ 充電器
２０１ 電源回路
２０２ 充電管理回路
２０３ 表示部
２０４ センサー部

Claims (12)

1. 繰り返し充電可能である電池部と、
   前記電池部の使用履歴を表示する表示部とを有する充電式電池。
2. 前記表示部が電子ペーパーで設けられている請求項１に記載の充電式電池。
3. 前記電池部と電気的に接続された第１の電気接点と、
   前記表示部と電気的に接続された第２の電気接点とを有し、
   前記第１の電気接点と前記第２の電気接点が独立して設けられている請求項１又は請求項２に記載の充電式電池。
4. 前記使用履歴を記憶する記憶装置を有する請求項１から請求項３のいずれかに記載の充電式電池。
5. 前記記憶装置がメモリである請求項４に記載の充電式電池。
6. 請求項１から請求項５のいずれかに記載の充電式電池を充電する充電器であって、
   前記電池部に電力を供給する電源回路と、
   前記表示部に表示された前記使用履歴を更新する充電管理回路とを有する充電器。
7. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の充電式電池を充電する充電器であって、
   前記電池部に電力を供給する電源回路と、
   前記表示部を光学的に読み取るセンサー部と、
   前記表示部に表示された前記使用履歴を更新する充電管理回路とを有する充電器。
8. 請求項４又は請求項５に記載の充電式電池を充電する充電器であって、
   前記電池部に電力を供給する電源回路と、
   前記記憶装置に記憶された前記使用履歴を読み出し、且つ前記記憶装置に記憶された使用履歴を更新する充電管理回路とを有する充電器。
9. 請求項１から請求項３のいずれかに記載の充電式電池を充電する充電器であって、
   前記電池部に電力を供給する電源回路と、
   前記電池部の使用履歴が記憶された記憶装置と、
   前記電池部の識別番号を認識し、前記記憶装置に記憶された前記使用履歴を更新する充電管理回路とを有する充電器。
10. 充電器を用いて充電式電池を充電する充電システムであって、
    前記充電式電池は、電池部と、前記電池部の使用履歴を表示する表示部とを有し、
    前記充電器が、前記電池部に電力の供給を行うと共に、前記表示部に表示された前記電池部の使用履歴を更新することを特徴とする充電システム。
11. 前記充電式電池が、前記電池部の使用履歴を記憶する記憶装置を有し、
    前記充電器は、前記記憶装置に記憶された前記電池部の使用履歴のデータを受け取った後に、前記使用履歴を更新することを特徴とする請求項１０に記載の充電システム。
12. 前記充電器がセンサー部を有し、
    前記センサー部により前記表示部を光学的に読み取ることにより、前記電池部の使用履歴のデータを受け取ることを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の充電システム。

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