JP5577838B2 - バッテリパック、電子機器及びバッテリパックの検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、バッテリパック、電子機器及びバッテリパックの検査方法に関し、より詳細には、例えばノート型パーソナルコンピュータ等の携帯型電子機器に用いられるバッテリパック及びそれを備える電子機器、並びに、バッテリパックの検査方法に関する。

従来、例えばノート型パーソナルコンピュータ等の携帯可能な電子機器は、バッテリパックにより駆動されるものが多い。そのようなバッテリパックでは、例えばバッテリパックの発煙や発火等の重大事故を防止し、安全性を確保するための様々な技術が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。

特許文献１には、バッテリパック内にマイクロコンピュータを搭載し、そのマイクロコンピュータによりバッテリパックの温度情報を含む充電電流を算出し、その算出結果に応じて、充電器側の電流量や出力停止機能を制御する技術が提案されている。

また、特許文献２には、バッテリパックが電子機器に装着された際に、電子機器内の電源コントローラにより、バッテリパックの不具合に関する情報を検出して、不具合がある場合にはバッテリパックへの充電を規制する技術が提案されている。

特開２０１０−４０４９９号公報 特開２００５−３２１９６３号公報

上述のように、従来、バッテリパックの安全性を向上させるために様々な検査手法が提案されている。しかしながら、上述のような各種検査手法でバッテリパックの全ての異常原因を検出することはできない。例えば、充放電が行われている状態では検出困難な微小変化の異常事象を検出するためには、別途、特殊な設備や回路変更等が必要になる。また、今後、バッテリパックに対する安全基準がより厳格に設定される可能性も十分考えられる。

本発明は、上記現況に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、より簡易な構成で、従来検出困難である異常原因を検出して、バッテリパックの安全性をより一層向上させることである。

上記課題を解決するため、本発明のバッテリパックは、充放電可能な電池と、対応する電子機器本体から取り外された状態における電池の電圧降下に関する情報を取得して記憶するマイクロコンピュータとを備える構成とする。そして、電池の電圧降下に関する情報が、対応する電子機器本体から取り外された状態の期間における、所定時刻の第１電圧と、所定時刻から所定期間毎に繰り返して取得され且つ所定期間毎に更新される第２電圧と、所定期間毎に更新される、所定時刻と第２電圧が取得された時刻との間の非装着時間とを含み、マイクロコンピュータは、対応する電子機器本体から取り外された状態が発生する度に、電池の電圧降下に関する情報を記憶し、対応する電子機器本体から取り外された状態の期間が最長であるときの電池の電圧降下に関する情報を、バッテリパックの異常判定用のデータセットとして記憶する。

なお、本明細書でいう「無負荷に相当する状態」とは、バッテリパックが充放電されない状態だけでなく、例えば、バッテリパックの消費電力が時間に対して一定である状態等も含む意味である。

また、本発明の電子機器は、電子機器本体と、充放電可能な電池と、電子機器本体から取り外された状態における電池の電圧降下に関する情報を取得して記憶するマイクロコンピュータとを有するバッテリパックとを備える構成とする。また、電池の電圧降下に関する情報が、バッテリパックが電子機器本体から取り外された状態の期間における、所定時刻の第１電圧と、所定時刻から所定期間毎に繰り返して取得され且つ所定期間毎に更新される第２電圧と、所定期間毎に更新される、所定時刻と第２電圧が取得された時刻との間の非装着時間とを含み、マイクロコンピュータは、バッテリパックが電子機器本体から取り外された状態が発生する度に、電池の電圧降下に関する情報を記憶し、バッテリパックが電子機器本体から取り外された状態の期間が最長であるときの電池の電圧降下に関する情報を、バッテリパックの異常判定用のデータセットとして記憶する。そして、電子機器本体は、バッテリパックが装着されるバッテリパック装着部と、バッテリパック装着部に装着されたバッテリパックに記憶された異常判定用のデータセットを読み出し、読み出した異常判定用のデータセットに基づいてバッテリパックに異常が有るか否かを判定する異常判定部とを有し、異常判定部は、バッテリパックから読み出した異常判定用のデータセットに含まれる第１電圧、第２電圧及び非装着時間に基づいて、バッテリパックが電子機器本体から取り外された状態の期間におけるバッテリパックの電圧降下率を算出し、電圧降下率に基づいて、バッテリパックに異常が有るか否かを判定する。

さらに、本発明のバッテリパックの検査方法は、充放電可能な電池及びマイクロコンピュータを有するバッテリパックと、該バッテリパックが装着されるバッテリパック装着部及び該バッテリパック装着部に装着された該バッテリパックに異常が有るか否かを判定する異常判定部を有する電子機器本体とを備える電子機器におけるバッテリパックの検査方法であり、次の手順で行われる。まず、バッテリパックのマイクロコンピュータが、バッテリパックが電子機器本体から取り外された状態において、所定時刻の第１電圧と、所定時刻から所定期間毎に繰り返して取得され且つ所定期間毎に更新される第２電圧と、所定期間毎に更新される、所定時刻と第２電圧が取得された時刻との間の非装着時間とを含む電池の電圧降下に関する情報を取得して記憶する。次いで、マイクロコンピュータが、バッテリパックが電子機器本体から取り外された状態が発生する度に、電池の電圧降下に関する情報を記憶し、バッテリパックが電子機器本体から取り外された状態の期間が最長であるときの電池の電圧降下に関する情報を、バッテリパックの異常判定用のデータセットとして記憶する。次いで、異常判定部が、バッテリパックが電子機器本体に取り付けられた後、バッテリパックに記憶された異常判定用のデータセットを、バッテリパック装着部を介して読み出す。そして、異常判定部が、バッテリパックから読み出した異常判定用のデータセットに含まれる第１電圧、第２電圧及び非装着時間に基づいて、バッテリパックが電子機器本体から取り外された状態の期間におけるバッテリパックの電圧降下率を算出し、電圧降下率に基づいて、バッテリパックに異常が有るか否かを判定する。

上述のように、本発明では、バッテリパックが無負荷に相当する状態にあるときにバッテリパック内のマイクロコンピュータ（または電圧情報取得部）で電池の電圧降下に関する情報を取得し、その取得情報に基づいて、バッテリパックの異常判定を行う。それゆえ、本発明では、バッテリパックに対して充放電が行われている状態では検出困難な微小変化の異常事象も検出することができる。

上述のように、本発明では、充放電が行われている状態では検出困難な微小変化の異常事象も検出することができる。また、本発明では、無負荷に相当する状態において電池の電圧降下に関する情報をバッテリパック内のマイクロコンピュータで取得し、その情報に基づいてバッテリパックの異常判定を行う。それゆえ、本発明では、微小変化の異常事象を検出するために例えば特殊な設備や回路変更等の必要性が無くなる。

すなわち、本発明によれば、より簡易な構成で、従来検出困難であったバッテリパックの異常原因を検出することができ、バッテリパックの安全性をより一層向上させることができる。

本発明の一実施形態に係る情報処理装置の外観斜視図である。 本発明の一実施形態に係る情報処理装置のブロック構成図である。 本発明の一実施形態に係るバッテリパックの概略構成図である。 本発明の一実施形態に係るバッテリパックの検査手法の手順を示すフローチャートである。

以下に、本発明の一実施形態に係る電子機器及びバッテリパック、並びに、バッテリパックの検査手法の一例を、図面を参照しながら下記の順で説明する。
１．情報処理装置の構成
２．バッテリパックの構成
３．バッテリパックの検査手法

なお、以下の説明では、電子機器として、例えばノート型パーソナルコンピュータ等の携帯型の情報処理装置を例に挙げて説明するが、本発明はこれに限定されない。例えば、以下に説明するバッテリパックの構成やその検査手法は、例えば、バッテリパックを用いて駆動する任意の電子機器や、電気自動車等にも適用することができる。

＜１．情報処理装置の構成＞
［情報処理装置の外観構成］
図１（ａ）及び（ｂ）に、本発明の一実施形態に係る情報処理装置の外観斜視図を示す。なお、図１（ａ）は、情報処理装置の後述する表示画面側の外観斜視図であり、図１（ｂ）は、情報処理装置の表示画面とは反対側の外観斜視図である。

情報処理装置１００は、本体部１と、表示部２と、２つのヒンジ３とを備える。なお、図１に示す例では、２つのヒンジ３が本体部１の表示部２側の長辺端部１ａの両端付近に取り付けられ、表示部２は、この２つのヒンジ３を介して本体部１に取り付けられる。また、表示部２は、本体部１に対して、２つのヒンジ３の中心間を繋ぐ線を中心軸にして回転可能に取り付けられており、この表示部２の回転動作により表示部２が本体部１に対して開閉される。

本体部１は、その上面側（表示部２と対向する側）の部分を構成するパームレストユニット４（キーボードユニット）と、本体部１の底面側の部分を構成する本体ユニット５とを備える。本体部１は、パームレストユニット４と本体ユニット５とが一体的に組み合わされて構成される。パームレストユニット４及び本体ユニット５は、ともに複数の部材により構成されるがともに外装表面に目立つネジ等は形成されない。

パームレストユニット４には、例えば、キーボード６、スティックポインタ７及び第１クリックボタン８等の操作子が設けられる。なお、スティックポインタ７は、例えば、後述の表示画面１０に表示されたカーソル（ポインタ）の移動操作や表示画面１０のスクロール操作を行う際に用いる操作子である。

本体ユニット５内には、図１（ａ）及び（ｂ）には示さないが、例えば、複数の電子部品等が実装されたプリント基板、放熱ユニット、ハードディスクドライブなどのドライブ類等が搭載される。プリント基板には、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリ、その他の電子部品が実装される。

また、本体ユニット５は、図１（ｂ）に示すように、その底面側に、本体ユニット５（本体部１）に対して着脱可能なバッテリパック２０を備える。バッテリパック２０の内部構成については、後で詳述する。

さらに、本体ユニット５は、バッテリパック２０が装着されるバッテリパック装着部２１を備える。バッテリパック装着部２１は、プリント基板上に実装された各種電子部品とバッテリパック２０とを電気的に接続する入出力端子（不図示）を有する。なお、本実施形態では、バッテリパック装着部２１は、本体ユニット５の底部の外装面に対して凹状に形成されている。そして、バッテリパック２０が、図１（ｂ）に示すようにバッテリパック装着部２１に装着された際には、バッテリパック２０の外装面が本体ユニット５の底面と面一になるように構成される。

表示部２は、筐体９と、筐体９の本体部１と対向する側の面に設けられた表示画面１０、タッチパッド１１及び第２クリックボタン１２と、筐体９内部に設けられた所定の表示処理を行う表示処理ユニット（不図示）とを備える。

表示画面１０は、例えば文字、画像等の種々の情報を表示するための画面である。また、タッチパッド１１は、例えば、表示画面１０に表示されたカーソル（ポインタ）の移動操作や表示画面１０のスクロール操作を行う際に用いる操作子であり、本実施形態では、静電容量型のセンサを用いる。

［情報処理装置の内部構成］
次に、本実施形態の情報処理装置１００の内部構成を、図２を参照しながら説明する。なお、図２は、情報処理装置１００のハードウェアのブロック構成図である。ただし、図２では、説明の便宜上、後述する本実施形態に係るバッテリパック２０の検査手法で必要となる構成部のみを示す。

情報処理装置１００は、ＣＰＵ１０１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３と、表示部２と、バッテリパック装着部２１と、バッテリパック２０とを備える。そして、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、表示部２及びバッテリパック装着部２１は、バス１０４を介して、互いに電気的に接続される。また、バッテリパック２０は、バッテリパック装着部２１を介して、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３及び表示部２に接続される。

ＣＰＵ１０１は、演算処理装置および制御装置として機能する。具体的には、ＣＰＵ１０１は、例えばＲＯＭ１０２やＲＡＭ１０３等に記録された各種プログラムに従って、情報処理装置１００内の動作全般またはその一部を制御する。それゆえ、本実施形態の情報処理装置１００における後述のバッテリパック２０の検査動作もＣＰＵ１０１により制御される。

ＲＯＭ１０２は、ＣＰＵ１０１が使用するプログラムや演算パラメータ等を記憶する。それゆえ、後述するバッテリパック２０の検査手法で用いる検査プログラムもＲＯＭ１０２に記憶される。ＲＡＭ１０３は、ＣＰＵ１０１で所定の処理を行う際に使用するプログラムや、その実行において必要なパラメータ等を一時的に記憶する。なお、上述したプログラム及び演算パラメータ等のデータは、バス１０４を介してＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２及びＲＡＭ１０３間で互いに入出力される。

バッテリパック装着部２１は、図示しないが、例えばバッテリパック２０の装着を検知する検知部、電力の充放電用端子、及び、バッテリパック２０内の後述するマイクロコンピュータと本体部１との間で情報の入出力するための情報用端子等を有する。それゆえ、バッテリパック２０がバッテリパック装着部２１に装着された際には、バッテリパック２０で測定した各種監視情報（例えば、電圧、温度等）は、バッテリパック装着部２１の情報用端子を介して、例えばＣＰＵ１０１等に出力される。

なお、上述した情報処理装置１００の内部構成（ハードウェア構成）は一例であり、上記各構成要素を汎用的な部材を用いて構成してもよいし、各構成要素が対応する機能に特化したハードウェアにより構成されていてもよい。したがって、本実施形態を実施する時々の技術レベルに応じて、利用するハードウェア構成を適宜変更することができる。

＜２．バッテリパックの構成＞
図３に、本発明の一実施形態に係る情報処理装置１００に用いるバッテリパック２０の内部構成を示す。バッテリパック２０は、複数の電池セルブロック２２と、マイクロコンピュータ２４（以下、略してマイコン２４という）が搭載された制御基板２３と、入出力ポート２５とを備える。

各電池セルブロック２２は、複数の電池セル３０（電池）で構成される。なお、本実施形態では、電池セル３０としてリチウムイオン電池を用いる。各電池セルブロック２２内では、複数の電池セル３０の正極が正電極３１で接続され、負極が負電極３２で接続される。すなわち、各電池セルブロック２２内では、複数の電池セル３０が並列接続される。なお、各電池セルブロック２２を構成する電池セル３０の数は、例えば用途等に応じて適宜設定される。それゆえ、用途によっては、各電池セルブロック２２が一つの電池セル３０で構成されていてもよい。また、電池セル３０の種類も、リチウムイオン電池に限定されず、例えば用途等に応じて適宜変更可能である。

本実施形態のバッテリパック２０では、複数の電池セルブロック２２が、電池セル３０の正極（または負極）が同じ方向を向くように一列に配置され、隣り合う電池セルブロック２２間では対向する負電極３２と正電極３１とが電気的に接続される。すなわち、バッテリパック２０内において、複数の電池セルブロック２２は直列接続される。

また、本実施形態のバッテリパック２０では、正電極３１及び負電極３２のそれぞれは、電圧検出ライン３３によりマイコン２４に並列に接続される。このように接続することにより、マイコン２４では、電池セルブロック２２毎の電圧を測定することができる。

マイコン２４（電圧情報取得部）は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ等が一つのチップ上に実装された集積回路で構成される。マイコン２４は、例えば、バッテリパック２０が本体部１に装着された際のバッテリパック２０の充放電制御、各電池セルブロック２２の例えば電圧、温度等の測定を行う。なお、後述するように、本実施形態では、バッテリパック２０を本体部１から取り外し、省電力モードに移行した後も、マイコン２４は、各電池セルブロック２２の例えば電圧降下、取り外し経過時間等の測定し、異常判定用の情報を取得する。

入出力ポート２５は、バッテリパック装着部２１に設けられた各種端子に対応する端子が設けられる。そして、バッテリパック２０を本体部１に装着した際には、入出力ポート２５を介して、バッテリパック２０の充放電動作、及び、異常判定用の情報（電池の電圧降下に関する情報）の出力動作が行われる。

＜３．バッテリパックの検査手法＞
次に、上記実施形態で説明したバッテリパック２０及びそれを備える情報処理装置１００におけるバッテリパック２０の検査手法の一例を説明する。

［検査手法の原理］
本実施形態では、例えば、初期不良、制御基板２３の消費電流異常（コンデンサリーク）、電極の溶接不良、電池セル中点の半田付け不良、電池セル３０内の異物混入（コンタミ）、電池セル３０の破損（穴空き）等の異常事象を検出する。

これらの異常事象が発生すると、例えば、バッテリパック２０全体及び／または各電池セルブロック２２の電圧降下率や、電池セルブロック２２間の電圧降下率のアンバランス量が大きくなる。それゆえ、バッテリパック２０全体及び／または各電池セルブロック２２の電圧降下率を測定することにより、上述のような異常事象を検出することができる。

なお、上述した異常事象により発生する電圧降下率やそのアンバランス量が大きい場合には、バッテリパック２０を本体部１に装着した状態でも検出できる。しかしながら、初期不良を除く他の異常事象による電圧降下率やそのアンバランス量は、通常微小であり、バッテリパック２０を本体部１に装着した状態では、充放電の影響により検出することが困難である。また、これらの異常事象の影響は、出荷時にはほとんど無いが、充電回数が増加するとともに大きくなり、非常に重大な不具合に発展する場合もある。

そこで、本実施形態では、上述した微小変化の異常事象を検出するため、バッテリパック２０が無負荷状態（充放電されない状態）にある間に、バッテリパック２０の電圧を及びその変化を測定し、その測定結果に基づいても異常検出を行う。これにより、バッテリパック２０を本体部１に装着した状態では検出が困難である上述した異常事象の検出も可能になる。

本実施形態におけるバッテリパック２０の検査手法の原理をより具体的に説明すると次のようになる。まず、本実施形態では、バッテリパック２０を本体部１から取り外して無負荷状態にする。その後、例えば、バッテリパック２０の電圧降下が、ほぼ一定の状態またはより安定した状態等において、マイコン２４により電池セル３０の電圧降下に関する情報を自動的に測定して記録する。なお、本実施形態では、電池セル３０の電圧降下に関する情報として、無負荷状態における各電池セルブロック２２の電圧及びその変化、並びに、バッテリパック２０の取り外し後の経過時間をマイコン２４で測定し、それらをマイコン２４内のＲＯＭに記録する。

次いで、バッテリパック２０が再度、本体部１に装着された際に、本体部１側で、取り外し中にバッテリパック２０に記録された各種データを読み取り、取り外し中のバッテリパック２０全体及び／または各電池セルブロック２２の電圧降下率ΔＶ／ｈを算出する。そして、本体部１のＣＰＵ１０１は、その算出結果に基づいて、バッテリパック２０に異常があるか否かを判別する。

なお、リチウムイオン電池は自己放電量が小さい。それゆえ、本実施形態のように電池セル３０としてリチウムイオン電池を用いた場合、無負荷状態における正常時の電圧降下率と、異常発生時の電圧降下率との差が比較的大きくなり、上述した異常事象を検出し易くなる。

［検査手法の具体例］
次に、本実施形態のバッテリパック２０の検査手法の具体例を、図４を参照しながら説明する。図４は、本実施形態で行うバッテリパック２０の検査手法の手順を示すフローチャートである。

なお、以下に説明するバッテリパック２０の検査手法は、主に、バッテリパック２０の製造後から出荷前の本体検査の間で実施する。これにより、異常のあるバッテリパック２０を出荷前により高精度にリジェクトすることができ、情報処理装置１００の安全性をより向上させることができる。ただし、本発明はこれに限定されず、情報処理装置１００の出荷後に、下記検査を自動的に実施し、異常がある場合にはその旨のメッセージを表示部２等に表示し、ユーザにバッテリパック２０の異常を通知するようにしてもよい。

まず、バッテリパック２０を本体部１から取り外す（ステップＳ１）。なお、バッテリパック２０の製造完了直後は、ステップＳ１は行われない。バッテリパック２０が非装着状態になると、マイコン２４は、省電力モード（スリープ状態）に移行する（ステップＳ２）。

次いで、バッテリパック２０が非装着状態になってから１０分後（第１の時刻）、マイコン２４は、各電池セルブロック２２の電圧Ｖｏｕｔを測定し、この電圧Ｖｏｕｔを取り外し時の初期電圧Ｖｏｕｔ（第１電圧）として、マイコン２４内のＲＯＭに記憶する。また、この際、マイクロコンピュータ２４は、バッテリパック２０の取り外しからの経過時間Ｔｏｕｔ（以下、非装着時間Ｔｏｕtという）のカウントを開始する（ステップＳ３）。さらに、ステップＳ３では、バッテリパック２０の本体部１への次の装着時に行われる異常判定で用いられる各電池セルブロック２２の装着時電圧Ｖｉｎの初期値として、初期電圧Ｖｏｕｔを記録する。

なお、ステップＳ３において、バッテリパック２０が取り外されてから１０分後に各電池セルブロック２２の電圧を測定するが、これは、バッテリパック２０が取り外し直後は、各電池セルブロック２２の電圧変動が比較的大きいためである。バッテリパック２０が取り外されてから約１０分程度経つと、各電池セルブロック２２の電圧変動が安定するので、非装着状態における初期電圧Ｖｏｕｔとしては、バッテリパック２０が取り外されてから１０分後の電圧値を用いる。ただし、初期電圧Ｖｏｕｔを測定する時間は、バッテリパック２０が取り外されてから１０分後に限定されない。例えば、電池セル３０の種類やセルブロック構成、用途等に応じて適宜変更できる。

次いで、マイコン２４は、非装着時間Ｔｏｕｔのカウント開始（ステップＳ３）後、または、非装着時間Ｔｏｕｔの更新（後述のステップＳ５）後から、１０分経過したか否かを判定する（ステップＳ４）。

ステップＳ４において、非装着時間Ｔｏｕｔのカウント開始（ステップＳ３）後、または、非装着時間Ｔｏｕｔの更新（後述のステップＳ５）後から１０分経過した場合、ステップＳ４はＹＥＳ判定となる。この場合、マイコン２４は、各電池セルブロック２２の電圧を測定し、その測定電圧を装着時電圧Ｖｉｎとし、さらに、非装着時間Ｔｏｕｔに１０分加算する（Ｔｏｕｔ＝Ｔｏｕｔ＋１０［ｍｉｎ］）（ステップＳ５）。すなわち、マイコン２４は、ステップＳ５において、装着時電圧Ｖｉｎ及び非装着時間Ｔｏｕｔを更新する。そして、ステップＳ５の処理後は、ステップＳ４に戻り、ステップＳ４の判定処理が繰り返される。

一方、ステップＳ４において、非装着時間Ｔｏｕｔのカウント開始（ステップＳ３）後、または、非装着時間Ｔｏｕｔの更新（後述のステップＳ５）後から１０分経過していない場合、ステップＳ４はＮＯ判定となる。この場合、マイコン２４は、バッテリパック２０が本体部１に装着されたか否かを判定する（ステップＳ６）。

ステップＳ６において、バッテリパック２０が本体部１に装着されていない場合、ステップＳ６はＮＯ判定となる。この場合、ステップＳ４に戻り、マイコン２４は、上述したステップＳ４以降の処理を繰り返す。

一方、ステップＳ６において、バッテリパック２０が本体部１に装着された場合、ステップＳ６はＹＥＳ判定となる。この場合、マイコン２４は、ステップＳ５で更新された最新（第２の時刻）の各電池セルブロック２２の装着時電圧Ｖｉｎ（第２電圧）及び非装着時間Ｔｏｕｔ（所定時間）をマイコン２４内のＲＯＭに記録する。さらに、この際、マイコン２４は、ステップＳ３で測定した初期電圧Ｖｏｕｔをマイコン２４内のＲＯＭに記録する。すなわち、マイコン２４は、非装着時に測定した最新の各電池セルブロック２２の装着時電圧Ｖｉｎ及び非装着時間Ｔｏｕｔ、並びに、初期電圧Ｖｏｕｔからなるデータセット（電池の電圧降下に関する情報）をマイコン２４内のＲＯＭに記録する（ステップＳ７）。

次いで、マイコン２４は、前回のバッテリパック２０の装着時に用いた異常判定用のデータセット（非装着時間Ｔｏｕｔが最長（Ｔｏｕｔ＿ｍａｘ）であるデータセット）をマイコン２４内のＲＯＭから読み出す。そして、マイコン２４は、読み出した異常判定用のデータセット内の最長非装着時間Ｔｏｕｔ＿ｍａｘと、今回の装着時にステップＳ７で記録されたデータセット内の非装着時間Ｔｏｕｔとを比較する（ステップＳ８）。

ステップＳ８において、今回の装着時に記録されたデータセット内の非装着時間Ｔｏｕｔが、最長非装着時間Ｔｏｕｔ＿ｍａｘ以下である場合、ステップＳ８はＮＯ判定となり、後述するステップＳ１０以降の処理に移行する。

一方、ステップＳ８において、今回の装着時に記録されたデータセット内の非装着時間Ｔｏｕｔが、最長非装着時間Ｔｏｕｔ＿ｍａｘより長い場合、ステップＳ８はＹＥＳ判定となる。この場合、マイコン２４は、今回の装着時にステップＳ７で記録したデータセットを、バッテリパック２０の異常判定用のデータセットとしてマイコン２４内のＲＯＭに記録する（ステップＳ９）。すなわち、マイコン２４は、ステップＳ９において、バッテリパック２０の異常判定用のデータセットを更新する。

なお、バッテリパック２０の異常判定用のデータセットとして、非装着時間Ｔｏｕｔが最長であるデータセットを用いる理由は、非装着時間Ｔｏｕｔが長い方が、電池セル３０の電圧降下をより検出し易く、異常をより確実に検出するためである。

次いで、本体部１のＣＰＵ１０１（異常判定部）は、バッテリパック２０の検査プログラムを起動し、ステップＳ９で更新された異常判定用のデータセットをバッテリパック２０から読み出す。そして、ＣＰＵ１０１は、下記式に従い、各電池セルブロック２２の電圧降下率ΔＶ／ｈ、及び、バッテリパック２０全体の電圧降下率ΔＶ＿ａｌｌ／ｈを算出する（ステップＳ１０）。
ΔＶ／ｈ＝（Ｖｏｕｔ−Ｖｉｎ）／（Ｔｏｕｔ＿ｍａｘ）
ΔＶ＿ａｌｌ／ｈ＝（Ｖｏｕｔ＿ａｌｌ−Ｖｉｎ＿ａｌｌ）／（Ｔｏｕｔ＿ｍａｘ）

なお、上記式中のＶｏｕｔ＿ａｌｌは、バッテリパック２０全体の初期電圧であり、異常判定用のデータセット中の各電池セルブロック２２の初期電圧Ｖｏｕｔを足し合わせることにより算出される。また、Ｖｉｎ＿ａｌｌは、バッテリパック２０全体の装着時電圧であり、異常判定用のデータセット中の各電池セルブロック２２の装着時電圧Ｖｉｎを足し合わせることにより算出される。

次いで、ＣＰＵ１０１は、算出した各電池セルブロック２２の電圧降下率ΔＶ／ｈ及び／またはバッテリパック２０全体の電圧降下率ΔＶ＿ａｌｌ／ｈに基づいて、バッテリパック２０に異常があるか否かを判定する（ステップＳ１１）。具体的には、例えば、ＣＰＵ１０１は、バッテリパック２０全体の電圧降下率ΔＶ＿ａｌｌ／ｈと、ＲＯＭ１０２に予め記憶された電圧降下率ΔＶ＿ａｌｌ／ｈの判定用閾値（例えば１［ｍＶ／ｈ］程度）とを比較する。

ステップＳ１１において、算出した電圧降下率ΔＶ＿ａｌｌ／ｈが判定用閾値以下である場合には、ＣＰＵ１０１は、バッテリパック２０に異常無しと判定する。この場合、ステップＳ１１はＮＯ判定となり、バッテリパック２０の検査を終了する。

一方、ステップＳ１１において、算出した電圧降下率ΔＶ＿ａｌｌ／ｈが判定用閾値より大きい場合には、ＣＰＵ１０１は、バッテリパック２０に異常有りと判定する。この場合、ステップＳ１１はＹＥＳ判定となり、バッテリパック２０の異常を例えば表示部２等を介して異常をユーザに通知する（ステップＳ１２）。なお、バッテリパック２０全体の電圧降下率ΔＶ＿ａｌｌ／ｈを用いた上記判定では、例えば制御基板２３の消費電流異常や、電池セル３０の破損等の異常を検出することがきる。

さらに、ステップＳ１１において、ＣＰＵ１０１は、例えば各電池セルブロック２２の電圧降下率ΔＶ／ｈを互いに比較する。

この際、電池セルブロック２２間の電圧降下率ΔＶ／ｈの差が所定閾値内であれば、ＣＰＵ１０１は、バッテリパック２０に異常無しと判定する。この場合、ステップＳ１１はＮＯ判定となり、バッテリパック２０の検査を終了する。

一方、電池セルブロック２２間の電圧降下率ΔＶ／ｈの差が所定閾値より大きい場合、ＣＰＵ１０１は、バッテリパック２０に異常有りと判定する。すなわち、他の電池セルブロック２２に比べて所定閾値以上に大きな電圧降下率ΔＶ／ｈを有する電池セルブロックが存在する場合、ＣＰＵ１０１は、バッテリパック２０に異常有りと判定する。この場合、ステップＳ１１は、ＹＥＳ判定なり、ＣＰＵ１０１は、バッテリパック２０の異常を例えば表示部２等を介して異常をユーザに通知する（ステップＳ１２）。なお、上述した各電池セルブロック２２の電圧降下率ΔＶ／ｈの比較判定では、例えば電極の溶接不良、電池セル中点の半田付け不良、電池セル３０の製造時の異物（金属）の混入等の影響によるセルバランスの異常を検出することがきる。

本実施形態では、上述のようにしてバッテリパック２０の異常を検査する。なお、上記バッテリパック２０の異常検査は、ある程度、充電されたバッテリパック２０に対して行うことが好ましい。より具体的には、バッテリパック２０の放電特性において電圧が残充電量の低下とともに直線的に低下するような領域内の残充填量を有するバッテリパック２０に上記検査手法を適用することが好ましい。このようなバッテリパック２０を用いることにより、上記検査手法で算出する電圧降下率のばらつきが小さくなる。

以上説明したように、本実施形態の検査手法では、バッテリパック２０を無負荷状態にして、その間のバッテリパック２０の電圧を及びその変化をバッテリパック２０内のマイコン２４で測定し、その測定結果に基づいて異常検出を行う。それゆえ、本実施形態では、バッテリパック２０が従来検出可能な異常事象だけでなく、充放電が行われている状態では検出困難な微小変化の各種異常事象も検出することができる。さらに、本実施形態の検査手法をバッテリパック２０の出荷前に行うことにより、より高品質のバッテリパック２０を市場に供給することができる。

また、本実施形態の検査手法では、上述した微小変化の各種異常事象を検出するため、例えば特殊な設備や回路変更等の必要性がなくなる。すなわち、実施形態のバッテリパック２０及びその検査手法では、より簡易な構成で、従来検出困難であったバッテリパック２０の異常原因を検出することができ、バッテリパック２０の安全性をより一層向上させることができる。

［各種変形例］
本発明のバッテリパック２０の検査手法の手順は、上述した図４に示す例に限定されず、次のように変更してもよい。なお、下記各種変形例においても、上記実施形態と同様の効果が得られる。

上記実施形態の検査手法では、カウント時間の判定ステップＳ４をバッテリパック２０の装着の有無の判定ステップＳ６より先に行ったが、本発明はこれに限定されない。例えば、ステップＳ６の判定処理をステップＳ４の判定処理より先に行ってもよい。

上記実施形態の検査手法では、電圧降下率を算出する処理（ステップＳ１０）を異常の判定処理（ステップＳ１１）の直前で行ったが、本発明はこれに限定されない。電圧降下率を算出する処理は、ステップＳ１１の前工程であれば任意のタイミングで算出することができる。例えば、図４中のステップＳ７において、データセットをマイコン２４内のＲＯＭに記録する際に、各電池セルブロック２２の電圧降下率ΔＶ／ｈ及びバッテリパック２０全体の電圧降下率ΔＶ＿ａｌｌ／ｈを算出してもよい。すなわち、異常判定用のデータセットに各電池セルブロック２２の電圧降下率ΔＶ／ｈ及びバッテリパック２０全体の電圧降下率ΔＶ＿ａｌｌ／ｈを含ませてもよい。

上記実施形態の検査手法では、異常判定用のデータセットとして、常に、最長非装着時間Ｔｏｕｔ＿ｍａｘを含むデータセットを用いる例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、バッテリパック２０の装着毎に図４中のステップＳ７で記録される最新のデータセットをそのまま異常判定用のデータセットとして用いてもよい。この場合には、非装着時間Ｔｏｕｔの比較判定処理（図４中のステップＳ８）及び異常判定用のデータセットの更新処理（図４中のステップＳ９）は省略でき、より簡易な検査手法になる。

上記実施形態の検査手法では、非装着時間Ｔｏｕｔの比較判定（図４中のステップＳ８）において、今回の装着時に記録されたデータセット内の非装着時間Ｔｏｕｔが、最長非装着時間Ｔｏｕｔ＿ｍａｘ以下である場合、ステップＳ１０以降の処理に移行する。しかしながら、本発明はこれに限定されない。ステップＳ８がＮＯ判定の場合、異常判定用のデータセットとして過去の検査済みのデータを用いることになるので、そのデータセットでの過去の検査結果は既知の状態となる。それゆえ、ステップＳ８がＮＯ判定であり、且つ、その過去の検査結果に異常が無い場合には、ステップＳ８後、検査を終了してもよい。

上記実施形態の検査手法では、図４中のステップＳ８において、非装着時間Ｔｏｕｔの代わりに、電圧降下量ΔＶ（ΔＶ＿ａｌｌ）を比較判定し、異常判定用のデータセットとして、常に、最大電圧降下量を含むデータセットを用いてもよい。

上記実施形態の検査手法では、図４中の電圧降下率を算出する処理ステップＳ１０以降の処理を本体部１で行う例を説明したが、本発明はこれに限定されない。

例えば、図４中の全ての処理をバッテリパック２０内のマイコン２４で行ってもよい。ただし、この場合には、例えば警告ランプ等をバッテリパック２０に設け、バッテリパック２０に異常がある場合には、例えば警告ランプ等を点灯させるようにすればよい。

また、例えば、図４中の非装着時間Ｔｏｕｔの比較判定処理（ステップＳ８）以降の処理を、本体部１のＣＰＵ１０１で行ってもよい。ただし、装着するバッテリパック２０が異なれば、その種類が同じでも、バッテリパック２０の特性が異なるので、この場合には、装着されたバッテリパック２０毎に適した処理を行う必要がある。それゆえ、この場合には、装着されたバッテリパック２０を個体識別するための識別情報（例えばＩＤ情報等）を異常判定用のデータセットに含ませることが好ましい。

上記実施形態の検査手法では、図４中のステップＳ１１において異常判定用のパラメータとして電圧降下率ΔＶ／ｈ（ΔＶ＿ａｌｌ／ｈ）を用いる例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、異常判定用のパラメータとして、電圧降下量ΔＶ（ΔＶ＿ａｌｌ）を用いてもよい。

上記実施形態の検査手法では、図４中のステップＳ１１の異常判定において、各電池セルブロック２２の電圧降下率ΔＶ／ｈ、及び、バッテリパック２０全体の電圧降下率ΔＶ＿ａｌｌ／ｈの両方を用いる例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば用途等に応じて、いずれか一方の電圧降下率のみを用いてもよい。

また、上記実施形態の検査手法では、バッテリパック２０を本体部１から取り外した状態（無負荷状態）で、電池セル３０の電圧降下に関する情報をマイコン２４で取得する例を説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、バッテリパック２０が本体部１に装着された状態であってもバッテリパック２０に対して充放電されない状態に設定できる機能を本体部１が備える場合には、上記実施形態の検査手法は適用可能である。また、バッテリパック２０が本体部１に装着された状態において、バッテリパック２０の消費電力が時間に対して一定となる場合にも、バッテリパック２０の電圧降下が一定となるので上記実施形態の検査手法は適用可能である。

なお、バッテリパック２０を本体部１に装着した状態で上記実施形態の検査手法を用いる場合には、電池セル３０の電圧降下に関する情報を、バッテリパック２０内のマイコン２４で取得してもよいし、本体部１側の例えばメインＣＰＵ等で取得してもよい。すなわち、バッテリパック２０を本体部１に装着した状態で上記実施形態の検査手法を実施する場合には、電池セル３０の電圧降下に関する情報を取得するための電圧情報取得部を本体部１側（バッテリパック２０の外部）に設けてもよい。

１…本体部、２…表示部、３…ヒンジ、２０…バッテリパック、２１…バッテリパック装着部、２２…電池セルブロック、２３…制御基板、２４…マイコン、２５…入出力ポート、３０…電池セル、３１…正電極、３２…負電極、３３…電圧検出ライン、１００…情報処理装置、１０１…ＣＰＵ、１０２…ＲＯＭ、１０３…ＲＡＭ

Claims (7)

1. 充放電可能な電池と、
   対応する電子機器本体から取り外された状態における前記電池の電圧降下に関する情報を取得して記憶するマイクロコンピュータと
   を備え、
   前記電池の電圧降下に関する情報が、前記対応する電子機器本体から取り外された状態の期間における、所定時刻の第１電圧と、前記所定時刻から所定期間毎に繰り返して取得され且つ前記所定期間毎に更新される第２電圧と、前記所定期間毎に更新される、前記所定時刻と前記第２電圧が取得された時刻との間の非装着時間とを含み、
   前記マイクロコンピュータは、前記対応する電子機器本体から取り外された状態が発生する度に、前記電池の電圧降下に関する情報を記憶し、前記対応する電子機器本体から取り外された状態の期間が最長であるときの前記電池の電圧降下に関する情報を、バッテリパックの異常判定用のデータセットとして記憶する
   バッテリパック。
2. さらに、複数の前記電池から構成される電池セルブロックを複数備え、
   前記マイクロコンピュータが、前記対応する電子機器本体から取り外された状態において、前記電池の電圧降下に関する情報として前記電池セルブロック毎の電圧降下に関する情報を取得して記憶する
   請求項１に記載のバッテリパック。
3. 電子機器本体と、
   充放電可能な電池と、前記電子機器本体から取り外された状態における前記電池の電圧降下に関する情報を取得して記憶するマイクロコンピュータとを有するバッテリパックと、
   を備え、
   前記電池の電圧降下に関する情報が、前記バッテリパックが前記電子機器本体から取り外された状態の期間における、所定時刻の第１電圧と、前記所定時刻から所定期間毎に繰り返して取得され且つ前記所定期間毎に更新される第２電圧と、前記所定期間毎に更新される、前記所定時刻と前記第２電圧が取得された時刻との間の非装着時間とを含み、
   前記マイクロコンピュータは、前記バッテリパックが電子機器本体から取り外された状態が発生する度に、前記電池の電圧降下に関する情報を記憶し、前記バッテリパックが前記電子機器本体から取り外された状態の期間が最長であるときの前記電池の電圧降下に関する情報を、バッテリパックの異常判定用のデータセットとして記憶し、
   前記電子機器本体は、
   前記バッテリパックが装着されるバッテリパック装着部と、
   前記バッテリパック装着部に装着された前記バッテリパックに記憶された前記異常判定用のデータセットを読み出し、該読み出した異常判定用のデータセットに基づいて前記バッテリパックに異常が有るか否かを判定する異常判定部とを有し、
   前記異常判定部は、前記バッテリパックから読み出した前記異常判定用のデータセットに含まれる前記第１電圧、前記第２電圧及び前記非装着時間に基づいて、前記バッテリパックが前記電子機器本体から取り外された状態の期間における前記バッテリパックの電圧降下率を算出し、該電圧降下率に基づいて、前記バッテリパックに異常が有るか否かを判定する
   電子機器。
4. 前記バッテリパックは、さらに、複数の前記電池から構成される電池セルブロックを複数有し、
   前記マイクロコンピュータは、前記バッテリパックが前記電子機器本体から取り外された状態において、前記電池の電圧降下に関する情報として前記電池セルブロック毎の電圧降下に関する情報を取得して記憶し、
   前記異常判定部は、前記バッテリパックから読み出した前記異常判定用のデータセットに基づいて、前記バッテリパックが前記電子機器本体から取り外された状態の期間におけるバッテリパック全体の第１の電圧降下率及び電池セルブロック毎の第２の電圧降下率を算出し、該第１の電圧降下率及び該第２の電圧降下率に基づいて、前記バッテリパックに異常が有るか否かを判定する
   請求項３に記載の電子機器。
5. 前記電子機器本体から取り外された際の前記バッテリパックの残充電量が、前記バッテリパックの放電特性において電圧が残充電量の低下とともに直線的に低下する領域内の残充電量である
   請求項３又は４に記載の電子機器。
6. 充放電可能な電池及びマイクロコンピュータを有するバッテリパックと、該バッテリパックが装着されるバッテリパック装着部及び該バッテリパック装着部に装着された該バッテリパックに異常が有るか否かを判定する異常判定部を有する電子機器本体とを備える電子機器の前記バッテリパックの前記マイクロコンピュータが、前記バッテリパックが前記電子機器本体から取り外された状態において、所定時刻の第１電圧と、前記所定時刻から所定期間毎に繰り返して取得され且つ前記所定期間毎に更新される第２電圧と、前記所定期間毎に更新される、前記所定時刻と前記第２電圧が取得された時刻との間の非装着時間とを含む前記電池の電圧降下に関する情報を取得して記憶するステップと、
   前記マイクロコンピュータが、前記バッテリパックが前記電子機器本体から取り外された状態が発生する度に、前記電池の電圧降下に関する情報を記憶し、前記バッテリパックが前記電子機器本体から取り外された状態の期間が最長であるときの前記電池の電圧降下に関する情報を、バッテリパックの異常判定用のデータセットとして記憶するステップと、
   前記異常判定部が、前記バッテリパックが前記電子機器本体に取り付けられた後、前記バッテリパックに記憶された前記異常判定用のデータセットを、前記バッテリパック装着部を介して読み出すステップと、
   前記異常判定部が、前記バッテリパックから読み出した前記異常判定用のデータセットに含まれる前記第１電圧、前記第２電圧及び前記非装着時間に基づいて、前記バッテリパックが前記電子機器本体から取り外された状態の期間における前記バッテリパックの電圧降下率を算出し、該電圧降下率に基づいて、前記バッテリパックに異常が有るか否かを判定するステップと
   を含むバッテリパックの検査方法。
7. 前記バッテリパックは、さらに、複数の前記電池から構成される電池セルブロックを複数有し、
   前記マイクロコンピュータが前記電池の電圧降下に関する情報を取得して記憶するステップが、前記マイクロコンピュータが前記電池セルブロック毎の電圧降下に関する情報を取得して記憶するステップを含み、
   前記異常判定部が前記バッテリパックに異常が有るか否かを判定するステップが、
   前記異常判定部が前記バッテリパックから読み出した前記異常判定用のデータセットに基づいて、前記バッテリパックが前記電子機器本体から取り外された状態の期間におけるバッテリパック全体の第１の電圧降下率及び電池セルブロック毎の第２の電圧降下率を算出するステップと、
   前記異常判定部が、算出された前記第１の電圧降下率及び前記第２の電圧降下率に基づいて、前記バッテリパックに異常が有るか否かを判定するステップとを含む
   請求項６に記載のバッテリパックの検査方法。

Images