JPH09257886A - 電池を電源とする製品の寿命計測装置 - Google Patents
電池を電源とする製品の寿命計測装置Info
- Publication number
- JPH09257886A JPH09257886A JP8101828A JP10182896A JPH09257886A JP H09257886 A JPH09257886 A JP H09257886A JP 8101828 A JP8101828 A JP 8101828A JP 10182896 A JP10182896 A JP 10182896A JP H09257886 A JPH09257886 A JP H09257886A
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- JP
- Japan
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- battery
- load
- measurement
- time
- product
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- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 計測者を介在することなく電池を電源とする
製品に対する寿命試験を夜間においても自動計測を行わ
せ、電池の寿命確認試験を短期間で行うことを目的とす
る。 【構成】 ソレノイドやモータ等の負荷手段と、該負荷
手段へ電力を供給する電池と、該電池と負荷手段とを接
続、離脱するスイッチ手段と、該スイッチ手段を駆動す
る条件を設定する設定手段と、該設定手段に設定された
条件に従ってスイッチ手段を駆動する駆動手段とからな
る電池を電源とする製品の寿命計測装置
製品に対する寿命試験を夜間においても自動計測を行わ
せ、電池の寿命確認試験を短期間で行うことを目的とす
る。 【構成】 ソレノイドやモータ等の負荷手段と、該負荷
手段へ電力を供給する電池と、該電池と負荷手段とを接
続、離脱するスイッチ手段と、該スイッチ手段を駆動す
る条件を設定する設定手段と、該設定手段に設定された
条件に従ってスイッチ手段を駆動する駆動手段とからな
る電池を電源とする製品の寿命計測装置
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一次電池若しくは
二次電池を使った製品の電池寿命予測のための試験装置
に関する。
二次電池を使った製品の電池寿命予測のための試験装置
に関する。
【0002】
【従来技術】従来、電池製造時のばらつきを抑えるため
に、同時に製造されたロットの中の1つを抽出し、抵抗
を電池に常に接続した状態として、実寿命もしくは電池
電圧の時間推移を測定して、その測定値が理論値と合っ
ているかを確認し、電池寿命にばらつきが無いようにし
ている。
に、同時に製造されたロットの中の1つを抽出し、抵抗
を電池に常に接続した状態として、実寿命もしくは電池
電圧の時間推移を測定して、その測定値が理論値と合っ
ているかを確認し、電池寿命にばらつきが無いようにし
ている。
【0003】また、電池を電源とする製品では、その製
品の使用者がどの程度の期間で電池交換を行えばよいか
示す目安として、推奨期間をカタログ等に明示してい
る。しかし、この推奨期間を決めるためには、理論計算
により求められる値(即ち、電池に蓄積された電荷量を
負荷抵抗値で単純に割った値)では、信頼性が確保され
ない。なぜなら、実使用においては負荷を常に接続して
いることは少なく、間欠的に負荷を接続して使用してい
るケースが多いからである。即ち、負荷接続時、遮断時
等の過渡状態が頻繁に発生するために、電池の蓄積電荷
量が同じであっても、電池自身の構造上のばらつきによ
って、過渡状態での電荷消費が異なるため、製品に搭載
されたときの電池寿命は変わってくる可能性がある。
品の使用者がどの程度の期間で電池交換を行えばよいか
示す目安として、推奨期間をカタログ等に明示してい
る。しかし、この推奨期間を決めるためには、理論計算
により求められる値(即ち、電池に蓄積された電荷量を
負荷抵抗値で単純に割った値)では、信頼性が確保され
ない。なぜなら、実使用においては負荷を常に接続して
いることは少なく、間欠的に負荷を接続して使用してい
るケースが多いからである。即ち、負荷接続時、遮断時
等の過渡状態が頻繁に発生するために、電池の蓄積電荷
量が同じであっても、電池自身の構造上のばらつきによ
って、過渡状態での電荷消費が異なるため、製品に搭載
されたときの電池寿命は変わってくる可能性がある。
【0004】従って、実際の製品に電池をセットしたも
のを複数個用いて試験を行い、その試験結果により推奨
期間を決定する。この試験は、実際の使用を仮定し、仮
定された条件又は加速条件(リアルタイムではなく、短
縮された時間を用いる)を設定して、製品を駆動し、電
池の実寿命もしくは電池電圧の時間推移を測定すること
で行われる。そして、その測定値と理論値との差異及び
その要因を把握した上で、平均的な寿命を算出し、それ
を推奨期間として決定している。
のを複数個用いて試験を行い、その試験結果により推奨
期間を決定する。この試験は、実際の使用を仮定し、仮
定された条件又は加速条件(リアルタイムではなく、短
縮された時間を用いる)を設定して、製品を駆動し、電
池の実寿命もしくは電池電圧の時間推移を測定すること
で行われる。そして、その測定値と理論値との差異及び
その要因を把握した上で、平均的な寿命を算出し、それ
を推奨期間として決定している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、例えば、洗
面器等に設置される自動水栓における上記試験は、実際
の製品に電池をセットし、該電池の閉路電圧と開路電圧
とを測定することで行われるのだが、そのためには、電
池端子に測定用信号線を半田付けし、該測定用信号線に
リレー、タイマー、カウンター、オシロスコープを接続
する必要がある。
面器等に設置される自動水栓における上記試験は、実際
の製品に電池をセットし、該電池の閉路電圧と開路電圧
とを測定することで行われるのだが、そのためには、電
池端子に測定用信号線を半田付けし、該測定用信号線に
リレー、タイマー、カウンター、オシロスコープを接続
する必要がある。
【0006】また、タイマー、カウンターで動作間隔、
動作回数、動作休止時間、負荷の接続時間、開閉時間、
充電時間等を設定し、該設定に基づいてリレーで製品を
駆動し、予め決められた時間毎に、計測者がオシロスコ
ープで電圧及び電流を計測し、その後、そのデータを用
いてグラフ等を描き、そのグラフ等から寿命予測、不具
合事象の推測、予防等を行っている。なお、電池端子と
測定用信号線を半田付けするのは、接触抵抗が変化しな
いようにするためである。また、動作間隔、動作回数、
動作休止時間、負荷の接続時間、開閉時間、充電時間等
の設定は実際に使われる使用条件に近付けるために過去
の類似製品の使用頻度等のデータを用いて決定される。
動作回数、動作休止時間、負荷の接続時間、開閉時間、
充電時間等を設定し、該設定に基づいてリレーで製品を
駆動し、予め決められた時間毎に、計測者がオシロスコ
ープで電圧及び電流を計測し、その後、そのデータを用
いてグラフ等を描き、そのグラフ等から寿命予測、不具
合事象の推測、予防等を行っている。なお、電池端子と
測定用信号線を半田付けするのは、接触抵抗が変化しな
いようにするためである。また、動作間隔、動作回数、
動作休止時間、負荷の接続時間、開閉時間、充電時間等
の設定は実際に使われる使用条件に近付けるために過去
の類似製品の使用頻度等のデータを用いて決定される。
【0007】従って、計測者は決められた時間に定期的
にデータを取る必要があったため、精神的にも肉体的に
もかなり疲れる作業であった。
にデータを取る必要があったため、精神的にも肉体的に
もかなり疲れる作業であった。
【0008】
【課題を達成するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、ソレノイドやモータ等の負荷手
段と、該負荷手段へ電力を供給する電池と、該電池と負
荷手段とを接続、離脱するスイッチ手段と、該スイッチ
手段を駆動する条件を設定する設定手段と、該設定手段
に設定された条件に従ってスイッチ手段を駆動する駆動
手段とにより構成した。
に、本発明においては、ソレノイドやモータ等の負荷手
段と、該負荷手段へ電力を供給する電池と、該電池と負
荷手段とを接続、離脱するスイッチ手段と、該スイッチ
手段を駆動する条件を設定する設定手段と、該設定手段
に設定された条件に従ってスイッチ手段を駆動する駆動
手段とにより構成した。
【0009】そして、前記負荷手段は、電池を電源とす
る製品の負荷構成部で構成した。
る製品の負荷構成部で構成した。
【0010】更に、スイッチ手段接続時の電池電圧とス
イッチ手段離脱時の電池電圧を測定する測定手段を設け
た。
イッチ手段離脱時の電池電圧を測定する測定手段を設け
た。
【0011】
【作用】本発明によれば、計測者を介在することなく電
池を電源とする製品に対する寿命試験を行うことができ
る。そのため、夜間においても自動計測を行うことがで
き、電池の寿命確認試験を短期間で行うことが可能とな
った。
池を電源とする製品に対する寿命試験を行うことができ
る。そのため、夜間においても自動計測を行うことがで
き、電池の寿命確認試験を短期間で行うことが可能とな
った。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の態様を、図
面により詳細に説明する。
面により詳細に説明する。
【0013】図1は、本発明に係る電池を電源とする製
品の寿命計測装置の概略構成を示すものである。図1に
おいて、1は、パーソナルコンピュータ等からなる制御
部、2は該パーソナルコンピュータ等に付属するキーボ
ード等からなる入力部、3はCRT等からなるモニタ
ー、4は、測定された電圧、電流、温度等のアナログ量
ををデジタル量に変換するためのA/D変換器41、4
2、43、44及び該A/D変換器のデータを一時的に
記憶するフリップフロップ回路等からなる記憶部45と
からなるA/D変換装置、5は、被測定電池、負荷及び
前記制御部により制御される接続リレーからなる測定装
置である。なお、測定装置には、雰囲気温度を測定する
ための温度センサも備えている。また、前記制御部1に
蓄積された測定データを別途処理するためのノート型パ
ーソナルコンピュータ等からなるデータ処理装置6、前
記制御部1に蓄積されたデータを経時的にグラフ処理し
たものを印刷するための印刷機7をインターフェースに
より制御部に接続している。なお、本実施例において
は、パーソナルコンピュータとして、日本電気製のPC
9801を用い、インターフェースとしてはRS232
Cを用いた。A/D変換装置4は4つの計測データを同
時に並列処理することが可能であり、並列処理されたデ
ータは、記憶部45により一時的に記憶され、制御部1
に順次シリアルに転送される。
品の寿命計測装置の概略構成を示すものである。図1に
おいて、1は、パーソナルコンピュータ等からなる制御
部、2は該パーソナルコンピュータ等に付属するキーボ
ード等からなる入力部、3はCRT等からなるモニタ
ー、4は、測定された電圧、電流、温度等のアナログ量
ををデジタル量に変換するためのA/D変換器41、4
2、43、44及び該A/D変換器のデータを一時的に
記憶するフリップフロップ回路等からなる記憶部45と
からなるA/D変換装置、5は、被測定電池、負荷及び
前記制御部により制御される接続リレーからなる測定装
置である。なお、測定装置には、雰囲気温度を測定する
ための温度センサも備えている。また、前記制御部1に
蓄積された測定データを別途処理するためのノート型パ
ーソナルコンピュータ等からなるデータ処理装置6、前
記制御部1に蓄積されたデータを経時的にグラフ処理し
たものを印刷するための印刷機7をインターフェースに
より制御部に接続している。なお、本実施例において
は、パーソナルコンピュータとして、日本電気製のPC
9801を用い、インターフェースとしてはRS232
Cを用いた。A/D変換装置4は4つの計測データを同
時に並列処理することが可能であり、並列処理されたデ
ータは、記憶部45により一時的に記憶され、制御部1
に順次シリアルに転送される。
【0014】図2は、図1の被測定電池、負荷及び接続
リレーの関係を示すものである。図において、9は、一
次電池若しくは二次電池からなる被測定電池、10は、
電池を電源とする製品の負荷構成部で構成した負荷、1
1は、接続リレー81(スイッチ手段)接続時の回路中
に流れる電流を測定するための標準抵抗である。なお、
接続リレー81(スイッチ手段)接続時の回路中に流れ
る電流の測定は、前記標準抵抗11の両端に接続リレー
82を介して接続されたA/D変換器41によって行わ
れる。また、接続リレー81開放時の電池両端電圧(O
CV)及び接続時の電池両端電圧(CCV)の測定は、
前記被測定電池9の両端に接続リレー82を介して接続
されたA/D変換器41によって行われる。なお、電圧
と電流は同一のA/D変換器41によって行われる。ま
た、標準抵抗11は負荷10と比較して無視できる程度
のもので、且つ雰囲気温度によって抵抗値の変動が無
く、更に精度の高いものを使うのが望ましい。
リレーの関係を示すものである。図において、9は、一
次電池若しくは二次電池からなる被測定電池、10は、
電池を電源とする製品の負荷構成部で構成した負荷、1
1は、接続リレー81(スイッチ手段)接続時の回路中
に流れる電流を測定するための標準抵抗である。なお、
接続リレー81(スイッチ手段)接続時の回路中に流れ
る電流の測定は、前記標準抵抗11の両端に接続リレー
82を介して接続されたA/D変換器41によって行わ
れる。また、接続リレー81開放時の電池両端電圧(O
CV)及び接続時の電池両端電圧(CCV)の測定は、
前記被測定電池9の両端に接続リレー82を介して接続
されたA/D変換器41によって行われる。なお、電圧
と電流は同一のA/D変換器41によって行われる。ま
た、標準抵抗11は負荷10と比較して無視できる程度
のもので、且つ雰囲気温度によって抵抗値の変動が無
く、更に精度の高いものを使うのが望ましい。
【0015】図3は、図1の制御部の制御フローの概略
を示すものである。前記制御フローは、計測条件設定フ
ロー、計測フロー及びグラフ表示フローの3つからな
る。そして、前記計測条件設定フローでは図4に示され
るように、計測開始日時、動作時間、動作間隔、計測休
止時間、動作回数、計測間隔、及び負荷の種類を入力す
る。計測開始日時は、年月日を入力し、動作時間及び動
作間隔は秒刻みで設定することが可能である。計測休止
時間は、1日のうち何時から何時まで休止するかを入力
し、動作回数へは総動作回数を入力する。(若しくは、
動作間隔を入力しなかった場合、1日の動作回数を入力
し、自動的に動作間隔を決定することもできる。)計測
インターバルへは、動作毎にデータを計測するか若しく
は複数動作に1度計測を行うかを入力する。また、負荷
の種類には、抵抗負荷とラッチングソレノイド等からな
る開閉負荷と、自ら計測タイミングを指示する耐久用負
荷の3種類を選択可能としている。負荷の種類がラッチ
ングソレノイド等の開閉負荷であれば、開通電時間、閉
通電時間、開保持時間を更に入力する。開通電時間及び
閉通電時間はミリ秒刻み、開保持時間は秒刻みで設定可
能である。また、耐久用負荷であれば、耐久用負荷から
計測の要求信号があった場合にその時の電流値、電圧値
等の計測を行う。計測が終了すれば、終了信号を耐久用
負荷へ送り、その信号に基づいて耐久用負荷は次の計測
タイミングまで待機状態となる。計測条件設定フローで
入力された条件に従って、計測フローで実際に計測を行
う。計測されたデータはパーソナルコンピュータの記憶
部(図示無し)へ記憶され、グラフ表示フローにより、
グラフ化され、前記モニタ−3に表示される。必要であ
れば、モニターに表示された画面を印刷機へ印刷するこ
とも可能である。
を示すものである。前記制御フローは、計測条件設定フ
ロー、計測フロー及びグラフ表示フローの3つからな
る。そして、前記計測条件設定フローでは図4に示され
るように、計測開始日時、動作時間、動作間隔、計測休
止時間、動作回数、計測間隔、及び負荷の種類を入力す
る。計測開始日時は、年月日を入力し、動作時間及び動
作間隔は秒刻みで設定することが可能である。計測休止
時間は、1日のうち何時から何時まで休止するかを入力
し、動作回数へは総動作回数を入力する。(若しくは、
動作間隔を入力しなかった場合、1日の動作回数を入力
し、自動的に動作間隔を決定することもできる。)計測
インターバルへは、動作毎にデータを計測するか若しく
は複数動作に1度計測を行うかを入力する。また、負荷
の種類には、抵抗負荷とラッチングソレノイド等からな
る開閉負荷と、自ら計測タイミングを指示する耐久用負
荷の3種類を選択可能としている。負荷の種類がラッチ
ングソレノイド等の開閉負荷であれば、開通電時間、閉
通電時間、開保持時間を更に入力する。開通電時間及び
閉通電時間はミリ秒刻み、開保持時間は秒刻みで設定可
能である。また、耐久用負荷であれば、耐久用負荷から
計測の要求信号があった場合にその時の電流値、電圧値
等の計測を行う。計測が終了すれば、終了信号を耐久用
負荷へ送り、その信号に基づいて耐久用負荷は次の計測
タイミングまで待機状態となる。計測条件設定フローで
入力された条件に従って、計測フローで実際に計測を行
う。計測されたデータはパーソナルコンピュータの記憶
部(図示無し)へ記憶され、グラフ表示フローにより、
グラフ化され、前記モニタ−3に表示される。必要であ
れば、モニターに表示された画面を印刷機へ印刷するこ
とも可能である。
【0016】尚、図6は、動作時間1秒(=開保持時間
−開通電時間−閉通電時間)、動作間隔6.5秒、動作
休止時間は23時から翌日の5時まで、動作回数20万
回、計測間隔は動作150回に1度計測、負荷の種類は
開閉負荷、開通電時間及び閉通電時間は100ms、と
して計測したタイムチャートを示している。動作回数を
20万回に設定しているため、計測開始から24日後に
計測が終了する。なお、計測を継続するのであれば、動
作回数を再度入力して、計測を継続することができる。
−開通電時間−閉通電時間)、動作間隔6.5秒、動作
休止時間は23時から翌日の5時まで、動作回数20万
回、計測間隔は動作150回に1度計測、負荷の種類は
開閉負荷、開通電時間及び閉通電時間は100ms、と
して計測したタイムチャートを示している。動作回数を
20万回に設定しているため、計測開始から24日後に
計測が終了する。なお、計測を継続するのであれば、動
作回数を再度入力して、計測を継続することができる。
【0017】図7は、本発明に係る電池を電源とする製
品の寿命計測装置を用いて測定したデータの一例を示す
ものである。電池を電源とする製品の制御部には通常マ
イコンなどが使われるので、マイコンの動作最低保証電
圧であるCCV電圧が4.4Vを下回ると、マイコンが
暴走する恐れがあるため、4.4Vを電池切れの目安と
して用いるが、図7においては、20万回動作した後
も、4.4V以上の電圧を保持しているため、この製品
は電池交換無しに、20万回の使用を保証することがで
きる。この20万回を想定される使用頻度等から逆算し
て、製品の電池寿命を決定する。なお、本実施例におい
て、CCV電圧4.4Vのときを電池切れの目安とした
が、製品に使われるマイコンによって動作保証最低電圧
が異なるので、使用されるマイコンに応じ電池切れの目
安として用いる電圧値は異なる。また、安全率をみて、
電池切れの目安とする電圧=を動作保証最低電圧よりも
若干高めに設定しても良い。
品の寿命計測装置を用いて測定したデータの一例を示す
ものである。電池を電源とする製品の制御部には通常マ
イコンなどが使われるので、マイコンの動作最低保証電
圧であるCCV電圧が4.4Vを下回ると、マイコンが
暴走する恐れがあるため、4.4Vを電池切れの目安と
して用いるが、図7においては、20万回動作した後
も、4.4V以上の電圧を保持しているため、この製品
は電池交換無しに、20万回の使用を保証することがで
きる。この20万回を想定される使用頻度等から逆算し
て、製品の電池寿命を決定する。なお、本実施例におい
て、CCV電圧4.4Vのときを電池切れの目安とした
が、製品に使われるマイコンによって動作保証最低電圧
が異なるので、使用されるマイコンに応じ電池切れの目
安として用いる電圧値は異なる。また、安全率をみて、
電池切れの目安とする電圧=を動作保証最低電圧よりも
若干高めに設定しても良い。
【0018】
【効果】本発明によれば、計測者を介在することなく電
池を電源とする製品に対する寿命試験を自動で行うこと
ができる。そのため、夜間においても自動計測を行うこ
とができ、電池の寿命確認試験を短期間で行うことが可
能となった。
池を電源とする製品に対する寿命試験を自動で行うこと
ができる。そのため、夜間においても自動計測を行うこ
とができ、電池の寿命確認試験を短期間で行うことが可
能となった。
【図1】本発明に係る電池を電源とする製品の寿命計測
装置の概略構成を示すものである。
装置の概略構成を示すものである。
【図2】図1の被測定電池、負荷及び接続リレーの関係
を示すものである。
を示すものである。
【図3】図1の制御部の制御フローの概略を示すもので
ある。
ある。
【図4】図3の計測条件設定の入力フローを示すもので
ある。
ある。
【図5】図3の計測フローを示すものである。
【図6】本発明に係る電池を電源とする製品の寿命計測
装置の測定タイムチャートの一例を示すものである。
装置の測定タイムチャートの一例を示すものである。
【図7】図6に示すタイムチャートに従い、測定したデ
ータに基づき、グラフ化した一例を示すものである。
ータに基づき、グラフ化した一例を示すものである。
1:制御部、2:入力部、3:モニター、4:A/D変
換装置、41〜44:A/D変換器、45:記憶部、
5:測定装置、6:データ処理装置、7:印刷機、8
1、82:接続リレー、9:被測定電池、10:負荷、
11標準抵抗
換装置、41〜44:A/D変換器、45:記憶部、
5:測定装置、6:データ処理装置、7:印刷機、8
1、82:接続リレー、9:被測定電池、10:負荷、
11標準抵抗
Claims (3)
- 【請求項1】 ソレノイドやモータ等の負荷手段と、該
負荷手段へ電力を供給する電池と、該電池と負荷手段と
を接続、離脱するスイッチ手段と、該スイッチ手段を駆
動する条件を設定する設定手段と、該設定手段に設定さ
れた条件に従ってスイッチ手段を駆動する駆動手段とか
らなる電池を電源とする製品の寿命計測装置 - 【請求項2】 前記負荷手段は、電池を電源とする製品
の負荷構成部であることを特徴とする請求項1記載の電
池を電源とする製品の寿命計測装置 - 【請求項3】 スイッチ手段接続時の電池電圧とスイッ
チ手段離脱時の電池電圧を測定する測定手段を設けたこ
とを特徴とする請求項1記載の電池を電源とする製品の
寿命計測装置
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8101828A JPH09257886A (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 電池を電源とする製品の寿命計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8101828A JPH09257886A (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 電池を電源とする製品の寿命計測装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09257886A true JPH09257886A (ja) | 1997-10-03 |
Family
ID=14310969
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8101828A Pending JPH09257886A (ja) | 1996-03-19 | 1996-03-19 | 電池を電源とする製品の寿命計測装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09257886A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008535325A (ja) * | 2005-03-25 | 2008-08-28 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | 無線デバイスのバッテリー性能管理装置および方法 |
-
1996
- 1996-03-19 JP JP8101828A patent/JPH09257886A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008535325A (ja) * | 2005-03-25 | 2008-08-28 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | 無線デバイスのバッテリー性能管理装置および方法 |
JP4658186B2 (ja) * | 2005-03-25 | 2011-03-23 | クゥアルコム・インコーポレイテッド | 無線デバイスのバッテリー性能管理装置および方法 |
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