JP2001051031A - 充電電池あるいは充電電池パック - Google Patents
充電電池あるいは充電電池パックInfo
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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Abstract
出力することが可能で、かつ、充電電池の使用効率を向
上させることができる内部回路を有する充電電池あるい
は充電電池パックを提供することにある。 【解決手段】第1、第2のデータ記憶手段を設けて、ま
ず、第1のデータ記憶手段により放電電流値に応じて変
動する放電停止電圧までの総放電容量をそのときの放電
電流値で参照できるようにし、現在の放電電流値からそ
のときの総放電容量を予測して、第2のデータ記憶手段
により積算放電量の計算の誤差を低減して放電電荷の残
量を算出する。これによりそのときどきの放電電流に対
応して残量をより精度が高く得ダイナミックに算出 す
ることができる。
Description
は充電電池パックに関し、詳しくは、充電コントローラ
を有するリチウム・イオン二次蓄電池(以下リチウム電
池)あるいはその充電電池パックにおいて、電池の使用
状態に応じた電池の残容量を外部に出力することが可能
な内部回路を有する充電電池および充電電池パックに関
する。
が放電後の状態にあものとすれば、最初は定電流での充
電が行われ、次にかなり充電されてほぼ満充電に近い状
態になったときに定電圧での充電形態に切り換わり、こ
の定電圧充電の下で、充電電流が所定値以下になったと
き、あるいは充電電圧が所定値以上になったとき、十分
に充電が行われたものとしてスイッチをOFFして充電
を終了させる制御が行われている。そして、リチウムイ
オン電池あるいはその充電電池パック側には、過充電を
防止するために充電制御のコントローラ(またはその一
部の回路)が内蔵されあるいは一体化されている。
(以下充電電池で代表)は、携帯型のコンピュータやハ
ンドヘルド電子装置等の電子装置に内蔵され、充電電池
の電圧が所定値以下に降下すると電子装置側の充電回路
により充電が行われ、その充電電流を受け、充電が完了
したときに充電を終了させ、電池駆動のときには電子装
置側に電力を供給するために放電を行う。そのために充
電制御のコントローラは、充電電池の正極側と充電端子
との間を双方向に電流を流す継電器あるいは継電デバイ
スを設けて電流方向を切換える。また、充電、放電のそ
れぞれの方向には直列にダイオードを挿入して一方向の
電流を選択し、逆方向の電流を阻止するダイオード切換
回路を有している。この種の充電電池を有する電子装置
にあっては、AC電源に接続され電子装置が動作してい
ないとき、あるいは動作しているときに、充電電池に対
して充電が行われ、AC電源が取り外されて電子装置を
動作させるときには充電電池からの電力により電子装置
が動作する。
バッテリーとしてスマートバッテリ規格に従ったバッテ
リーが開発され、使用されている。このスマートバッテ
リ規格では、SMバスにより電子装置内のプロセッサ
(MPU)と充電電池に内部回路として設けられたプロ
セッサを有するコントロール回路とが接続されて、充電
電池の状態を電子装置内のプロセッサ(MPU)にデー
タとして送出することができる。この電池の状態として
転送されるデータの1つに、充電電池の残容量(以下残
量)を示すデータがある。充電電池の残量データは、通
常、電子装置内で予定されているデータ処理が現在の充
電電池の残量により誤動作なく、処理できるかどうかの
判定に利用される。
リ規格に従ったバッテリーにおいて、充電電池の残量を
電子装置側に送出する場合には、使用の都度放電電流値
を検出して満充電のときから現在までの使用電流値から
使用電荷量(使用放電量)を求め、求められた使用電荷
量をあらかじめ設定されている放電終止電圧までの総放
電容量(例えば、充電電池の電圧が3.0Vになったの
ときの固定の総放電容量値Qo)から減算することで求
められている。しかし、そのときどきの放電電流値や温
度等、その他の放電条件が相違すれば、それに応じて放
電停止までの総放電容量が相違するので、残量も変動し
てくる。これを考慮しない場合には、前記残量の算出に
放電条件の変動も含めた余裕のある残量計算をすること
が必要になる。そのため、算出される残量が不正確とな
り、充電電池が十分に活用されない状態で残量が出力さ
れ、充電が何回も繰り返され、かえって充電電池の使用
効率が悪くなるという問題がある。この発明の目的は、
このような従来技術の問題点を解決するものであって、
電池の使用状態に応じた電池の残容量を外部に出力する
ことが可能で、かつ、充電電池の使用効率を向上させる
ことができる内部回路を有する充電電池あるいは充電電
池パックを提供することにある。
るためのこの発明の充電電池あるいは充電電池パックの
構成は、充電された電荷を放電する放電条件に応じて満
充電から放電停止電圧までの総放電容量が変動する充電
電池において、電池本体あるいはこの電池本体が複数直
列に接続された組電池と、特定の放電電流値において満
充電から放電停止電圧まで放電したときの総放電容量を
特定の放電電流値複数についてこれとその放電停止電圧
までの総放電容量とを一義的に対応付けて記憶した放電
電流値対総放電容量の第1のデータ記憶手段と、あるい
は他の特定の放電電流値において満充電から所定の放電
電圧まで放電したときの積算放電量を特定の放電電流値
あるいは他の特定の放電電流値複数に対応して記憶した
第2のデータ記憶手段と、電池本体の現在の電圧値を検
出する電圧値検出手段と、現在の放電電流値を検出する
電流値検出手段と、電圧値検出手段から得られた電圧値
が実質的に所定の放電電圧に一致するものであるか否か
を判定する判定手段と、この判定手段からの判定結果に
応じて電圧値が実質的に所定の放電電圧に一致するとき
に電流値検出手段から得られた現在の放電電流値に基づ
いて第1のデータ記憶手段により得られるデータにより
現在の放電電流値に対応するあるいはそれに最も近い放
電停止電圧までの総放電容量を得て、かつ、第2のデー
タ記憶手段により得られる現在の放電電流値に対応する
積算放電量を得て、総放電容量から積算放電量とから放
電電荷の残容量を算出する残容量算出手段とを備えるも
のである。
充電電池や電池パックは、そのときどきの電子装置のデ
ータ処理内容に応じて多少放電電流値は変動するもの
の、ある放電電流値での処理はそれが継続して行われる
ことが多く、急激に変化することは少ない。そこで、そ
のときの放電電流値に対応する特定の放電電流値におい
て満充電から放電停止電圧まで放電したときの総放電容
量を、その電流値で放電しているときの放電停止電圧ま
での総放電容量として予測して使用しても実質的に大き
な誤差は生じない。一方、使用の都度放電電流値を検出
して満充電のときから現在までの使用電流値から使用電
荷量(積算放電量)を積算処理により求める場合には、
使用の都度放電電流値を検出して行うことになるので、
その回数が多くなると積算放電量の計算に誤差が累積さ
れて正確な残量が算出できない。このようなことから前
記のように第1、第2のデータ記憶手段を設けて、ま
ず、第1のデータ記憶手段により放電電流値に応じて変
動する放電停止電圧までの総放電容量をそのときの放電
電流値で参照できるようにし、現在の放電電流値からそ
のときの総放電容量を予測し、第2のデータ記憶手段に
より積算放電量の計算の誤差を低減して特定電圧におけ
る積算放電量を求めてこれと総放電容量とにより放電電
荷の残量を算出するようにしているので、そのときどき
の放電電流に対応して残量をより精度が高く、ダイナミ
ックに算出することができる。その結果、より精度の高
い残量検出や残時間検出が可能となり、充電電池の使用
効率を向上させることができる。
施例の電子装置に内蔵されるリチウム充電電池を中心と
する回路図、図2は、残量算出処理のフローチャート、
図3は、劣化度対応総放電容量テーブルの説明図、図4
は、特定電流値における総放電容量の特性の説明図、そ
して図5は、特定電圧における電流値対積算放電量値テ
ーブルの説明図である。図1において、20は、電子装
置であって、その内部には着脱可能に装着された電池内
充電制御回路を有する充電電池10を有している。充電
電池10は、リチウム電池セル(以下電池本体)1a,
1b,…,1nが複数(図では3個)、直列接続された
組電池を有していて、装置本体21に設けられた電源回
路22から充放電端子14a,充放電電源ライン+Vcc
(以下電源ライン+Vcc)、充放電切換スイッチ回路1
3を介して充電電流を受け、装置本体21は、充放電端
子14aを介して電池本体側からの放電電流により電力
が供給される。また、充電電池10は、装置本体21に
設けられたMPU23によりSMバス12を介して充電
電池10の現在の電池の残量が読出される。なお、電源
ライン+Vccは、充放電端子14aに接続され、これを
介して装置本体21に接続されている。また、グランド
ラインGNDLは、接地端子14bに接続され、これを
介して装置本体21のグランドGNDに接続されてい
る。ところで、ここで説明する充電電池10に内蔵され
る内蔵回路は、通常、CMOS等で構成され、クロック
周波数の低い、低消費電力型の回路が用いられる。その
動作電力は、非常に小さいものであり、ここでの内蔵回
路は、充電状態にあるときを除いて、充電電池からの電
力で動作する。また、充電電池10が満充電されたとき
の満充電検出は、電池本体の端子電圧が満充電に対応す
る所定値か、それ以上になったとき、例えば、4.3V
になったときに検出される。
電源との切り換え回路を有していて、通常は、商用AC
電源からの電力が供給されて装置本体21が動作する。
充電電池10の電池本体1aの正極側の電極と電源ライ
ン+Vccとの間に設けられた充放電切換スイッチ回路1
3は、充電側スイッチと放電側スイッチとを有してい
て、充電、放電に応じてコントローラ2により充電側ス
イッチと放電側スイッチとが充放電に応じてON、OF
F制御される。なお、この充放電切換スイッチ回路13
は、削除され、直接充放電電源ライン+Vccが電池本体
1aの正極側に接続されていてもよい。充電電池10の
内部には、このようなコントローラ2のほかに、電圧値
検出回路3、電流値検出回路4、温度検出回路5が設け
られている。
b,…,1nのそれぞれの正極側と負極側とに接続さ
れ、それぞれの端子電圧を検出してコントローラ2から
の制御信号に従ってコントローラ2にそれぞれ電池本体
の現在の電圧値を出力する。コントローラ2は、後述す
る積算量算出電圧判定プログラム7aをMPU9に実行
させて前記の制御信号を発生して、各電池本体1a,1
b,…,1nの端子電圧を電圧値検出回路3から各電池
本体対応に得て、そのうちのいずれか1つの電圧が3.
4Vか、あるいは3.2Vか否かの判定をする。これと
は別に、検出された電圧値に応じて電池本体1a,1
b,…,1nのいずれか1つが過充電あるいは過放電に
なったときには、充放電切換スイッチ回路13を制御し
て過充電のときに充電側のスイッチをOFFし、過放電
のときに放電側のスイッチをOFFしてそれぞれに充放
電動作を停止させる。電流値検出回路4は、検出抵抗R
sを有していて、この検出抵抗Rsは、電池本体1nの
負極側の電極とグランドラインGNDLとの間に直列に
挿入されている。そして、コントローラ2からの制御信
号に従ってコントローラ2に現在の充放電の電流値を出
力する。なお、充電電流か、放電電流かは、検出抵抗R
sの端子電圧の極性による。温度検出回路5は、温度セ
ンサ(図示せず)を有していて、温度センサからの信号
を受けてコントローラ2からの制御信号に従ってコント
ローラ2に現在の温度値を出力する。
7、A/D変換回路(A/D)8、そして表示装置9と
が設けられ、これら回路がバス11を介して相互に接続
されている。また、前記の各制御信号がバス11を介し
て各回路に送出される。そして、電圧値検出回路3と、
電流値検出回路4、そして温度検出回路5の検出信号値
は、A/D8を介してMPU6に渡される。メモリ7に
は、積算量算出電圧判定プログラム7aと、電池劣化度
検出プログラム7b、残量算出プログラム7c、使用可
能残時間算出出力プログラム7d、劣化度対応総放電容
量テーブル7e、特定電圧における電流値対積算放電量
値テーブル7f、そしてパラメータ記憶領域7gとが設
けられている。パラメータ記憶領域7gには充電回数カ
ウント値Nと基準総放電容量値Qo(後述)等とが記憶
されている。ここで、積算量算出電圧判定プログラム7
aは、所定の周期(時間Δt毎)に定期的にコールされ
てMPU6により実行される。これが実行されたときに
は、現在の各電池本体1a,1b,…,1nの電圧値V
を電圧値検出回路4から制御信号に応じて得て、各電池
本体1a,1b,…,1nの電圧値Vのうちいずれか1
つの電圧値があらかじめ決められた監視電圧値、ここで
は、3.4Vと3.2Vのうちのいずれかであるか、否
かを判定し、これらいずれかにあるときに、現在の電池
の放電電流値iを電流値検出回路4から制御信号に応じ
て得て放電電流値iをメモリ7に記憶し、さらに温度検
出回路5から現在の充電電池10の温度値Tを得てこれ
をメモリ7の所定領域に記憶して、電流値対積算放電量
値テーブル7fにおいて電池電圧が3.4Vのときに
は、図5のテーブル75を参照し、電池電圧が3.2V
のときには図5のテーブル76を参照して、現在の放電
電流値iと現在の温度値Tに対応する積算放電量値Qn
(満充電のときから現在までの放電量の積算値)を得
て、これをメモリ7に記憶する。そして、残量算出処理
として電池劣化度検出プログラム7bをコールする。そ
うでないときには、この処理を終了して、次の割込み処
理まで待つ。
サイクル劣化に応じた判定をするものであって、これが
コールされてMPU6により実行されたときには、パラ
メータ記憶領域7gに記憶されている充電回数カウント
値Nを参照してそれが1〜100までのときには、劣化
度L=1、101から200までのときには、劣化度L
=2、201〜300までのときには、劣化度L=3、
301以上のときには、劣化度L=4として4段階のい
ずれかであるかを判定して、そのときの劣化度Lをメモ
リ7に記憶する。そして、残量算出プログラム7cをコ
ールする。なお、パラメータ記憶領域7gに記憶されて
いる充電回数カウント値Nは、充電が行われる都度、コ
ントローラ2によりインクリメントされるものであっ
て、初期値は“0”となっている。
イクルを繰り返すことによって劣化し、この電池劣化に
より総放電容量が順次減少していくので、ここでは、充
電の回数を劣化判定の要素としているが、劣化度Lとし
て現実の総放電容量の減少により判定することもでき
る。それは、1つ前の満充電のときに、その満充電の時
から放電停止電圧まで放電したときの総放電容量を積算
放電量算出プログラムを設けて、このプログラムの実行
により積算しておき、そのときの総放電容量をメモリ7
に記憶した上でこの総放電容量を前記と同様に減少する
総放電容量について4段階に範囲分けしておき、どの段
階の劣化度かを判定して劣化度を決定するものである。
また、これを充電回数カウント値Nに換えてパラメータ
記憶領域7fに記憶しておき、次の満充電からの放電の
ときに読出して、どの段階の劣化度かを判定して劣化度
を次の放電において決定してもよい。このようにして決
定された電池劣化度Lを利用して次の処理を行う。残量
算出プログラム7cは、これがコールされてMPU6に
より実行されたときには、メモリ7に記憶された現在の
電流値iと現在の温度値T、そして検出された劣化度L
とからと劣化度対応総放電容量テーブル7eを参照して
劣化度Lに対応するテーブルを選択して、現在の放電電
流値iと現在の温度値Tとからこれらに最も近い放電電
流値と温度に対応する補正係数Kiを得て、充電電池の
劣化に応じた総放電容量QaをQa=基準総放電容量Qo
×Kiにより算出する。そして、現在までの積算放電量
Qnと総放電容量QaとによりQr=Qa−Qnにより残量
Qrを算出する。そして、使用可能残時間算出出力プロ
グラム7dをコールする。
は、これがコールされてMPU6により実行されたとき
には、現在の電池の放電電流値iから残時間TLをTL=
Qr/iにより求める。そして、表示装置9に残時間TL
を出力し、さらに、この残時間TLをSMバス12を介
して割込みにより装置本体21側のMPU23に出力す
る。なお、出力するデータとしては、残量Qrであって
もよく、残時間TLと残量Qrのデータがともに出力され
てもよい。この場合、残時間TLあるいは残量Qrは、メ
モリ7に記憶しておき、装置本体21側のMPU23か
らの残時間TLあるいは残量Qrの送出要求が算出時点か
ら所定の時間内あったときにこの要求にに応じてMPU
9が装置本体21側に出力するようにしてもよい。ここ
での算出時点からの所定の時間は、平均的な放電電流に
おいて電池電圧が3.4Vあるいは3.2Vから算出誤
差が大きくならない範囲で電池電圧が低下するまでの平
均時間として設定される。また、装置本体21側のMP
U23からの残時間TLあるいは残量Qrの送出要求があ
ったときに充電電圧値が3.4V以上にあって残時間T
Lあるいは残量Qrの算出がいまだされていないとき、あ
るいは算出時点からみて所定の時間の範囲外のときに
は、算出できない旨の応答をするようにするか、別途、
他の方法(例えば、前記した従来技術等)で残量算出を
して応答するようにすることができる。
は、図3に示されるように、4段階の電池劣化度L(=
1〜4)に対応して4枚のテーブル71、72、73、
74からなる。各テーブルには、その劣化度に対応して
得られた、特定の放電電流値0.2c,0.5c,…
2.0cに対して満充電の時から放電停止電圧までの総
放電容量(補正係数Kiとして)が所定の温度ごとに分
けて記憶されている。縦軸は特定の放電電流値であり、
横軸は温度である。温度としては、5゜Cおきに採取し
たデータとなっている。これらのデータのうち、温度2
5゜Cにおける満充電から放電停止電圧まで特定放電電
流値において放電した場合の総放電容量の関係を示すの
が図4である。縦軸が1個の電池本体(セル)の電圧値
であり、横軸が放電容量(mAh)である。Qo,Q1,
Q2がそれぞれ電流値=0.2c,電流値=0.5c,
電流値=1.0cにおける放電停止電圧3.0Vまでの
総放電容量である。なお、1.0cは、設計容量をすべ
て1時間で放電できる電流値であり、例えば、容量12
00mAhの電池では、1.0cは1200mAであ
る。0.5cは、600mAであり、0.2cは、24
0mAである。これら電流値を特定電流値として総放電
容量を得たのがQo,Q1,Q2である。
ーブル7fは、図5に示すものであり、このテーブル
は、図4において、電池本体1(電池本体1a,1b,
…,1nの代表として)について電圧3.4Vまでの積
算放電量をそれぞれの特定電流値0.2c,0.5c,
1.0c,…に対応してQno,Qn1,Qn2,…として求
めて、さらに3.2Vまでの積算放電量も同様にQno,
Qn1,Qn2,…として求める。このようにして求められ
る積算放電量を温度25゜Cにおける各特定放電電流値
0.2c,0.5c,…2.0cに対応してQnとして
テーブル化して記憶し、他の温度についても同様に積算
放電量を求めて記憶することで形成されたものである。
そのうち、テーブル75が電圧3.4Vに対応して各温
度に対して各積算放電量Qnを記憶したものであり、テ
ーブル76が電圧3.2Vに対応して各温度に対して各
積算放電量Qnを記憶したものである。この電流値対積
算放電量値テーブル7fは、前記した積算量算出電圧判
定プログラム7aの実行時にMPU9により参照される
ものである。すなわち、MPU9により採取された電池
本体1の現在の電圧Vが3.4Vかあるいは3.2Vか
判定され、このときと3.4Vと判定されればテーブル
75が参照されて対応する現在の放電電流値iの行にお
いて現在の温度値Tに対応するか、それに最も近い欄に
記憶されている積算放電量Qnが読出されてメモリ7の
パラメータ記憶領域7gに記憶される。また、電池本体
1の現在の電圧が3.2Vと判定されたときには、テー
ブル76が参照されて前記と同様にして積算放電量Qn
が読出されてメモリ7のパラメータ記憶領域7gに記憶
される。ところで、図4のグラフから理解できるよう
に、電圧3.4Vから電圧3.0Vまでの特性は、特性
曲線の傾斜が急峻になっていてそれぞれの間隔が広がっ
ている。この点、電圧4.2Vから電圧3.6V程度ま
での特性では、特性曲線が比較的直線状でその傾斜が小
さく、かつ、それぞれの間隔が狭くなっている。このよ
うな特性からして、電圧3.4V付近より高い特性での
検出よりも電圧3.4V付近からそれより下側の電圧
3.0Vまでの範囲で特定電圧を設定してそのときの積
算放電量Qnを求める方がより精度の高い積算量を得る
ことができる。また、特に、残量が問題となるのは、電
池本体1の電圧が高いときより、電圧3.4V程度か、
それ以下になったときである。この点で、3.4V付
近、3.2V付近で精度の高い積算量を得ることは極め
て重要である。
は、劣化度Lに対応して4枚設けられたテーブルとなっ
ているが、それぞれのテーブルの補正係数Kiは、図4
の電流値=0.2cにおける電池本体1(電池本体1
a,1b,…,1nの代表として)の放電終止電圧であ
る端子電圧3.0VのときのQoを1として温度25゜
Cにおける特性Q1,Q2,…の比率Q1/Qo,Q2/Qo
…を25゜Cにおける補正係数Kiとし、他の温度につ
いても補正係数Kiを得て記憶しているものである。こ
のように直接総放電容量を記憶することなく、補正係数
Kiを記憶することでデータ記憶容量が低減できる。図
3に示すように、劣化度対応総放電容量特性テーブル7
eは、温度−20゜Cから55゜Cまで、5゜Cおきに
25゜のときの電流値=0.2cのQoを基準総放電容
量(パラメータ記憶領域7fに記憶)として各特定の放
電電流値の総放電容量を比率として採取したものである
ので、これを参照する場合には、現在の温度値Tと現在
の電流値iとに対応するものか、それがない場合には最
も近いところの比率が補正係数Kiとして参照される。
説明する。定期割込み、スタートにより、まず、放電中
否かの判定が行われる(ステップ101)。NOのとき
に、充電中であれば、過充電を防止するために各電池本
体1a,1b,…,1nの端子電圧について充電中の電
圧監視処理等を行う。充放電端子14a,14bが接続
されていない状態で電池が使用されていない場合には、
それに応じた処理が行われる。YESとなり、放電中で
あれば、積算量算出電圧判定プログラム7aがMPU9
により実行される。これにより現在の電池本体1a,1
b,…,1nのそれぞれの電圧値Vとを検出してメモリ
7にそれぞれ記憶し(ステップ102)、電池本体1
a,1b,…,1nのいずれかの電圧値が3.4Vか、
あるいは3.2Vか否かの判定をする(ステップ10
3)。ここで、NOであれば、ここでの処理を終了す
る。ここで、YESであれば、現在の放電電流値iと現
在の温度値Tとを検出して(ステップ104)、電流値
対積算放電量値テーブル7fを参照し、3.4Vあるい
は3.2Vにおける積算放電量Qnを得てパラメータ記
憶領域7gに記憶する(ステップ105)。なお、ステ
ップ103の判定にあたっては、判定対象である3.4
V、3.2Vにそれぞれ範囲を持たせて、3.4V±
α、3.2V±αとして判定するとよい。このようにす
ることで、電池本体1に多少の電圧変動があっても確実
に残量算出ができる。また、本体装置21側からの残量
の要求(リクエスト)があったときに、それに応答する
範囲も大きくなる。
PU9に実行されて、充電回数カウント値Nを参照して
現在の劣化度Lを判定し(ステップ106)、そして、
得られた劣化度Lと、温度値T、そして放電電流値iと
から劣化度対応総放電容量テーブル7eを参照して現在
の劣化度Lと、現在の温度値T、そして現在の放電電流
値iに対応する(あるいは最も近い)補正係数Kiを取
得する(ステップ107)。そこで、次に残量算出プロ
グラム7cがMPU9により実行されて、パラメータ記
憶領域7gに記憶された基準総放電容量Qoをメモリ7
から読出して、放電終止電圧である端子電圧3.0Vの
ときの総放電容量Qa(放電可能容量)をQa=Qo×K
iにより求める(ステップ108)。そして、放電容量
Qnと放電全容量QaとによりQr=Qa−Qnにより残量
Qrが算出される(ステップ109)。さらに、使用可
能残時間算出出力プログラム7dがMPU6により実行
されて現在の電池の放電電流値iから残時間TL=Qr/
iにより求め(ステップ110)、それが装置本体21
側のMPU23に転送される。
に対応して複数の総放電容量テーブルを設けているが、
これは、劣化度に対応させずに、1つであってもよい。
また、テーブルのデータを温度と電流値とをパラメータ
として補正係数値を記憶しているが、これは、総放電容
量が直接記憶されていてもよい。さらに、温度に応じて
設けることなく、定常状態の温度、例えば得20゜Cか
ら25゜C程度の特定電流値対応の特性から得られる総
放電容量が記憶されたテーブル1つだけであってもよ
い。また、実施例の特定電圧における電流値対積算放電
量値テーブル7fでは、特定電圧を電池本体の電圧が
3.4Vと3.2Vのテーブルを設けているが、多数の
電圧に対応して多数のテーブルを設けることで、より精
度の高い積算放電量を得ることができることはもちろん
である。さらに、実施例では、4段階の電池劣化度L
(=1〜4)を検出しているので、図5に示す積算放電
量Qnのテーブルは、この劣化度に対応して複数設ける
ことができる。このような場合には、テーブル75,7
6は、それぞれ電池劣化度L(=1〜4)に応じた数、
例えば、4枚となり、図2のステップ106の劣化度検
出は、ステップ105の積算放電量Qnの手前となっ
て、電池劣化度L(=1〜4)に応じて電池劣化度Lに
対応するテーブルが参照されて劣化度に対応する積算放
電量Qnを得て、図2のステップ109において残量が
算出されることになる。さらに、実施例では充電電池と
して電池本体とコントローラを含む回路を一体化した充
電電池について説明しているが、この発明は、いわゆる
充電電池パックとして充電回路と電池とがあらかじめ個
別化されたものを一体化して形成した充電電池パックに
もそのまま適用できることはもちろんである。
は、第1、第2のデータ記憶手段を設けて、まず、第1
のデータ記憶手段により放電電流値に応じて変動する放
電停止電圧までの総放電容量をそのときの放電電流値で
参照できるようにし、現在の放電電流値からそのときの
総放電容量を予測し、第2のデータ記憶手段により積算
放電量の計算の誤差を低減して特定電圧における積算放
電量を求めてこれと総放電容量とにより放電電荷の残量
を算出するようにしているので、そのときどきの放電電
流に対応して残量をより精度が高く、ダイナミックに算
出することができる。その結果、より精度の高い残量検
出や残時間検出が可能となり、充電電池の使用効率を向
上させることができる。
例の電子装置に内蔵されるリチウム充電電池を中心とす
る回路図である。
る。
図である。
の説明図である。
値テーブルの説明図である。
体)、2…コントローラ、3…電圧値検出回路、4…電
流値検出回路、5…温度検出回路、6,23…MPU、
7…メモリ、7a…積算量算出電圧判定プログラム、7
b…電池劣化度検出プログラム、7c…残量算出プログ
ラム、7d…使用可能残時間算出出力プログラム、7e
…劣化度対応総放電容量テーブル、7f…電流値対積算
放電量値テーブル、7g…パラメータ記憶領域、8…A
/D変換回路(A/D)、9…表示装置、10…充電電
池、11…バス、12…SMバス、13…充放電切換ス
イッチ回路、20…電子装置、21…装置本体、22…
電源回路、23…MPU。
Claims (4)
- 【請求項1】充電された電荷を放電する放電条件に応じ
て満充電から放電停止電圧までの総放電容量が変動する
充電電池において、 電池本体あるいはこの電池本体が複数直列に接続された
組電池と、 特定の放電電流値において前記満充電から前記放電停止
電圧まで放電したときの総放電容量を前記特定の放電電
流値複数についてこれとその放電停止電圧までの総放電
容量とを一義的に対応付けて記憶した放電電流値対総放
電容量の第1のデータ記憶手段と、 前記あるいは他の特定の放電電流値において前記満充電
から所定の放電電圧まで放電したときの積算放電量を前
記特定の放電電流値あるいは他の特定の放電電流値複数
に対応して記憶した第2のデータ記憶手段と、 前記電池本体の現在の電圧値を検出する電圧値検出手段
と、 現在の放電電流値を検出する電流値検出手段と、 前記電圧値検出手段から得られた前記電圧値が実質的に
前記所定の放電電圧に一致するものであるか否かを判定
する判定手段と、 この判定手段からの判定結果に応じて前記電圧値が実質
的に前記所定の放電電圧に一致するときに前記電流値検
出手段から得られた前記現在の放電電流値に基づいて前
記第1のデータ記憶手段により得られるデータにより前
記現在の放電電流値に対応するあるいはそれに最も近い
前記放電停止電圧までの総放電容量を得て、かつ、前記
第2のデータ記憶手段により得られる前記現在の放電電
流値に対応する積算放電量を得て、前記総放電容量から
前記積算放電量とから放電電荷の残容量を算出する残容
量算出手段とを備えることを特徴とする充電電池。 - 【請求項2】前記データ記憶手段は、所定の温度と前記
放電電流値と前記放電停止電圧までの総放電容量とを関
係付けたテーブルを有していて、このテーブルは、前記
総放電容量について特定の温度における前記放電停止電
圧までの総放電容量を基準として他の特定の放電電流値
における前記放電停止電圧までの総放電容量を比率とし
て記憶するものである請求項1記載の充電電池。 - 【請求項3】充電された電荷を放電する放電条件に応じ
て満充電から放電停止電圧までの総放電容量が変動する
充電電池パックにおいて、 電池本体あるいはこの電池本体が複数直列に接続された
組電池と、 特定の放電電流値において前記満充電から前記放電停止
電圧まで放電したときの総放電容量を前記特定の放電電
流値複数についてこれとその放電停止電圧までの総放電
容量とを一義的に対応付けて記憶した放電電流値対総放
電容量の第1のデータ記憶手段と、 前記あるいは他の特定の放電電流値において前記満充電
から所定の放電電圧まで放電したときの積算放電量を前
記特定の放電電流値あるいは他の特定の放電電流値複数
に対応して記憶した第2のデータ記憶手段と、 現在の前記電池本体の電圧値を検出する電圧値検出手段
と、 現在の放電電流値を検出する電流値検出手段と、 前記電圧値検出手段から得られた前記電圧値が実質的に
前記所定の放電電圧に一致するものであるか否かを判定
する判定手段と、 この判定手段からの判定結果に応じて前記電圧値が実質
的に前記所定の放電電圧に一致するときに前記電流値検
出手段から得られた前記現在の放電電流値に基づいて前
記第1のデータ記憶手段により得られるデータにより前
記現在の放電電流値に対応するあるいはそれに最も近い
前記放電停止電圧までの総放電容量を得て、かつ、前記
第2のデータ記憶手段により得られる前記現在の放電電
流値に対応する積算放電量を得て、前記総放電容量から
前記積算放電量とから放電電荷の残容量を算出する残容
量算出手段とを備えることを特徴とする充電電池パッ
ク。 - 【請求項4】前記データ記憶手段は、所定の温度と前記
放電電流値と前記放電停止電圧までの総放電容量とを関
係付けたテーブルを有していて、このテーブルは、前記
総放電容量について特定の温度における前記放電停止電
圧までの総放電容量を基準として他の特定の放電電流値
における前記放電停止電圧までの総放電容量を比率とし
て記憶するものである請求項3記載の充電電池パック。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22517099A JP3993720B2 (ja) | 1999-08-09 | 1999-08-09 | 充電電池あるいは充電電池パック |
US09/635,128 US6294894B1 (en) | 1999-08-09 | 2000-08-09 | Rechargeable battery arrangement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22517099A JP3993720B2 (ja) | 1999-08-09 | 1999-08-09 | 充電電池あるいは充電電池パック |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001051031A true JP2001051031A (ja) | 2001-02-23 |
JP3993720B2 JP3993720B2 (ja) | 2007-10-17 |
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ID=16825052
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22517099A Expired - Fee Related JP3993720B2 (ja) | 1999-08-09 | 1999-08-09 | 充電電池あるいは充電電池パック |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3993720B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003157912A (ja) * | 2001-08-13 | 2003-05-30 | Hitachi Maxell Ltd | 電池容量検出方法および装置 |
JP2005147815A (ja) * | 2003-11-14 | 2005-06-09 | Sony Corp | バッテリーパック及びバッテリー残量算出方法 |
US7289166B2 (en) * | 2003-08-29 | 2007-10-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Information processing apparatus and method of displaying remaining battery capacity of the information processing apparatus |
CN115642328A (zh) * | 2022-12-26 | 2023-01-24 | 深圳先进储能材料国家工程研究中心有限公司 | 一种混储中镍氢充放电上下限电压控制方法及*** |
-
1999
- 1999-08-09 JP JP22517099A patent/JP3993720B2/ja not_active Expired - Fee Related
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