JP2001266957A - 二次電池ユニット及び二次電池の残量測定方法 - Google Patents
二次電池ユニット及び二次電池の残量測定方法Info
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- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電池の残量測定を、電池を大型化することな
く、簡便な方法で精度高く行う。 【解決手段】 マイコン１０３が、通信端子１０８を通
じて二次電池ユニット２０１のシリアル番号を取得す
る。次に、取得された該シリアル番号から、これと一体
的に記憶された劣化パラメータを読み出す。一方、電池
使用機器１０１において、電池を使用している際にマイ
コン１０３は電池セル２０２の電圧値を読み取る。そし
て、残量演算過程として、マイコン１０３は、テーブル
を参照して、劣化パラメータの値と電池電圧との場合に
その残量（補正後残量）を演算する。得られた残量は、
これを必要に応じて図表化してＬＣＤ表示部１０４に表
示させる。
く、簡便な方法で精度高く行う。 【解決手段】 マイコン１０３が、通信端子１０８を通
じて二次電池ユニット２０１のシリアル番号を取得す
る。次に、取得された該シリアル番号から、これと一体
的に記憶された劣化パラメータを読み出す。一方、電池
使用機器１０１において、電池を使用している際にマイ
コン１０３は電池セル２０２の電圧値を読み取る。そし
て、残量演算過程として、マイコン１０３は、テーブル
を参照して、劣化パラメータの値と電池電圧との場合に
その残量（補正後残量）を演算する。得られた残量は、
これを必要に応じて図表化してＬＣＤ表示部１０４に表
示させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池の残量を
正確に測定するための、二次電池ユニット、残量測定機
器、及び、残量測定方法に関する。
正確に測定するための、二次電池ユニット、残量測定機
器、及び、残量測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】二次電池を使用した機器においては、充
電状態を表示する等の目的から、二次電池の電気容量、
すなわち、残容量を計測することが要求される。二次電
池の残容量を計測する１つの方法としては、単純に電圧
を測定して概算的に残容量を推定する方法が挙げられ
る。また、他の方法としては、電流積算回路を通じて得
られる充放電電流の積算値および予め記憶された充放電
の回数や温度変化などによる劣化状態のパラメータに基
づいて残容量を演算する方法が挙げられる（例えば、特
開平１１−１４７１７号公報）。
電状態を表示する等の目的から、二次電池の電気容量、
すなわち、残容量を計測することが要求される。二次電
池の残容量を計測する１つの方法としては、単純に電圧
を測定して概算的に残容量を推定する方法が挙げられ
る。また、他の方法としては、電流積算回路を通じて得
られる充放電電流の積算値および予め記憶された充放電
の回数や温度変化などによる劣化状態のパラメータに基
づいて残容量を演算する方法が挙げられる（例えば、特
開平１１−１４７１７号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
各計測方法のうち、電圧測定による方法は、低コストで
はあるが、電池の劣化状態が不明であるため、正確に残
容量を推定するのが困難である。特に、グラファイト系
のような炭素材料を用いた電池では、非線形の電圧降下
特性を示すため、電圧測定のみによって残容量を特定す
るのは殊更困難である。また、充放電電流の積算値など
を利用する方法は、高い精度で算出できる反面、電流積
算回路として多数の部品や回路を必要とするため、測定
に要するコストが極めて高くなる。しかも、二次電池自
体によって電流積算回路を作動させるため、測定のため
に電池自体を消耗させると言う問題もある。
各計測方法のうち、電圧測定による方法は、低コストで
はあるが、電池の劣化状態が不明であるため、正確に残
容量を推定するのが困難である。特に、グラファイト系
のような炭素材料を用いた電池では、非線形の電圧降下
特性を示すため、電圧測定のみによって残容量を特定す
るのは殊更困難である。また、充放電電流の積算値など
を利用する方法は、高い精度で算出できる反面、電流積
算回路として多数の部品や回路を必要とするため、測定
に要するコストが極めて高くなる。しかも、二次電池自
体によって電流積算回路を作動させるため、測定のため
に電池自体を消耗させると言う問題もある。
【０００４】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであり、その目的は、リチウムイオン電池な
どの充電可能な電池セルを含み且つ電池セルの電気容量
の測定を可能にする機能が備えられた電池ユニットであ
って、低コストで構成でき、しかも、電気容量の高精度
な検出が可能な小型・軽量の二次電池ユニット及びその
残量計測方法を提供することにある。
されたものであり、その目的は、リチウムイオン電池な
どの充電可能な電池セルを含み且つ電池セルの電気容量
の測定を可能にする機能が備えられた電池ユニットであ
って、低コストで構成でき、しかも、電気容量の高精度
な検出が可能な小型・軽量の二次電池ユニット及びその
残量計測方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、二次電池
ユニット内にシリアル番号を有したシリアル番号通信回
路を設けることによって、上記目的が達成できることを
見出し本発明を完成した。即ち、本発明の二次電池ユニ
ットは、充電可能な電池セルを有する二次電池ユニット
において、シリアル番号を有するシリアル番号通信回路
と、該シリアル番号通信回路からのシリアル番号情報を
読み出すための通信端子とを有する二次電池ユニットで
ある。上記の二次電池ユニットは、電池セルとしてリチ
ウム二次電池、特に負極に炭素材料が使用されたリチウ
ム二次電池を使用した際において効果が顕著である。上
記二次電池ユニットにおいては、シリアル番号に、電池
セルの種類を示す符号が付されているのが好ましい。そ
の結果、電池の種類が変更された場合でも正確な残量測
定が可能となる。上記二次電池ユニットは、さらにサー
ミスタを有するのが好ましい。その結果、温度に応じた
正確な残量測定が可能となる。また、本発明の残量測定
方法は、充電可能な電池セルと、シリアル番号を有する
シリアル番号通信回路と、該シリアル番号通信回路から
のシリアル番号情報を読み出すための通信端子とを有す
る二次電池ユニットの残量測定方法であって、前記通信
端子を通じて前記シリアル番号情報を読み出すシリアル
番号読み出し過程と、読み出された前記シリアル番号情
報から、使用した二次電池ユニットに対応する、前記電
池セルの劣化パラメータを読み出す劣化情報読み出し過
程と、前記電池セルの電圧を測定する電圧測定過程と、
前記測定された電圧に前記読み出された劣化パラメータ
による補正を加えて、前記電池セルの残量を求める残量
演算過程と、を有する二次電池ユニットの残量測定方法
である。上記残量測定方法は、電池セルとしてリチウム
二次電池、特に負極に炭素材料が使用されたリチウム二
次電池を使用した際において効果が顕著である。
ユニット内にシリアル番号を有したシリアル番号通信回
路を設けることによって、上記目的が達成できることを
見出し本発明を完成した。即ち、本発明の二次電池ユニ
ットは、充電可能な電池セルを有する二次電池ユニット
において、シリアル番号を有するシリアル番号通信回路
と、該シリアル番号通信回路からのシリアル番号情報を
読み出すための通信端子とを有する二次電池ユニットで
ある。上記の二次電池ユニットは、電池セルとしてリチ
ウム二次電池、特に負極に炭素材料が使用されたリチウ
ム二次電池を使用した際において効果が顕著である。上
記二次電池ユニットにおいては、シリアル番号に、電池
セルの種類を示す符号が付されているのが好ましい。そ
の結果、電池の種類が変更された場合でも正確な残量測
定が可能となる。上記二次電池ユニットは、さらにサー
ミスタを有するのが好ましい。その結果、温度に応じた
正確な残量測定が可能となる。また、本発明の残量測定
方法は、充電可能な電池セルと、シリアル番号を有する
シリアル番号通信回路と、該シリアル番号通信回路から
のシリアル番号情報を読み出すための通信端子とを有す
る二次電池ユニットの残量測定方法であって、前記通信
端子を通じて前記シリアル番号情報を読み出すシリアル
番号読み出し過程と、読み出された前記シリアル番号情
報から、使用した二次電池ユニットに対応する、前記電
池セルの劣化パラメータを読み出す劣化情報読み出し過
程と、前記電池セルの電圧を測定する電圧測定過程と、
前記測定された電圧に前記読み出された劣化パラメータ
による補正を加えて、前記電池セルの残量を求める残量
演算過程と、を有する二次電池ユニットの残量測定方法
である。上記残量測定方法は、電池セルとしてリチウム
二次電池、特に負極に炭素材料が使用されたリチウム二
次電池を使用した際において効果が顕著である。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明を詳
細に説明する。図１は、本発明の二次電池ユニットとパ
ーソナルコンピュータや携帯電話等の電池を使用した機
器（以下「電池使用機器」ということがある）の一例を
示すブロック図である。同図において、電池使用機器１
０１は、パーソナルコンピュータや携帯電話等の電池電
力を消費する機器であると共に、使用している二次電池
ユニット２０１内の電池セル２０２の残量を測定・表示
する残量測定用機器でもある。
細に説明する。図１は、本発明の二次電池ユニットとパ
ーソナルコンピュータや携帯電話等の電池を使用した機
器（以下「電池使用機器」ということがある）の一例を
示すブロック図である。同図において、電池使用機器１
０１は、パーソナルコンピュータや携帯電話等の電池電
力を消費する機器であると共に、使用している二次電池
ユニット２０１内の電池セル２０２の残量を測定・表示
する残量測定用機器でもある。
【０００７】図１において、二次電池ユニット２０１
は、電池セル２０２と、温度を計測するためにサーミス
タ２０３と、シリアル番号を形成する２値符号列とクロ
ック信号の生成やデータ出力のための制御回路とからな
るシリアル番号通信回路２０４と、電池セル２０２の電
池側電源端子２０５及び２０６と、電池セル２０２と電
池側電源端子２０５との間に設けられた、ＰＴＣ素子を
含む保護回路２０７と、シリアル番号通信回路２０４か
らのシリアル番号情報を読み出すための通信端子２０８
と、サーミスタ２０３からの温度情報を読み出すための
電池側サーミスタ通信端子２０９とを有する。
は、電池セル２０２と、温度を計測するためにサーミス
タ２０３と、シリアル番号を形成する２値符号列とクロ
ック信号の生成やデータ出力のための制御回路とからな
るシリアル番号通信回路２０４と、電池セル２０２の電
池側電源端子２０５及び２０６と、電池セル２０２と電
池側電源端子２０５との間に設けられた、ＰＴＣ素子を
含む保護回路２０７と、シリアル番号通信回路２０４か
らのシリアル番号情報を読み出すための通信端子２０８
と、サーミスタ２０３からの温度情報を読み出すための
電池側サーミスタ通信端子２０９とを有する。
【０００８】電池セル２０２は、リチウム二次電池であ
り、正極と負極との間でリチウムの吸蔵及び放出が行わ
れることで充電及び放電が行なわれる。正極にはコバル
ト酸リチウムが使用され、負極には炭素材料が使用され
る。正極と負極との間に存在する電解質としてはリチウ
ム塩と非水系溶媒とからなる電解液をポリマーで保持し
て非流動化してなるポリマー電解質が用いられる。
り、正極と負極との間でリチウムの吸蔵及び放出が行わ
れることで充電及び放電が行なわれる。正極にはコバル
ト酸リチウムが使用され、負極には炭素材料が使用され
る。正極と負極との間に存在する電解質としてはリチウ
ム塩と非水系溶媒とからなる電解液をポリマーで保持し
て非流動化してなるポリマー電解質が用いられる。
【０００９】このような電池セル２０２の劣化特性を図
２に示す。図２は、電池の容量と電圧との関係を、電池
のサイクル数（充放電回数；ｃｙｃで示す）ごとに示す
グラフである。図２から明らかなように、サイクル数が
増加する、即ち二次電池の劣化が進行すると、容量／電
圧曲線が変化する。従って、単に電池電圧を測定して
も、その際の容量値は電池の劣化状況によって変化する
ので、電池の残量を正確に求めるのは困難である。従っ
て、電池の正確な残量を測定するためには、単にその電
池電圧を測定するだけでは不十分であり、その電池の劣
化状況を把握する必要がある。また、容量／電圧曲線
は、測定時の電池セルの温度や充放電時の電流量によっ
ても変化することがあるので、これらの条件に対応させ
て電池残量を測定するのも重要である。
２に示す。図２は、電池の容量と電圧との関係を、電池
のサイクル数（充放電回数；ｃｙｃで示す）ごとに示す
グラフである。図２から明らかなように、サイクル数が
増加する、即ち二次電池の劣化が進行すると、容量／電
圧曲線が変化する。従って、単に電池電圧を測定して
も、その際の容量値は電池の劣化状況によって変化する
ので、電池の残量を正確に求めるのは困難である。従っ
て、電池の正確な残量を測定するためには、単にその電
池電圧を測定するだけでは不十分であり、その電池の劣
化状況を把握する必要がある。また、容量／電圧曲線
は、測定時の電池セルの温度や充放電時の電流量によっ
ても変化することがあるので、これらの条件に対応させ
て電池残量を測定するのも重要である。
【００１０】電池セル２０２の正極及び負極は、それぞ
れ電池側電源端子２０５及び２０６に接続される。電池
セル２０２と電池側電源端子２０５との間には保護回路
２０７が設けられる。保護回路２０７には、温度の上昇
と共に抵抗が増大するＰＴＣ素子等が設けられており、
二次電池ユニット２０１が高温に曝された場合や過充電
・過放電の場合に電池機能を停止又は低下させる。
れ電池側電源端子２０５及び２０６に接続される。電池
セル２０２と電池側電源端子２０５との間には保護回路
２０７が設けられる。保護回路２０７には、温度の上昇
と共に抵抗が増大するＰＴＣ素子等が設けられており、
二次電池ユニット２０１が高温に曝された場合や過充電
・過放電の場合に電池機能を停止又は低下させる。
【００１１】サーミスタ２０３は、二次電池ユニットの
温度のモニターのために用いられる。サーミスタから得
られた温度情報は電池側サーミスタ通信端子２０９から
読み出される。シリアル番号通信回路２０４は、２値符
号列からなる、個々の電池に特有のシリアル番号と、ク
ロック信号の生成やデータ出力のための制御回路とを有
する。シリアル番号通信回路には、電池固有の値として
のシリアル番号のみが記録されており、電池の正確な残
量測定に必要な、その電池の劣化状況そのものに関する
情報は記録されていない。また、シリアル番号そのもの
は電池の劣化状況に応じて変化させる必要もないので、
シリアル番号を書き換えたりするために外部からの情報
を受け入れる必要もない。従って、書換可能型メモリの
ような素子は必要なく、その結果、二次電池ユニットの
簡素化及び軽量化・小型化が可能となる。シリアル番号
の一部は、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、リ
チウムポリマー電池等の電池の種類を示す符号になって
おり、シリアル番号を取得すると電池の種類も認識でき
るようになっている。この場合、電池の種類としては、
上記のような大きな分類だけでなく、正負極の種類や電
解液の種類等に応じた詳細な分類であってもよい。
温度のモニターのために用いられる。サーミスタから得
られた温度情報は電池側サーミスタ通信端子２０９から
読み出される。シリアル番号通信回路２０４は、２値符
号列からなる、個々の電池に特有のシリアル番号と、ク
ロック信号の生成やデータ出力のための制御回路とを有
する。シリアル番号通信回路には、電池固有の値として
のシリアル番号のみが記録されており、電池の正確な残
量測定に必要な、その電池の劣化状況そのものに関する
情報は記録されていない。また、シリアル番号そのもの
は電池の劣化状況に応じて変化させる必要もないので、
シリアル番号を書き換えたりするために外部からの情報
を受け入れる必要もない。従って、書換可能型メモリの
ような素子は必要なく、その結果、二次電池ユニットの
簡素化及び軽量化・小型化が可能となる。シリアル番号
の一部は、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池、リ
チウムポリマー電池等の電池の種類を示す符号になって
おり、シリアル番号を取得すると電池の種類も認識でき
るようになっている。この場合、電池の種類としては、
上記のような大きな分類だけでなく、正負極の種類や電
解液の種類等に応じた詳細な分類であってもよい。
【００１２】シリアル番号通信回路からのシリアル番号
情報は、通信端子２０８から読み出される。通信端子２
０８と電池側サーミスタ通信端子２０９とは、サーミス
タや通信信号の特性仕様に応じてこれを兼用することが
できる。この場合、通信端子の数を減らすことができる
という利点がある。一方、図１において、電池使用機器
１０１は、電力を回路全体へ供給するためのシステム電
源回路としてのＤＣ−ＤＣコンバータ１０２と、電池セ
ル２０２の電圧を計算する電圧測定部と電池セルの劣化
状態を示す劣化パラメータを求めるパラメータ測定部と
前記シリアル番号情報と前記劣化パラメータとを一体的
に記憶するメモリとしての機能を有するマイコン１０３
と、電池の残量を表示するためのＬＣＤ表示部１０４
と、二次電池ユニットの電池側電源端子２０５及び２０
６と接続するための電源端子１０５及び１０６と、二次
電池ユニット２０１に付与されたシリアル番号情報を受
け容れるための通信端子１０８と、電池側サーミスタ通
信端子２０９と接続するためのサーミスタ通信端子１０
９と、電池によって駆動する駆動部（図示せず）とを有
する。
情報は、通信端子２０８から読み出される。通信端子２
０８と電池側サーミスタ通信端子２０９とは、サーミス
タや通信信号の特性仕様に応じてこれを兼用することが
できる。この場合、通信端子の数を減らすことができる
という利点がある。一方、図１において、電池使用機器
１０１は、電力を回路全体へ供給するためのシステム電
源回路としてのＤＣ−ＤＣコンバータ１０２と、電池セ
ル２０２の電圧を計算する電圧測定部と電池セルの劣化
状態を示す劣化パラメータを求めるパラメータ測定部と
前記シリアル番号情報と前記劣化パラメータとを一体的
に記憶するメモリとしての機能を有するマイコン１０３
と、電池の残量を表示するためのＬＣＤ表示部１０４
と、二次電池ユニットの電池側電源端子２０５及び２０
６と接続するための電源端子１０５及び１０６と、二次
電池ユニット２０１に付与されたシリアル番号情報を受
け容れるための通信端子１０８と、電池側サーミスタ通
信端子２０９と接続するためのサーミスタ通信端子１０
９と、電池によって駆動する駆動部（図示せず）とを有
する。
【００１３】ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２は、電源端子
１０５及び１０６から受け入れた電力を所定の安定した
電圧に変換して、マイコン１０３やＬＣＤ表示部１０４
等必要な駆動部全体に供給するシステム電源として機能
する。マイコン１０３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２
からの電力によって駆動され、電池使用機器全体の駆動
の制御を行う。マイコン１０３は、二次電池ユニット２
０１のシリアル番号とその電池セル２０２の劣化状況に
関する劣化パラメータとを一体的に記憶したメモリを有
しており、通信端子１０８を通じてその際に使用されて
いる二次電池ユニット２０１のシリアル番号を取得する
と、それをもとにメモリから電池セル２０２の劣化パラ
メータを読み出す。一方、マイコン１０３は、電池の電
圧情報である電圧値を読み取る電圧読み取り部を有して
おり、電源端子１０５より電池セル２０２の電圧値を読
み取る。そして、マイコン１０３は、後述するように、
得られた電圧値に前記劣化パラメータによる補正を加え
て、電池セル２０２の残量を演算して求める。また、マ
イコン１０３は、サーミスタ通信端子１０９を介して、
二次電池ユニットの温度情報を読み取り、必要に応じ
て、前記残量の演算に当たり、さらに温度による補正を
加える。
１０５及び１０６から受け入れた電力を所定の安定した
電圧に変換して、マイコン１０３やＬＣＤ表示部１０４
等必要な駆動部全体に供給するシステム電源として機能
する。マイコン１０３は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２
からの電力によって駆動され、電池使用機器全体の駆動
の制御を行う。マイコン１０３は、二次電池ユニット２
０１のシリアル番号とその電池セル２０２の劣化状況に
関する劣化パラメータとを一体的に記憶したメモリを有
しており、通信端子１０８を通じてその際に使用されて
いる二次電池ユニット２０１のシリアル番号を取得する
と、それをもとにメモリから電池セル２０２の劣化パラ
メータを読み出す。一方、マイコン１０３は、電池の電
圧情報である電圧値を読み取る電圧読み取り部を有して
おり、電源端子１０５より電池セル２０２の電圧値を読
み取る。そして、マイコン１０３は、後述するように、
得られた電圧値に前記劣化パラメータによる補正を加え
て、電池セル２０２の残量を演算して求める。また、マ
イコン１０３は、サーミスタ通信端子１０９を介して、
二次電池ユニットの温度情報を読み取り、必要に応じ
て、前記残量の演算に当たり、さらに温度による補正を
加える。
【００１４】また、マイコン１０３は、電池の劣化パラ
メータを求めるパラメータ測定部を有する。劣化パラメ
ータは、例えば、後述する方法によって求められる。Ｌ
ＣＤ表示部１０４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２から
の電力によって駆動される。そして、マイコン１０３に
よって求められた電池セル２０２の残量を表示する。
メータを求めるパラメータ測定部を有する。劣化パラメ
ータは、例えば、後述する方法によって求められる。Ｌ
ＣＤ表示部１０４は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１０２から
の電力によって駆動される。そして、マイコン１０３に
よって求められた電池セル２０２の残量を表示する。
【００１５】残量の演算は、例えば次のように行われ
る。電池の劣化パラメータは、１〜１０の１０段階の数
値として表現されており、マイコン内には、測定された
電圧と劣化パラメータと残量との相関とを示す相関テー
ブルが下記表−１のように記憶されている。
る。電池の劣化パラメータは、１〜１０の１０段階の数
値として表現されており、マイコン内には、測定された
電圧と劣化パラメータと残量との相関とを示す相関テー
ブルが下記表−１のように記憶されている。
【００１６】
【表１】
【００１７】表−１は、電圧範囲として、４．０Ｖ、
３．５Ｖ及び３．０Ｖの３つの場合についてのみ記載し
ているが、実際にはさらに細分化している。また、表−
１においては、劣化パラメータも１〜３の３段階につい
てのみ記載しているが、これも実際には１０段階に細分
化している。即ち、表−１は、全体の相関テーブルの一
部を表したものである。上記のようなテーブルは、二次
電池ユニットのシリアル番号に記載された電池種類、サ
ーミスタによって識別される温度、及び充放電時の電流
値（レート）に応じて複数設けられており、電池種類、
温度、レートが認識されると、それらに応じたテーブル
が用意される。
３．５Ｖ及び３．０Ｖの３つの場合についてのみ記載し
ているが、実際にはさらに細分化している。また、表−
１においては、劣化パラメータも１〜３の３段階につい
てのみ記載しているが、これも実際には１０段階に細分
化している。即ち、表−１は、全体の相関テーブルの一
部を表したものである。上記のようなテーブルは、二次
電池ユニットのシリアル番号に記載された電池種類、サ
ーミスタによって識別される温度、及び充放電時の電流
値（レート）に応じて複数設けられており、電池種類、
温度、レートが認識されると、それらに応じたテーブル
が用意される。
【００１８】マイコン内に格納された上記テーブルを用
いて、残量の演算を行う。先ず、シリアル番号読み出し
過程として、マイコン１０３が、通信端子１０８を通じ
て二次電池ユニット２０１のシリアル番号を取得する。
次に、劣化情報読み出し過程として、取得された該シリ
アル番号から、これと一体的に記憶された劣化パラメー
タを読み出す（例えば、劣化パラメータの数値が「２」
だったとする）。一方、電圧測定過程として、電池使用
機器１０１において、電池を使用している際にマイコン
１０３は電池セル２０２の電圧値を読み取る（例えば、
電池電圧の値が「３．５Ｖ」だったとする）。さらに、
マイコン１０３は、シリアル番号に付された電池の種
類、サーミスタで読みとられた温度情報及び充放電時に
用いられる電流値に応じて複数の相関テーブルの中から
適当なもの（表−１の相関テーブル）を選択する。つづ
いて、残量演算過程として、マイコン１０３は、表−１
に示されたテーブルを参照して、劣化パラメータの値
「２」と電池電圧「３．５Ｖ」との場合にその残量（補
正後残量）を「４００ｍＡｈ」と演算する。得られた残
量は、これを必要に応じて図表化してＬＣＤ表示部１０
４に表示される。
いて、残量の演算を行う。先ず、シリアル番号読み出し
過程として、マイコン１０３が、通信端子１０８を通じ
て二次電池ユニット２０１のシリアル番号を取得する。
次に、劣化情報読み出し過程として、取得された該シリ
アル番号から、これと一体的に記憶された劣化パラメー
タを読み出す（例えば、劣化パラメータの数値が「２」
だったとする）。一方、電圧測定過程として、電池使用
機器１０１において、電池を使用している際にマイコン
１０３は電池セル２０２の電圧値を読み取る（例えば、
電池電圧の値が「３．５Ｖ」だったとする）。さらに、
マイコン１０３は、シリアル番号に付された電池の種
類、サーミスタで読みとられた温度情報及び充放電時に
用いられる電流値に応じて複数の相関テーブルの中から
適当なもの（表−１の相関テーブル）を選択する。つづ
いて、残量演算過程として、マイコン１０３は、表−１
に示されたテーブルを参照して、劣化パラメータの値
「２」と電池電圧「３．５Ｖ」との場合にその残量（補
正後残量）を「４００ｍＡｈ」と演算する。得られた残
量は、これを必要に応じて図表化してＬＣＤ表示部１０
４に表示される。
【００１９】上記の方法は、それぞれの電池の劣化状況
に応じた劣化パラメータによって残量に補正を加えてい
るので、単に電圧のみから電池の残量を予測する方法に
比べ、より精度の高い残量表示が可能となる。即ち、上
記の例において、劣化パラメータの補正を加えない場合
は、電池電圧が３．５Ｖならば、一様に残量は５００ｍ
Ａｈと認識されてしまい、もしも劣化の進んだ（即ち劣
化パラメータの大きい）電池を使用していた場合には、
実際の残量よりも大きな残量を示してしまう。一方、上
記の方法においては、電池の劣化が進めば、それに応じ
てマイコンは、その電池に対して大きな数値の劣化パラ
メータを与えるので、残量表示の精度はより高まる。さ
らに、上記の方法は、電池の種類や、温度、レートに応
じて異なる相関テーブルを与えているので、汎用性及び
精度の高い残量計測が可能となる。
に応じた劣化パラメータによって残量に補正を加えてい
るので、単に電圧のみから電池の残量を予測する方法に
比べ、より精度の高い残量表示が可能となる。即ち、上
記の例において、劣化パラメータの補正を加えない場合
は、電池電圧が３．５Ｖならば、一様に残量は５００ｍ
Ａｈと認識されてしまい、もしも劣化の進んだ（即ち劣
化パラメータの大きい）電池を使用していた場合には、
実際の残量よりも大きな残量を示してしまう。一方、上
記の方法においては、電池の劣化が進めば、それに応じ
てマイコンは、その電池に対して大きな数値の劣化パラ
メータを与えるので、残量表示の精度はより高まる。さ
らに、上記の方法は、電池の種類や、温度、レートに応
じて異なる相関テーブルを与えているので、汎用性及び
精度の高い残量計測が可能となる。
【００２０】電池の劣化は、その電池の使用によって徐
々に進行する。従って、マイコン１０３に記憶される劣
化パラメータは、更新する必要がある。マイコン１０３
内に記憶される電池の劣化パラメータの値は、例えば、
次のようにして求められる。まず、電池使用機器１０１
が、今までに取得したことがないシリアル番号の電池を
認識した場合には、これを新規の電池と判定し、新規の
劣化パラメータを与える。例えば、前記した残量の演算
方法において例示した劣化劣化パラメータ「１」を与え
る。
々に進行する。従って、マイコン１０３に記憶される劣
化パラメータは、更新する必要がある。マイコン１０３
内に記憶される電池の劣化パラメータの値は、例えば、
次のようにして求められる。まず、電池使用機器１０１
が、今までに取得したことがないシリアル番号の電池を
認識した場合には、これを新規の電池と判定し、新規の
劣化パラメータを与える。例えば、前記した残量の演算
方法において例示した劣化劣化パラメータ「１」を与え
る。
【００２１】次に、劣化パラメータの更新は、電池使用
機器１０１と一体化した状態の二次電池ユニット２０１
を充電器で充電する際に行われる。図３は、劣化パラメ
ータのマイコンへの書き込み手順を示すフローチャート
である。先ず、充電器が所定の電圧（４．１Ｖ）まで充
電を行うと、電池使用機器内１０１に設けられた定電流
又は定抵抗の放電回路によって一定時間（例えば１秒）
放電を行う。電池使用機器１０１のマイコン１０３は、
一定時間経過後の電池電圧値を取得し、これと予めマイ
コン１０３内に記憶された補正値との積を演算して、劣
化パラメータを求める。求められた劣化パラメータは、
マイコン１０３内のメモリに二次電池ユニット２０１の
シリアル番号と一体的に書き込まれる。この際、以前に
記憶された同じシリアル番号の二次電池ユニットの劣化
パラメータは消去される。充電器は、電圧が低下した電
池に対して充電を再開し、再び４．１Ｖになったら充電
を終了させる。
機器１０１と一体化した状態の二次電池ユニット２０１
を充電器で充電する際に行われる。図３は、劣化パラメ
ータのマイコンへの書き込み手順を示すフローチャート
である。先ず、充電器が所定の電圧（４．１Ｖ）まで充
電を行うと、電池使用機器内１０１に設けられた定電流
又は定抵抗の放電回路によって一定時間（例えば１秒）
放電を行う。電池使用機器１０１のマイコン１０３は、
一定時間経過後の電池電圧値を取得し、これと予めマイ
コン１０３内に記憶された補正値との積を演算して、劣
化パラメータを求める。求められた劣化パラメータは、
マイコン１０３内のメモリに二次電池ユニット２０１の
シリアル番号と一体的に書き込まれる。この際、以前に
記憶された同じシリアル番号の二次電池ユニットの劣化
パラメータは消去される。充電器は、電圧が低下した電
池に対して充電を再開し、再び４．１Ｖになったら充電
を終了させる。
【００２２】図２からも明らかなように、電池の劣化が
進行すると、一定時間の間に降下する電圧の値は増加す
る。従って、上記のように４．１Ｖから１秒間放電した
後の電圧値を計測すれば、これに所定の補正を加えて劣
化パラメータを求めることができる。
進行すると、一定時間の間に降下する電圧の値は増加す
る。従って、上記のように４．１Ｖから１秒間放電した
後の電圧値を計測すれば、これに所定の補正を加えて劣
化パラメータを求めることができる。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、二次電池ユニット内に
シリアル番号通信回路のみが必要であるため、低コスト
で小型・軽量の二次電池ユニットを提供することができ
る。また、本発明によれば、電池の残量をより精度高く
計測することができる。特に、リチウム二次電池、さら
には炭素負極を用いたリチウム二次電池のような正確な
残量計測が困難な電池においても精度の高い計測が可能
である。
シリアル番号通信回路のみが必要であるため、低コスト
で小型・軽量の二次電池ユニットを提供することができ
る。また、本発明によれば、電池の残量をより精度高く
計測することができる。特に、リチウム二次電池、さら
には炭素負極を用いたリチウム二次電池のような正確な
残量計測が困難な電池においても精度の高い計測が可能
である。
【００２４】さらに、本発明によれば、近年の電池使用
機器には、そもそも駆動部を駆動するためにマイコンを
備えていることが多いので、その中の一部を用いて残量
計測が可能となり、余分なメモリ等が不要で簡便に残量
測定が可能である。さらに、本発明によれば、電池の劣
化パラメータが個々の電池のシリアル番号毎に取得され
ているので、異なる電池が使用されても、容易にその電
池残量が計測可能である。
機器には、そもそも駆動部を駆動するためにマイコンを
備えていることが多いので、その中の一部を用いて残量
計測が可能となり、余分なメモリ等が不要で簡便に残量
測定が可能である。さらに、本発明によれば、電池の劣
化パラメータが個々の電池のシリアル番号毎に取得され
ているので、異なる電池が使用されても、容易にその電
池残量が計測可能である。
【図１】本発明の二次電池ユニットと電池使用機器の一
例を示すブロック図
例を示すブロック図
【図２】リチウムポリマー二次電池の劣化特性の一例を
示すグラフ
示すグラフ
【図３】劣化パラメータの書き込み手順を示すフローチ
ャート
ャート
１０１：電池使用機器 １０２：ＤＣ−ＤＣコンバータ １０３：マイコン １０４：ＬＣＤ表示部 ２０１：二次電池ユニット ２０２：電池セル ２０４：シリアル番号通信回路
Claims (8)
- 【請求項１】 充電可能な電池セルを有する二次電池ユ
ニットにおいて、シリアル番号を有するシリアル番号通
信回路と、該シリアル番号通信回路からのシリアル番号
情報を読み出すための通信端子とを有する二次電池ユニ
ット。 - 【請求項２】 電池セルが、リチウム二次電池である請
求項１に記載の二次電池ユニット。 - 【請求項３】 リチウム二次電池の負極として炭素材料
が使用された請求項２に記載の二次電池ユニット。 - 【請求項４】 シリアル番号には、電池セルの種類を示
す符号が付されている請求項１乃至３のいずれか１つに
記載の二次電池ユニット。 - 【請求項５】 さらにサーミスタを有する請求項１乃至
４のいずれか１つに記載の二次電池ユニット。 - 【請求項６】 充電可能な電池セルと、シリアル番号を
有するシリアル番号通信回路と、該シリアル番号通信回
路からのシリアル番号情報を読み出すための通信端子と
を有する二次電池ユニットの残量測定方法であって、 前記通信端子を通じて前記シリアル番号情報を読み出す
シリアル番号読み出し過程と、 読み出された前記シリアル番号情報から、使用した二次
電池ユニットに対応する、前記電池セルの劣化パラメー
タを読み出す劣化情報読み出し過程と、 前記電池セルの電圧を測定する電圧測定過程と、 前記測定された電圧に前記読み出された劣化パラメータ
による補正を加えて、前記電池セルの残量を求める残量
演算過程と、を有する二次電池ユニットの残量測定方
法。 - 【請求項７】 電池セルが、リチウム二次電池である請
求項６に記載の二次電池ユニット。 - 【請求項８】 リチウム二次電池の負極として炭素材料
が使用された請求項７に記載の二次電池ユニット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000081166A JP4000240B2 (ja) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | 二次電池ユニット及び二次電池の残量測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000081166A JP4000240B2 (ja) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | 二次電池ユニット及び二次電池の残量測定方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007146602A Division JP2007309943A (ja) | 2007-06-01 | 2007-06-01 | 二次電池ユニット及び二次電池の残量測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001266957A true JP2001266957A (ja) | 2001-09-28 |
| JP4000240B2 JP4000240B2 (ja) | 2007-10-31 |
Family
ID=18598135
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000081166A Expired - Lifetime JP4000240B2 (ja) | 2000-03-23 | 2000-03-23 | 二次電池ユニット及び二次電池の残量測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4000240B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005312769A (ja) * | 2004-04-30 | 2005-11-10 | Olympus Corp | 受信装置および医療装置 |
| JP2008295172A (ja) * | 2007-05-23 | 2008-12-04 | Canon Inc | バッテリーパック、充電装置、及び電子機器 |
| JP2008295169A (ja) * | 2007-05-23 | 2008-12-04 | Canon Inc | バッテリーパック、充電装置、及び電子機器 |
| JP2015161519A (ja) * | 2014-02-26 | 2015-09-07 | Ｎｅｃプラットフォームズ株式会社 | 充電池劣化判定システムおよび充電池劣化判定方法 |
| JP2016063692A (ja) * | 2014-09-19 | 2016-04-25 | 株式会社デンソーウェーブ | 携帯端末 |
| US10205335B2 (en) | 2015-02-24 | 2019-02-12 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Storage battery management device, method, and computer program product |
-
2000
- 2000-03-23 JP JP2000081166A patent/JP4000240B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005312769A (ja) * | 2004-04-30 | 2005-11-10 | Olympus Corp | 受信装置および医療装置 |
| JP2008295172A (ja) * | 2007-05-23 | 2008-12-04 | Canon Inc | バッテリーパック、充電装置、及び電子機器 |
| JP2008295169A (ja) * | 2007-05-23 | 2008-12-04 | Canon Inc | バッテリーパック、充電装置、及び電子機器 |
| US8106624B2 (en) | 2007-05-23 | 2012-01-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Battery pack, charging device, and electronic device and obtaining a charge state thereof |
| US8339095B2 (en) | 2007-05-23 | 2012-12-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Battery pack, charging device, and electronic device |
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| JP2016063692A (ja) * | 2014-09-19 | 2016-04-25 | 株式会社デンソーウェーブ | 携帯端末 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4000240B2 (ja) | 2007-10-31 |
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