JP4339423B2

JP4339423B2 - バッテリパック、バッテリシステム及びバッテリシステムの充電制御方法

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Publication number: JP4339423B2
Application number: JP03162198A
Authority: JP
Inventors: 秀幸佐藤; 秀治桶川; 博行荒川; 賀也樋口
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-02-13
Filing date: 1998-02-13
Publication date: 2009-10-07
Anticipated expiration: 2018-02-13
Also published as: EP1764895B1; JP4683000B2; EP0936719A2; US6222348B1; EP1764895A1; CA2261414A1; JP2007252196A; TW415121B; EP0936719B1; CN1178327C; DE69939848D1; EP0936719A3; JPH11233157A; DE69941911D1; CN1226092A; CA2261414C

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリパック、このバッテリパックを使用したバッテリシステム及びバッテリシステムの充電制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
先に本出願人は図７〜図１０に示す如き充電中のバッテリセルの使用電子機器の駆動可能時間及び現在の充電容量を表示できるようにした充電装置を提案した。
【０００３】
この充電装置につき説明するに図７において、１はカメラ一体型ビデオテープレコーダ（以下ビデオカメラという）等の電子機器に組み込んだ充電装置を示す。また、図７において、２は商用電源に接続し、ビデオカメラ及び充電装置１に電源を供給するＡＣアダプタである。
【０００４】
この充電装置１には充電回路３を有し、この充電回路３によりこのビデオカメラを携帯時に駆動するバッテリパック４のバッテリセル２０を充電する如くする。この充電回路３は従来周知の如く構成されたものである。このバッテリパック４は少なくともバッテリセル電圧検出情報、充電電流積算量情報とを得るバッテリ計算処理手段４ａとこの各情報を通信する通信処理手段４ｂとを有するものを使用する。
【０００５】
このバッテリパック４の例を図８に示す。この図８につき説明するにバッテリパック４のバッテリセル２０の正極は、このバッテリパック４のプラス端子ＴＭ₁に、またバッテリセル２０の負極は電流検出抵抗Ｒ₇を介してこのバッテリパック４のマイナス端子ＴＭ₂に接続されている。このプラス端子ＴＭ₁及びマイナス端子ＴＭ₂は充電装置１の充電回路３の出力側のプラス端子及びマイナス端子に接続される如くなされている。
【０００６】
当該バッテリパック４に内臓されるマイコン１０には、シリーズレギュレータやリセット回路等を含むマイコン電源１６からの電源が供給され、当該マイコン１０はこのマイコン電源１６から供給される電源により動作する。このマイコン１０の充電電流検出入力端子Ｄ１１は充電電流検出用に設けられているオペアンプ１３の出力端子と接続され、放電電流検出入力端子Ｄ１２は放電電流検出用に設けられているオペアンプ１４の出力端子と接続されている。
【０００７】
また、マイコン１０の割り込み入力端子は、オペアンプ１３と１４の各出力端子が２つの入力端子に接続された２入力ＮＡＮＤゲート１５の出力端子と接続され、さらにこの２入力ＮＡＮＤゲート１５の出力端子は例えばプルアップ用の抵抗Ｒ₈を介して電源端子と接続されている。また、マイコン１０の温度検出入力端子はバッテリセル２０の周辺温度を検出する温度センサ１９の出力端子と接続され、電圧検出入力端子はバッテリセル２０の端子電圧を検出する電圧検出回路１８の出力端子と接続され、グランド端子はバッテリセル２０の負極と、ビデオカメラの充電装置１の後述する演算手段を構成する計算処理マイコン５との通信用の出入力端子ＴＭＣはバッファアンプ１１，１２と接続されている。
【０００８】
なお、充電電流検出入力端子Ｄ１１及び放電電流検出入力端子Ｄ１２や温度検出入力端子、電圧検出入力端子等のアナログ入力がなされる端子は、全てＡ／Ｄ入力ポートであり、したがって、当該マイコン１０内にはこれらアナログ入力をディジタル変換するＡ／Ｄコンバータが内蔵されている。
【０００９】
電圧検出回路１８は、抵抗Ｒ₉及びＲ₁₀からなる分圧抵抗より成り、この分圧抵抗によりバッテリセル２０の端子間電圧を検出する。この電圧検出回路１８からの電圧検出値が、マイコン１０の電圧検出入力端子に供給されている。したがって、当該マイコン１０はこの電圧検出入力端子に供給された電圧検出回路１８からの電圧検出値に基づいて、バッテリセル２０の端子間電圧を知ることができる。
【００１０】
また、温度センサ１９は、例えば温度検出用サーミスタ等からなり、バッテリセル２０に近傍或いは接して配置されており、この温度センサ１９の温度検出値がマイコン１０の温度検出入力端子に供給されるようになっている。したがって、当該マイコン１０は、この温度検出入力端子に供給された温度検出値に基づいて、バッテリセル２０の温度を知ることができる。
【００１１】
次に、オペアンプ１３の非反転入力端子は、抵抗Ｒ_３を介してバッテリセル２０の負極と接続され、反転入力端子は、増幅率設定用の負帰還抵抗Ｒ _２を介してオペアンプ１３の出力端子に接続されると共にこの反転入力端子は、抵抗Ｒ _１及び電流電圧検出用の抵抗Ｒ _７を介してバッテリセル２０の負極と接続されている。したがって、当該オペアンプ１３の出力端子からは、当該バッテリパック４内に流れる電流値（充電時に流れる電流値）を抵抗Ｒ_１とＲ_２の抵抗値の比（Ｒ_２／Ｒ_１）に応じて増幅した電圧値を出力されることになる。
【００１２】
一方、オペアンプ１４の非反転入力端子は抵抗Ｒ_６及びと電流電圧検出用の抵抗Ｒ_７を介してバッテリセル２０の負極と接続され、反転入力端子は、負帰還抵抗Ｒ _５を介してオペアンプ１４の出力端子に接続されると共にこの反転入力端子は、抵抗Ｒ _４を介してバッテリセル２０の負極と接続されている。したがって、当該オペアンプ１４の出力端子からは、当該バッテリパック４内に流れる電流値（放電時に流れる電流値）を抵抗Ｒ_４とＲ_５の抵抗値の比（Ｒ_５／Ｒ_４）に応じて増幅した電圧値を出力されることになる。
【００１３】
トランジスタスイッチＴｒ１は例えば電界効果トランジスタからなり、ゲートがマイコン１０のスイッチング制御出力端子ＳＷ１と接続され、ドレインとソース間に抵抗Ｒ₁が接続されている。したがって、マイコン１０のスイッチング制御出力端子ＳＷ１からの信号レベルが例えばハイ（Ｈ）レベルとなったときには、トランジスタスイッチＴｒ１がＯＮし、これによりこの抵抗Ｒ₁による抵抗値は略々０（トランジスタスイッチＴｒ１の内部抵抗のみとなる）となり、この抵抗Ｒ₁とＲ₂の抵抗値の比（Ｒ₂／Ｒ₁）に応じて増幅率が設定されるオペアンプ１３の当該増幅率（アンプゲイン）は大となる。
【００１４】
一方、マイコン１０のスイッチング制御出力端子ＳＷ１からの信号レベルが例えばロー（Ｌ）レベルとなったときには、トランジスタスイッチＴｒ１はＯＦＦし、これによりこのオペアンプ１３の増幅率はこの抵抗Ｒ₁とＲ₂の抵抗値の比（Ｒ₂／Ｒ₁）に応じた増幅率、すなわちトランジスタスイッチＴｒ１がＯＮしているときよりも小さい増幅率（アンプゲイン）となる。同様に、トランジスタスイッチＴｒ₂も例えば電界効果トランジスタからなり、ゲートがマイコン１０のスイッチング制御出力端子ＳＷ２と接続され、ドレインとソース間に抵抗Ｒ₄が接続されている。
【００１５】
したがって、マイコン１０のスイッチング制御出力端子ＳＷ２からの信号レベルが例えばハイ（Ｈ）レベルとなったときにはトランジスタスイッチＴｒ２がＯＮし、これによりこの抵抗Ｒ₄による抵抗値は略々０（トランジスタスイッチＴｒ２の内部抵抗のみとなる）となり、オペアンプ１４の増幅率（アンプゲイン）は大となる。一方、マイコン１０のスイッチング制御出力端子ＳＷ２からの信号レベルが例えばロー（Ｌ）レベルになったときには上記トランジスタスイッチＴｒ２はＯＦＦし、これによりオペアンプ１４の増幅率（アンプゲイン）は小となる。
【００１６】
ここで、このマイコン１０は、通常動作モード時（Ｒｕｎ時）には常に充電電流検出入力端子Ｄ１１と放電電流検出入力端子Ｄ１２のレベルを監視しており、これら端子Ｄ１１，Ｄ１２のレベルが一定レベル以上になっているときには、スイッチング制御出力端子ＳＷ１及びＳＷ２の信号レベルを共にローレベルとなす。これにより、このトランジスタスイッチＴｒ１及びＴｒ２は共にＯＦＦとなり、オペアンプ１３及び１４のアンプゲインは小となる。したがって、通常動作モード時（Ｒｕｎ時）のマイコン１０は、アンプゲインが小となされたオペアンプ１３及び１４からの出力値を用いて、当該バッテリパック４内に流れる電流値（充電時に流れる電流値又は放電時に流れる電流値）を測定可能となる。したがって、例えば充放電時に流れる電流値がわかれば、充放電電流積算値が計算できる。
【００１７】
また本例においては、このバッテリパック４よりのバッテリセル電圧Ｖ、充電電流Ｉ、充電電流積算量Ｑ、温度依存計数ｈ１（Ｔ）及びｈ２（Ｔ）のデータをこの充電装置１の演算手段を構成する計算処理マイコン５に供給する。
【００１８】
また、この計算処理マイコン５にこのバッテリパック４を使用するビデオカメラの消費電力Ｗのデータを供給する如くする。
【００１９】
この計算処理マイコン５は図１０に示す如きフローチャートに従って動作して充電中のバッテリパック４のバッテリセル２０の充電容量を算出して後述する表示装置６に表示すると共に現在の充電容量でこのバッテリパック４を使用するビデオカメラの使用可能時間を算出して、これを表示装置６に表示する如くする。
【００２０】
この表示装置６の現在の充電容量の表示３０としては図９に示す如く５段階表示ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅとし、この表示の充電中の最上部が点滅する如くする。例えば充電容量が０〜２０％のときは表示ａが点滅し、また充電容量が２０〜４０％のときは表示ａが点灯すると共に表示ｂが点滅し、充電容量が４０〜６０％のときは表示ａ，ｂが点灯すると共に表示ｃが点滅し、充電容量が６０〜８０％のときは表示ａ，ｂ，ｃが点灯すると共に表示ｄが点滅し、充電容量が８０〜１００％のときは表示ａ，ｂ，ｃ，ｄが点灯すると共に表示ｅが点滅し、充電容量が１００％以上のときは表示ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅが点灯する如くする。
【００２１】
また表示装置６の現在の充電容量で、この充電しているバッテリパック４を使用するビデオカメラの使用可能時間の表示３１としては図９に示す如く数字例えば２２９ｍｉｎによる時間表示とする如くする。
【００２２】
次に本例による充電装置１によりバッテリパック４のバッテリセル２０を充電する例につき図１０のフローチャートに従って、説明する。
【００２３】
先ず、ビデオカメラの充電装置１にＡＣアダプタ２より電源を供給すると共にビデオカメラの所定位置に充電しようとするバッテリパック４を装着する。このとき、計算処理マイコン５によりこの装着されているバッテリパックは充電可能なバッテリパックかどうかを判断し（ステップＳ１）、例えば乾電池等充電が不可のものならば充電を終了する。
【００２４】
この装着されているバッテリパック４が充電可能なときはバッテリパック４のバッテリセル２０に充電装置１の充電回路３から充電電流を供給すると共にステップＳ２に移行する。このステップＳ２においては充電装置１の計算処理マイコン５はバッテリパック４から送信されてくるバッテリセル電圧Ｖのデータ、充電電流Ｉのデータ、充電電流積算量Ｑのデータ、温度依存計数ｈ１（Ｔ）、ｈ２（Ｔ）のデータを受信する。また、ビデオカメラの消費電力Ｗのデータもこの計算処理マイコン５に設けられたメモリに保存する如くする。
【００２５】
次にステップＳ３に移行し、このステップＳ３で充電容量及び現在の充電容量で撮影可能時間を算出する。
この充電容量は、以下の計算式に求まる充電電流積算残量Ｓと、バッテリセル２０の全容量との割合により求めることができる。
【００２６】
充電電流積算残量Ｓ＝Ｑ−ｇ（Ｗ）×ｈ２（Ｔ）
ここでｇ（Ｗ）はバッテリセル２０のビデオカメラの動作可能最低電圧から完全放電までの放電積算量であり、消費電力Ｗに依存している。
この場合温度依存を考慮しないときはこの充電電流積算残量Ｓは
Ｓ＝Ｑ−ｇ（Ｗ）
である。
充電容量＝Ｓ／バッテリセルの全容量
【００２７】
また充電中の現在の充電容量で撮影可能時間は以下に示す計算式によって充電電流積算残量Ｓにｆ（Ｗ）と温度係数ｈ１（Ｔ）をかけたものから求めることができる。即ち撮影可能時間Ｒ＝Ｓ×ｆ（Ｗ）×ｈ１（Ｔ）であり、ここでｆ（Ｗ）は充電電流積算量Ｑを撮影可能時間に変換する係数であり、このビデオカメラの消費電力Ｗに依存している。
【００２８】
この場合温度依存を考慮しないときはこの撮影可能時間Ｒは
Ｒ＝Ｓ×ｆ（Ｗ）
となる。
【００２９】
次に、この算出された充電容量と撮影可能時間とが表示可能かどうかを判断し（ステップＳ４）、表示が可能なときは充電装置１の表示装置６にこのときの充電容量を表示３０及び撮影可能時間を表示３１する如くする。上述を充電終了まで繰り返す如くする。
【００３０】
斯る本例によれば充電装置１の計算処理マイコン５により、バッテリセル２０の充電中の現在の充電容量を算出して表示装置６に表示すると共に現在の充電容量でこのバッテリパック４を使用するビデオカメラの撮影可能時間を算出して表示装置６に表示するようにしたので、充電中のバッテリセル２０の現在の充電容量を容易に知ることができると共に現在の充電容量で充電中のバッテリパック４を使用するビデオカメラの撮影可能時間を容易に知ることができ、ユーザの使い勝手が良くなる利益がある。
【００３１】
上述充電装置において、この充電装置がビデオカメラ等の電子機器と別体にあるときには、充電装置はバッテリパック４が駆動する電子機器の消費電力を知る必要があり、従来この電子機器の消費電力を充電装置が知るのに、この充電装置とこの電子機器とを信号線で接続して、この電子機器の消費電力を充電装置に入力する方法が知られている。
【００３２】
一方、一般的にはビデオカメラ等の電子機器の場合、この電子機器を駆動するバッテリパック（放電状態）４と、このバッテリパック４を充電する充電装置とは、安全性等を確保するためそれぞれ別体となされていることが多い。
【００３３】
仮に上述例の如くこの電子機器とこの充電装置とが一体に構成された場合、この充電装置に急速充電、個々のバッテリパックに適した充電等高付加価値の機能を具備することは製品としてのコスト、実装スペース等の理由により困難であった。
【００３４】
このような状況のもとで次のようなことが一般に要求されている。
（１）充電装置でバッテリパックのバッテリセルを充電するときに、このバッテリパックが駆動する電子機器の将来にわたる消費電力の変化に対応した、電子機器の使用可能時間表示の誤差を補正すること。
（２）充電時に判明したバッテリパックの性能低下レベルの度合を、このバッテリパックが駆動する電子機器が把握して、電子機器使用中の使用可能時間表示における誤差を補正すること。
（３）充電終了から放電開始まで、または放電終了から充電開始まで等、バッテリパック内のバッテリセルの暗電流量を、充電装置またはバッテリパックが駆動する電子機器で補正すること。
【００３５】
之等のことを充電装置またはバッテリパックが駆動する電子機器が行おうとした場合、充電装置は電子機器で発生した状況（情報）を知る必要があり、電子機器は充電装置で発生した状況（情報）を知る必要がある。
【００３６】
従来、このような状況（情報）を知る方法としてはこの充電装置とこの電子機器とを信号線で接続し、充電装置と電子機器と間で状況（情報）の交換、共有するようにしている。
【００３７】
然しながら、この方法ではこの電子機器と充電装置とを接続する信号線を別に用意する必要があると共にこの信号線を接続したときには利便性、携帯性等で不具合を生じることがあった。
【００３８】
本発明は斯る点に鑑み電子機器と充電装置との間で信号線を接続することなく必要な情報を得るようにし、充電装置、電子機器の利便性、携帯性を損なうことなく、高付加価値の機能を提供できるようにすることを目的とする。
【００３９】
【課題を解決するための手段】
本発明バッテリパックは、バッテリセルと、このバッテリセルの電圧、充電電流、放電電流、充電電流による充電電流積算量、又は放電電流による放電電流積算量を計算するデータ計算処理手段と、所定の情報を記憶するメモリと、他の装置との通信を行なう通信手段とを備えるバッテリパックにおいて、このバッテリパックにより駆動される電子機器が、駆動時に電子機器本体の消費電力情報をこのバッテリパックのメモリに書き込み、このバッテリパックのバッテリセルを充電する充電装置が、充電時にこのバッテリパックのメモリよりこの充電電流積算量、この放電電流積算量及びこの消費電力情報を読み出し、この充電装置がこの充電電流積算量、この放電電流積算量及びこの消費電力情報に基づいて、この電子機器の使用可能時間を算出するようにしたものである。
【００４０】
また、本発明バッテリシステムは、バッテリセルと、このバッテリセルの電圧、充電電流、放電電流、充電電流による充電電流積算量、又は放電電流による放電電流積算量を計算するデータ計算処理手段と、所定の情報を記憶するメモリと、他の装置との通信を行なう通信手段とを備えるバッテリパックと、このバッテリパックにより駆動されると共にこのバッテリパックと通信する通信手段、このバッテリパックが接続される電子機器本体の消費電力情報をこのバッテリパックのメモリに書き込む書込み手段及びこのメモリに格納されている所定の情報を読み出す読み出し手段とを有する電子機器と、このバッテリパックのバッテリセルを充電すると共にこのバッテリパックと通信する通信手段及び充電時に必要な情報と充電中の充電情報とをこのバッテリパックのメモリに書き込む書込み手段又はこのメモリに格納されている所定の情報を読み出す読み出し手段を有する充電装置とから構成され、この充電装置は、この充電電流積算量、この放電電流積算量及びこの消費電力情報に基づいて、この電子機器の使用可能時間を算出するようにしたものである。
【００４１】
斯る本発明によればバッテリパック、電子機器及び充電装置で夫々行うデータ計算処理に必要な情報をバッテリパックのメモリを介して得るようにしたので、電子機器と充電装置との間で信号線を接続することなく必要な情報を得ることができ、充電装置、電子機器の利便性、携帯性を損なうことなく、高付加価値の機能を提供できる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図６を参照して本発明の実施の形態の例につき説明しよう。
【００４３】
図１〜図６において、４０は本例によるバッテリパックを示し、このバッテリパック４０は例えばリチウムイオン２次電池より成るバッテリセル４１と、このバッテリセル４１の電圧、充放電電流、充放電による電流の積算量を得る計算処理等を行うマイクロコンピュータ４２と、このマイクロコンピュータ４２の指令に従って所定の情報が書き込まれ、また所定情報が読み出されるメモリ４３とを有する。
【００４４】
このバッテリパック４０においては、バッテリセル４１の充放電端子をこのバッテリパック４０の充放電端子４４に接続すると共にマイクロコンピュータ４２の出入力端子を通信インターフェイス４５を介して、このバッテリパック４０の通信端子４６に接続する如くする。
【００４５】
図４及び図５において、５０はビデオカメラ等の電子機器を示し、この電子機器５０においては、電子機器本体５１を計算処理等を行うマイクロコンピュータ５２により制御するようにするようにし、この電子機器本体５１の電源端子を電子機器５０の電源端子５３に接続する如くすると共にこのマイクロコンピュータ５２の出入力端子を通信インターフェイス５４を介して電子機器５０の通信端子５５に接続する如くする。
【００４６】
また、この電子機器５０においてはマイクロコンピュータ５２の指令に従って、所定の情報が書き込まれ、また所定情報が読み出されるメモリ５６を設けると共にこのマイクロコンピュータ５２の指令に従って例えば映像画面（撮像画面）を表示する液晶表示装置５７を設け、更にこのマイクロコンピュータ５２の指令に従って種々の制御状態の表示を行う表示装置５８を設ける如くする。
【００４７】
図２、図３及び図６において、６０は充電装置を示し、この充電装置６０は充電回路６１を有し、この充電回路６１に商用電源が供給されると共にこの充電回路６１は計算処理等を行うマイクロコンピュータ６２により充電制御するようにし、この充電回路６１の出力端子に得られる充電電流をこの充電装置６０の充電端子６３に供給する如くする。
【００４８】
このマイクロコンピュータ６２の出入力端子を通信インターフェイス６４を介して充電装置６０の通信端子６５に接続する如くする。この充電装置６０においては、マイクロコンピュータ６２の指令に従って、所定の情報が書き込まれ、また所定情報が読み出されるメモリ６６を設ける。
【００４９】
また、この充電装置６０においては、計算処理等を行うマイクロコンピュータ６２の指令に従って充電中のバッテリパック４０のバッテリセル４１の充電容量を表示すると共に現在の充電容量で、このバッテリパック４０を使用するビデオカメラ等の電子機器５０の使用可能時間を表示する図９に示す如き表示装置６７を設ける如くする。
【００５０】
また、図１において、５０ａは、図７例同様のビデオカメラ等の電子機器に充電装置を組込んだ装置例を示し、この電子機器に充電装置を組込んだ装置５０ａにおいては、商用電源が供給され所定の直流電圧を得るようにしたＡＣアダプタ５９よりの電源を電子機器本体５１及び充電回路６１に供給する如くし、この充電回路６１の出力側に得られる充電電流を充電端子６３に供給する如くする。
【００５１】
また、この装置５０ａは上述計算処理をするマイクロコンピュータ５２及び６２の機能を加算した機能を有するマイクロコンピュータ５２ａを有し、このマイクロコンピュータ５２ａにより電子機器本体５１及び充電回路６１を制御する如くする。
【００５２】
また、この装置５０ａにおいては、表示装置６７ａを設け、この表示装置６７ａにマイクロコンピュータ５２ａの指令に従って、充電中のバッテリパック４０のバッテリセル４１の充電容量を表示すると共に現在の充電容量で、このバッテリパック４０を使用するビデオカメラ等の電子機器の使用可能時間を例えば図９に示す如く表示する如くする。その他は図４、図５に示す如き電子機器と同様に構成する如くする。
【００５３】
次に、本例によるバッテリシステムの動作につき説明する。
先ず図１を参照してビデオカメラ等の電子機器内に充電装置を組込んだ装置５０ａによりバッテリパック４０のバッテリセル４１を充電するときの充電中のこのバッテリパック４０による電子機器本体５１の使用可能時間を表示する場合につき説明する。
【００５４】
このときは、図１に示す如く、装置５０ａの通信端子５５とバッテリパック４０の通信端子４６とを接続し、データの通信ができるようにすると共にこの装置５０ａの充電端子６３をバッテリパック４０の充放電端子４４に接続し、充電回路６１よりの充電電流をバッテリパック４０のバッテリセル４１に供給してこのバッテリセル４１を充電する如くする。
【００５５】
この場合、通信によりバッテリパック４０よりバッテリセル４１の電池電圧Ｖ、充電電流Ｉ、充電電流積算値Ｑ、温度依存係数ｈ１（Ｔ）、ｈ２（Ｔ）のデータがこの装置５０ａに送信される。この装置５０ａのマイクロコンピュータ５２ａはこれらのデータ値よりこの電子機器本体５１の使用可能時間を次式に従って計算する。
【００５６】
充電電流積算残量Ｓ＝Ｑ−ｇ（Ｗ）×ｈ２（Ｔ）
使用可能時間Ｒ＝Ｓ×ｆ（Ｗ）×ｈ１（Ｔ）
【００５７】
この電子機器本体５１の消費電力Ｗがメモリ５６に格納されているか、またはマイクロコンピュータ５２ａにより、この消費電力が計算されれば、この充電中のバッテリパック４０のバッテリセル４１による電子機器本体５１の使用可能時間が計算でき、これが表示装置６７ａに供給され、表示装置６７ａにより、この使用可能時間が表示される。
【００５８】
ところで、図２に示す如く、充電装置６０を、ビデオカメラ等の電子機器５０とは別体としたときには、この場合、充電装置６０は単独なため、この電子機器５０の消費電力Ｗはわからない。
【００５９】
そこで、図１のように、バッテリパック４０が装置５０ａに接続された時に、この装置５０ａは電子機器本体５１の消費電力ＷのデータＤＷを通信によりバッテリパック４０に送信し、バッテリパック４０は送信された電子機器本体５１の消費電力ＷのデータＤＷをこのバッテリパック４０のメモリ４３に格納しておく。
【００６０】
次に図２を参照して、単独の充電装置６０での充電中のバッテリパック４０のバッテリセル４１による電子機器５０の使用可能時間の表示について説明する。このときは図２に示す如く、充電装置６０の通信端子６５とバッテリパック４０の通信端子４６とを接続し、データの通信ができるようにすると共にこの充電装置６０の充電端子６３をバッテリパック４０の充放電端子４４に接続し、充電回路６１よりの充電電流をバッテリパック４０のバッテリセル４１に供給して、バッテリセル４１を充電する如くする。
【００６１】
この場合、通信によりバッテリパック４０のメモリ４３に格納（記憶）されている電子機器５０の消費電力ＷのデータＤＷが充電装置６０に送信され、これをメモリ６６に記憶する如くする。充電装置６０のマイクロコンピュータ６２は、このメモリ６６に記憶した電子機器５０の消費電力ＷのデータＤＷを使用し、充電中のバッテリパック４０を使用する電子機器の使用可能時間を上述式により計算し、この計算結果を表示装置６７で表示する。
【００６２】
即ち、この場合、充電装置６０は充電しようとするバッテリパック４０のメモリ４３よりマイクロコンピュータ６２は計算処理に必要な電子機器５０の消費電力ＷのデータＤＷを得ることができ電子機器５０と充電装置６０との間に信号線は必要としない。
【００６３】
仮に電子機器５０の消費電力Ｗが常に一定であれば消費電力Ｗに依存する係数ｆ（Ｗ）も一定であるが、この消費電力Ｗが変化すれば、この係数ｆ（Ｗ）も変化する。これは、例えば映像画面を表示する液晶表示装置５７のオン／オフだけでなく、ビデオカメラ等の電子機器の種類、機種等により変化する。
【００６４】
このような係数ｆ（Ｗ）の将来的な変化を充電装置６０で対応するのは不可能である（係数ｆ（Ｗ）には、このビデオカメラ等の電子機器の消費電力の増減により個別に設定するバッテリセル４１の終止電圧補正値も含む。）。つまり、充電装置６０でこの係数ｆ（Ｗ）を１種類だけ、格納（記憶）したときは将来的な面も含めて、この電子機器５０の消費電力の変化に対応できず、この使用可能時間の表示に誤差を生じることとなる。
【００６５】
そこで本例においては例えば図１に示す如く装置５０ａをバッテリパック４０と接続する毎にこの装置５０ａの電子機器本体５１の変化した消費電力ＷのデータＤＷと共にこの消費電力Ｗの変化に対応する係数ｆ（Ｗ）のデータもバッテリパック４０のメモリ４３に送信し、記憶（格納）する如くする。
【００６６】
これにより充電装置６０はバッテリパック４０に格納された係数ｆ（Ｗ）も利用でき、電子機器の将来的にわたる変化にも対応できることで、使用可能時間の表示の誤差の発生を低減できる。
【００６７】
なお、この場合、バッテリパック４０のメモリ４３に格納（記憶）する消費電力ＷのデータＤＷ、係数ｆ（Ｗ）のデータはバッテリパック４０の接続時に１回だけでなく複数回更新して格納（記憶）するようにしても良い。
【００６８】
また、一般にバッテリパック４０のバッテリセル４１の充放電容量は、このバッテリセル４１の充放電回数、使用年月、使用環境温度等により性能低下することが知られている（バッテリ寿命）。
【００６９】
先ず、充電時におけるバッテリ寿命の確認方法を説明する。バッテリパック４０のバッテリセル４１の寿命を確認する方法として、ある充電時間経過後の充電電流積算値Ｑと初期値（ある充電時間経過後に本来設定されるべき充電電流積算値）を比較することにより確認することができる。
【００７０】
つまり、充電電流積算値Ｑが初期値より低下していればバッテリセル４１の充放電容量が低下していることを意味する。従って、初期値から充電電流積算値Ｑを減算した値をＱｃとすれば、下式によりバッテリセル４１の寿命を確認することができる。
バッテリ寿命レベル値Ｂ＝Ｑｃ×Ｘ
ここで、Ｘはバッテリ寿命係数である。
【００７１】
電子機器５０がこのバッテリ寿命レベル値Ｂを知るためには、前述したように充電装置６０と電子機器５０とを信号線で接続する必要があるが本例においては、図３に示す如く、充電装置６０でバッテリパック４０のバッテリセル４１を充電するときにこのバッテリ寿命レベル値ＢのデータＤＢを通信によりバッテリパック４０に送信し、このバッテリパック４０のメモリ４３に格納（書き込む）する。
【００７２】
この場合、充電装置６０によりバッテリパック４０のバッテリセル４１を充電するときには、図３に示す如く充電装置６０の充電端子６３をバッテリパック４０の充放電端子４４に接続すると共に充電装置６０の通信端子６５とバッテリパック４０の通信端子４６とを接続する如くする。
【００７３】
また、電子機器５０はこのバッテリパック４０により駆動されるときに、図４に示す如くバッテリパック４０のメモリ４３に格納したバッテリ寿命レベル値ＢのデータＤＢを読み出して通信により受け取る如くする。即ち電子機器５０は充電装置６０と信号線で接続しなくとも、このバッテリパック４０のメモリ４３を介して、このバッテリ寿命レベル値Ｂを知ることができる。
【００７４】
この場合、電子機器５０をバッテリパック４０で駆動するときはバッテリパック４０の充放電端子４４を電子機器５０の電源端子５３に接続すると共に電子機器５０の通信端子５５とバッテリパック４０の通信端子４６とを接続する如くする。
【００７５】
次に電子機器５０でのバッテリ寿命の確認方法について説明する。
図５（図４）に示す如くバッテリパック４０を電子機器５０に接続して使用すると、放電電流に応じて充電電流積算値（放電電流積算値）Ｑが減じ充電電流積算値Ｑが０まで放電が可能となる。
【００７６】
ところがバッテリセル４１の性能が低下してくると、充電電流積算値Ｑが０になる前にバッテリセル電圧Ｖが電子機器５０のバッテリ終止電圧に達し、電子機器５０の使用が停止することがある。
【００７７】
従って、バッテリ終止電圧での充電電流積算値Ｑの残量をＱ_Dとすれば上述式
Ｂ＝Ｑ_D×Ｘ
により、バッテリ寿命レベル値Ｂを確認することができる。
【００７８】
充電装置６０がこのバッテリ寿命レベル値Ｂを知るためには、前述したようにこの充電装置６０と電子機器５０とを信号線で接続する必要があるが、本例においては図５に示す如く、電子機器５０をバッテリパック４０で駆動するときに、このバッテリ寿命レベル値ＢのデータＤＢを通信によりバッテリパック４０に送信し、このバッテリパック４０のメモリ４３に格納する。
【００７９】
次に、図６（図３）に示す如く、充電装置６０でバッテリパック４０のバッテリセル４１を充電するときに、このバッテリパック４０のメモリ４３に格納したバッテリ寿命レベル値ＢのデータＤＢを読み出して通信により受け取る如くする。即ち充電装置６０は電子機器５０と信号線で接続しなくとも、このバッテリパック４０のメモリ４３を介して、このバッテリ寿命レベル値Ｂを知ることができる。
【００８０】
上述により、充電装置６０はバッテリ寿命レベル値Ｂに応じた充電、例えばバッテリパック４０のバッテリセル４１の性能が低下している場合は、充電電流を小さくしてバッテリセル４１の寿命を延ばすようにする。
【００８１】
この場合、バッテリパック４０のメモリ４３に格納するバッテリ寿命レベル値ＢのデータＤＢは充電毎に更新するようにしても良い。
【００８２】
本例の説明では充電時及び電子機器５０での使用時において、バッテリ寿命レベル値Ｂを用いたがこの充電時及び電子機器５０での使用時で夫々独立して、このバッテリ寿命レベル値を求めても良い。この充電時及び電子機器５０での使用時に夫々求めたバッテリ寿命レベル値を比較処理する等して、より正確な値を求めることができる。
【００８３】
また、一般にバッテリパック４０のバッテリセル４１の充電が終了、又は電子機器５０のバッテリパック４０を使用しての駆動が終了した直後にそれぞれ放電、充電が開始するとは限らず、この直後にそれぞれ充電、放電を開始しないときはバッテリパック４０のバッテリセル４１は、わずかづつであるが、このバッテリセル４１の内部の暗電流及び電池保護回路の消費電流（以下暗電流という。）により放電が進行し、バッテリセル４１の充放電容量が低下する。
【００８４】
この暗電流の値は、数μＡ〜数十μＡと非常に少ないため、この暗電流を検知することは非常に困難である。
【００８５】
然しながら、電子機器５０の使用中にこの電子機器５０に対するバッテリパック４０の使用可能時間の表示を正しく行うためには、この暗電流による影響を考慮（補正）する必要がある。
【００８６】
そこで本例においては、図３に示す如く接続して、充電装置６０でバッテリパック４０のバッテリセル４１を充電するときに、その充電終了時にその日時のデータをバッテリパック４０に通信により送信し、この日時のデータをバッテリパック４０のメモリ４３に格納（記憶）する。
【００８７】
電子機器５０は図４に示す如くバッテリパック４０の接続時に、このバッテリパック４０のメモリ４３に格納された充電終了の日時のデータを通信により受け取り、この受け取った日時と現日時とを比較して、その日時の差分に相当する暗電流を計算し、これにより、この電子機器５０の使用中に、この電子機器５０に対するこのバッテリパック４０の使用可能時間の表示の誤差を補正することができる。
【００８８】
またこれとは別に、図５に示す如く電子機器５０でのバッテリパック４０の使用終了時にその使用終了の日時のデータを通信によりバッテリパック４０に送信して、バッテリパック４０のメモリ４３に格納（記憶）し、図６に示す如く充電装置６０により、このバッテリパック４０のバッテリセル４１を充電するときに、このバッテリパック４０のメモリ４３に格納（記憶）されたこのバッテリパック４０の使用終了の日時のデータを通信により受け取り、この受け取った日時と、現日時と比較して、その日時の差分に相当する暗電流を計算し、バッテリパック４０のバッテリセル４１が過放電か否か、過放電の進行レベルを判断して、そのレベルに応じた充電を行うことができる。
【００８９】
この場合、電子機器５０をバッテリパック４０を使用して駆動するのは１回だけでないので、使用の毎に、このバッテリパック４０のメモリ４３に格納される日時を更新するを可とする。
【００９０】
以上述べた如く、本例においては充電装置６０と電子機器５０とを信号線で接続することなく、充電装置６０及び電子機器５０がバッテリパック４０のメモリ４３にそれぞれ必要な情報（データ）を格納し、互いに共有、交換することにより、充電装置６０及び電子機器５０の利便性、携帯性を損なうことなく高付加価値の機能を有することができる利益がある。
【００９１】
例えば、バッテリパック４０のバッテリセル４１の充電中に電子機器５０での使用可能時間の表示の誤差を低減しつつ、電子機器５０の将来的な消費電力の変化に対応でき、このため例えば電子機器５０の新機種が発売されても、それに対応する充電装置６０を改めて購入する必要がない。
【００９２】
また、バッテリパック４０のバッテリセル４１の寿命レベルに合わせた、充電、放電負荷の設定が可能になるため、バッテリパック４０のバッテリセル４１の寿命がより延ばすことができ、例えばリチウムイオン２次電池をこのバッテリセル４１としたときには稀少資源のコバルト等を節約できる利益がある。
【００９３】
尚、本発明は上述例に限ることなく、本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成が採り得ることは勿論である。
【００９４】
【発明の効果】
本発明によれば充電装置と電子機器とを信号線で接続することなく、充電装置及び電子機器がバッテリパックのメモリにそれぞれ必要な情報を格納し、これを互いに共有、交換しているので、充電装置及び電子機器の利便性、携帯性を損なうことなく高付加価値の機能を持たせることができる利益がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明バッテリシステムの実施の形態の一例を示す構成図である。
【図２】本発明バッテリシステムの実施の形態の他の例を示す構成図である。
【図３】本発明バッテリシステムの実施の形態の他の例を示す構成図である。
【図４】本発明バッテリシステムの実施の形態の他の例を示す構成図である。
【図５】本発明バッテリシステムの実施の形態の他の例を示す構成図である。
【図６】本発明バッテリシステムの実施の形態の他の例を示す構成図である。
【図７】バッテリシステムの例を示す構成図である。
【図８】バッテリパックの例を示す構成図である。
【図９】表示の例を示す線図である。
【図１０】図７の説明に供するフローチャートである。
【符号の説明】
４０‥‥バッテリパック、４１‥‥バッテリセル、４２，５２，５２ａ．６２‥‥マイクロコンピュータ、４３，５６，６６‥‥メモリ、４４‥‥充放電端子、４５，５４，６４‥‥通信インターフェイス、４６，５５、６５‥‥通信端子、５０‥‥電子機器、５１‥‥電子機器本体、５３‥‥電源端子、５７‥‥液晶表示装置、５８‥‥表示装置、５９‥‥ＡＣアダプタ、６０‥‥充電装置、６１‥‥充電回路、６３‥‥充電端子、６７，６７ａ‥‥表示装置

Claims

バッテリセルと、前記バッテリセルの電圧、充電電流、放電電流、充電電流による充電電流積算量、又は放電電流による放電電流積算量を計算するデータ計算処理手段と、前記データ計算処理手段による計算結果に関する情報が記憶されるメモリと、他の装置との通信を行なう通信手段とを備えるバッテリパックにおいて、
前記バッテリパックにより駆動される電子機器が駆動される際に、当該電子機器によって電子機器本体の消費電力情報を前記バッテリパックのメモリに書き込み、
前記バッテリパックのバッテリセルを充電する充電装置により前記バッテリパックが充電される際に、当該充電装置によって前記バッテリパックのメモリから前記充電電流積算量、前記放電電流積算量及び前記消費電力情報が読み出され、
前記充電装置により、前記充電電流積算量、前記放電電流積算量及び前記消費電力情報に基づいて、前記電子機器の使用可能時間が算出されることを特徴とするバッテリパック。
バッテリセルと、前記バッテリセルの電圧、充電電流、放電電流、充電電流による充電電流積算量、又は放電電流による放電電流積算量を計算するデータ計算処理手段と、前記データ計算処理手段による計算結果に関する情報が記憶されるメモリと、他の装置との通信を行なう通信手段とを備えるバッテリパックにおいて、
前記バッテリパックにより駆動される電子機器が駆動される際に、当該電子機器によって前記バッテリパックの寿命情報を前記バッテリパックのメモリに書き込み、
前記バッテリパックのバッテリセルを充電する充電装置により前記バッテリパックが充電される際に、当該充電装置によって前記バッテリパックのメモリから前記バッテリパックの寿命情報が読み出され、
前記充電装置により、前記バッテリパックの寿命情報に応じて、前記バッテリパックに対する充電制御を行うことを特徴とするバッテリパック。
バッテリセルと、前記バッテリセルの電圧、充電電流、放電電流、充電電流による充電電流積算量、又は放電電流による放電電流積算量を計算するデータ計算処理手段と、前記データ計算処理手段による計算結果に関する情報が記憶されるメモリと、他の装置との通信を行なう通信手段とを備えるバッテリパックにおいて、
前記バッテリパックにより駆動される電子機器が駆動される際に、当該電子機器によって所定の情報を前記バッテリパックのメモリに書き込むと共に前記メモリに格納されている所定の情報が読み出され、
前記バッテリパックのバッテリセルを充電する充電装置により前記バッテリパックが充電される際に、当該充電装置によって前記バッテリパックのメモリから当該充電の終了時にその日時に関する日時情報を前記バッテリパックのメモリに書き込むと共に前記メモリに格納されている所定の情報が読み出され、
前記電子機器は、充電終了時の前記日時情報と現日時に基づいて、充電終了から現時点における暗電流量を計算し、算出された前記暗電流量に基づいて前記電子機器に対する前記バッテリパックの使用可能時間を補正されることを特徴とするバッテリパック。
バッテリセルと、前記バッテリセルの電圧、充電電流、放電電流、充電電流による充電電流積算量、又は放電電流による放電電流積算量を計算するデータ計算処理手段と、所定の情報を記憶するメモリと、他の装置との通信を行なう通信手段とを備えるバッテリパックと、
前記バッテリパックにより駆動されると共に前記バッテリパックと通信する通信手段、前記バッテリパックが接続される電子機器本体の消費電力情報を前記バッテリパックのメモリに書き込む書込み手段及び前記メモリに格納されている所定の情報を読み出す読み出し手段とを有する電子機器と、
前記バッテリパックのバッテリセルを充電すると共に前記バッテリパックと通信する通信手段及び充電時に必要な情報と充電中の充電情報とを前記バッテリパックのメモリに書き込む書込み手段又は前記メモリに格納されている所定の情報を読み出す読み出し手段を有する充電装置とから構成され、
前記充電装置は、前記充電電流積算量、前記放電電流積算量及び前記消費電力情報に基づいて、前記電子機器の使用可能時間を算出することを特徴とするバッテリシステム。
バッテリセルと、前記バッテリセルの電圧、充電電流、放電電流、充電電流による充電電流積算量、又は放電電流による放電電流積算量を計算するデータ計算処理手段と、所定の情報を記憶するメモリと、他の装置との通信を行なう通信手段とを備えるバッテリパックと、
前記バッテリパックにより駆動されると共に前記バッテリパックと通信する通信手段、前記バッテリパックの寿命情報を前記バッテリパックのメモリに書き込む書込み手段及び前記メモリに格納されている所定の情報を読み出す読み出し手段とを有する電子機器と、
前記バッテリパックのバッテリセルを充電すると共に前記バッテリパックと通信する通信手段及び充電時に必要な情報と充電中の充電情報とを前記バッテリパックのメモリに書き込む書込み手段又は前記メモリに格納されている所定の情報を読み出す読み出し手段を有する充電装置とから構成され、
前記充電装置は、前記バッテリパックの寿命情報に応じて、前記バッテリパックに対する充電制御を行うことを特徴とするバッテリシステム。
バッテリセルと、前記バッテリセルの電圧、充電電流、放電電流、充電電流による充電電流積算量、又は放電電流による放電電流積算量を計算するデータ計算処理手段と、所定の情報を記憶するメモリと、他の装置との通信を行なう通信手段とを備えるバッテリパックと、
前記バッテリパックにより駆動されると共に前記バッテリパックと通信する通信手段、所定の情報を前記バッテリパックのメモリに書き込む書込み手段及び前記メモリに格納されている所定の情報を読み出す読み出し手段とを有する電子機器と、
前記バッテリパックのバッテリセルを充電すると共に前記バッテリパックと通信する通信手段、充電時に当該充電の終了時にその日時に関する日時情報を前記バッテリパックのメモリに書き込む書込み手段及び前記メモリに格納されている所定の情報を読み出す読み出し手段を有する充電装置とから構成され、
前記電子機器は、充電終了時の前記日時情報と現日時に基づいて、充電終了から現時点における暗電流量を計算し、算出された前記暗電流量に基づいて前記電子機器に対する前記バッテリパックの使用可能時間を補正することを特徴とするバッテリシステム。
請求項４記載のバッテリシステムにおいて、
前記電子機器は、さらに、当該電子機器の種類又は機種により異なる、充電電流積算量を当該電子機器の撮影可能時間に変換する係数を前記メモリに書き込み、
前記充電装置は、前記充電電流積算量、前記放電電流積算量、前記消費電力情報及び前記係数に基づいて、前記電子機器の使用可能時間を算出することを特徴とするバッテリシステム。
バッテリセルと、前記バッテリセルの電圧、充電電流、放電電流、充電電流による充電電流積算量、又は放電電流による放電電流積算量を計算するデータ計算処理手段と、所定の情報を記憶するメモリと、他の装置との通信を行なう通信手段とを備えるバッテリパックと、
前記バッテリパックにより駆動されると共に前記バッテリパックと通信する通信手段、前記バッテリパックが接続される電子機器本体の消費電力情報を前記バッテリパックのメモリに書き込む書込み手段及び前記メモリに格納されている所定の情報を読み出す読み出し手段とを有する電子機器と、
前記バッテリパックのバッテリセルを充電すると共に前記バッテリパックと通信する通信手段及び充電時に必要な情報と充電中の充電情報とを前記バッテリパックのメモリに書き込む書込み手段又は前記メモリに格納されている所定の情報を読み出す読み出し手段を有する充電装置とから構成されたバッテリシステムの充電制御方法において、
前記充電装置は、前記充電電流積算量、前記放電電流積算量及び前記消費電力情報に基づいて、前記電子機器の使用可能時間を算出することを特徴とするバッテリシステムの充電制御方法。
バッテリセルと、前記バッテリセルの電圧、充電電流、放電電流、充電電流による充電電流積算量、又は放電電流による放電電流積算量を計算するデータ計算処理手段と、所定の情報を記憶するメモリと、他の装置との通信を行なう通信手段とを備えるバッテリパックと、
前記バッテリパックにより駆動されると共に前記バッテリパックと通信する通信手段、前記バッテリパックの寿命情報を前記バッテリパックのメモリに書き込む書込み手段及び前記メモリに格納されている所定の情報を読み出す読み出し手段とを有する電子機器と、
前記バッテリパックのバッテリセルを充電すると共に前記バッテリパックと通信する通信手段及び充電時に必要な情報と充電中の充電情報とを前記バッテリパックのメモリに書き込む書込み手段又は前記メモリに格納されている所定の情報を読み出す読み出し手段を有する充電装置とから構成されたバッテリシステムの充電制御方法において、
前記充電装置は、前記バッテリパックの寿命情報に応じて、前記バッテリパックに対する充電制御を行なうことを特徴とするバッテリシステムの充電制御方法。