JPH10154533A - 電池測定方法及び電子機器 - Google Patents
電池測定方法及び電子機器Info
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- JPH10154533A JPH10154533A JP8311086A JP31108696A JPH10154533A JP H10154533 A JPH10154533 A JP H10154533A JP 8311086 A JP8311086 A JP 8311086A JP 31108696 A JP31108696 A JP 31108696A JP H10154533 A JPH10154533 A JP H10154533A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電池の放電特性が正確に予測できるようにす
る。 【解決手段】 記憶された少なくとも２種類の放電電流
による所定の電圧までの時間と負荷との関係を、所定の
イクスポネンシャル式により表したデータｉ1 ，ｉ2 と
し、このイクスポネンシャル式の演算により、所定の放
電電流での特性ｉ3 を算出するようにした。
る。 【解決手段】 記憶された少なくとも２種類の放電電流
による所定の電圧までの時間と負荷との関係を、所定の
イクスポネンシャル式により表したデータｉ1 ，ｉ2 と
し、このイクスポネンシャル式の演算により、所定の放
電電流での特性ｉ3 を算出するようにした。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、２次電池などの電
池の特性を測定するのに好適な電池測定方法及びその測
定方法が適用される各種電子機器に関する。
池の特性を測定するのに好適な電池測定方法及びその測
定方法が適用される各種電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】リチウムイオン電池，ニッケルカドミウ
ム電池，ニッケル水素電池などの２次電池（或いは１次
電池）を使用する際には、この電池の特性や、この電池
と組み合わせて使用される負荷装置の動作特性を考慮し
て、電池の種類，容量などを選定する必要がある。この
場合、実際に電池を負荷装置に接続して作動させて、電
池電圧の変化を測定させれば、その負荷装置での電池持
続時間などが判るが、そのように一々時間かけて放電さ
せて測定するのは、時間と手間がかかり、好ましくな
い。
ム電池，ニッケル水素電池などの２次電池（或いは１次
電池）を使用する際には、この電池の特性や、この電池
と組み合わせて使用される負荷装置の動作特性を考慮し
て、電池の種類，容量などを選定する必要がある。この
場合、実際に電池を負荷装置に接続して作動させて、電
池電圧の変化を測定させれば、その負荷装置での電池持
続時間などが判るが、そのように一々時間かけて放電さ
せて測定するのは、時間と手間がかかり、好ましくな
い。
【０００３】このため、本出願人は先に提案した電池の
測定方法（特願平８−９２８４３号）で、複数の放電特
性をメモリに記憶させて、その記憶させた特性に基づい
て、任意の負荷での放電特性を予想できることを示し
た。具体的には、予め記憶された複数の放電特性の比例
計算で、任意の負荷での放電特性を予測するようにした
ものである。
測定方法（特願平８−９２８４３号）で、複数の放電特
性をメモリに記憶させて、その記憶させた特性に基づい
て、任意の負荷での放電特性を予想できることを示し
た。具体的には、予め記憶された複数の放電特性の比例
計算で、任意の負荷での放電特性を予測するようにした
ものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、この先に提
案した比例計算による予測方法では、予測される特性の
誤差が大きいことが判明した。即ち、電池電圧などの特
性の変化は、一般には直線的な変化でないため、単純な
比例計算では、誤差が大きくなってしまう。
案した比例計算による予測方法では、予測される特性の
誤差が大きいことが判明した。即ち、電池電圧などの特
性の変化は、一般には直線的な変化でないため、単純な
比例計算では、誤差が大きくなってしまう。
【０００５】また、先に提案した予測方法では、測定中
に負荷電流の変動がある場合には、対処できない不都合
があった。即ち、先に提案した予測方法は、放電開始か
ら放電終止電圧までの放電電流を一定にすることが前提
であり、負荷変動には対処できなかった。
に負荷電流の変動がある場合には、対処できない不都合
があった。即ち、先に提案した予測方法は、放電開始か
ら放電終止電圧までの放電電流を一定にすることが前提
であり、負荷変動には対処できなかった。
【０００６】さらに、携帯電話機のようなパルス放電を
行う電子機器を負荷装置とした場合には、正確な放電特
性を予測することが困難であった。即ち、携帯電話機な
どでのパルス放電は、極めて短時間幅の放電を随時行う
ものであり、その電流変動に追随して、放電特性の予測
を補正するのは困難であった。
行う電子機器を負荷装置とした場合には、正確な放電特
性を予測することが困難であった。即ち、携帯電話機な
どでのパルス放電は、極めて短時間幅の放電を随時行う
ものであり、その電流変動に追随して、放電特性の予測
を補正するのは困難であった。
【０００７】本発明はこれらの点に鑑み、電池の放電特
性が正確に予測できるようにすることを目的とする。
性が正確に予測できるようにすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、記憶された少
なくとも２種類の放電電流による所定の電圧までの時間
と負荷との関係を、所定のイクスポネンシャル式により
表したデータとし、このイクスポネンシャル式の演算に
より、所定の放電電流での特性を算出するようにしたも
のである。
なくとも２種類の放電電流による所定の電圧までの時間
と負荷との関係を、所定のイクスポネンシャル式により
表したデータとし、このイクスポネンシャル式の演算に
より、所定の放電電流での特性を算出するようにしたも
のである。
【０００９】かかる処理によると、任意の放電電流での
特性を正確に予測できる。
特性を正確に予測できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を、添付
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
【００１１】図１は本例の測定処理を行う構成を示す図
で、まず特性を測定したい２次電池１１（例えばリチウ
ムイオン電池など）を用意して、この２次電池１１を所
定量充電させておく（例えば満充電状態まで充電させて
おく）。この充電された２次電池１１を、測定回路１２
を介して負荷回路１３と接続する。なお、２次電池１１
には、保護回路などの電池に付属する回路が内蔵されて
いる場合もある。
で、まず特性を測定したい２次電池１１（例えばリチウ
ムイオン電池など）を用意して、この２次電池１１を所
定量充電させておく（例えば満充電状態まで充電させて
おく）。この充電された２次電池１１を、測定回路１２
を介して負荷回路１３と接続する。なお、２次電池１１
には、保護回路などの電池に付属する回路が内蔵されて
いる場合もある。
【００１２】負荷装置１３としては、２次電池１１から
の電源によって作動する各種電子機器（例えば無線通信
端末，オーディオ機器，映像機器など）を使用する。但
し、負荷装置の場合には、上述した機器と同様の特性で
電力を消費する抵抗器などによる単純な回路とされる場
合もある。
の電源によって作動する各種電子機器（例えば無線通信
端末，オーディオ機器，映像機器など）を使用する。但
し、負荷装置の場合には、上述した機器と同様の特性で
電力を消費する抵抗器などによる単純な回路とされる場
合もある。
【００１３】測定回路１２としては、２次電池１１から
放電される放電電流，電池電圧などの電気的特性を測定
する。この測定回路１２での測定値は、測定動作を制御
するマイクロコンピュータである制御部１４に供給さ
れ、必要により制御部１４に接続されたメモリ１５に記
憶される。また、負荷装置１３の動作状態（電力消費状
態）の制御を、制御部１４により行う場合もある。
放電される放電電流，電池電圧などの電気的特性を測定
する。この測定回路１２での測定値は、測定動作を制御
するマイクロコンピュータである制御部１４に供給さ
れ、必要により制御部１４に接続されたメモリ１５に記
憶される。また、負荷装置１３の動作状態（電力消費状
態）の制御を、制御部１４により行う場合もある。
【００１４】メモリ１５は、測定したデータを記憶する
エリアの他に、予め所定の演算式に基づいた処理プログ
ラムが記憶させてあり、制御部１４では測定データをこ
の処理プログラムに基づいて演算し、その演算値を記憶
させておく。その演算処理動作については後述する。
エリアの他に、予め所定の演算式に基づいた処理プログ
ラムが記憶させてあり、制御部１４では測定データをこ
の処理プログラムに基づいて演算し、その演算値を記憶
させておく。その演算処理動作については後述する。
【００１５】そして、制御部１４での演算で算出した値
は、必要により表示部１６で表示される。
は、必要により表示部１６で表示される。
【００１６】図２は、この図１に示す構成を、測定装置
として実際に構成させた場合の例を示す図で、ここでは
電源部２を内蔵した測定装置１を用意して、この測定装
置１をコンピュータ装置３と接続する。そして、測定装
置１の電池接続端子１ａに、特性を測定したい２次電池
１１を接続すると共に、負荷接続端子１ｂに、負荷装置
１３（ここでは携帯電話機）の電源入力部を接続する。
そして、コンピュータ装置３からの指令に基づいて、測
定装置１で測定処理が行われ、その測定データをコンピ
ュータ装置３で判断し、このコンピュータ装置３にセッ
トされた処理プログラムに基づいて演算処理で判断した
測定データの処理を行い、その処理結果を表示部１６
（ディスプレイ装置）に表示させたり、コンピュータ装
置３内のメモリなどに記憶させたり、或いはコンピュー
タ装置３に接続されたプリンタ（図示せず）からプリン
トアウトさせる。
として実際に構成させた場合の例を示す図で、ここでは
電源部２を内蔵した測定装置１を用意して、この測定装
置１をコンピュータ装置３と接続する。そして、測定装
置１の電池接続端子１ａに、特性を測定したい２次電池
１１を接続すると共に、負荷接続端子１ｂに、負荷装置
１３（ここでは携帯電話機）の電源入力部を接続する。
そして、コンピュータ装置３からの指令に基づいて、測
定装置１で測定処理が行われ、その測定データをコンピ
ュータ装置３で判断し、このコンピュータ装置３にセッ
トされた処理プログラムに基づいて演算処理で判断した
測定データの処理を行い、その処理結果を表示部１６
（ディスプレイ装置）に表示させたり、コンピュータ装
置３内のメモリなどに記憶させたり、或いはコンピュー
タ装置３に接続されたプリンタ（図示せず）からプリン
トアウトさせる。
【００１７】次に、以上説明した構成にて電池の測定を
行う処理を説明する。まず、使用する電池の特性を測定
する処理を行う。この電池の特性処理時には、少なくと
も２種類の放電電流値で放電させたときの、電圧の変化
を連続的に測定して記憶させる。即ち、図３のフローチ
ャートに示すように、負荷装置１３での消費電流である
放電電流を、第１の放電電流値に設定して、所定量充電
された２次電池１１の放電を開始させ、電池電圧が放電
終止電圧になるまでの電圧の変化状態（以下この変化状
態を放電カーブと称する）を記憶させる（ステップ１０
１）。次に、２次電池１１を再度同じ充電量まで充電さ
せた後に、第１の放電電流値とは異なる第２の放電電流
値を設定して、放電を開始させて、電池電圧が放電終止
電圧になるまでの放電カーブを記憶させる（ステップ１
０２）。
行う処理を説明する。まず、使用する電池の特性を測定
する処理を行う。この電池の特性処理時には、少なくと
も２種類の放電電流値で放電させたときの、電圧の変化
を連続的に測定して記憶させる。即ち、図３のフローチ
ャートに示すように、負荷装置１３での消費電流である
放電電流を、第１の放電電流値に設定して、所定量充電
された２次電池１１の放電を開始させ、電池電圧が放電
終止電圧になるまでの電圧の変化状態（以下この変化状
態を放電カーブと称する）を記憶させる（ステップ１０
１）。次に、２次電池１１を再度同じ充電量まで充電さ
せた後に、第１の放電電流値とは異なる第２の放電電流
値を設定して、放電を開始させて、電池電圧が放電終止
電圧になるまでの放電カーブを記憶させる（ステップ１
０２）。
【００１８】そして、第１，第２の放電電流値と、それ
ぞれでの放電開始から放電終止電圧になるまでの時間ｔ
n のデータとを使用して、予めメモリに記憶されたイク
スポネンシャル式に基づいた演算を行い、このイクスポ
ネンシャル式に基づいた演算を行い、その数式中の定数
を算出する。ここで使用されるイクスポネンシャル式を
次式に示す。
ぞれでの放電開始から放電終止電圧になるまでの時間ｔ
n のデータとを使用して、予めメモリに記憶されたイク
スポネンシャル式に基づいた演算を行い、このイクスポ
ネンシャル式に基づいた演算を行い、その数式中の定数
を算出する。ここで使用されるイクスポネンシャル式を
次式に示す。
【００１９】
【数１】１／Ｉ＝Ａn exp（Ｂn ｔn ） 〔但しＡn ，
Ｂn は定数〕 但し、ｔn は放電開始から放電終止電圧Ｖn になるまで
の放電時間であり、Ｉはそのときの放電電流を示す。
Ｂn は定数〕 但し、ｔn は放電開始から放電終止電圧Ｖn になるまで
の放電時間であり、Ｉはそのときの放電電流を示す。
【００２０】第１，第２の放電電流値による２つの測定
値があることで、この〔数１〕式の定数Ａn ，Ｂn を、
特定の値とすることができ、その算出された定数Ａn ，
Ｂnの値をメモリ１５に記憶させておく。
値があることで、この〔数１〕式の定数Ａn ，Ｂn を、
特定の値とすることができ、その算出された定数Ａn ，
Ｂnの値をメモリ１５に記憶させておく。
【００２１】次に、このように記憶された値を使用し
て、実際に２次電池１１を放電させる際の特性を予測す
る処理を、図４のフローチャートを参照して説明する。
まず、そのときの放電電流Ｉと、放電を停止させる放電
終止電圧を設定する（ステップ１１１）。そして、その
設定された放電電流Ｉを、上述した〔数１〕式に代入し
て、その演算処理を行う（ステップ１１２）。この演算
時には、上述した処理でメモリ１５に記憶された定数Ａ
n ，Ｂn を使用し、算出する電圧Ｖn を変化させて、電
圧Ｖn と放電時間ｔn とを１対１で対応させて、放電カ
ーブを求める処理を行う（ステップ１１３）。
て、実際に２次電池１１を放電させる際の特性を予測す
る処理を、図４のフローチャートを参照して説明する。
まず、そのときの放電電流Ｉと、放電を停止させる放電
終止電圧を設定する（ステップ１１１）。そして、その
設定された放電電流Ｉを、上述した〔数１〕式に代入し
て、その演算処理を行う（ステップ１１２）。この演算
時には、上述した処理でメモリ１５に記憶された定数Ａ
n ，Ｂn を使用し、算出する電圧Ｖn を変化させて、電
圧Ｖn と放電時間ｔn とを１対１で対応させて、放電カ
ーブを求める処理を行う（ステップ１１３）。
【００２２】図５は、このようにして放電カーブを算出
した例を示す図である。第１の放電電流値Ｉ1 での放電
カーブｉ1 と、第２の放電電流値Ｉ2 での放電カーブｉ
2 とに基づいて算出された定数Ａn ，Ｂn を使用した演
算処理で、任意の放電電流での放電カーブｉ3 を算出す
ることができ、その放電電流で所定の電圧Ｖn になるま
での時間を正確に予測することができる。即ち、電圧Ｖ
n になるまでの時間が、第１の放電電流値Ｉ1 で時間ｔ
n1であり、第２の放電電流値Ｉ2 で時間ｔn2であると
き、任意の放電電流で電圧Ｖn になるまでの放電時間ｔ
n3を、イクスポネンシャル式による演算で正確に予測す
ることができる。
した例を示す図である。第１の放電電流値Ｉ1 での放電
カーブｉ1 と、第２の放電電流値Ｉ2 での放電カーブｉ
2 とに基づいて算出された定数Ａn ，Ｂn を使用した演
算処理で、任意の放電電流での放電カーブｉ3 を算出す
ることができ、その放電電流で所定の電圧Ｖn になるま
での時間を正確に予測することができる。即ち、電圧Ｖ
n になるまでの時間が、第１の放電電流値Ｉ1 で時間ｔ
n1であり、第２の放電電流値Ｉ2 で時間ｔn2であると
き、任意の放電電流で電圧Ｖn になるまでの放電時間ｔ
n3を、イクスポネンシャル式による演算で正確に予測す
ることができる。
【００２３】ここで具体的な演算処理を説明すると、電
圧Ｖn になる時間は、第１の放電電流値Ｉ1 で時間ｔn1
であり、第２の放電電流値Ｉ2 で時間ｔn2であり、任意
の放電電流（ここでは電流値Ｉ3 とする）で放電時間ｔ
n3であるとすると、〔数１〕式に基づいて次の３つの関
係式が得られる。
圧Ｖn になる時間は、第１の放電電流値Ｉ1 で時間ｔn1
であり、第２の放電電流値Ｉ2 で時間ｔn2であり、任意
の放電電流（ここでは電流値Ｉ3 とする）で放電時間ｔ
n3であるとすると、〔数１〕式に基づいて次の３つの関
係式が得られる。
【００２４】１／Ｉ1 ＝Ａn exp（Ｂn ｔn1） １／Ｉ2 ＝Ａn exp（Ｂn ｔn2） １／Ｉ3 ＝Ａn exp（Ｂn ｔn3）
【００２５】ここで、電流Ｉ1 とＩ2 は実測値であるの
で、既知の値であり、時間ｔn1とｔn2は、電圧Ｖn を決
めれば、実測した放電カーブから判る。従って、定数Ａ
n ，Ｂn が求まる。その定数値が求まると、求めたい放
電電流値Ｉ3 での関係式に、定数Ａn ，Ｂn を代入する
ことで、その電流値での時間ｔn3が求まる。そして、電
圧Ｖn を順次変化させることで、図５に示す任意の放電
電流での放電カーブｉ3 を算出できる。
で、既知の値であり、時間ｔn1とｔn2は、電圧Ｖn を決
めれば、実測した放電カーブから判る。従って、定数Ａ
n ，Ｂn が求まる。その定数値が求まると、求めたい放
電電流値Ｉ3 での関係式に、定数Ａn ，Ｂn を代入する
ことで、その電流値での時間ｔn3が求まる。そして、電
圧Ｖn を順次変化させることで、図５に示す任意の放電
電流での放電カーブｉ3 を算出できる。
【００２６】なお、以上の説明では、元になるデータと
して、第１の放電電流値Ｉ1 で測定した値と、第２の放
電電流値Ｉ2 で測定した値との２種類を設定するように
したが、３種類以上の放電電流で測定したデータに基づ
いて、〔数１〕式の定数Ａn，Ｂn を得るようにしても
良い。但し、この場合には、定数Ａn ，Ｂn が１つの値
にならない場合があり、近似処理で定数Ａn ，Ｂn を設
定する。即ち、図６のフローチャートに示すように、３
種類以上の放電電流で測定した放電カーブのデータを記
憶させた後（ステップ１２１）、それぞれの測定値を、
線形回帰法などの所定の近似法を使用して、１つのイク
スポネンシャルカーブとする（ステップ１２２）。そし
て、そのイクスポネンシャルカーブに基づいて、定数Ａ
n ，Ｂnを算出する（ステップ１２３）。
して、第１の放電電流値Ｉ1 で測定した値と、第２の放
電電流値Ｉ2 で測定した値との２種類を設定するように
したが、３種類以上の放電電流で測定したデータに基づ
いて、〔数１〕式の定数Ａn，Ｂn を得るようにしても
良い。但し、この場合には、定数Ａn ，Ｂn が１つの値
にならない場合があり、近似処理で定数Ａn ，Ｂn を設
定する。即ち、図６のフローチャートに示すように、３
種類以上の放電電流で測定した放電カーブのデータを記
憶させた後（ステップ１２１）、それぞれの測定値を、
線形回帰法などの所定の近似法を使用して、１つのイク
スポネンシャルカーブとする（ステップ１２２）。そし
て、そのイクスポネンシャルカーブに基づいて、定数Ａ
n ，Ｂnを算出する（ステップ１２３）。
【００２７】図７は、このときの処理例を示す特性図
で、例えば実測された電圧と放電時間との対応として、
３種類の値ｔn1，ｔn2，ｔn3に分散したとき、その３種
類の値ｔn1，ｔn2，ｔn3の線形回帰法などの近似法によ
る演算で、イクスポネンシャルカーブｅｘｐ１を求め、
そのイクスポネンシャルカーブｅｘｐ１上の値から、定
数Ａn ，Ｂn を算出する。このように処理することで、
３種類以上の実測値に基づいた放電カーブの予測が可能
になる。この場合、実測データの数が多い程、近似され
るイクスポネンシャルカーブが正確な値になり、より正
確な予測ができるようになる。
で、例えば実測された電圧と放電時間との対応として、
３種類の値ｔn1，ｔn2，ｔn3に分散したとき、その３種
類の値ｔn1，ｔn2，ｔn3の線形回帰法などの近似法によ
る演算で、イクスポネンシャルカーブｅｘｐ１を求め、
そのイクスポネンシャルカーブｅｘｐ１上の値から、定
数Ａn ，Ｂn を算出する。このように処理することで、
３種類以上の実測値に基づいた放電カーブの予測が可能
になる。この場合、実測データの数が多い程、近似され
るイクスポネンシャルカーブが正確な値になり、より正
確な予測ができるようになる。
【００２８】次に、放電途中で電流が変化した場合の処
理を、図８のフローチャート及び図９の特性図を参照し
て説明する。ここでは、第１の電流値で所定時間放電さ
せた後、放電電流を第２の電流値に変化させて、以後の
放電を行った場合に、その電流値の変化点で、放電終止
電圧までの電圧変化を予測するものとする。このときに
は、まず第１の電流で放電させたエネルギーの積算値を
算出する（ステップ１３１）。この放電エネルギーの積
算値は、放電電流と電池電圧と放電時間の積から求ま
り、例えば第１の電流値での放電時の電圧と時間との関
係が、図９に示す放電カーブｉ4 であり、電流の変化点
がタイミングｔ1 であるとすると、斜線を付して示す範
囲Ｅ1 の面積に第１の電流を乗算させたものが、エネル
ギーの積算値になる。
理を、図８のフローチャート及び図９の特性図を参照し
て説明する。ここでは、第１の電流値で所定時間放電さ
せた後、放電電流を第２の電流値に変化させて、以後の
放電を行った場合に、その電流値の変化点で、放電終止
電圧までの電圧変化を予測するものとする。このときに
は、まず第１の電流で放電させたエネルギーの積算値を
算出する（ステップ１３１）。この放電エネルギーの積
算値は、放電電流と電池電圧と放電時間の積から求ま
り、例えば第１の電流値での放電時の電圧と時間との関
係が、図９に示す放電カーブｉ4 であり、電流の変化点
がタイミングｔ1 であるとすると、斜線を付して示す範
囲Ｅ1 の面積に第１の電流を乗算させたものが、エネル
ギーの積算値になる。
【００２９】そして、タイミングｔ1 で第２の電流値に
変化したとする（ここでは電流値が小さく変化したとす
る）と、この第２の電流値で同じ放電エネルギーの積算
値（図９に斜線を付して示す範囲Ｅ1 の面積に第２の電
流を乗算させた値）が得られる放電開始からのタイミン
グｔ2 を算出する（ステップ１３２）。そして、タイミ
ングｔ1 とタイミングｔ2 との差時間ｔ0 を算出し（ス
テップ１３３）、第２の電流値での放電カーブｉ5 を、
その差時間ｔ0 だけ平行移動させて、図９に破線で示す
放電カーブｉ6 を設定して、タイミングｔ1 以後の予測
カーブをこの放電カーブｉ6 とする（ステップ１３
４）。
変化したとする（ここでは電流値が小さく変化したとす
る）と、この第２の電流値で同じ放電エネルギーの積算
値（図９に斜線を付して示す範囲Ｅ1 の面積に第２の電
流を乗算させた値）が得られる放電開始からのタイミン
グｔ2 を算出する（ステップ１３２）。そして、タイミ
ングｔ1 とタイミングｔ2 との差時間ｔ0 を算出し（ス
テップ１３３）、第２の電流値での放電カーブｉ5 を、
その差時間ｔ0 だけ平行移動させて、図９に破線で示す
放電カーブｉ6 を設定して、タイミングｔ1 以後の予測
カーブをこの放電カーブｉ6 とする（ステップ１３
４）。
【００３０】このように処理することで、途中で放電電
流に変化があった場合にも、その放電特性を最後まで正
確に予測することができる。なお、図９の例では、タイ
ミングｔ1 で放電電流値が小さくなったとき（即ち負荷
が小さくなったとき）には、一時的に電池電圧が上昇す
る。また、ここでは途中で電流値が小さくなった場合の
処理について説明したが、逆に電流値が大きくなった場
合には、算出された差時間だけ時間を加算する方向に、
放電カーブの位置を平行移動させる必要がある。
流に変化があった場合にも、その放電特性を最後まで正
確に予測することができる。なお、図９の例では、タイ
ミングｔ1 で放電電流値が小さくなったとき（即ち負荷
が小さくなったとき）には、一時的に電池電圧が上昇す
る。また、ここでは途中で電流値が小さくなった場合の
処理について説明したが、逆に電流値が大きくなった場
合には、算出された差時間だけ時間を加算する方向に、
放電カーブの位置を平行移動させる必要がある。
【００３１】次に、接続される負荷装置が、パルス放電
を行う装置である場合の対処を、図１０のフローチャー
ト及び図１１の特性図を参照して説明する。このパルス
放電の場合には、最初に放電カーブを測定する処理とし
て、パルスの最大電流Ｉmaxと、パルスの最小電流Ｉ
min と、その電位差ΔＶを検出し（ステップ１４１）、
最大電流Ｉmax と最小電流Ｉmin の平均電流Ｉavを算出
する（ステップ１４２）。そして、それぞれの値に基づ
いて、放電終止電圧を、予め用意された補正式で補正す
る演算処理を行う（ステップ１４３）。ここで使用され
る補正式としては、次式のようになる。
を行う装置である場合の対処を、図１０のフローチャー
ト及び図１１の特性図を参照して説明する。このパルス
放電の場合には、最初に放電カーブを測定する処理とし
て、パルスの最大電流Ｉmaxと、パルスの最小電流Ｉ
min と、その電位差ΔＶを検出し（ステップ１４１）、
最大電流Ｉmax と最小電流Ｉmin の平均電流Ｉavを算出
する（ステップ１４２）。そして、それぞれの値に基づ
いて、放電終止電圧を、予め用意された補正式で補正す
る演算処理を行う（ステップ１４３）。ここで使用され
る補正式としては、次式のようになる。
【００３２】
【数２】ＶE ＝ＶE0｛１＋ΔＶ×（Ｉmax −Ｉav）／
（Ｉmax −Ｉmin ）｝ 但し、ＶE は補正された放電終止電圧、ＶE0は実際の放
電終止電圧である。
（Ｉmax −Ｉmin ）｝ 但し、ＶE は補正された放電終止電圧、ＶE0は実際の放
電終止電圧である。
【００３３】このように補正することで、パルス放電時
の放電終止電圧を適正に補正することができ、パルス放
電時の放電状態の予測が正確にできる。
の放電終止電圧を適正に補正することができ、パルス放
電時の放電状態の予測が正確にできる。
【００３４】なお、以上説明した処理は、図２に示すよ
うな測定装置に適用して、その電池の特性測定を行う他
に、実際の電池使用時の予測処理に適用することができ
る。例えば、ノート型パーソナルコンピュータのような
携帯型のバッテリ駆動のコンピュータ装置のメモリに、
その装置に接続される電池の放電カーブを記憶させると
共に、上述した予測処理を行う処理プログラムを記憶さ
せて、その電池の放電終止電圧まで使用できる残り時間
などを予測する演算を、そのコンピュータ装置のマイク
ロプロセッサで随時実行させて、電池の残り時間の表示
などを行うようにしても良い。このようにすることで、
コンピュータ装置が備える回路を使用して、本例の処理
が実現できる。
うな測定装置に適用して、その電池の特性測定を行う他
に、実際の電池使用時の予測処理に適用することができ
る。例えば、ノート型パーソナルコンピュータのような
携帯型のバッテリ駆動のコンピュータ装置のメモリに、
その装置に接続される電池の放電カーブを記憶させると
共に、上述した予測処理を行う処理プログラムを記憶さ
せて、その電池の放電終止電圧まで使用できる残り時間
などを予測する演算を、そのコンピュータ装置のマイク
ロプロセッサで随時実行させて、電池の残り時間の表示
などを行うようにしても良い。このようにすることで、
コンピュータ装置が備える回路を使用して、本例の処理
が実現できる。
【００３５】また、図１に示したメモリ１５と測定回路
１２と制御部１４とを、２次電池１１を収納する筐体
（いわゆるバッテリパック）に一体に内蔵させるように
したことで、この筐体を各種電子機器（例えばビデオカ
メラ，携帯電話機など）に装着させて使用する際に、そ
の機器を駆動できる残り時間などの情報を制御部１４を
算出することができ、２次電池の使い勝手が向上する。
この場合、表示部はバッテリパックに取付けて表示させ
る他に、その算出された情報を、接続させた機器側に送
って、その機器の表示部で、電池の残り時間などを表示
させるようにしても良い。
１２と制御部１４とを、２次電池１１を収納する筐体
（いわゆるバッテリパック）に一体に内蔵させるように
したことで、この筐体を各種電子機器（例えばビデオカ
メラ，携帯電話機など）に装着させて使用する際に、そ
の機器を駆動できる残り時間などの情報を制御部１４を
算出することができ、２次電池の使い勝手が向上する。
この場合、表示部はバッテリパックに取付けて表示させ
る他に、その算出された情報を、接続させた機器側に送
って、その機器の表示部で、電池の残り時間などを表示
させるようにしても良い。
【００３６】また、上述実施例では、２次電池を使用し
て放電させる場合について説明したが、各種１次電池を
放電させる場合にも適用できることは勿論である。
て放電させる場合について説明したが、各種１次電池を
放電させる場合にも適用できることは勿論である。
【００３７】
【発明の効果】本発明の測定方法によると、記憶された
少なくとも２種類の放電電流による所定の電圧までの時
間と負荷との関係を、所定のイクスポネンシャル式によ
り表したデータとし、このイクスポネンシャル式の演算
により、所定の放電電流での所定の電圧までの特性を算
出するようにしたことで、任意の放電電流での放電特性
を正確に予測できる。
少なくとも２種類の放電電流による所定の電圧までの時
間と負荷との関係を、所定のイクスポネンシャル式によ
り表したデータとし、このイクスポネンシャル式の演算
により、所定の放電電流での所定の電圧までの特性を算
出するようにしたことで、任意の放電電流での放電特性
を正確に予測できる。
【００３８】この場合、所定の電圧Ｖn までの放電時間
ｔn と放電電流Ｉとの関係を示すイクスポネンシャル式
として、 １／Ｉ＝Ａn exp（Ｂn ｔn ） 〔但しＡn ，Ｂn は定
数〕 を使用するようにしたことで、簡単な演算で良好な特性
予測ができる。
ｔn と放電電流Ｉとの関係を示すイクスポネンシャル式
として、 １／Ｉ＝Ａn exp（Ｂn ｔn ） 〔但しＡn ，Ｂn は定
数〕 を使用するようにしたことで、簡単な演算で良好な特性
予測ができる。
【００３９】また上述した場合に、３種類以上の放電電
流で放電させたとき、その測定値を所定の演算で近似し
た値に基づいて、定数の算出を行うようにしたことで、
多くの測定データに基づいたより正確な予測が可能にな
る。
流で放電させたとき、その測定値を所定の演算で近似し
た値に基づいて、定数の算出を行うようにしたことで、
多くの測定データに基づいたより正確な予測が可能にな
る。
【００４０】また上述した場合に、所定の放電電流での
所定の電圧までの特性を算出する際に、その放電電流が
変化したとき、電流値が変化するまでの放電エネルギー
の積算値と、変化後の電流値でのその放電エネルギーの
積算値から算出される放電時間との差に基づいて、所定
の電圧までの特性を算出する時間を変化させるようにし
たことで、放電途中での放電電流の変化があった場合に
も、正確な予測ができる。
所定の電圧までの特性を算出する際に、その放電電流が
変化したとき、電流値が変化するまでの放電エネルギー
の積算値と、変化後の電流値でのその放電エネルギーの
積算値から算出される放電時間との差に基づいて、所定
の電圧までの特性を算出する時間を変化させるようにし
たことで、放電途中での放電電流の変化があった場合に
も、正確な予測ができる。
【００４１】また本発明の測定装置によると、電池の複
数の放電特性を所定のイクスポネンシャル式により表し
て記憶する記憶手段を備えて、検出された負荷電流を、
その記憶手段に記憶されたイクスポネンシャル式に代入
して所定の電圧までの特性を算出することで、任意の放
電電流での特性を正確に予測することが可能になる。
数の放電特性を所定のイクスポネンシャル式により表し
て記憶する記憶手段を備えて、検出された負荷電流を、
その記憶手段に記憶されたイクスポネンシャル式に代入
して所定の電圧までの特性を算出することで、任意の放
電電流での特性を正確に予測することが可能になる。
【００４２】この場合、記憶手段に記憶される所定の電
圧Ｖn までの放電時間ｔn と放電電流Ｉとの関係を示す
イクスポネンシャル式として、 １／Ｉ＝Ａn exp（Ｂn ｔn ） 〔但しＡn ，Ｂn は定
数〕 を使用するようにしたことで、簡単な演算処理構成で良
好な特性予測ができる。
圧Ｖn までの放電時間ｔn と放電電流Ｉとの関係を示す
イクスポネンシャル式として、 １／Ｉ＝Ａn exp（Ｂn ｔn ） 〔但しＡn ，Ｂn は定
数〕 を使用するようにしたことで、簡単な演算処理構成で良
好な特性予測ができる。
【００４３】また上述した場合に、放電電流検出手段が
検出した放電電流が第１の電流値から第２の電流値に変
化したとき、電流値が変化するまでの放電エネルギーの
積算値と、変化後の電流値でのその放電エネルギーの積
算値から算出される放電時間との差に基づいた演算処理
で、所定の電圧までの特性を算出する時間を変化させて
予測する処理を行うことで、放電途中での放電電流の変
化があった場合にも、放電終止電圧まで正確な予測がで
きる測定装置が得られる。
検出した放電電流が第１の電流値から第２の電流値に変
化したとき、電流値が変化するまでの放電エネルギーの
積算値と、変化後の電流値でのその放電エネルギーの積
算値から算出される放電時間との差に基づいた演算処理
で、所定の電圧までの特性を算出する時間を変化させて
予測する処理を行うことで、放電途中での放電電流の変
化があった場合にも、放電終止電圧まで正確な予測がで
きる測定装置が得られる。
【００４４】また上述した場合に、演算手段で算出され
た特性を、所定の態様で告知する告知手段を備えて、接
続された電池の特性を測定する測定装置として機能する
ようにしたことで、任意の電池を任意の負荷装置に接続
させた場合の特性測定が、簡単にできる。
た特性を、所定の態様で告知する告知手段を備えて、接
続された電池の特性を測定する測定装置として機能する
ようにしたことで、任意の電池を任意の負荷装置に接続
させた場合の特性測定が、簡単にできる。
【００４５】また上述した場合に、記憶手段及び演算手
段として、コンピュータ装置が備える記憶手段及び演算
手段を使用し、このコンピュータ装置の記憶手段にイク
スポネンシャル式で演算する処理プログラムを記憶さ
せ、このコンピュータ装置を駆動する電池の特性を測定
するようにしたことで、コンピュータ装置に装着された
電池で駆動できる残りの時間などを、そのコンピュータ
装置が備える回路を使用して、正確に判断できるように
なる。
段として、コンピュータ装置が備える記憶手段及び演算
手段を使用し、このコンピュータ装置の記憶手段にイク
スポネンシャル式で演算する処理プログラムを記憶さ
せ、このコンピュータ装置を駆動する電池の特性を測定
するようにしたことで、コンピュータ装置に装着された
電池で駆動できる残りの時間などを、そのコンピュータ
装置が備える回路を使用して、正確に判断できるように
なる。
【００４６】また上述した場合に、記憶手段と放電電流
検出手段と演算手段とを、２次電池を収納する筐体に一
体に内蔵させるようにしたことで、この筐体を各種電子
機器に装着させて使用する際に、その機器を駆動できる
残り時間などの情報が得られる。
検出手段と演算手段とを、２次電池を収納する筐体に一
体に内蔵させるようにしたことで、この筐体を各種電子
機器に装着させて使用する際に、その機器を駆動できる
残り時間などの情報が得られる。
【図１】本発明の一実施例による処理構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】一実施例の処理を測定装置で実現させた例を示
す構成図である。
す構成図である。
【図３】一実施例の特性測定処理を示すフローチャート
である。
である。
【図４】一実施例の特性算出処理を示すフローチャート
である。
である。
【図５】一実施例の処理例を示す特性図である。
【図６】一実施例による実測値が３種類以上の場合の特
性算出処理を示すフローチャートである。
性算出処理を示すフローチャートである。
【図７】一実施例によるイクスポネンシャルカーブの一
例を示す特性図である。
例を示す特性図である。
【図８】一実施例による放電特性変化時の処理を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図９】一実施例による負荷変動時の補正処理例を示す
特性図である。
特性図である。
【図１０】一実施例によるパルス放電時の処理を示すフ
ローチャートである。
ローチャートである。
【図１１】一実施例によるパルス放電時の補正処理例を
示す特性図である。
示す特性図である。
１ 測定装置、２ 電源部、３ コンピュータ装置、１
１ ２次電池、１２測定回路、１３ 負荷回路、１４
制御部、１５ メモリ、１６ 表示部
１ ２次電池、１２測定回路、１３ 負荷回路、１４
制御部、１５ メモリ、１６ 表示部
Claims (10)
- 【請求項１】 電池の放電状態を測定する電池測定方法
において、 用意された電池を、少なくとも２種類の放電電流で放電
させ、 それぞれの電流での放電による所定の電圧までの電圧対
時間変化特性を検出して記憶させ、 この記憶された少なくとも２種類の放電電流による所定
の電圧までの時間と負荷との関係を、所定のイクスポネ
ンシャル式により表したデータとし、 上記イクスポネンシャル式の演算から、このイクスポネ
ンシャル式の定数を算出し、 その算出された定数を使用した上記イクスポネンシャル
式の演算により、所定の放電電流での特性を算出するよ
うにした電池測定方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の電池測定方法において、 放電終止電圧Ｖn までの放電時間ｔn と放電電流Ｉとの
関係を示す上記イクスポネンシャル式として、 １／Ｉ＝Ａn exp（Ｂn ｔn ） 〔但しＡn ，Ｂn は定
数〕 を使用するようにした電池測定方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の電池測定方法において、 ３種類以上の放電電流で放電させたとき、その測定値を
所定の演算で近似した値に基づいて、上記定数を得るよ
うにした電池測定方法。 - 【請求項４】 請求項１記載の電池測定方法において、 上記所定の放電電流での上記所定の電圧までの特性を算
出する際に、その放電電流が第１の電流値から第２の電
流値に変化したとき、 電流値が変化するまでの第１の電流値での放電エネルギ
ーの積算値を算出し、 その放電エネルギーの積算値が第２の電流値での放電で
得られる放電時間を算出し、 算出された第２の電流値での放電時間と、上記第１の電
流値で放電した時間との差だけ、上記所定の電圧までの
特性を算出する時間を変化させるようにした電池測定方
法。 - 【請求項５】 接続された電池の放電状態を測定する電
子機器において、 接続された電池又はその電池と同じ特性の電池を少なく
とも２種類の放電電流で放電させたときの所定の電圧ま
での電圧対時間変化特性に基づいた、所定の電圧までの
時間と負荷との関係を、所定のイクスポネンシャル式に
より表して記憶する記憶手段と、 接続された電池の放電電流検出手段と、 該検出手段で検出された放電電流を、上記記憶手段に記
憶されたイクスポネンシャル式に代入して特性を算出す
る演算手段とを備えた電子機器。 - 【請求項６】 請求項５記載の電子機器において、 上記記憶手段に記憶される所定の電圧Ｖn までの放電時
間ｔn と放電電流Ｉとの関係を示す上記イクスポネンシ
ャル式として、 １／Ｉ＝Ａn exp（Ｂn ｔn ） 〔但しＡn ，Ｂn は定
数〕 を使用するようにした電子機器。 - 【請求項７】 請求項５記載の電子機器において、 上記放電電流検出手段が検出した放電電流が第１の電流
値から第２の電流値に変化したとき、 上記演算手段での演算処理として、 電流値が変化するまでの第１の電流値での放電エネルギ
ーの積算値を算出する処理と、 その算出された放電エネルギーの積算値が第２の電流値
での放電で得られる放電時間を算出する処理と、 その算出された第２の電流値での放電時間と、上記第１
の電流値で放電した時間との差だけ、上記所定の電圧ま
での特性を算出する時間を変化させる処理を行うように
した電子機器。 - 【請求項８】 請求項５記載の電子機器において、 上記演算手段で算出された特性を、所定の態様で告知す
る告知手段を備えて、 接続された電池の特性を測定する測定装置として機能す
るようにした電子機器。 - 【請求項９】 請求項５記載の電子機器において、 上記記憶手段及び上記演算手段として、コンピュータ装
置が備える記憶手段及び演算手段を使用し、 このコンピュータ装置の記憶手段に上記イクスポネンシ
ャル式で演算する処理プログラムを記憶させ、 このコンピュータ装置を駆動する電池の特性を測定する
ようにした電子機器。 - 【請求項１０】 請求項５記載の電子機器において、 上記記憶手段と上記放電電流検出手段と上記演算手段と
を、２次電池を収納する筐体に一体に内蔵させるように
した電子機器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8311086A JPH10154533A (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 電池測定方法及び電子機器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8311086A JPH10154533A (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 電池測定方法及び電子機器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10154533A true JPH10154533A (ja) | 1998-06-09 |
Family
ID=18012966
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8311086A Pending JPH10154533A (ja) | 1996-11-21 | 1996-11-21 | 電池測定方法及び電子機器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10154533A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007163145A (ja) * | 2005-12-09 | 2007-06-28 | Ntt Facilities Inc | 放電時間算出装置及び放電時間算出方法 |
| JP2009126277A (ja) * | 2007-11-21 | 2009-06-11 | Nippon Soken Inc | 車載二次電池の内部状態検出装置 |
| US7990111B2 (en) | 2007-11-21 | 2011-08-02 | Nippon Soken, Inc. | Method and apparatus for detecting internal electric state of in-vehicle secondary battery |
-
1996
- 1996-11-21 JP JP8311086A patent/JPH10154533A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007163145A (ja) * | 2005-12-09 | 2007-06-28 | Ntt Facilities Inc | 放電時間算出装置及び放電時間算出方法 |
| JP2009126277A (ja) * | 2007-11-21 | 2009-06-11 | Nippon Soken Inc | 車載二次電池の内部状態検出装置 |
| JP4494454B2 (ja) * | 2007-11-21 | 2010-06-30 | 株式会社日本自動車部品総合研究所 | 車載二次電池の内部状態検出装置 |
| US7990111B2 (en) | 2007-11-21 | 2011-08-02 | Nippon Soken, Inc. | Method and apparatus for detecting internal electric state of in-vehicle secondary battery |
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