CN101071890A - 电池组、及其剩余容量信息供应装置 - Google Patents

Abstract

公开了一种电池剩余容量信息供应装置。该装置包括：剩余容量保存部件，用于保存电池组的电池剩余容量；温度测量部件，用于测量电池组中的温度；和剩余容量校正部件，其基于所述温度和所述电池剩余容量产生电池剩余容量的校正量，以供应利用所述校正量校正的电池剩余容量。

Description

电池组、及其剩余容量信息供应装置

相关申请的交叉引用

本发明包含与2006年3月6日在日本专利局提交的日本专利申请JP 2006-059309相关的主题，通过引用将其全部内容结合于此。

技术领域

本发明涉及一种电池组，并具体地涉及一种用于向外部输出电池剩余容量(battery residual capacity)的电池组，及其操作方法以及使计算机执行该方法的程序。

背景技术

电池组用于给诸如摄影机的电子设备供应电能。该电池组配备有诸如锂离子电池、镍-镉电池或镍-氢电池的充电电池(或者蓄电池)，并通过对其充电而反复使用。这样实现的该电池组具有输出电池剩余容量(或累加的放电电流剩余量)或类似的功能。

例如，已提出一种技术(例如，参考JP-A-9-297166(附图1)(专利文件1))，其中，将电池组中的电池剩余容量、电流或电压输出到一个电子设备，从而在该电子设备侧相应地计算出该电池的剩余时间段。为了在所述电子设备侧计算该电池的剩余时间段，还需要依赖于电池且在运输电池组时设定的参数。通过接收那些参数，使得该电子设备能够以分钟为单位计算出该电池的剩余时间段。

众所周知，由于老化(deterioration)，电池组的电池容量会降低，从而缩短了其可利用时间段。作为电池的这种老化的因素，能列举由于反复的充电/放电操作所导致的循环老化(cycle deterioration)和电池周围温度的影响。因而，在相关技术中，已提出一种技术(例如，参考JP-A-2005-147815(附图1)(专利文件2))，其中，考虑电池组的循环老化和使用该电池时的温度，而校正电池剩余容量，从而将经过校正的电池剩余容量从电池组输出到电子设备。

发明内容

在迄今所描述的相关技术中，测量使用电池组时的温度，并且根据使用温度和充电/放电操作的次数之间的关系来校正该电池剩余容量。然而，电池的老化不仅在电池被使用时发生，而且在电池被存放而未被使用时也会发生。因此，为了供应关于更精确的电池剩余容量的信息，有必要考虑该电池组的存放环境而进行校正。

因此，期望的是：当供应关于该电池剩余容量的信息时，考虑电池组的存放环境而进行校正。

根据本发明的第一实施例，提供一种电池剩余容量信息供应装置，其包括：剩余容量保存部件，用于保存电池组的电池剩余容量；温度测量部件，用于测量电池组中的温度；和剩余容量校正部件，用于基于所述温度和所述电池剩余容量来产生电池剩余容量的校正量，以供应利用校正量校正的电池剩余容量。因此，当供应电池剩余容量时，执行考虑了电池组的存放环境的校正。

而且，根据该第一实施例，所述电池剩余容量信息供应装置可以进一步包括单位校正量表格，其用于根据温度和电池剩余容量将每单位时间的所述电池剩余容量的校正量保存作为单位校正量，并且所述剩余容量校正部件可以通过基于所述温度和所述电池剩余容量参考所述单位校正量表格而获得所述单位校正量，从而利用所获得的单位校正量作为所述电池剩余容量的校正量。因此，将根据电池特性的单位校正量设置在单位校正量表格中，从而获得依照电池组的存放环境的所述单位校正量。

而且，根据该第一实施例，所述电池剩余容量信息供应装置可以进一步包括用于测量单位时间的时间测量部件，并且每当所述时间测量部件测量到单位时间时，所述剩余容量校正部件可以执行所述电池剩余容量的校正。在这种情况下，所述剩余容量校正部件可以在预定的条件下切换到空闲状态，并且每当所述时间测量部件测量到单位时间时释放该空闲状态，以每当所述时间测量部件测量到单位时间时执行所述电池剩余容量的校正。因此，在没有总是激活电池组中的微控制器或类似部件的情况下，执行所述电池剩余容量的校正。

而且，根据该第一实施例，在所述单位校正量表格中，可以设置成：如果温度相等，则电池剩余容量越高单位校正量越大；以及如果电池剩余容量相等，则温度越高单位校正量越大。

而且，根据该第一实施例，所述电池剩余容量信息供应装置可以进一步包括：累加校正量保存部件，用于累加由剩余容量校正部件获得的单位校正量，以将所累加的单位校正量保存作为累加校正量；和标准化校正量表格，其用于将所述电池剩余容量的标准化校正量保存作为依据累加校正量的标准化校正量，并且所述剩余容量校正部件可以通过基于所述累加的校正量参考标准化校正量表格来获得所述标准化校正量，以利用所获得的标准化校正量作为所述电池剩余容量的校正量。因此，利用所述标准化校正量执行所述电池剩余容量的校正，该标准化校正量由累加的校正量逐步标准化而来。

而且，根据本发明的第二实施例，提供一个电池组，其包括：电源供应部件，用于供应电源；剩余容量保存部件，用于保存电源供应部件的电池剩余容量；温度测量部件，用于测量电源供应部件的温度；剩余容量校正部件，用于基于所述温度和所述电池剩余容量产生所述电池剩余容量的校正量，以供应利用所述校正量校正的所述电池剩余容量；和通讯部件，用于将经所述剩余容量校正装置校正的电池剩余容量输出到一个电子设备。因此，当供应所述电池剩余容量时，执行考虑了所述电池组存放环境的校正。

而且，根据本发明的第三个实施例，提供一种电池组的剩余容量信息供应方法，该电池组包括：剩余容量保存部件，用于保存电池组的电池剩余容量；和单位校正量表格，用于的依据所述电池组中的温度和所述电池剩余容量将每单位时间的所述电池剩余容量的校正量保存作为单位校正量。该方法包括以下步骤：测量电池组中的温度；通过基于温度和电池剩余容量参考单位校正量表格来获取单位校正量；基于所述单位校正量校正电池剩余容量。在这个实施例中，还提供一种使计算机执行所述步骤的程序。因此，当供应电池剩余容量时，执行考虑了所述电池组存放环境的校正。

根据本发明的实施例，当供应关于电池剩余容量的信息时，进行考虑了电池组存放环境的校正，可以获得很好的效果。

附图说明

图1是示出在本发明实施例中电池组100和摄影机200之间关系的示图。

图2是示出在本发明实施例中电池组100的电源单元110的配置示例的示图。

图3是示出在本发明实施例中电池组100的剩余容量信息供应单元120的示例的示图。

图4是示出在本发明实施例中单位校正量表格410的配置示例的表格。

图5是示出在本发明实施例中标准化校正量表格420的配置示例的示图。

图6是示出在本发明实施例中在电池组100的存放状态下的处理例程示例的流程图。

具体实施方式

以下参考附图详细描述本发明的实施例。

图1是示出在本发明实施例中电池组100和摄影机200之间关系的示图。在使用时，电池组100被安装在摄影机200中从而供应电能。摄影机200是电子设备的一个示例，但电子设备并不限于此，只要其是通过电池组100供应电能即可。

电池组100配备有电源单元110、剩余容量信息供应单元120和电源侧通讯单元130。电源单元110是包括电池单元(battery cell)的电源单元。剩余容量信息供应单元120供应关于电源单元110中的电池剩余容量(或累加的剩余放电电流)的信息。电源侧通讯单元130与摄影机200通讯。

摄影机200配备有显示单元210、剩余时间计算单元220和装置侧通讯单元230。该装置侧通讯单元230与电池组100通讯，并接收关于电池剩余容量的信息。剩余时间计算单元220基于关于所述电池剩余容量的信息计算可供摄影机200工作的电池剩余时间段。显示单元210例如利用LCD(液晶显示屏)实现，显示所获得的监视图像。而且，在显示单元210中，例如由OSD(屏上显示)功能显示电池剩余时间段。

在以恒功率消耗进行放电的情况下，电池组100的放电时间段内的放电电流的累加量基本上与所述时间成正比。响应于累加的放电电流量、电池组100供应的电压和电流、以及依赖于电池的参数，剩余时间计算单元220基于这些信息及取决于摄影机200的参数，根据电压和电流来计算所消耗的功率，并计算直到电池终止为止的剩余时间段。因此，要求从剩余容量信息供应单元120供应的放电电流的累加量具有高精度。因此，在本发明的实施例中，电池组100的剩余容量信息供应单元120根据电池组100存放的环境校正电池剩余容量。

图2是示出本发明实施例中电池组100的电源单元110的配置示例的示图。该电源单元110配备有电池单元111、电流检测电阻器112、电源外围电路113、以及开关114和115。

电池单元111是充电电池，如可以由锂离子电池、镍-镉电池，镍-氢电池或锂聚合电池单元例示。与电池单元111的负极侧连接的电流检测电阻器112是用于检测流经电池单元111中的电流的电阻器。

电源外围电路113主要由电压比较器(或者比较器)构成，具有检测流经电流检测电阻器112的充电/放电电流值的功能，和具有保护电池单元111防止过度充电，过度放电或过电流的功能。

开关114是充电控制开关。当电池单元111的电压超过设定值时，电源外围电路113断开开关114以停止充电从而防止过度充电。开关115是放电控制开关。当电池单元111的电压低于设定值时，电源外围电路113断开开关115以停止放电从而防止过度放电。开关114和115分别由功率MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)和二极管实现。

图3是示出本发明实施例中电池组100的剩余容量信息供应单元120的示例的示图。剩余容量信息供应单元120配备有剩余容量校正单元121、温度传感器122、剩余容量保存单元123、校正量表格124、累加校正量保存单元125和计时器126。

剩余容量校正单元121根据电池组100的存放环境来校正电池剩余容量，例如，其通过微控制器(如将被称作“micon”)或ASIC(专用集成电路)来实现。温度传感器122测量电池组中的温度，例如，其通过热敏电阻(thermistor)来实现。这个温度传感器122被安装在电源单元110的电池单元111的表面或附近的基片上。剩余容量保存单元123保存剩余容量校正单元121校正前的电池剩余容量，并利用诸如EEPROM(电可擦除电可编程只读存储器)的非易失性存储器来实现。

校正量表格124保存用于校正电池剩余容量的校正量，并利用诸如EEPROM的非易失性存储器来实现。该校正量表格124包括用于保存依照电池剩余容量和温度的单位校正量的单位校正量表格410、和用于保存如根据累加校正量的标准化校正量的标准化校正量表格420，其中该标准化校正量根据单位校正量的累加校正量进行标准化，这将在此后进行描述。

累加校正量保存单元125保存通过将由剩余容量校正单元121获得的单位校正量相加的累加校正量，其中由诸如EEPROM的非易失性存储器实现所述累加校正量保存单元125。

计时器126是用于测量采样时段的周期性计时器，其通过微控制器中的计时器或专门的唤醒电路(wake-up circuit)来实现。例如，根据电池组100的特性、使用模式等，可以从大约1秒到大约1小时适当地确定采样时段。

按照计时器126测量的采样时段，剩余容量校正单元121获得由温度传感器122测量的温度和保存在剩余容量保存单元123中的电池剩余容量。而且，剩余容量校正单元121通过基于温度和电池剩余容量参考单位校正量表格410获得单位校正量。将如此获得的单位校正量加到累加校正量保存单元125的内容中。

在预定的条件下，即电池组100不给摄影机200供应电能，剩余容量校正单元121能够切换到空闲(或睡眠)状态。特别的是，当剩余容量校正单元121处于空闲状态时，其停止通常的动作，并且，每当从计时器126告知采样时段到来时，就释放空闲状态，从而执行前面提到的单位校正量的获取动作。通过使用这种动作停止状态，仅当需要时执行单位校正量的获取动作，则所述电池组100的功率损耗可被抑制到所需要的最小值。

在电池组100与摄影机200连接以供应电能的情况下，剩余容量校正单元121经过电源侧通讯单元130将一个值作为当前电池剩余容量输出到摄影机200，该值是通过从保存在剩余容量保存单元123中的电池剩余容量中减去保存在累加校正量保存单元125中的校正量而计算出来的。而且，此时，可以任意不使用保存在累加校正量保存单元125中的校正量，而是使用被标准化校正量表格420标准化的校正量，这将在此后描述。

图4是示出在本发明实施例中单位校正量表格410的配置示例的表格。该单位校正量表格410将每单位时段的电池剩余容量的校正量相对于温度和电池剩余容量保存作为单位校正量，并被保存在校正量表格124中。

众所周知，由于老化电池的容量会降低。然而，在本发明的实施例中，例如，将在存放状态下，即在电池组100没有被使用的状态下，每单位时间的老化率定义为单位校正量，并将其保存在单位校正量表格410中。

可以根据电池组的特性来确定单位校正量。为了确定单位校正量，下列各项可被作为指标来考虑。作为第一项指标被列举的是，如果存放时电池存储量相等，那么老化率具有在更高的存放温度下增长得更高的趋势。作为第二项指标被列举的是，如果存放温度相等，那么老化率具有在更长的存放时间下、对于更多的电池剩余容量将增长得更高的趋势。因此，如果存放温度相等，则在存放时间内，对于更大的电池剩余容量，单位校正量增长得更大。如果在存放时间内，电池剩余容量相等，则在更高的存放温度下，单位校正量增长得更大。

在图4的示例中，存放时的电池剩余容量被划分成小于总容量的一半和等于或大于总容量的一半的两个部分，并且各个存放温度被划分为四个部分，即“高于或等于60℃”、“高于或等于45℃且低于60℃”、“高于或等于25℃且低于45℃”和“低于25℃”，从而确定单位校正量。根据前面所提到的指标，该示例即为“单位校正量D＜单位校正量C＜单位校正量B＜单位校正量A”和“单位校正量H＜单位校正量G＜单位校正量F＜单位校正量E”、和“单位校正量A＜单位校正量E”、“单位校正量B＜单位校正量F”、“单位校正量C＜单位校正量G”和“单位校正量D＜单位校正量H”。

图5是示出本发明实施例中的标准化校正量表格420的配置示例的示图。该标准化校正量表格420是用于保存作为标准化校正量的、依照累加校正量的电池剩余容量标准化而来的校正量的表格，并且被保存在校正量表格124中。

如从单位校正量表格410中获得的单位校正量，在累加校正量保存单元125中被累加作为累加校正量。对于校正电池剩余容量，可以直接使用累加的校正量而不是逐步将累加校正量标准化并使用他们。标准化校正量表格420保存根据累加校正量而标准化的标准化校正量。

例如，在图5的示例中，如果累加校正量小于p，那么校正量是标准化校正量P；如果累加校正量等于或大于p且小于o，那么校正量是标准化校正量O；如果累加校正量等于或大于o且小于n，那么校正量是标准化校正量N；如果累加校正量等于或大于n且小于m，那么校正量是标准化校正量M；如果累加校正量等于或大于m且小于1，那么校正量是标准化校正量L；如果累加校正量等于或大于1且小于k，那么校正量是标准化校正量K；如果累加校正量等于或大于k且小于j，那么校正量是标准化校正量J；并且如果累加校正量等于或大于j且小于i，那么校正量是标准化校正量I；这里，字母i到p分别代表实数。

剩余容量校正单元121通过基于累加校正量参考标准化校正量表格420来获得标准化校正量，并通过从保存在剩余容量保存单元123中的电池剩余容量中减少标准化校正量来执行校正。

下面，参考附图描述本发明实施例中的电池组100的动作。

图6是示出本发明实施例中在电池组100的存放状态下的处理例程示例的图表。首先，将保存在累加校正量保存单元125中的累加校正量初始化为零(在步骤S911)。每当计时器126测量到采样时刻时(在步骤S912)，执行随后的操作。

当采样时刻到来时，从温度传感器122获得(在步骤S913)电池组100中的温度。剩余容量校正单元121通过基于从温度传感器122获得的温度和保存在剩余容量保存单元123中的电池剩余容量而参考单位校正量表格410来获得单位校正量(在步骤S914)。该单位校正量在累加校正量保存单元125中被累加(在步骤S915)作为累加校正量。

在此刻，剩余容量校正单元121可以通过参考具有累加校正量的标准化校正量表格420将累加校正量标准化成标准化校正量(在步骤S916)。

而且，所述剩余容量校正单元121利用保存在累加校正量保存单元125中的累加校正量或者利用标准化校正量来校正(在步骤S917)保存在剩余容量保存单元123中的电池剩余容量。在电池组100与诸如摄影机200的电子设备相连接(在步骤S918)的情况下，如此校正的电池剩余容量通过电源侧通讯单元130被输出(在步骤S919)至电子设备侧。

这样，根据本发明的实施例，可以通过在累加校正量存储单元125中累加单位校正量，和基于累加校正量校正电池剩余容量而供应根据所述电池组的存放环境的电池剩余容量，所述单位校正量是通过参考具有存放温度和电池剩余容量的单位校正量表格410而获得的。

而且，根据本发明的实施例，可以通过将剩余容量校正单元121切换到空闲状态，并在每当从计时器126通知采样时刻到来时，释放空闲状态以获得单位校正量，而将电池组100的功率损耗抑制到所需要的最小值，。

这里，本发明的实施例呈现了实现本发明的一个示例，并具有分别对应于权利要求书中的发明限定项的下述关系。然而，本发明并不限于此，而是可以在不脱离本发明精神的范围内以各种方式进行修改。

具体地，在权利要求书中，例如，剩余容量保存部件对应于剩余容量保存单元123。而且，例如，温度测量部件对应于温度传感器122。而且，例如，剩余容量校正部件对应于剩余容量校正单元121。

而且，在权利要求书中，例如，单位校正量表格对应于单位校正量表格410。

而且，在权利要求书中，例如，时间测量部件对应于计时器126。

而且，在权利要求书中，例如，累加校正量保存部件对应于累加校正量保存单元125。而且，标准化校正量表格对应于标准化校正量表格420。

而且，在权利要求书中，例如，电源供应部件对应于电源单元110。而且，例如，剩余容量保存部件对应于剩余容量保存单元123。而且，例如，温度测量部件对应于温度传感器122。而且，例如，剩余容量校正部件对应于剩余容量校正单元121。而且，例如，通讯部件对应于电源侧通讯单元130。

而且，在权利要求书中，例如，测量电池组中的温度的步骤对应于步骤S913。而且，例如，通过基于温度和电池剩余容量参考单位校正量表格获得单位校正量的步骤对应于步骤S914。而且，例如，基于单位校正量校正电池剩余容量的步骤对应于步骤S917。

在此，可以将如在本发明实施例中描述的处理例程理解为具有那些系列例程的方法、使计算机执行那些系列例程的程序，或存储该程序的记录介质。

本领域技术人员应当理解的是，可以按照设计要求和其他因素进行各种修改、组合、次组合和变更，只要它们在所附权利要求书及其等效物的范围之内即可。

Claims (11)

1.一种电池剩余容量信息供应装置，包括：

剩余容量保存部件，用于保存电池组的电池剩余容量；

温度测量部件，用于测量电池组中的温度；和

剩余容量校正部件，其基于所述温度和所述电池剩余容量产生所述电池剩余容量的校正量，以供应利用所述校正量校正的所述电池剩余容量。

2.根据权利要求1所述的电池剩余容量信息供应装置，进一步包括单位校正量表格，其用于将依照所述温度和所述电池剩余容量的每单位时间的所述电池剩余容量的校正量保存作为单位校正量，

其中，所述剩余容量校正部件通过基于所述温度和所述电池剩余容量参考所述单位校正量表格来获得所述单位校正量，从而利用所获得的单位校正量作为所述电池剩余容量的校正量。

3.根据权利要求2所述的电池剩余容量信息供应装置，进一步包括用于测量所述单位时间的时间测量部件，

其中，每当所述时间测量部件测量到单位时间时，所述剩余容量校正部件执行所述电池剩余容量的校正。

4.根据权利要求3所述的电池剩余容量信息供应装置，

其中，所述剩余容量校正部件在预定条件下切换到空闲状态，并且每当所述时间测量部件测量到所述单位时间时释放所述空闲状态以执行所述电池剩余容量的校正。

5.根据权利要求2所述的电池剩余容量信息供应装置，

其中，在所述单位校正量表格中，如果所述温度相等，那么当所述电池剩余容量越高时所述单位校正量越大，反之，如果所述电池剩余容量相等，那么当所述温度越高时所述单位校正量越大。

6.根据权利要求2所述的电池剩余容量信息供应装置，进一步包括：

累加校正量保存部件，用于累加由所述剩余容量校正部件获得的所述单位校正量，以将所累加的单位校正量保存作为累加校正量；和

标准化校正量表格，其用于将依照所述累加校正量的所述电池剩余容量的标准化的校正量保存作为标准化校正量，

其中，所述剩余容量校正部件通过基于所述累加校正量参考所述标准化校正量表格来获得所述标准化校正量，以利用所获得的标准化校正量作为所述电池剩余容量的校正量。

7.一种电池组，包括：

电源供应部件，用于供应电源；

剩余容量保存部件，用于保存所述电源供应部件的电源剩余容量；

温度测量部件，用于测量所述电源供应部件的温度；

剩余容量校正部件，其基于所述温度和所述电池剩余容量产生所述电池剩余容量的校正量，以供应利用所述校正量校正的所述电池剩余容量；和

通讯部件，其用于将经所述剩余容量校正部件校正的所述电池剩余容量输出到一个电子设备。

8.一种电池组的剩余容量信息供应方法，其中，所述电池组包括：剩余容量保存部件，用于存储电池组的电池剩余容量；和单位校正量表格，其依照所述电池组中的温度和所述电池剩余容量，将每单位时间的所述电池剩余容量的校正量保存作为单位校正量，

该方法包括步骤：

测量所述电池组中的温度；

通过基于所述温度和所述电池剩余容量参考所述单位校正量表格来获得所述单位校正量，和

基于所述单位校正量校正所述电池剩余容量。

9.一种使计算机在电池组中执行下列步骤的程序，其中，该电池组包括：剩余容量保存部件，用于存储电池组的电池剩余容量；和单位校正量表格，其依照所述电池组中的温度和所述电池剩余容量，将每单位时间的所述电池剩余容量的校正量存储作为单位校正量，所述步骤为：

测量所述电池组中的温度；

通过基于所述温度和所述电池剩余容量参考所述单位校正量表格来获得所述单位校正量，和

基于所述单位校正量校正所述电池剩余容量。

10.一种电池剩余容量信息供应装置，包括：

剩余容量保存单元，被配置用于保存电池组的电池剩余容量；

温度传感器，被配置用于测量所述电池组中的温度；和

剩余容量校正单元，被配置用来基于所述温度和所述电池剩余容量产生所述电池剩余容量的校正量，以供应利用所述校正量校正的所述电池剩余容量。

11.一种电池组，包括：

电源单元，被配置用于供应电源；

剩余容量保存装置，被配置用于保存所述电源单元的电池剩余容量；

温度传感器，被配置用于测量所述电源单元的温度；

剩余容量校正单元，被配置用来基于所述温度和所述电池剩余容量产生所述电池剩余容量的校正量，以供应利用所述校正量校正的所述电池剩余容量；和

电源侧通讯单元，被配置用于将经所述剩余容量校正单元校正的所述电池剩余容量输出到一个电子设备。

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