JP2002010503A - 充放電装置および充放電方法 - Google Patents
充放電装置および充放電方法Info
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Abstract
できるようにする。 【解決手段】 マイクロコンピュータ17は、所定の時
間内に、充放電電流が供給されなかった場合、Sleep状
態に遷移するとともに、タイマ21を制御し、放置時間
の測定をスタートさせる。そして、充放電電流が供給さ
れると、マイクロコンピュータ17は、Wake−Up状態に
遷移するとともに、タイマ21を制御し、放置時間の測
定を停止させた後、測定された放置時間を読み出す。マ
イクロコンピュータ17は、読み出した放置時間に基づ
いて、補正量を算出し、バッテリ残存容量を補正する。
Description
充放電方法に関し、特に、バッテリの残存容量を精度良
く算出することができるようにした充放電装置および充
放電方法に関する。
を示すブロック図である。
た2つのセルよりなる電池12−1,12−2(以下、
これらの電池12−1,12−2を個々に区別する必要
がない場合、単に電池12と称する)は、例えば、リチ
ウムイオン電池からなり、電子機器に電力を供給してい
る。電池12−1の正極は、バッテリ端子11−1に接
続され、電池12−2の負極は、電流検出用の抵抗13
と保護素子14を介して、バッテリ端子11−2に接続
される。そして、バッテリパック1が、図示せぬ電子機
器に装着されると、バッテリ端子11−1,11−2
は、電子機器の接続端子にそれぞれ接続され、電池12
から電子機器に電力が供給される。
池12−2の直列に接続された状態のセル電圧を検出
し、検出結果をマイクロコンピュータ17に出力する。
充放電電流検出器16は、抵抗13に流れる電流による
電圧降下の向きと値を検出することにより、充電電流ま
たは放電電流を検出し、検出結果をマイクロコンピュー
タ17に出力する。保護素子14は、電池12を過充電
または過放電から保護するために設けられている。
出器15より供給されるセル電圧に基づいて、バッテリ
残存容量を算出し、内部メモリ17aに記憶する。な
お、マイクロコンピュータ17は、充放電電流検出器1
6より、充電電流または放電電流が供給された場合、ま
たは、外部からデータを受信した場合、動作(Wake-U
p)状態になり、動作後、所定の時間に充放電電流が供
給されなかったり、または、データが受信されなかった
場合、待機(Sleep)状態に遷移する。
図1に示されたバッテリパック1のバッテリ残存容量算
出処理について説明する。
ータ17は、電池12が充電されたのか否か、すなわ
ち、充放電電流検出器16より供給された電流が、充電
電流であるのか否かを判定し、充電されたと判定した場
合、ステップS2に進み、次式(1)に従って、加算容
量を算出する。 加算容量=充電電流値×サンプリング間隔 ・・・(1)
3において、マイクロコンピュータ17は、メモリ17
aに記憶されている残存容量を読み出し、次式(2)に
従って、新たな残存容量を算出する。 残存容量=メモリ17aより読み出された残存容量+加算容量 ・・・(2)
コンピュータ17は、上記式(2)により算出された、
新たな残存容量をメモリ17aに記憶(更新)し、ステ
ップS1に戻り、上述した処理を繰り返す。
れていないと判定された場合、ステップS4に進み、マ
イクロコンピュータ17は、さらに、電池12が放電さ
れたのか否か、すなわち、充放電電流検出器16より供
給された電流が、放電電流であるのか否かを判定し、放
電されていないと判定した場合、ステップS1に戻り、
上述した処理を繰り返す。
れたと判定された場合、ステップS5に進み、マイクロ
コンピュータ17は、次式(3)に従って、減算容量を
算出する。 減算容量=放電電流値×サンプリング間隔 ・・・(3)
6において、マイクロコンピュータ17は、メモリ17
aに記憶されている残存容量を読み出し、次式(4)に
従って、新たな残存容量を算出する。 残存容量=メモリ17aより読み出された残存容量−減算容量 ・・・(4)
コンピュータ17は、上記式(4)により算出された、
新たな残存容量をメモリ17aに記憶(更新)し、ステ
ップS1に戻り、上述した処理を繰り返す。
電流積算処理を行うことにより、バッテリ残存容量を算
出している。
ンピュータ17は、電池12から供給される力を利用し
て、バッテリ残存容量の算出を行っている。従って、バ
ッテリ放置時(バッテリ残存容量算出処理以外)には、
マイクロコンピュータ17の消費電流を下げるために、
Sleep状態に遷移される。これにより、放置時におけ
る、電池12の放電電流(漏れ電流)を抑制することが
できる。
は、充放電電流検出器16が放電電流または充電電流を
検出したとき、Wake−Up状態になるが、バッテリ放置時
の放電電流(漏れ電流)は微小であるため、充放電電流
検出器16は、これを検出することができない。
合、マイクロコンピュータ17は、微小な放電電流(漏
れ電流)が流れているにも拘わらず、Sleep状態になっ
てしまうため、その間の電流積算量(放置電流×放置時
間)を算出(検出)することができない。従って、長期
間放置されると、マイクロコンピュータ17がメモリ1
7aに記憶している残存容量は、実際の残存容量(実容
量)より相対的に大きな値となってしまう課題があっ
た。
p状態にせずに、放置電流を検出させるようにしたとし
ても、その値は、微小であるため、正確な電流検出を行
うことができず、やはり、メモリ17aに記憶されてい
る残存容量と実容量の間に誤差が生じる課題があった。
ものであり、バッテリ残存容量を精度良く算出すること
ができるようにするものである。
置は、電池の放置時間を計測する計測手段と、計測手段
により計測された放置時間に基づいて、電池の残存容量
の補正量を算出する補正量算出手段と、補正量算出手段
により算出された補正量に基づいて、電池の残存容量を
補正する補正手段とを備えることを特徴とする。
が、所定の時間に達したのか否かを判定する判定手段を
さらに設けるようにすることができ、補正量算出手段
は、判定手段による判定結果に基づいて、所定の時間毎
に、電池の残存容量の補正量を算出するようにすること
ができる。
時間を計測する計測ステップと、計測ステップの処理に
より計測された放置時間に基づいて、電池の残存容量の
補正量を算出する補正量算出ステップと、補正量算出ス
テップの処理により算出された補正量に基づいて、電池
の残存容量を補正する補正ステップとを含むことを特徴
とする。
法においては、電池の放置時間に基づいて、補正量が算
出され、その補正量に基づいて、電池の残存容量が補正
される。
検出する検出手段と、検出手段により検出されたセル電
圧に基づいて、適切な残存容量を読み出す読み出し手段
と、読み出し手段により読み出された適切な残存容量
と、現在記憶されている残存容量を比較する比較手段
と、比較手段による比較結果に基づいて、電池の残存容
量を更新する更新手段とを備えることを特徴とする。
の各値毎に、適切な残存容量を設置する設定手段をさら
に設けるようにすることができる。
検出する検出ステップと、検出ステップの処理により検
出されたセル電圧に基づいて、適切な残存容量の読み出
しを制御する読み出し制御ステップと、読み出し制御ス
テップの処理により読み出しが制御された、適切な残存
容量と、現在記憶されている残存容量を比較する比較ス
テップと、比較ステップの処理による比較結果に基づい
て、電池の残存容量を更新する更新ステップとを含むこ
とを特徴とする。
法においては、セル電圧が検出され、検出されたセル電
圧に基づいて、適切な残存容量が読み出され、現在記憶
されている残存容量と比較され、その比較結果に基づい
て、電池の残存容量が更新される。
リパックの構成例を示すブロック図である。なお、図3
において、従来における場合と対応する部分には同一の
符号を付してあり、その説明は適宜省略する。このバッ
テリパック1においては、セル電圧をより精度良く検出
するために、セル電圧検出器15−1,15−2が電池
12−1,12−2にそれぞれ設けられるとともに、新
たにタイマ21が設けられ、その他の構成は、図1に示
した例と同様である。
のセル電圧を検出し、検出結果をマイクロコンピュータ
17に出力する。セル電圧検出器15−2は、電池12
−2のセル電圧を検出し、検出結果をマイクロコンピュ
ータ17に出力する。
出器15−1,15−2よりそれぞれ供給されるセル電
圧に基づいて、バッテリ残存容量を算出し、内部メモリ
17aに記憶する。
の時間内に、充電電流または放電電流が検出(供給)さ
れなかった場合、Sleep状態に遷移する。このとき、マ
イクロコンピュータ17は、タイマ21を制御し、放置
時間の測定をスタート(Start)させる。マイクロコン
ピュータ17はまた、充電電流または放電電流が検出さ
れた場合、Wake-Up状態に遷移する。このとき、マイク
ロコンピュータ17は、タイマ21を制御し、放置時間
の測定を停止(Stop)させるとともに、測定された放置
時間を読み出す。マイクロコンピュータ17はさらに、
読み出した放置時間に基づいて、後述する算出方法によ
り補正量を算出し、バッテリ残存容量を補正する。
の指令に基づいて、放置時間の測定をスタート(Star
t)する。タイマ21はまた、マイクロコンピュータ1
7の指令に基づいて、放置時間の測定を停止(Stop)す
る。
図3に示されたバッテリパック1のマイクロコンピュー
タ17が実行する、バッテリ残存容量補正処理について
説明する。
ュータ17は、所定の時間内に、放電または充電がなか
ったのか否か、すなわち、例えば、10秒間に、充放電
電流検出器16より、放電電流または充電電流が検出さ
れなかったのか否かを判定し、所定の時間内に、放電ま
たは充電がなされなかったと判定した場合、処理は、ス
テップS12に進む。
ロコンピュータ17は、タイマ21を制御し、放置時間
の測定を開始(Start)させた後、Sleep状態に遷移す
る。ステップS14において、マイクロコンピュータ1
7は、放電または充電がなされたのか否か、すなわち、
充放電電流検出器16により、放電電流または充電電流
が検出されたのか否かを判定し、放電または充電されて
いないと判定した場合、ステップS13に戻り、Sleep
状態のまま待機する。そして、放電または充電されたと
判定された場合、ステップS15に進む。
ップS11で、所定の時間内に、充電または放電が行わ
れなかったと判定された場合、ステップS15におい
て、マイクロコンピュータ17は、Wake−Up状態に遷移
する。ステップS16,17において、マイクロコンピ
ュータ17は、タイマ21を制御し、放置時間の測定を
終了(Stop)させるとともに、測定された放置時間を読
み出す。その後、マイクロコンピュータ17は、タイマ
21をリセットする。
ュータ17は、ステップS17の処理で読み出された放
置時間から、次式(5)に従って、補正量を算出する。
なお、単位時間当たりに流れる、放置電流および自己放
電電流は、予め測定されており、その値は、メモリ17
aにそれぞれ記憶されている。 補正量=(放置電流値+バッテリ自己放電電流値)×放置時間 ・・・(5)
S19において、マイクロコンピュータ17は、メモリ
17aに記憶されている残存容量を読み出し、次式
(6)に従って、新たな残存容量を算出する。 残存容量=メモリ17aより読み出された残存容量−補正量 ・・・(6)
ロコンピュータ17は、上記式(6)により算出され
た、新たな残存容量をメモリ17aに記憶(更新)し、
ステップS11に戻り、上述した処理を繰り返す。
電電流値、および、放置時間から、補正量を算出するこ
とにより、精度良くバッテリ残存容量を補正することが
できる。
いた、バッテリ残存容量補正処理において、タイマ21
がオーバフローを起こした場合、そのオーバフロー時点
から、バッテリ残存容量を、正確に補正することができ
なくなる。
ータ17をWake−Up状態にして、補正を行うことによ
り、バッテリ残存容量を、より正確に補正することがで
きる。
に補正する処理を説明するフローチャートである。
ュータ17は、所定の時間内に、放電または充電がなか
ったのか否かを判定し、所定の時間内に、放電または充
電がなされなかったと判定した場合、ステップS32に
進む。
ロコンピュータ17は、タイマ21を制御し、放置時間
の測定を開始(Start)させた後、Sleep状態に遷移す
る。ステップS34において、マイクロコンピュータ1
7は、設定時間が経過したのか否かを判定する。ここ
で、タイマ21は、オーバフローを起こすことがないよ
うな設定時間が、予め設定されており、その設定時間が
経過したとき、マイクロコンピュータ17に対して、設
定時間が経過したことを通知する。すなわち、マイクロ
コンピュータ17は、タイマ21より、設定時間が経過
したことを通知するコマンドを受信したのか否かの判定
処理を行う。
したと判定された場合、ステップS35に進み、マイク
ロコンピュータ17は、タイマ21からのコマンドに基
づいて、Wake−Up状態に遷移する。ステップS36にお
いて、マイクロコンピュータ17は、タイマ21をリセ
ットする。
ロコンピュータ17は、上記式(5)により、補正量を
算出し、上記式(6)により、新たな残存容量を算出す
る。そして、マイクロコンピュータ17は、算出された
新たな残存容量をメモリ17aに記憶(更新)し、ステ
ップS31に戻り、上述した処理を繰り返す。
に、放電または充電があったと判定された場合、また
は、ステップS34において、設定時間が経過していな
いと判定された場合、処理は、ステップS39に進む。
は、上述した図4のステップS14乃至S19の処理と
同様であるため、その説明は省略する。
バッテリ自己放電電流値、および、放置時間から、補正
量を算出することにより、長期間放置された場合にも、
精度良く、バッテリ残存容量を補正することができる。
残存容量の補正量の算出処理について、説明する。
A、自己放電電流が10μA、放置時間が100時間で
あるとすると、上記式(5)より、補正量=(40μA
+10μA)×100h=5000μAh=5mAhと
なる。
て、補正量を算出する場合、例えば、20時間毎に、補
正するようにすると、上記式(5)より、 補正量=(40μA+10μA)×20=1000μA
h=1mAh となる。これにより、長期間放置された場合にも、精度
良く、バッテリ残存容量を補正することができる。
を測定し、その放置時間に基づいて、バッテリ残存容量
を補正するようにしたが、セル電圧を検出することで、
タイマを追加する場合に較べ補正精度は高くないが、低
コストで、かつ、容易にバッテリ残存容量を補正するこ
とができる。
存容量を補正する処理を説明するフローチャートであ
る。
ュータ17は、所定の時間内に、放電または充電がなか
ったのか否かを判定し、所定の時間内に、放電または充
電がなかったと判定した場合、ステップS52に進み、
Sleep状態に遷移する。
に、放電または充電があったと判定された場合、ステッ
プS53に進み、マイクロコンピュータ17は、Wake−
Up状態に遷移する。ステップS54において、マイクロ
コンピュータ17は、セル電圧検出器15−1,15−
2よりそれぞれ供給されるセル電圧を検出する。
ュータ17は、ステップS54の処理で検出されたセル
電圧に基づいて、メモリ17aから、適切な残存容量を
読み出す。ここで、メモリ17aには、セル電圧の各値
毎に、適切なバッテリ残存容量が設定され、記憶されて
いる。
ュータ17は、メモリ17aに記憶されている、現在の
残存容量を読み出し、ステップS55の処理で、セル電
圧に対応して読み出された残存容量より大きいのか否か
を判定する。
記憶されている、現在の残存容量が、セル電圧に対応し
て読み出された残存容量より大きいと判定された場合、
ステップS57に進み、マイクロコンピュータ17は、
セル電圧に対応して読み出された残存容量を、現在の残
存容量として、メモリ17aに記憶(更新)し、ステッ
プS51に戻り、上述した処理を繰り返す。
7aに記憶されている、現在の残存容量が、セル電圧に
対応して読み出された残存容量より大きくはない、すな
わち、等しいと判定された場合、ステップS57の処理
をスキップし(残存容量は更新せずに)、ステップS5
1に戻り、上述した処理を繰り返す。
判定された場合、強制的にセル電圧に対応して読み出さ
れた残存容量を、現在の残存容量に更新することによ
り、タイマを用いなくとも、残存容量の大幅なズレを補
正することができる。
置および充放電方法によれば、電池の放置時間に基づい
て、補正量を算出し、その補正量に基づいて、電池の残
存容量を補正するようにしたので、精度良く、バッテリ
残存容量を算出することができる。
放電方法によれば、セル電圧を検出し、検出されたセル
電圧に基づいて、適切な残存容量を読み出し、現在記憶
されている残存容量と比較し、その比較結果に基づい
て、電池の残存容量を更新するようにしたので、低コス
トで、かつ容易にバッテリ残存容量を算出することがで
きる。
図である。
ローチャートである。
示すブロック図である。
ャートである。
フローチャートである。
フローチャートである。
13 抵抗, 14保護素子, 15−1,15−2
セル電圧検出器, 16 充放電電流検出器, 17
マイクロコンピュータ, 17a メモリ, 21 タ
イマ
Claims (6)
- 【請求項1】 電池の残存容量を算出する充放電装置に
おいて、 前記電池の放置時間を計測する計測手段と、 前記計測手段により計測された前記放置時間に基づい
て、前記電池の残存容量の補正量を算出する補正量算出
手段と、 前記補正量算出手段により算出された前記補正量に基づ
いて、前記電池の残存容量を補正する補正手段とを備え
ることを特徴とする充放電装置。 - 【請求項2】 前記放置時間が、所定の時間に達したの
か否かを判定する判定手段をさらに備え、 前記補正量算出手段は、前記判定手段による判定結果に
基づいて、所定の時間毎に、前記電池の残存容量の補正
量を算出することを特徴とする請求項1に記載の充放電
装置。 - 【請求項3】 電池の残存容量を算出する充放電装置の
充放電方法において、 前記電池の放置時間を計測する計測ステップと、 前記計測ステップの処理により計測された前記放置時間
に基づいて、前記電池の残存容量の補正量を算出する補
正量算出ステップと、 前記補正量算出ステップの処理により算出された前記補
正量に基づいて、前記電池の残存容量を補正する補正ス
テップとを含むことを特徴とする充放電方法。 - 【請求項4】 電池の残存容量を算出する充放電装置に
おいて、 セル電圧を検出する検出手段と、 前記検出手段により検出された前記セル電圧に基づい
て、適切な残存容量を読み出す読み出し手段と、 前記読み出し手段により読み出された適切な前記残存容
量と、現在記憶されている残存容量を比較する比較手段
と、 前記比較手段による比較結果に基づいて、前記電池の残
存容量を更新する更新手段とを備えることを特徴とする
充放電装置。 - 【請求項5】 前記セル電圧の各値毎に、適切な残存容
量を設定する設定手段をさらに備えることを特徴とする
請求項4に記載の充放電装置。 - 【請求項6】電池の残存容量を算出する充放電装置の充
放電方法において、 セル電圧を検出する検出ステップと、 前記検出ステップの処理により検出された前記セル電圧
に基づいて、適切な残存容量の読み出すを制御する読み
出し制御ステップと、 前記読み出し制御ステップの処理により読み出しが制御
された、適切な前記残存容量と、現在記憶されている残
存容量を比較する比較ステップと、 前記比較ステップの処理による比較結果に基づいて、前
記電池の残存容量を更新する更新ステップとを含むこと
を特徴とする充放電方法。
Priority Applications (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000180675A JP4642185B2 (ja) | 2000-06-16 | 2000-06-16 | バッテリーパック |
EP06021192A EP1758227A3 (en) | 2000-06-16 | 2001-06-13 | Battery charging/discharging apparatus and battery charging/discharging method |
EP01305141A EP1164682A3 (en) | 2000-06-16 | 2001-06-13 | Battery charging/discharging apparatus and battery charging/discharging method |
KR1020010033504A KR100826953B1 (ko) | 2000-06-16 | 2001-06-14 | 배터리 충전/방전장치 및 배터리 충전/방전방법 |
US09/882,403 US20020021108A1 (en) | 2000-06-16 | 2001-06-15 | Battery charging/discharging apparatus and battery charging/discharging method |
CNB011210338A CN1225054C (zh) | 2000-06-16 | 2001-06-15 | 电池充/放电装置及电池充/放电方法 |
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