JP2007285739A - 電池残量判定方法および装置ならびにそれを用いる電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】二次電池の充電時に違和感のない残量表示を行うようにする。
【解決手段】演算部４２が充電電流を積算してゆくにあたって、先ず設定部４３が、充電電流と温度とに対応して、データテーブル４４から積算開始電圧Ｖｃを読出し、前記演算部４２に設定する。これによって、演算部４２が前記積算開始電圧Ｖｃから積算を継続すれば、略１００％の時点で満充電となる。また、充電後期に、所定残量、たとえば９０％以上で、電流値補正部４５が、演算部４２に入力される電流値に対して１より小さい係数を乗算して補正する。これによって、満充電に近くなると、積算値の伸びを抑制できる。さらにまた、演算部４２は、充電電流が垂下する、すなわち充電終了の判定時点以前に、積算値が満充電容量付近の値、たとえば９９％に達すると、その値で保持し、垂下が検出されると１００％に更新する。これによって、表示は充電完了で１００％に切換わる。
【選択図】図２

Description

本発明は、電池残量判定方法および装置ならびにそれを用いる電池パックに関する。

図４は、充電時における電池残量判定方法の典型的な従来技術を説明するためのグラフである。図４はリチウムイオン電池の場合のグラフであり、参照符号α１は二次電池の電圧の変化を示し、参照符号α２は二次電池へ供給される充電電流の変化を示し、参照符号α３は充電器側で表示される二次電池の残量の値を示す。

先ず前記電圧についてみれば、充電開始からトリクル充電領域となり、微小な定電流Ｉ１、たとえば５０ｍＡの充電電流が供給され、１または複数の各セルのセル電圧が何れもトリクル充電の終了電圧Ｖｍ、たとえば２．５Ｖに達するまでこのトリクル充電が継続される。

前記セル電圧が終了電圧Ｖｍに達すると、定電流（ＣＣ）充電領域に切換わり、電池パックの充電端子の端子電圧がセル当り４．２Ｖの予め定める終止電圧Ｖｆ（したがって、たとえば３セル直列の場合は、１２．６Ｖ）となるまで、前記充電端子に前記終止電圧Ｖｆが印加されるとともに、予め定める定電流Ｉ２、たとえば公称容量値ＮＣを定電流放電して、１時間で放電できるレベルを１Ｃとして、その７０％に、並列セル数Ｐを乗算した充電電流が供給され、定電流（ＣＣ）充電が行われる。

これによって、前記充電端子の端子電圧が終止電圧Ｖｆとなると、定電圧（ＣＶ）充電領域に切換わり、その終止電圧Ｖｆを超えないように充電電流値が減少されてゆき、前記充電電流値が温度によって設定される電流値Ｉ３まで低下すると満充電と判定して充電電流の供給が停止される。上述のような充電制御方法は、たとえば特許文献１から読取ることができる。

一方、表示される二次電池の残量（ＲＳＯＣ）は、充電が開始された時点、或いはトリクル充電から定電流（ＣＣ）充電に切換わった時点で電流値の積算が開始され（図４では、充電が開始された時点から積算を開始している）、充電電流が供給され続ける限り電流値が積算され、最大値の１００％に達すると、その値が維持される。
特開平６−７８４７１号公報

上述の従来技術では、定電流定電圧（ＣＣ−ＣＶ）充電が終了するまでに、積算値が最大値の１００％に達してしまうと、以降、延々と１００％の表示が継続しつつ、充電が行われることになり、使用者に違和感を抱かせてしまうという問題がある。たとえば、前記公称容量値ＮＣが２０００ｍＡｈである場合、積算値に１％、したがって２０ｍＡｈの誤差が生じると、前記定電圧（ＣＶ）充電領域における満充電付近での充電電流（前記Ｉ３付近）を、１００ｍＡとすると、０．２ｈ、すなわち１２分の誤差になり、その時間、上述のように１００％の表示が継続することになる。

本発明の目的は、充電時の二次電池の残量の判定精度を向上することができる電池残量判定方法および装置ならびにそれを用いる電池パックを提供することである。

本発明の電池残量判定装置は、演算手段および電流検出手段を備え、二次電池の充電に伴い、前記演算手段が、前記電流検出手段で検出された電流値を積算してゆくことで二次電池の残量を演算するようにした電池残量判定装置において、電圧検出手段を設け、前記演算手段は、前記電圧検出手段で検出された二次電池の端子電圧が予め定める積算開始電圧となると、前記電流検出手段で検出された電流値を積算してゆくことを特徴とする。

また、本発明の電池残量判定方法は、二次電池の充電に伴い、充電電流の電流値を積算してゆくことで二次電池の残量を演算するようにした電池残量判定方法において、充電開始から、二次電池の端子電圧が予め定める積算開始電圧となると、前記充電電流の積算を開始してゆくことを特徴とする。

上記の構成によれば、二次電池の充電の進行状況の表示などのために、演算手段が、二次電池の充電に伴い、電流検出手段で検出された電流値を積算してゆくことで二次電池の残量を演算するようにした電池残量判定方法および装置において、電圧検出手段を設け、前記演算手段は、前記電圧検出手段で検出された二次電池の端子電圧が予め定める積算開始電圧となると、前記電流検出手段で検出された電流値を積算してゆく。

したがって、従来は単純に積算を行い、積算値が満充電容量の、たとえば１００％となると、そのまま１００％の表示や信号出力を行っており、充電後期には定電圧充電となって微小電流で充電されるので、１００％となっても充電が長時間続いてしまうことがあったのに対して、本発明では、積算開始の時点を、以降で電流値を積算しても誤差の少ない所定の充電開始電圧に設定するので、違和感のない残量判定を行うことができる。

さらにまた、本発明の電池残量判定装置は、前記積算開始電圧を、充電電流と温度との少なくとも一方のパラメータに対応して変化するようにし、そのパラメータに対応した値を前記演算手段に設定する設定手段をさらに含むことを特徴とする。

上記の構成によれば、設定手段をさらに設け、前記積算開始電圧を、充電電流と温度との少なくとも一方のパラメータに対応して変化するようにし、前記設定手段が、そのパラメータに対応した値を前記演算手段に設定する。

したがって、通常、残量％管理で、０％となると放電が停止されるように構成されていても、使用条件によってはそれ以上に使用されることもあり、従来であれば積算の基準である０％の値がずれてしまうところ、本発明では、前記充電電流や温度に対応して、積算を継続すれば、略１００％の時点で満充電となる積算開始電圧を設定するので、違和感のない残量判定を行うことができる。なお、積算開始電圧を変動させるので、場合によっては、しばらくの間、その積算開始電圧に到達せず、充電しているにも拘わらず０％の状態が継続することがあるが、そのような残量の殆ど無い状態での残量の判定結果は、使用上殆ど影響はなく、またそのような残量の殆ど無い状態では大きな電流で定電流充電が行われることが常であり、前記０％の状態は比較的短時間で終了して積算が開始され、この点でも使用上殆ど影響はない。

また、本発明の電池残量判定装置では、前記設定手段は、充電電流および温度に対応した前記積算開始電圧を、データテーブルに離散値で格納しており、前記充電電流および温度に一致するデータがない場合には、隣接するデータの補間によって対応する電圧値を求めることを特徴とする。

上記の構成によれば、データテーブルを、想定される充電電流および温度に対応してむやみに細かくしなくても、細かな補正ポイントの電圧値を求めることができる。

さらにまた、本発明の電池残量判定装置は、演算手段および電流検出手段を備え、二次電池の充電に伴い、前記演算手段が、前記電流検出手段で検出された電流値を積算してゆくことで二次電池の残量を演算するようにした電池残量判定装置において、前記演算手段は、前記電流検出手段で充電電流が満充電検出のための垂下電流値以下となったことが検出される以前に、積算値が満充電容量付近の値に達すると、前記積算値をその付近の値で保持し、前記垂下電流値以下となったことが検出された時点で、前記積算値を前記満充電容量の値に更新することを特徴とする。

また、本発明の電池残量判定方法は、二次電池の充電に伴い、充電電流の電流値を積算してゆくことで二次電池の残量を演算するようにした電池残量判定方法において、前記充電電流が満充電検出のための垂下電流値以下となったことが検出される以前に、積算値が満充電容量付近の値に達すると、前記積算値をその付近の値で保持し、前記垂下電流値以下となったことが検出された時点で、前記積算値を前記満充電容量の値に更新することを特徴とする。

上記の構成によれば、二次電池の充電の進行状況の表示などのために、演算手段が、二次電池の充電に伴い、電流検出手段で検出された電流値を積算してゆくことで二次電池の残量を演算するようにした電池残量判定方法および装置において、電流検出手段で充電電流が満充電検出のための垂下電流値以下となったことが検出される時点、すなわち満充電となって充電が停止される時点よりも前に積算値が満充電付近の値、たとえば９９％に達すると、前記積算値をその付近の値で保持し、前記垂下電流値以下となったことが検出され、実際に満充電となって充電が停止される時点で前記積算値を前記満充電容量の値、たとえば１００％に更新する。前記満充電付近の値は、表示等の刻みなどに応じて定められればよく、たとえば１％刻みなら前記９９％、２％刻みなら９８％、０．１％刻みなら９９．５％などである。また、前記満充電容量の値も、前記１００％に限らず、二次電池の劣化などによって新品時の容量より低下すると、その低下した値とされてもよい。

したがって、従来は単純に積算を行い、積算値が満充電容量の、たとえば１００％となると、そのまま１００％の表示や信号出力を行っており、充電後期には定電圧充電となって微小電流で充電されるので、１００％となっても充電が長時間続いてしまうことがあったのに対して、本発明では、充電完了で１００％に切換わるので、違和感のない残量判定を行うことができる。

さらにまた、本発明の電池残量判定装置は、満充電側の予め定める残量以上で、前記電流値に対して、１より小さい係数を乗算して前記演算手段に積算させる電流値補正手段をさらに含むことを特徴とする。

上記の構成によれば、電流値補正手段をさらに設け、この電流値補正手段によって、満充電側の予め定める残量、たとえば９０％以上で、前記電流値に対して、１より小さい係数を乗算して前記演算手段に積算させる。

したがって、従来は単純に積算を行い、積算値が満充電容量の、たとえば１００％となると、そのまま１００％の表示や信号出力を行っており、充電後期には定電圧充電となって微小電流で充電されるので、１００％となっても充電が長時間続いてしまうことがあったのに対して、本発明では、満充電に近くなると、積算値の伸びが抑制されるので、違和感のない残量判定を行うことができる。

また、本発明の電池パックは、前記の電池残量判定装置を備えることを特徴とする。

上記の構成によれば、充電器などで表示される残量を信憑性のあるものにすることができる電池パックを実現することができる。

本発明の電池残量判定方法および装置は、以上のように、二次電池の充電の進行状況の表示などのために、演算手段が、二次電池の充電に伴い、電流検出手段で検出された電流値を積算してゆくことで二次電池の残量を演算するようにした電池残量判定方法および装置において、電圧検出手段を設け、前記演算手段は、前記電圧検出手段で検出された二次電池の端子電圧が予め定める積算開始電圧となると、前記電流検出手段で検出された電流値を積算してゆく。

それゆえ、積算開始の時点を、以降で電流値を積算しても誤差の少ない所定の充電開始電圧に設定するので、違和感のない残量判定を行うことができる。

また、本発明の電池残量判定方法および装置は、以上のように、二次電池の充電の進行状況の表示などのために、演算手段が、二次電池の充電に伴い、電流検出手段で検出された電流値を積算してゆくことで二次電池の残量を演算するようにした電池残量判定方法および装置において、電流検出手段で充電電流が満充電検出のための垂下電流値以下となったことが検出される時点、すなわち満充電となって充電が停止される時点よりも前に積算値が満充電付近の値、たとえば９９％に達すると、前記積算値をその付近の値で保持し、前記垂下電流値以下となったことが検出され、実際に満充電となって充電が停止される時点で前記積算値を前記満充電容量の値、たとえば１００％に更新する。

それゆえ、充電完了で１００％に切換わるので、違和感のない残量判定を行うことができる。

さらにまた、本発明の電池残量判定装置は、以上のように、設定手段を設け、前記積算開始電圧を、充電電流と温度との少なくとも一方のパラメータに対応して変化するようにし、前記設定手段が、そのパラメータに対応した値を前記演算手段に設定する。

それゆえ、前記充電電流や温度に対応して、積算を継続すれば、略１００％の時点で満充電となる積算開始電圧を設定するので、違和感のない残量判定を行うことができる。

また、本発明の電池残量判定装置は、以上のように、電流値補正手段を設け、この電流値補正手段によって、満充電側の予め定める残量、たとえば９０％以上で、前記電流値に対して、１より小さい係数を乗算して前記演算手段に積算させる。

それゆえ、満充電に近くなると、積算値の伸びが抑制されるので、違和感のない残量判定を行うことができる。

さらにまた、本発明の電池パックは、以上のように、前記の電池残量判定装置を備える。

それゆえ、充電器などで表示される残量を信憑性のあるものにすることができる電池パックを実現することができる。

図１は、本発明の実施の一形態に係る電池残量判定方法を用いる充電システムの電気的構成を示すブロック図である。この充電システムは、電池パック１に、それを充電する充電器２を備えて構成されるが、電池パック１から給電が行われる図示しない負荷機器をさらに含めて電子機器システムが構成されてもよい。その場合、電池パック１は、図１では充電器２から充電が行われるけれども、該電池パック１が前記負荷機器に装着されて、負荷機器を通して充電が行われてもよい。電池パック１および充電器２は、給電を行う直流ハイ側の端子Ｔ１１，Ｔ２１と、通信信号の端子Ｔ１２，Ｔ２２と、給電および通信信号のためのＧＮＤ端子Ｔ１３，Ｔ２３とによって相互に接続される。前記負荷機器が設けられる場合も、同様の端子が設けられる。

前記電池パック１内で、前記の端子Ｔ１１から延びる直流ハイ側の充電経路１１には、充電用と放電用とで、相互に導電形式が異なるＦＥＴ１２，１３が介在されており、その充電経路１１が組電池１４のハイ側端子に接続される。前記組電池１４のロー側端子は、直流ロー側の充電経路１５を介して前記ＧＮＤ端子Ｔ１３に接続され、この充電経路１５には、充電電流および放電電流を電圧値に変換し、電流検出手段である電流検出抵抗１６が介在されている。

前記組電池１４は、複数の二次電池のセルが直並列に接続されて成り、そのセルの温度は温度センサ１７によって検出され、制御ＩＣ１８内のアナログ／デジタル変換器１９に入力される。また、前記各セルの端子間電圧は電圧検出手段である電圧検出回路２０によって読取られ、前記制御ＩＣ１８内のアナログ／デジタル変換器１９に入力される。さらにまた、前記電流検出抵抗１６によって検出された電流値も、前記制御ＩＣ１８内のアナログ／デジタル変換器１９に入力される。前記アナログ／デジタル変換器１９は、各入力値をデジタル値に変換して、充電制御判定部２１へ出力する。

充電制御判定部２１は、マイクロコンピュータおよびその周辺回路などを備えて成り、前記アナログ／デジタル変換器１９からの各入力値に応答して、充電器２に対して、出力を要求する充電電流の電圧値、電流値、およびパルス幅（デューティ）を演算し、通信部２２から端子Ｔ１２，Ｔ２２；Ｔ１３，Ｔ２３を介して充電器２へ送信する。また、前記充電制御判定部２１は、前記アナログ／デジタル変換器１９からの各入力値から、端子Ｔ１１，Ｔ１３間の短絡や充電器２からの異常電流などの電池パック１の外部における異常や、組電池１４の異常な温度上昇などに対して、前記ＦＥＴ１２，１３を遮断するなどの保護動作を行う。充電制御判定部２１は、正常に充放電が行われているときには、前記ＦＥＴ１２，１３をＯＮして充放電を可能にし、異常が検出されるとＯＦＦして充放電を不可とする。

充電器２では、前記の要求を制御ＩＣ３０の通信部３２で受信し、充電制御部３１が充電電流供給回路３３を制御して、前記の電圧値、電流値、およびパルス幅で、充電電流を供給させる。充電電流供給回路３３は、ＡＣ−ＤＣコンバータやＤＣ−ＤＣコンバータなどから成り、入力電圧を、前記充電制御部３１で指示された電圧値、電流値、およびパルス幅に変換して、端子Ｔ２１，Ｔ１１；Ｔ２３，Ｔ１３を介して、充電経路１１，１５へ供給する。前記電池パック１から通信によって得られる残量のデータは、表示パネル３４に表示される。

そして、電池パック１において、前記直流ハイ側の充電経路１１には、通常（急速）充電用のＦＥＴ１２と並列に、トリクル充電回路２５が設けられている。このトリクル充電回路２５は、限流抵抗２６とＦＥＴ２７との直列回路から成り、前記充電制御判定部２１は、充電の初期の低電圧時に微小電流で充電を行う場合、および満充電近くで補充電を行う場合は、放電用のＦＥＴ１３をＯＮしたまま、急速充電用のＦＥＴ１２をＯＦＦし、このトリクル充電用のＦＥＴ２７をＯＮしてトリクル充電を行い、通常充電時および放電時には、前記ＦＥＴ１３をＯＮしたまま、前記ＦＥＴ１２をＯＮし、このＦＥＴ２７をＯＦＦして、通常電流による充放電を行う。

図２は、前記制御ＩＣ１８の充電制御判定部２１の具体的な一構成例を示すブロック図である。充電制御判定部２１は、充放電制御部４１と、演算部４２と、設定部４３と、データテーブル４４と、電流値補正部４５とを備えて構成される。演算手段である前記演算部４２と、設定手段である前記設定部４３および前記データテーブル４４と、電流値補正手段である前記電流値補正部４５と、電圧検出手段である前記電圧検出回路２０と、電流検出手段である前記電流検出抵抗１６とを備えて、本発明に係る電池残量判定装置が構成される。

前記充放電制御部４１は、充放電の制御および異常に対する保護動作を行うものであり、充電器２に対して要求する充電電流の電圧値、電流値、パルス幅（デューティ）および異常の有無を通信部２２から端子Ｔ１２を介して送信する。前記演算部４２は、後述するようにして、組電池１４の新品時の充電容量に対して、現在の使用状態または充電状態での残存容量の割合である残量％を演算する。前記設定部４３は、充電時に演算部４２が残量％の積算を開始するにあたって、その積算を開始すべき電圧Ｖｃを設定するものであり、現在の温度および充電電流に対応した積算開始電圧Ｖｃをデータテーブル４４から読出し、設定を行う。電流値補正部４５は、後述するようにして、充電後期に、演算部４２が積算に使用する電流値を補正する。

図３は、本実施の形態に係る充電時における電池残量判定方法を説明するためのグラフである。この図３も、前述の図４と同様にリチウムイオン電池の場合のグラフであり、参照符号α１１は二次電池の電圧の変化を示し、参照符号α１２は二次電池へ供給される充電電流の変化を示し、参照符号α１３は充電器側で表示される二次電池の残量の値を示す。本実施の形態は、電池残量の判定方法に特徴を有し、充電方法は従来と同様であり、したがって参照符号α１３で示す残量の変化が異なるだけであり、参照符号α１１の電圧変化および参照符号α１２の充電電流の変化は、それぞれ図４の参照符号α１の電圧変化および参照符号α２の充電電流の変化に等しい。

先ず前記電圧についてみれば、充電開始からトリクル充電領域となり、充放電制御部４１は、通信部２２，３２を介して、充電器２の充電制御部３１へ、トリクル充電電流を要求するとともに、放電用のＦＥＴ１３およびトリクル充電用のＦＥＴ２７をＯＮして、限流抵抗２６を使用して、各セルに微小な定電流Ｉ１１、たとえば５０ｍＡのトリクル充電電流を供給する。

これによって、１または複数の各セルのセル電圧が何れもトリクル充電の終了電圧Ｖｍ、たとえば２．５Ｖに達すると、定電流（ＣＣ）充電領域に切換わり、充放電制御部４１は、充電制御部３１へ、電池パック１の充電端子Ｔ１１，Ｔ１３の端子電圧を、セル当り４．２Ｖの予め定める終止電圧Ｖｆ（したがって、たとえば３セル直列の場合は、１２．６）とする充電電圧および予め定める定電流Ｉ１２、たとえば公称容量値ＮＣを定電流放電して、１時間で放電できるレベルを１Ｃとして、その７０％に、並列セル数Ｐを乗算した充電電流ならびに前記充電電圧・充電電流の印加デューティを要求するとともに、放電用のＦＥＴ１３をＯＮしたまま、トリクル充電用のＦＥＴ２７をＯＦＦし、充電用のＦＥＴ１２をＯＮして、定電流（ＣＣ）充電が行われる。

これによって、前記充電端子の端子電圧が終止電圧Ｖｆとなると、定電圧（ＣＶ）充電領域に切換わり、充放電制御部４１は、その終止電圧Ｖｆを超えないような充電電流およびデューティを要求して電流値が減少されてゆき、前記充電電流値が温度によって設定される電流値Ｉ１３まで低下（垂下）すると、満充電と判定して、充電電圧、充電電流、およびデューティを０とする要求を充電制御部３１へ送信し、充電電流の供給が停止され、または充電用のＦＥＴ１２をＯＦＦして充電を停止する。

一方、表示される二次電池の残量（ＲＳＯＣ）において、演算部４２は、従来のように充電開始時点から電流値の積算を開始するのではなく、先ず本実施の形態で注目すべきは、前記セル電圧が設定部４３によって予め設定される前記積算開始電圧Ｖｃとなった時点を０％として、電流値の積算を開始することである。その積算結果は、通信部２２，３２を介して充電制御部３１へ送信され、表示パネル３４に表示されることになる。したがって、前記表示パネル３４に表示される残量は、定電流（ＣＣ）充電が開始されても、電圧が前記積算開始電圧Ｖｃに立上がるまでは、０％で保持されることになる。

また注目すべきは、本実施の形態では、前記積算開始電圧Ｖｃを、充電電流と温度とに対応して変化するようにし、設定部４３がそれらのパラメータに対応した値を前記演算部４２に設定することである。その設定される積算開始電圧Ｖｃは、たとえば表１で示すようなものであり、データテーブル４４に予め格納されており、設定部４３は、温度センサ１７によって検出されたパックまたはセルの温度および電流検出抵抗１６によって検出された充電電流値に対応した値を読出して前記演算部４２に設定する。この表１では、充電電流値が大きい程、また温度が低い程、高い電圧から積算を開始、すなわち０％表示が長く続くことになっている。

ここで、データテーブル４４には、前記積算開始電圧Ｖｃは、前記充電電流および温度の変化パラメータに対応して離散値で格納されており、前記設定部４３は、検出された充電電流および温度に一致するデータがない場合には、隣接するデータの補間によって対応する電圧値を求める。これによって、データテーブル４４を、想定される充電電流および温度に対応してむやみに細かくしなくても、細かな補正ポイントの電圧値を求めることができるようになっている。なお、前記積算開始電圧Ｖｃの決定パラメータとしては、前記充電電流と温度との２つのパラメータを必ず使用しなければならないことはなく、少なくとも一方のパラメータが使用され、或いは他のパラメータが追加されてもよい。

演算部４２は、充電電流が供給され続ける限り電流値を積算してゆき、さらに注目すべきは、本実施の形態では、充電後期に、予め定める残量、たとえば９０％以上となると、電流値補正部４５が、前記演算部４２に入力される電流値に対して、１より小さい係数を乗算して補正することである。具体的には、前記電流値補正部４５は、アナログ／デジタル変換器１９から演算部４２に入力される電流値のデータ経路に介在されており、前記演算部４２での積算結果をモニタし、前記９０％未満であれば電流値に１を乗算して、すなわちそのまま出力し、前記９０％以上となると、表２で示すような１より小さい係数を乗算して出力する。

さらにまた注目すべきは、本実施の形態では、その後、前記演算部４２は、前記電流検出抵抗１６で検出される充電電流が電流値Ｉ１３まで垂下する以前に、積算値が満充電容量付近の値、たとえば９９％に達すると、前記積算値をその付近の値で保持し、前記充電電流の垂下が検出されると、前記積算値を１００％に更新することである。前記満充電付近の値は、表示等の刻みなどに応じて定められればよく、たとえば１％刻みなら前記９９％、２％刻みなら９８％、０．１％刻みなら９９．５％などである。

以上のように、本実施の形態の充電時における電池残量判定方法では、セル電圧が積算開始電圧Ｖｃに達した時点から積算を開始するようにし、しかもその積算開始電圧Ｖｃを、充電電流と温度との少なくとも一方のパラメータに対応して変化するので、通常、残量％管理で、０％となると放電が停止されるように構成されていても、使用条件によってはそれ以上に使用されることもあり、従来であれば積算の基準である０％の値がずれてしまうところ、本実施の形態では、前記充電電流や温度に対応して、積算を継続すれば、略１００％の時点で満充電となる積算開始電圧を設定するので、違和感のない残量判定を行うことができる。なお、積算開始電圧Ｖｃを変動させるので、場合によっては、しばらくの間、その積算開始電圧Ｖｃに到達せず、充電しているにも拘わらず０％の状態が継続することがあるが、そのような残量の殆ど無い状態での残量の判定結果は、使用上殆ど影響はなく、またそのような残量の殆ど無い状態では大きな電流で定電流（ＣＣ）充電が行われることが常であり、前記０％の状態は比較的短時間で終了して積算が開始され、この点でも使用上殆ど影響はない。

また、本実施の形態の電池残量判定方法では、満充電側の予め定める残量以上で、積算される電流値に対して、１より小さい係数を乗算するので、従来のように単純に積算を行い、積算値が満充電容量の１００％となると、そのまま１００％の表示や信号出力を行ってしまうと、充電後期には定電圧（ＣＶ）充電となって微小電流で充電され、１００％となっても充電が長時間続いてしまうことがあったのに対して、本実施の形態では、満充電に近くなると、積算値の伸びが抑制されるので、これによってもまた、違和感のない残量判定を行うことができる。

さらにまた、本実施の形態の電池残量判定方法では、充電電流の垂下が検出される時点、すなわち満充電となって充電が停止される時点よりも前に積算値が満充電付近の値、たとえば９９％に達すると、前記積算値をその付近の値で保持し、前記充電電流の垂下が検出され、実際に満充電となって充電が停止される時点で前記積算値を１００％に更新するので、従来のように単純に積算を行い、積算値が満充電容量の１００％となると、そのまま１００％の表示や信号出力を行ってしまうと、充電後期には定電圧（ＣＶ）充電となって微小電流で充電され、１００％となっても充電が長時間続いてしまうことがあったのに対して、本実施の形態では、充電完了で１００％に切換わるので、これによってもまた、違和感のない残量判定を行うことができる。

また、上述のような電池残量判定方法を適用することで、本実施の形態の電池パック１は、充電器２などで表示される残量を信憑性のあるものにすることができる。

本発明は、充電完了で１００％に切換わる違和感のない残量表示を行うことができ、充電器での充電時における残量表示に好適に実施することができる。

本発明の実施の一形態に係る電池残量判定方法を用いる充電システムの電気的構成を示すブロック図である。 制御ＩＣの充電制御判定部の具体的な一構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の一形態に係る充電時における電池残量判定方法を説明するためのグラフである。 典型的な従来技術に係る充電時における電池残量判定方法を説明するためのグラフである。

符号の説明

１ 電池パック
２ 充電器
１１，１５ 充電経路
１２，１３ ＦＥＴ
１４ 組電池
１６ 電流検出抵抗
１７ 温度センサ
１８，３０ 制御ＩＣ
１９ アナログ／デジタル変換器
２０ 電圧検出回路
２１ 充電制御判定部
２２，３２ 通信部
３１ 充電制御部
３３ 充電電流供給回路
３４ 表示パネル
４１ 充放電制御部
４２ 演算部
４３ 設定部
４４ データテーブル
４５ 電流値補正部
Ｔ１１，Ｔ２１；Ｔ１２，Ｔ２２；Ｔ１３，Ｔ２３ 端子

Claims (8)

1. 演算手段および電流検出手段を備え、二次電池の充電に伴い、前記演算手段が、前記電流検出手段で検出された電流値を積算してゆくことで二次電池の残量を演算するようにした電池残量判定装置において、
   電圧検出手段を設け、
   前記演算手段は、前記電圧検出手段で検出された二次電池の端子電圧が予め定める積算開始電圧となると、前記電流検出手段で検出された電流値を積算してゆくことを特徴とする電池残量判定装置。
2. 前記積算開始電圧を、充電電流と温度との少なくとも一方のパラメータに対応して変化するようにし、そのパラメータに対応した値を前記演算手段に設定する設定手段をさらに含むことを特徴とする請求項１記載の電池残量判定装置。
3. 前記設定手段は、充電電流および温度に対応した前記積算開始電圧を、データテーブルに離散値で格納しており、前記充電電流および温度に一致するデータがない場合には、隣接するデータの補間によって対応する電圧値を求めることを特徴とする請求項２記載の電池残量判定装置。
4. 演算手段および電流検出手段を備え、二次電池の充電に伴い、前記演算手段が、前記電流検出手段で検出された電流値を積算してゆくことで二次電池の残量を演算するようにした電池残量判定装置において、
   前記演算手段は、前記電流検出手段で充電電流が満充電検出のための垂下電流値以下となったことが検出される以前に、積算値が満充電容量付近の値に達すると、前記積算値をその付近の値で保持し、前記垂下電流値以下となったことが検出された時点で、前記積算値を前記満充電容量の値に更新することを特徴とする電池残量判定装置。
5. 満充電側の予め定める残量以上で、前記電流値に対して、１より小さい係数を乗算して前記演算手段に積算させる電流値補正手段をさらに含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池残量判定装置。
6. 前記請求項１〜５のいずれか１項に記載の電池残量判定装置を備えることを特徴とする電池パック。
7. 二次電池の充電に伴い、充電電流の電流値を積算してゆくことで二次電池の残量を演算するようにした電池残量判定方法において、
   充電開始から、二次電池の端子電圧が予め定める積算開始電圧となると、前記充電電流の積算を開始してゆくことを特徴とする電池残量判定方法。
8. 二次電池の充電に伴い、充電電流の電流値を積算してゆくことで二次電池の残量を演算するようにした電池残量判定方法において、
   前記充電電流が満充電検出のための垂下電流値以下となったことが検出される以前に、積算値が満充電容量付近の値に達すると、前記積算値をその付近の値で保持し、前記垂下電流値以下となったことが検出された時点で、前記積算値を前記満充電容量の値に更新することを特徴とする電池残量判定方法。

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