JP2008058260A - 電池制御装置、電池制御方法、電源制御装置、及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】電池制御装置1であって、電池4から負荷3への電力の供給を制御する電力路制御手段6と、電池4の電圧を計測する電圧計測手段7と、電池4の電流を計測する電流計測手段8と、電力路制御手段6へ制御信号を出力し、電圧計測手段7と電流計測手段8とからの計測信号を入力する電源制御手段9と、を備え、電源制御手段9は、電池4から負荷3へ電力を供給した状態において、電池4の電圧である第一電圧と電池4の電流である第一電流とを計測し、電池4から負荷3への電力の供給を遮断した状態において、電池4の電圧である第二電圧を計測し、第二電圧を第一電圧で減算した値を第一電流で除算し、電池4の内部インピーダンスを算出する。
【選択図】図1
Description
いる状態であっても、電池の開放電圧を計測することが可能である。電力を供給している状態の電池の開放電圧は、電池の出力電圧に内部インピーダンスによる電圧降下分を加算した値になるからである。
して、該第一積算電流を第一電池残量比率から第二電池残量比率を減算した値で除算で除算する。これにより、電池を第一電池状態から第二電池状態に移行させるだけで、電池の満充電容量を算出することが可能になる。
図1は、本発明の一実施形態に係る電池制御装置1を搭載したノートパソコン2(本発
明でいう、「電子機器」に相当。)の構成図を示している。ノートパソコン2内には、CPU(中央演算処理装置)やハードディスク等の装置類(以下、単に「負荷3」と称する。)が内蔵されている。負荷3は、ノートパソコン2に接続されている電池4やACアダプター5(本発明でいう、「電源装置」に相当。)から供給される電力によって動作する。なお、負荷3に供給される電力は、電池制御装置1を介して電池4やACアダプター5
から給電される。また、ACアダプター5の出力電圧は、電池4の出力電圧よりも高いことを前提としている。
の各動作が実現される。
次に、本実施形態に係る電池制御装置1の動作について説明する。図2は、本実施形態に係る電池制御装置1の制御フロー図である。以下、図2に係るフロー図を参照しながら、電池制御装置1の各動作を説明する。
以上により、本実施形態に係る電池制御装置1によれば、電池4から負荷3への電力の供給を制御する開閉装置6を備えているため、容易に電池4の内部インピーダンスを算出することが可能になる。
給電を開始する前にV2を測定しておき、次に電池4から負荷3へ給電した状態でV1とI1とを測定するようにしてもよい。
また、上述した実施形態において、電源制御マイコン9は、電池4の内部インピーダンスを算出している。しかし、本発明はこれに限られない。すなわち、以下のように変形することにより、電池4から負荷3へ電力を供給したままの状態で電池4の開放電圧を更に算出するようにしてもよい。
上述した変形例1において、電源制御マイコン9は、電池4の開放電圧を算出している。しかし、本発明はこれに限られない。すなわち、以下のように変形することにより、電池4の残量が全容量に占める割合を表した値である電池残量比率を更に取得するようにしてもよい。
上述した電池制御装置1は、以下のように変形することで、電池4の満充電容量を更に算出するようにしてもよい。すなわち、上述した実施形態に係る電源制御マイコン9の制御フローを以下のように変形する。
図6は、本変形例に係る電池制御装置1の制御フロー図である。以下、図6に示すフロー図を参照しながら、本変形例に係る電池制御装置1の各動作を説明する。
様なので、その説明を省略する。なお、ノートパソコン2の使用環境が、電池4の温度が規定温度を逸脱し得ないような環境であれば、S204やS212を省略してもよい。
以上により、本変形例に係る電池制御装置1によれば、電池4が負荷3へ電力を供給している状態でも電池4の満充電容量を測定することが可能になる。
上述した電池制御装置1は、以下のように変形することで、電池4の満充電容量を更に補正するようにしてもよい。すなわち、上述した実施形態に係る電源制御マイコン9の制御フローを以下のように変形する。
図8は、本変形例に係る電池制御装置1の制御フロー図である。以下、図8に示すフロー図を参照しながら、本変形例に係る電池制御装置1の各動作を説明する。
比率Z)”によって算出される。電源制御マイコン9は、電池4の満充電容量(e)を算出
したのち、次のステップ(S311)に移行する。
以上により、本変形例に係る電池制御装置1によれば、電池4の満充電容量を補正して精度を高めることが可能になる。
上述した変形例4において、電源制御マイコン9は、電池4の電池4の残量比率100%よりも上の容量を加算することで電池4の満充電容量を補正している。しかし、本発明はこれに限られない。すなわち、以下のように変形することにより、電池4の満充電容量を更に補正するようにしてもよい。
算する。補正係数αは、電池4が残量0%の状態から過放電の状態に移行するまでの間に出力する電流の積算値が全体の容量に占める割合に1を加算した値であり、例えば、補正係数α=1.02とする。
上述した電池制御装置1は、電池4内に設けられたメモリー14に、算出した満充電容量を更に記憶させるように変形してもよい。これによれば、電池4が交換されるたびに満充電容量を測定し直す必要がなくなる。
上述した電池制御装置1は、内部に電圧測定回路7と電流測定回路8とを備えているが、本発明はこのような構成に限られない。図11において、本変形例に係る電池制御装置1を搭載したノートパソコン2の構成図を示す。図11において示すように、電池4(バッテリーパック)の内部に制御IC15と電圧測定回路7と電流測定回路8とを配設し、電圧測定回路7によって計測される電圧信号と電流測定回路8によって計測される電流信号とを制御IC15を介して電源制御マイコン9に転送するようにしてもよい。
本発明は、以下のように特定することができる。
(付記1)電池から負荷への電力の供給を制御する電力路制御手段と、前記電池の電圧を計測する電圧計測手段と、前記電池の電流を計測する電流計測手段と、前記電力路制御手段へ制御信号を出力し、前記電圧計測手段と前記電流計測手段とからの計測信号を入力する電源制御手段と、を備え、前記電源制御手段は、前記電池から前記負荷へ電力を供給した状態において、該電池の電圧である第一電圧と該電池の電流である第一電流とを計測し、前記電池から前記負荷への電力の供給を遮断した状態において、該電池の電圧である第二電圧を計測し、前記第二電圧を前記第一電圧で減算した値を前記第一電流で除算し、前記電池の内部インピーダンスを算出する、電池制御装置。(1)
(付記2)前記電力路制御手段は、前記電池から前記負荷への電力の供給回路上に配設された第一のダイオードと、該電池よりも電圧の高い電源装置から前記負荷への電力の供給回路上に配設された第二のダイオードと、前記電源装置から前記第二のダイオードへの電力の供給回路上に配設されたスイッチと、を有し、前記スイッチを開くと、前記電源装置から前記負荷への電力の供給が遮断されて前記電池から前記負荷へ電力が供給され、前記スイッチを閉じると、前記電源装置から前記負荷へ電力が供給されて前記電池から前記負荷への電力の供給が遮断される、付記1に記載の電池制御装置。
(付記3)前記電源制御手段は、前記電池から前記負荷へ電力を供給した状態において、前記電池の電圧である第三電圧と該電池の電流である第二電流とを更に計測し、前記内部インピーダンスに前記第二電流を乗算した値に前記第三電圧を加算し、前記電池の開放電圧を更に算出する、付記1又は2に記載の電池制御装置。(2)
(付記4)前記電池制御装置は、予め作成した前記電池の残量が全容量に占める割合を表した値である電池残量比率と前記開放電圧との関係を示すマップを更に備え、前記電源制御手段は、前記マップと前記開放電圧とを照合し、前記電池の電池残量比率を更に取得する、付記3に記載の電池制御装置。(3)
(付記5)前記電源制御手段は、残量が低下する前の前記電池の状態である第一電池状態において該電池の開放電圧を算出し、前記マップと該開放電圧とを照合して該電池の残量が全容量に占める割合を表した値である第一電池残量比率を更に計測し、残量が低下した後の前記電池の状態である第二電池状態において該電池の開放電圧を算出し、前記マップと該開放電圧とを照合して該電池の残量が全容量に占める割合を表した値である第二電池残量比率を更に計測し、前記電池が前記第一電池状態から前記第二電池状態に変化するまでの間に出力した電流の積算値である第一積算電流を更に計測し、前記第一積算電流を前記第一電池残量比率から前記第二電池残量比率を減算した値で除算し、前記電池の満充電容量を更に算出する、付記4に記載の電池制御装置。(4)
(付記6)前記電源制御手段は、前記電池の残量が満充電の状態から100%の状態に移行するまでの間に出力した電流の積算値である第二積算電流を更に計測し、前記満充電容量に前記第二積算電流を加算し、前記電池の満充電容量を更に補正する、付記5に記載の電池制御装置。
(付記7)前記電源制御手段は、前記満充電容量に、前記電池の残量が0%の状態から過放電の状態に至るまでの容量が全容量に対して占める割合を乗算し、該満充電容量を更に補正する、付記5又は6に記載の電池制御装置。
(付記8)前記電池制御装置は、前記電池の温度を計測する温度検出手段を更に備え、前記電源制御手段は、前記電池の温度が所定の温度以上の場合に前記満充電容量を更に算出する、付記5に記載の電池制御装置。
(付記9)前記第一電池状態は、前記電池から前記負荷への電力の供給が開始される前の状態であり、前記第二電池状態は、前記電池から前記負荷への電力の供給が停止された後の状態である、付記5に記載の電池制御装置。
(付記10)前記マップに示された前記電池残量比率と前記開放電圧との関係は、前記電池の製造時に計測装置によって予め計測されたデータに示されたものである、付記4から
9の何れかに記載の電池制御装置。
(付記11)電池から負荷への電力の供給を制御する電力路制御手段と、前記電池の電圧を計測する電圧計測手段と、前記電池の電流を計測する電流計測手段と、前記電力路制御手段へ制御信号を出力し、前記電圧計測手段と前記電流計測手段とからの計測信号を入力する電源制御手段と、を備える電池制御装置の電池制御方法であって、前記電源制御手段は、前記電池から前記負荷へ電力を供給した状態において、該電池の電圧である第一電圧と該電池の電流である第一電流とを計測し、前記電池から前記負荷への電力の供給を遮断した状態において、該電池の電圧である第二電圧を計測し、前記第二電圧を前記第一電圧で減算した値を前記第一電流で除算し、前記電池の内部インピーダンスを算出する、電池制御方法。(5)
(付記12)前記電力路制御手段は、前記電池から前記負荷への電力の供給回路上に配設された第一のダイオードと、前記電池よりも電圧の高い電源装置から前記負荷への電力の供給回路上に配設された第二のダイオードと、前記電源装置から前記第二のダイオードへの電力の供給回路上に配設されたスイッチと、を有し、前記スイッチを開くと、前記電源装置から前記負荷への電力の供給が遮断されて前記電池から前記負荷へ電力が供給され、前記スイッチを閉じると、前記電源装置から前記負荷へ電力が供給されて前記電池から前記負荷への電力の供給が遮断される、付記11に記載の電池制御方法。
(付記13)前記電源制御手段は、前記電池から前記負荷へ電力を供給した状態において、該電池の電圧である第三電圧と該電池の電流である第二電流とを更に計測し、前記内部インピーダンスに前記第二電流を乗算した値に前記第三電圧を加算し、前記電池の開放電圧を更に算出する、付記11又は12に記載の電池制御方法。(6)
(付記14)前記電池制御装置は、予め作成した前記電池の残量が全容量に占める割合を表した値である電池残量比率と前記開放電圧との関係を示すマップを更に備え、前記電源制御手段は、前記マップと前記開放電圧とを照合し、前記電池の電池残量比率を更に取得する、付記13に記載の電池制御方法。(7)
(付記15)前記電源制御手段は、残量が低下する前の前記電池の状態である第一電池状態において該電池の開放電圧を算出し、前記マップと該開放電圧とを照合して該電池の残量が全容量に占める割合を表した値である第一電池残量比率を更に計測し、残量が低下した後の前記電池の状態である第二電池状態において該電池の開放電圧を算出し、前記マップと該開放電圧とを照合して該電池の残量が全容量に占める割合を表した値である第二電池残量比率を更に計測し、前記電池が前記第一電池状態から前記第二電池状態に変化するまでの間に出力した電流の積算値である第一積算電流を更に計測し、前記第一積算電流を前記第一電池残量比率から前記第二電池残量比率を減算した値で除算し、前記電池の満充電容量を更に算出する、付記14に記載の電池制御方法。(8)
(付記16)前記電源制御手段は、前記電池の残量が満充電の状態から100%の状態に移行するまでの間に出力した電流の積算値である第二積算電流を更に計測し、前記満充電容量に前記第二積算電流を加算し、前記電池の満充電容量を更に補正する、付記15に記載の電池制御方法。
(付記17)前記電源制御手段は、前記満充電容量に、前記電池の残量が0%の状態から過放電の状態に至るまでの容量が全容量に対して占める割合を乗算し、該満充電容量を更に補正する、付記15又は16に記載の電池制御方法。
(付記18)前記電池制御装置は、前記電池の温度を計測する温度検出手段を更に備え、前記電源制御手段は、前記電池の温度が所定の温度以上の場合に前記満充電容量を更に算出する、付記15に記載の電池制御方法。
(付記19)前記第一電池状態は、前記電池から前記負荷への電力の供給が開始される前の状態であり、前記第二電池状態は、前記電池から前記負荷への電力の供給が停止された後の状態である、付記15に記載の電池制御方法。
(付記20)前記マップに示された前記電池残量比率と前記開放電圧との関係は、前記電池の製造時に計測装置によって予め計測されたデータに基づくものである、付記14から19の何れかに記載の電池制御方法。
(付記21)電池から負荷への電力の供給を制御する電力路制御手段と、前記電池の電圧を計測する電圧計測手段と、前記電池の電流を計測する電流計測手段と、を備える電子機器に用いられる電源制御装置であって、前記電池から前記負荷へ電力を供給した状態において、該電池の電圧である第一電圧と該電池の電流である第一電流とを計測し、前記電池から前記負荷への電力の供給を遮断した状態において、該電池の電圧である第二電圧を計測し、前記第二電圧を前記第一電圧で減算した値を前記第一電流で除算し、前記電池の内部インピーダンスを算出する、電源制御装置。(9)
(付記22)電池を備え、電力によって駆動する電子機器であって、前記電池から前記電子機器内の負荷への電力の供給を制御する電力路制御手段と、前記電池の電圧を計測する電圧計測手段と、前記電池の電流を計測する電流計測手段と、前記電力路制御手段へ制御信号を出力し、前記電圧計測手段と前記電流計測手段とからの計測信号を入力する電源制御手段と、を備え、前記電源制御手段は、前記電池から前記負荷へ電力を供給した状態において、該電池の電圧である第一電圧と該電池の電流である第一電流とを計測し、前記電池から前記負荷への電力の供給を遮断した状態において、該電池の電圧である第二電圧を計測し、前記第二電圧を前記第一電圧で減算した値を前記第一電流で除算し、前記電池の内部インピーダンスを算出する、電子機器。(10)
(付記23)電池から負荷への電力の供給を制御する電力路制御手段と、前記電池の電圧を計測する電圧計測手段と、前記電池の電流を計測する電流計測手段と、前記電力路制御手段へ制御信号を出力し、前記電圧計測手段と前記電流計測手段とからの計測信号を入力する電源制御手段と、を備える電池制御装置の電池制御プログラムであって、前記電池から前記負荷へ電力を供給した状態において該電池の電圧である第一電圧と該電池の電流である第一電流とを計測する手順と、前記電池から前記負荷への電力の供給を遮断した状態において該電池の電圧である第二電圧を計測する手順と、前記第二電圧を前記第一電圧で減算した値を前記第一電流で除算し前記電池の内部インピーダンスを算出する手順と、を電池制御装置に実行させるための電池制御プログラム。
2・・・・・・・・・ノートパソコン
3・・・・・・・・・負荷
4・・・・・・・・・電池
5・・・・・・・・・ACアダプター
6・・・・・・・・・開閉装置
7・・・・・・・・・電圧測定回路
8・・・・・・・・・電流測定回路
9・・・・・・・・・電源制御マイコン
10、11・・・・・ダイオード
12・・・・・・・・スイッチ
13・・・・・・・・抵抗
14・・・・・・・・メモリー
15・・・・・・・・制御IC
Claims (10)
- 電池から負荷への電力の供給を制御する電力路制御手段と、
前記電池の電圧を計測する電圧計測手段と、
前記電池の電流を計測する電流計測手段と、
前記電力路制御手段へ制御信号を出力し、前記電圧計測手段と前記電流計測手段とからの計測信号を入力する電源制御手段と、を備え、
前記電源制御手段は、
前記電池から前記負荷へ電力を供給した状態において、該電池の電圧である第一電圧と該電池の電流である第一電流とを計測し、
前記電池から前記負荷への電力の供給を遮断した状態において、該電池の電圧である第二電圧を計測し、
前記第二電圧を前記第一電圧で減算した値を前記第一電流で除算し、前記電池の内部インピーダンスを算出する、
電池制御装置。 - 前記電源制御手段は、
前記電池から前記負荷へ電力を供給した状態において、該電池の電圧である第三電圧と該電池の電流である第二電流とを更に計測し、
前記内部インピーダンスに前記第二電流を乗算した値に前記第三電圧を加算し、前記電池の開放電圧を更に算出する、
請求項1に記載の電池制御装置。 - 前記電池制御装置は、予め作成した前記電池の残量が全容量に占める割合を表した値である電池残量比率と前記開放電圧との関係を示すマップを更に備え、
前記電源制御手段は、前記マップと前記開放電圧とを照合し、前記電池の電池残量比率を更に取得する、
請求項2に記載の電池制御装置。 - 前記電源制御手段は、
残量が低下する前の前記電池の状態である第一電池状態において該電池の開放電圧を算出し、前記マップと該開放電圧とを照合して該電池の残量が全容量に占める割合を表した値である第一電池残量比率を更に計測し、
残量が低下した後の前記電池の状態である第二電池状態において該電池の開放電圧を算出し、前記マップと該開放電圧とを照合して該電池の残量が全容量に占める割合を表した値である第二電池残量比率を更に計測し、
前記電池が前記第一電池状態から前記第二電池状態に変化するまでの間に出力した電流の積算値である第一積算電流を更に計測し、
前記第一積算電流を前記第一電池残量比率から前記第二電池残量比率を減算した値で除算し、前記電池の満充電容量を更に算出する、
請求項3に記載の電池制御装置。 - 電池から負荷への電力の供給を制御する電力路制御手段と、
前記電池の電圧を計測する電圧計測手段と、
前記電池の電流を計測する電流計測手段と、
前記電力路制御手段へ制御信号を出力し、前記電圧計測手段と前記電流計測手段とからの計測信号を入力する電源制御手段と、を備える電池制御装置の電池制御方法であって、
前記電源制御手段は、
前記電池から前記負荷へ電力を供給した状態において、該電池の電圧である第一電圧と該電池の電流である第一電流とを計測し、
前記電池から前記負荷への電力の供給を遮断した状態において、該電池の電圧である第二電圧を計測し、
前記第二電圧を前記第一電圧で減算した値を前記第一電流で除算し、前記電池の内部インピーダンスを算出する、
電池制御方法。 - 前記電源制御手段は、
前記電池から前記負荷へ電力を供給した状態において、該電池の電圧である第三電圧と該電池の電流である第二電流とを更に計測し、
前記内部インピーダンスに前記第二電流を乗算した値に前記第三電圧を加算し、前記電池の開放電圧を更に算出する、
請求項5に記載の電池制御方法。 - 前記電池制御装置は、予め作成した前記電池の残量が全容量に占める割合を表した値である電池残量比率と前記開放電圧との関係を示すマップを更に備え、
前記電源制御手段は、前記マップと前記開放電圧とを照合し、前記電池の電池残量比率を更に取得する、
請求項6に記載の電池制御方法。 - 前記電源制御手段は、
残量が低下する前の前記電池の状態である第一電池状態において該電池の開放電圧を算出し、前記マップと該開放電圧とを照合して該電池の残量が全容量に占める割合を表した値である第一電池残量比率を更に計測し、
残量が低下した後の前記電池の状態である第二電池状態において該電池の開放電圧を算出し、前記マップと該開放電圧とを照合して該電池の残量が全容量に占める割合を表した値である第二電池残量比率を更に計測し、
前記電池が前記第一電池状態から前記第二電池状態に変化するまでの間に出力した電流の積算値である第一積算電流を更に計測し、
前記第一積算電流を前記第一電池残量比率から前記第二電池残量比率を減算した値で除算し、前記電池の満充電容量を更に算出する、
請求項7に記載の電池制御方法。 - 電池から負荷への電力の供給を制御する電力路制御手段と、
前記電池の電圧を計測する電圧計測手段と、
前記電池の電流を計測する電流計測手段と、を備える電子機器に用いられる電源制御装置であって、
前記電池から前記負荷へ電力を供給した状態において、該電池の電圧である第一電圧と該電池の電流である第一電流とを計測し、
前記電池から前記負荷への電力の供給を遮断した状態において、該電池の電圧である第二電圧を計測し、
前記第二電圧を前記第一電圧で減算した値を前記第一電流で除算し、前記電池の内部インピーダンスを算出する、
電源制御装置。 - 電池を備え、電力によって駆動する電子機器であって、
前記電池から前記電子機器内の負荷への電力の供給を制御する電力路制御手段と、
前記電池の電圧を計測する電圧計測手段と、
前記電池の電流を計測する電流計測手段と、
前記電力路制御手段へ制御信号を出力し、前記電圧計測手段と前記電流計測手段とからの計測信号を入力する電源制御手段と、を備え、
前記電源制御手段は、
前記電池から前記負荷へ電力を供給した状態において、該電池の電圧である第一電圧と該電池の電流である第一電流とを計測し、
前記電池から前記負荷への電力の供給を遮断した状態において、該電池の電圧である第二電圧を計測し、
前記第二電圧を前記第一電圧で減算した値を前記第一電流で除算し、前記電池の内部インピーダンスを算出する、
電子機器。
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