JP3036552B2 - 二次電池の電力残量測定回路およびこの回路を備えた情報処理装置 - Google Patents
二次電池の電力残量測定回路およびこの回路を備えた情報処理装置Info
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Description
測定する電力残量測定回路およびこの電力残量測定回路
を備える情報処理装置に関するものである。
ら負荷回路に流れた電流を積算し、この積算値から二次
電流の消費電力を測定する測定手段と、二次電池の満充
電状態における電力量からこの消費電力量を差し引くこ
とにより、電力消費後における二次電池の電力残量が算
出できる計算する計算手段とを備えていた。
電力残量測定回路は、満充電状態における電力量を基準
にして電力残量の計算が行われるので、電力残量が少な
くなればなるほど計算誤差が積み重なる。この結果、二
次電池の電力残量が空になる直前での正確な残量の測定
が難しかった。
下によっても誤差が生じ、正確な残量の測定が困難であ
った。
とを課題とする。
めに、本発明の電力残量測定回路には、各ブロックの電
力が満充電状態か未充電状態かその中間状態かを監視す
る監視手段と、二次電池から放電される電力を検出する
放電検出手段と、放電検出手段で検出される電力量をブ
ロックごとに積算して、この積算電力量をブロックごと
に格納する第1記憶手段と、1ブロックに充電できる最
大の電力量を事前に測定して、この最大電力量を格納す
る第2記憶手段と、監視手段で監視される各ブロックか
ら満充電状態と中間状態のブロックを抽出して、満充電
状態のブロックについては第2記憶手段に格納された最
大電力量を電力残量とし、中間状態のブロックについて
は最大電力量から第1記憶手段に格納されたそのブロッ
クの積算電力量を減算して得られる電力量を電力残量と
し、これらの電力残量を集計することによって二次電池
全体の電力残量を求める電力残量集計手段とが備えられ
ている。
からブロックごとに放電された電力は、放電検出手段で
その電力量が検出される。第1記憶手段では、この電力
量がブロックごとに積算され、この積算電力量がブロッ
クごとに格納される。電力残量集計手段では、まず、監
視手段で監視される各ブロックから満充電状態と中間状
態のブロックが抽出される。満充電状態のブロックにつ
いては、第2記憶手段に格納された最大電力量を電力残
量とする。また、中間状態のブロックについては最大電
力量から第1記憶手段に格納されたそのブロックの積算
電力量を減算して得られる電力量を電力残量とする。そ
して、満充電状態および中間状態のすべてのブロックの
電力残量を集計することによって、二次電池全体の電力
残量が求められる。
図5を用いて説明する。図1は本実施例の回路構成図で
ある。本実施例の電力残量測定回路1はブロックである
3つの電池セル111〜113に分けられた二次電池1
10の電力残量の測定を行う。この電力残量測定回路1
には、二次電池110の各電池セルからの放電を切り換
える放電切換回路10と、放電された電流の電流量を積
算する放電検出手段である電流検出回路20と、二次電
池110の各電池セルへの充電を切り換える充電検出手
段である充電切換回路30と、電流検出回路20で積算
された電流値から二次電池110全体の電力残量を集計
する電力残量集計手段であるCPU40と、二次電池1
10の各電池セルの電力残量と1ブロックに充電できる
最大電力量が格納された第1記憶手段および第2記憶手
段であるRAM50と、各回路に電圧を与えるための内
部電源回路60と、電源スイッチ130の投入/切断を
検出するスイッチ検出回路70と、二次電源110から
の電力を電圧変動の少ない低電圧の電力に変換するDC
−DCコンバータ80と、二次電池110の電力残量を
表示する液晶表示装置を駆動させるLCD駆動装置90
とが備えられている。充電切換回路30には、定電流回
路31と切換スイッチ32〜34が備えられており、外
部にACアダプタ120が接続可能となっている。ま
た、CPU40には、レベルシフト回路41〜44が備
えられている。さらに、LCD駆動装置90は、外部に
二次電池110の電力残量を表示する液晶表示装置14
0とが備えられている。また、二次電池110の構造は
図2に示す通りである。図2の二次電池110は、3つ
の電池セル111〜113に分けられており、これらの
電池セルごとに充電または放電を行うことができる。こ
の二次電池110には充電可能なNi−Cd電池などが
用いられている。
る。本実施例で行う処理には、二次電池110に家庭用
電源からの電力を供給する充電処理と、二次電池110
から本実施例の回路が備えられた情報処理装置などのシ
ステムに電力を供給する放電処理と、RAM50に格納
された電池セルごとの電力残量を基にして、二次電池1
10全体の電力残量を計算する電力残量計算処理の3つ
の処理がある。まず、充電処理について説明する。AC
アダプタ120で直流電流に変換された家庭用電源から
の電力は、定電流回路31を介して、切換スイッチ32
〜34に与えられる。切換スイッチ32〜34によっ
て、対応する1または2以上の電池セルが選択され、選
択された電池セルの充電が行われるのである。この電池
セルの選択処理はCPU40の指令による。通常は、こ
の選択処理によって電池セル1つずつの単位で急速に充
電されるが、家庭用電源からの基準容量が十分に大きい
場合には、全部の電池セルが同時に充電される。また、
電池異常の電池セルがある場合には、そのブロックの使
用が一切禁止される。この二次電池110の充放電特性
について図3(a)(b)を用いて説明する。図3
(a)は、二次電池110の充電特性を示す図である。
充電されていない状態(以下、未充電状態という。)の
二次電池110に電力を充電すると、次第に電圧値は上
昇し、100%充電された状態(以下、満充電状態とい
う。)に近くなった段階でピーク電圧を示す。そして、
さらに充電を続けると満充電状態になり、このときの二
次電池110の電圧値はピーク電圧より少し低い値とな
る。図3(b)は、二次電池110の放電特性を示す図
である。満充電状態の二次電池110から電力を放電し
ても、ある程度の電力が残っている間(この間を、以
下、中間状態という。)は一定の電圧値を保持する。そ
して、さらに放電して二次電池110が未充電状態にな
ると電圧値が急激に降下するのである。
電池セル111〜113の充電状態は、レベルシフト回
路41〜43を介してCPU40に電圧情報として与え
られる。この電圧情報は、充電時にピーク電圧より少し
電圧が落ちた状態を満充電状態として検出し、あるいは
放電時に一定の電圧値から急激に低下した状態を未充電
状態として検出することによって得られる情報である。
そして、これらの状態情報が一定周期で測定され、RA
M50に格納される。
は、RAM50に格納された状態情報から分かる。この
状態情報から充電が完了した電池セルの順番を監視し、
この順番情報をRAM50に格納するのである。
池110の全電池セル111〜113が満充電状態の場
合は、充電処理でRAM50に格納された充電完了の電
池セルの順番で放電が開始される。電池セルの放電の順
番は、CPU40の指令で切り換えられた放電切換回路
10によって決定される。この放電切換回路10で決定
された1つの電池セルから放電される電力は、電流検出
回路20を介して、DC−DCコンバータに与えられ
る。電流検出回路20では、放電される電流を検出し
て、検出信号をCPU40に伝達する。CPU40で
は、この検出信号を積算することによって、電池セルご
との放電量を計算する。そして、この計算結果がRAM
50に格納される。DC−DCコンバータに与えられた
電力は、この電力残量測定回路1が備えられた情報処理
装置などのシステムに供給される。
なるまでは次の電池セルへ移行されない。また、満充電
状態の電池セルと中間状態の電池セルとが混在している
場合には、中間状態の電池セルから放電が開始される。
この場合にも、1つの電池セルが空になるまでは、次の
電池セルへ移行されない。
る。上述した充電処理、放電処理によってRAM50に
は、電池セルごとの電力残量値が格納されている。CP
U40は、レベルシフト回路41〜43を介して与えら
れる状態情報によって、満充電状態および中間状態の電
池セルを選択する。そして、選択された電池セルの放電
量をRAM50より読み出して、この放電量から電力残
量を計算する。電力残量の計算は以下のように行う。ま
ず、1つのブロックに充電できる最大電力量をあらかじ
め測定して、この測定値を基準電力量とする。満充電状
態の電池セルは、放電量が0なので、電力残量は基準電
力量とする。中間状態の電池セルは、基準電力量から放
電量を減算することによって、電力残量を計算する。こ
こで未充電状態の電池セルは、RAM50に格納されて
いる電力残量値に関係なく残量0として扱っている。そ
して、これらの電力残量を集計することによって、二次
電池110全体の電力残量を求めることができる。以上
のように、本実施例の電力残量計算処理は、各電池セル
ごとの電力残量を集計することによって二次電池110
全体の電力残量を求めている。実際には、中間状態の電
力残量だけ、電流検出回路20で積算された放電量を用
いているので、二次電池110全体の電力残量の誤差は
非常に少ない。
の電力残量は、LCD駆動回路90に転送され、外部に
備えられたLCD表示装置140に表示される。この電
力残量の表示例を図4に示す。この電力残量の表示装置
140では16段階のバー表示を行うことができ、これ
以外にもデジタルで表示する方法などがある。
された管理データについて、図5を用いて説明する。図
5に示すように、RAM50は管理情報格納領域51と
電池残量格納領域52と電力容量格納領域53の3つの
領域から構成されている。管理情報格納領域51は各電
池セルごとに8ビットの領域が取られており、各電池セ
ルごとに状態情報(00:初期状態、01:未充電状
態、02:中間状態、03:満充電状態)と、充電によ
って満充電状態になった順位情報(00:初期状態、0
1:順位1番、02:順位2番、03:順位3番)と、
電池異常情報(0:電池異常、1:正常)とが格納され
ている。また、電池残量格納領域52も各電池セルごと
に8ビットの領域が取られており、各電池セルごとに電
池残存容量(55H:満充電状態、00H:未充電状
態)が格納されている。さらに、基準容量格納領域53
には1つの電池セルの基準容量が格納されている。この
基準容量の初期データには、まだ性能が劣化していない
二次電池110の1つの電池セルに充電できる最大の電
力量が用いられている。そして、その二次電池110を
長時間使用して充放電を何回も繰り返した結果、性能が
劣化した場合には、その劣化の度合いに合わせて基準容
量格納領域53に格納されている基準容量値を補正す
る。具体的な補正方法は以下の通りである。まず、特定
の電池セルが満充電状態から全電力を放電した場合に、
電流検出回路20で積算される全電力量が基準容量格納
領域53に格納された基準容量より小さいことが判明す
ると、他の電池セルの全電力量も同様に基準容量より小
さいものと擬制して、電流検出回路20で積算された全
電力量を基準容量と置き換えて、基準容量格納領域53
に格納するものである。この結果、それ以降の電力残量
の計算がより正確になる。
充電状態および中間状態のブロックだけが抽出されて、
これらのブロックの電力残量が集計される。そして、こ
の集計値から二次電池全体の電力残量が求められる。つ
まり、この電力残量の集計対象から未充電状態のブロッ
クの電力残量が入らないことによって、未充電状態にな
るまでに放電された電力量の積算処理に含まれる誤差が
除かれる。したがって、本発明の電池残量測定回路で測
定される二次電池の電力残量は、非常に高い精度を示
す。
最低1つのブロックの充電が完了すれば、以後、電力残
量の測定が可能となる。
Claims (6)
- 【請求項1】 特定の順番に放電される複数のブロック
から構成された二次電池の電力残量を測定する電力残量
測定回路において、各ブロックの電力が満充電状態か未
充電状態かその中間状態かを監視する監視手段と、前記
二次電池から放電される電力を検出する放電検出手段
と、前記放電検出手段で検出される電力量をブロックご
とに積算して、この積算電力量をブロックごとに格納す
る第1記憶手段と、1ブロックに充電できる最大の電力
量を事前に測定して、この最大電力量を格納する第2記
憶手段と、前記監視手段で監視される各ブロックから満
充電状態と中間状態のブロックを抽出して、満充電状態
のブロックについては前記第2記憶手段に格納された最
大電力量を電力残量とし、中間状態のブロックについて
は前記最大電力量から前記第1記憶手段に格納されたそ
のブロックの積算電力量を減算して得られる電力量を電
力残量とし、これらの電力残量を集計することによって
前記二次電池全体の電力残量を求める電力残量集計手段
とを備えることを特徴とする電力残量測定回路。 - 【請求項2】 前記電力残量集計手段には、任意のブロ
ックが満充電状態から未充電状態に移行する間の前記第
1記憶手段に格納された積算電力量が、前記第2記憶手
段に格納された最大電力量よりも一定量以上少ない場合
に、前記積算電力量を前記第2記憶手段の最大電力量の
上に上書きする補正手段が備えられていることを特徴と
する請求項1記載の電力残量測定回路。 - 【請求項3】 前記放電量検出手段での放電量の検出
は、前記二次電池のブロックごとに放電される電流量を
測定して行うことを特徴とする請求項1または請求項2
に記載の電力残量測定回路。 - 【請求項4】 特定の順番に充放電される複数のブロッ
クから構成された二次電池の電力残量を測定する電力残
量測定回路において、各ブロックの電力が満充電状態か
未充電状態かその中間状態かを監視する監視手段と、前
記二次電池から放電される電力を検出する放電検出手段
と、前記二次電池に充電される電力を検出する充電検出
手段と、前記放電検出手段または前記充電検出手段で検
出される電力量をブロックごとに積算して、この積算電
力量をブロックごとに格納する第1記憶手段と、1ブロ
ックに充電できる最大の電力量を事前に測定して、この
最大電力量を格納する第2記憶手段と、前記監視手段で
監視される各ブロックから満充電状態と中間状態のブロ
ックを抽出して、満充電状態のブロックについては前記
第2記憶手段に格納された最大電力量を電力残量とし、
中間状態のブロックについては前記最大電力量から前記
第1記憶手段に格納されたそのブロックの積算電力量を
減算して得られる電力量を電力残量とし、これらの電力
残量を集計することによって前記二次電池全体の電力残
量を求める電力残量集計手段とを備えることを特徴とす
る電力残量測定回路。 - 【請求項5】 前記充電検出手段での充電量の検出は、
前記二次電池のブロックごとに充電される電流量を測定
して行うことを特徴とする請求項4に記載の電力残量測
定回路。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれか一つに記載の電
力残量測定回路と、前記電力残量集計手段で得られる電
力残量を表示する表示手段とを備えることを特徴とする
情報処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3069944A JP3036552B2 (ja) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | 二次電池の電力残量測定回路およびこの回路を備えた情報処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3069944A JP3036552B2 (ja) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | 二次電池の電力残量測定回路およびこの回路を備えた情報処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04305179A JPH04305179A (ja) | 1992-10-28 |
| JP3036552B2 true JP3036552B2 (ja) | 2000-04-24 |
Family
ID=13417272
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3069944A Expired - Lifetime JP3036552B2 (ja) | 1991-04-02 | 1991-04-02 | 二次電池の電力残量測定回路およびこの回路を備えた情報処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3036552B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0926469A (ja) * | 1995-07-13 | 1997-01-28 | Nec Gumma Ltd | 携帯型情報処理装置のシステム駆動時間表示方法 |
-
1991
- 1991-04-02 JP JP3069944A patent/JP3036552B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04305179A (ja) | 1992-10-28 |
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