JP3743704B2 - 電池パック - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＣＰＵを内蔵し測定データの補正を可能にした電池パックに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
ＣＰＵ（ワンチップマイコン）を内蔵している電池パックにおいて、通常のＣＰＵ制御では、測定によりセルの電圧と充放電電流と温度データを入手して充放電を制御し残量積算等を行っている。従来、このような電圧、電流、温度の測定を行う場合には、周辺の回路に使用する抵抗、アンプ等の部品の精度をあげ、製品毎のバラツキを少なくすることにより、測定の精度を上げていた。そのため、精度の高い高価な部品を使用しなければならず、単価が上がり、電池パック自体が高価なものとなっていた。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するものであって、安価な部材を使用しても、セルの電圧、充放電電流、温度データの補正を行って、測定の精度を上げ、コストも下げることができるようにするものである。
【０００４】
そのために本発明は、ＣＰＵを内蔵し測定データの補正を可能にした電池パックにおいて、ＣＰＵは、少なくともメモリに補正倍率を格納してセルの電圧と充放電電流と温度の測定を行い、測定したセルの電圧に前記補正倍率を乗じて前記セルの電圧の補正実施値を求め、前記補正実施値により補正した測定データを入手して充放電を制御し残量積算を行うメインプログラムと、外部機器と通信する通信プログラムと、前記セルの電圧の測定を行って前記測定したセルの電圧から一定値を算出する倍率を前記補正倍率として求めて該補正倍率を前記メモリに格納する補正プログラムとを備え、予め前記セルを充電して電圧を一定値に設定した後、前記補正プログラムを起動し前記補正倍率を求めて前記メモリに格納することを特徴とするものである。
【０００５】
前記補正プログラムは、求めた補正倍率が一定の範囲に入るか否かを判定し、補正倍率が一定の範囲に入ることを条件に求めた補正倍率をメモリに格納し、また、補正倍率の初期値を有し、補正プログラムにより補正倍率が求められない場合又は求めた補正倍率が一定の範囲に入られい場合に前記初期値を前記メモリに格納し、求めた補正倍率が一定の範囲に入らない場合にエラー情報を外部に出力し、外部機器から発行される所定のコマンドを通信プログラムが受信することにより、あるいは前記ＣＰＵの空きポートを操作することにより起動されることを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る電池パックの実施の形態を説明するためのフロー図である。
【０００７】
電池パックに内蔵されるＣＰＵ（ワンチップマイコン）は、図１（Ａ）に示すようにセル電圧と充放電電流と温度データを入手して充放電を制御し残量積算等を行うメインプログラムと外部機器と通信する通信プログラムと、その通信プログラムにて電圧、電流、温度データの補正を行うコマンドを受信した場合に補正を行う補正プログラムとを有している。
【０００８】
この電池パックにおいて通常のＣＰＵ制御は、メインプログラムが行う。メインプログラムは、測定によりセルの電圧と充放電電流と温度データを入手し充放電を制御し残量積算等を行い、外部機器からの受信及び外部機器への送信時、通信プログラムを適宜呼び出して通信処理を行う。
【０００９】
通信プログラムは、送信データの作成と受信データの処理を行い、通信プログラムが外部機器から所定のコマンドを受信すると、制御は、メインプログラムから補正プログラムに移行する。この時のコマンドは、秘匿性の高いコマンドとすることが必要である。
【００１０】
補正プログラムは、補正コマンドを受信すると、セル電圧、充放電電流、温度データの測定を行い、その時の測定した値を、決められた値になるように補正を行える補正倍率を算出する。また、算出された補正倍率がある一定の範囲から外れている場合は、基板に入力されている電圧、電流、温度が間違えているか、回路の不良の可能性があるため、エラーコードを発行し、補正倍率に初期値を再入力する。補正倍率が適正な場合には、そのまま補正倍率をメモリ内に格納し、電圧、電流、温度の測定時にその測定したデータの値に補正倍率を掛けた値を各測定データの正しい値として使用する。
【００１１】
本発明に係る電池パックは、上記のように外部機器から通信にて所定のコマンドが入力されると、制御は、メインプログラムから補正プログラムに移行して、電圧、電流、温度データを読み込み、正確な値になるように補正倍率を算出して電圧、電流、温度データを補正することが可能となっている。
【００１２】
また、補正を行う前でも、補正倍率の初期値（理論値）が代入されることにより、ほぼ正しい値を算出することができ、補正を行った後、その補正倍率が適正かどうかを判断し、ＮＧならエラーコードを外部に通信する。上記判断でＮＧとなった場合、補正倍率の初期値（理論値）を代入し直し、電圧、電流、温度データが不正な値になり電池パックとして動作しなくなることを防ぐ。
【００１３】
次に、セル電圧の補正倍率の算出、格納を行う電圧補正手順の例を説明する。ここで、補正は、セル電圧を５Ｖになるように補正倍率を算出することとする。また、補正倍率は、１．１〜０．９の範囲を適正な値とする。
【００１４】
電圧補正手順では、図１（Ｂ）に示すようにまず、外部機器よりセル電圧を充電して５Ｖに設定し（ステップＳ１１）、セル電圧補正コマンドを電池パックに発行する（ステップＳ１２）。
【００１５】
電池パックのＣＰＵは、補正コマンドを受信すると（ステップＳ１３）、メインプログラムより抜け出し、補正プログラムに移行する。そして、セル電圧の測定を行ってセル電圧を読み込み（ステップＳ１４）、
補正倍率＝５Ｖ／電圧測定値
により補正倍率を算出する（ステップＳ１５）。
【００１６】
算出された補正倍率が１．１〜０．９の範囲に入っているか否かをチェックする（ステップＳ１６）。補正倍率がその範囲に入っていればその値を補正倍率としてメモリに格納し（ステップＳ１７）、補正倍率がその範囲に入っていなければ、エラーコードを発行して（ステップＳ１８）、補正倍率に初期値を再入力する（ステップＳ１９）。
【００１７】
電池パックのＣＰＵは、以上の処理により補正プログラムを終了してメインプログラムに復帰する。この補正プログラムの実行によりメインプログラムは、電圧、電流の測定を行い、メモリに格納した補正倍率を使って、
補正実施値＝測定値×補正倍率
により補正実施値を入手する。
【００１８】
一方、補正終了後、外部機器では、エラーコードが帰ってきたか否かを判断し（ステップＳ２０）、エラーコードが帰ってきた場合には、補正コマンドを再送する（ステップＳ１２）。
【００１９】
図２は本発明に係る電池パックの構成概要を示す図であり、１は電池、２は電池電圧監視ＩＣ、３は充放電用制御ＦＥＴ、４はマイコン、５は電流検出抵抗、６はＯＰＡＭＰ、７はＥＥＰＲＯＭ、９はＬＥＤ表示器を示す。
【００２０】
図２において、電池１は、３直にセルが接続された二次電池であり、電流検出抵抗５は、その充放電電流Ｉを検出し、ＯＰＡＭＰ６は、電流検出抵抗５により検出された微小電圧を増幅する増幅器である。電池電圧監視ＩＣ２は、電池電圧を検出し充放電制御を行う保護ＩＣである。マイコン４は、上記のメインプログラムと通信プログラムと、補正プログラムとを有し、電池パック内の各種制御、異常検出等を行うものであり、そのための演算処理を行い、また外部ホスト装置に対し通信等を行う。ＥＥＰＲＯＭ７は、プログラムや制御データ、異常データ、履歴・蓄積データ等を格納する記憶手段である。充放電用制御ＦＥＴ３は、電池電圧監視ＩＣ２又はマイコン４からの信号により充放電をオン、オフ制御するスイッチ素子である。ＬＥＤ表示器９は、容量表示用として残量を表示すると共に、温度ヒューズが溶断した場合に自動的に、あるいは別にスイッチを設け、これを押すことにより、異常情報を例えば数ビットの２進コードで表示する。
【００２１】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記実施の形態では、所定のコマンドを発行することにより補正を行うようにしたが、通信にてコマンドを発行するのではなく、上記ワンチップＣＰＵの空きポートを操作することにより補正を行うようにしてもよい。
【００２２】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ＣＰＵを内蔵し測定データの補正を可能にした電池パックにおいて、ＣＰＵは、少なくともメモリに補正倍率を格納してセルの電圧と充放電電流と温度の測定を行い、測定したセルの電圧に補正倍率を乗じてセルの電圧の補正実施値を求め、補正実施値により補正した測定データを入手して充放電を制御し残量積算を行うメインプログラムと、外部機器と通信する通信プログラムと、セルの電圧の測定を行って測定したセルの電圧から一定値を算出する倍率を補正倍率として求めて該補正倍率をメモリに格納する補正プログラムとを備え、予めセルを充電して電圧を一定値に設定した後、補正プログラムを起動し補正倍率を求めてメモリに格納するので、安価な部材を使用しても、セルの電圧の補正を行って、測定の精度を上げ、コストを下げることができる。
【００２３】
補正プログラムは、求めた補正倍率が一定の範囲に入るか否かを判定し、補正倍率が一定の範囲に入ることを条件に求めた補正倍率をメモリに格納し、また、補正倍率の初期値を有し、補正プログラムにより補正倍率が求められない場合又は求めた補正倍率が一定の範囲に入られい場合に初期値をメモリに格納し、求めた補正倍率が一定の範囲に入らない場合にエラー情報を外部に出力するので、基板に入力されている電圧、電流、温度を間違えたり、回路が不良の場合に、その状態のままの補正倍率を用いることを防ぐことができ、外部機器から発行される所定のコマンドを通信プログラムが受信することにより、あるいはＣＰＵの空きポートを操作することにより起動されるので、補正操作を簡便に行うことができる。したがって、今まで精度の高い部品を使用していたものが、安価な普通の精度の部品を使用しても、電圧、電流、温度を高精度に測定でき、より正確な残量管理、充放電管理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る電池パックの実施の形態を説明するための図である。
【図２】 本発明に係る電池パックの構成概要を示す図である。
【符号の説明】
１…電池、２…電池電圧監視ＩＣ、３…充放電用制御ＦＥＴ、４…マイコン、５…電流検出抵抗、６…ＯＰＡＭＰ、７…ＥＥＰＲＯＭ、９…ＬＥＤ表示器

Claims (6)

1. ＣＰＵを内蔵し測定データの補正を可能にした電池パックにおいて、ＣＰＵは、
   少なくともメモリに補正倍率を格納してセルの電圧と充放電電流と温度の測定を行い、測定したセルの電圧に前記補正倍率を乗じて前記セルの電圧の補正実施値を求め、前記補正実施値により補正した測定データを入手して充放電を制御し残量積算を行うメインプログラムと、
   外部機器と通信する通信プログラムと、
   前記セルの電圧の測定を行って前記測定したセルの電圧から一定値を算出する倍率を前記補正倍率として求めて該補正倍率を前記メモリに格納する補正プログラムと
   を備え、予め前記セルを充電して電圧を一定値に設定した後、前記補正プログラムを起動し前記補正倍率を求めて前記メモリに格納することを特徴とする電池パック。
2. 前記補正プログラムは、前記求めた補正倍率が一定の範囲に入るか否かを判定し、補正倍率が一定の範囲に入ることを条件に前記求めた補正倍率をメモリに格納することを特徴とする請求項１記載の電池パック。
3. 前記補正プログラムは、補正倍率の初期値を有し、前記補正プログラムにより補正倍率が求められない場合又は前記求めた補正倍率が一定の範囲に入らない場合に前記補正倍率として前記初期値を前記メモリに格納することを特徴とする請求項１又は２記載の電池パック。
4. 前記補正プログラムは、補正求めた補正倍率が一定の範囲に入らない場合にエラー情報を外部に出力することを特徴とする請求項２又は３記載の電池パック。
5. 前記補正プログラムは、外部機器から発行される所定のコマンドを通信プログラムが受信することにより起動されることを特徴とする請求項１記載の電池パック。
6. 前記補正プログラムは、前記ＣＰＵの空きポートを操作することにより起動されることを特徴とする請求項１記載の電池パック。

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