JP4521526B2 - Battery assembly remaining capacity display device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明が属する技術分野】
本発明は充電可能な複数の素電池例えばニッケル・カドミウム電池やニッケル水素電池等からなる電池組の残容量を演算し表示する電池組の残容量表示装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
電池組の残容量表示装置の一例を図2を用いて説明する。図において、2は電池組1に流れる充電電流または放電電流を検出し電圧に変換する電流検出手段、3、4は電池組1の正極端子、負極端子であり、図示しない充電器に接続した時には電池組1に充電電流が流れ、例えば電動工具等の負荷に接続した時には電池組1から放電電流が流れる。10は演算増幅器11、抵抗12a〜12dからなる増幅手段で、充電電流が電流検出手段2によって変換される電圧を反転増幅する。20は演算増幅器21、抵抗22a〜22dからなる増幅手段で、放電電流が電流検出手段2によって変換される電圧を非反転増幅する。40は抵抗43a、43bからなる電池電圧検出手段であり、電池組1の電池電圧を分圧する。50は演算手段(CPU)51、ROM52、RAM53、タイマ54、A/Dコンバータ55、出力ポート56a、リセット入力ポート57からなる制御手段としてのマイコンである。マイコン50はタイマ54を用い一定周期ごとに増幅手段10、20からA/Dコンバータ55を介して信号を入力し、電池組1が充電中、放電中または充電も放電も行わないいずれの状態かをチェックし、電池組1の充電量の積算または放電量の積算を行い電池組1の残容量演算を行う。60はLED61a〜61e、抵抗62a〜62eからなる残容量表示手段で、マイコン50における残容量演算結果に基づいた出力ポート56aの設定に応じてLED61a〜61eを表示する。70はリセットICであり、後述する3端子レギュレータ81の出力電圧に応じてLレベルのリセット信号をリセット入力ポート57を介してマイコン50に送りマイコン50をリセットする。80は3端子レギュレータ81、コンデンサ82からなる定電圧手段であり、マイコン50、増幅手段10、20及び残容量表示手段60へ一定電圧を供給する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記の残容量表示装置においては、正極端子3、負極端子4に負荷が接続されていなくても、電池組1の電池電圧は演算増幅手段10、20の演算増幅器11、21、電池電圧検出手段40、マイコン50、リセットIC70に供給されており、電池組1が放置等された場合には電池組1はいずれ過放電状態となり、特にニッケル水素電池における過放電は、その後の充電における容量が過放電される前の容量に比べ少なくなり、またその後の充放電の繰り返しによる容量の回復特性も悪く、ニッケル水素電池においては上記した残容量表示装置の付加には問題がある。
【0004】
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、残容量表示装置そのものの負荷により過放電状態となるのを防止するようにした電池組の残容量表示装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記した目的は、電池組に流出入する電流の大きさと方向を示す出力を発生する電流検出手段と、電流検出手段の出力を増幅する増幅手段と、増幅手段の出力に基づいて電池組の残容量を演算する制御手段と、制御手段の出力に基づいて電池組の残容量を表示する残容量表示手段と、電池組の電池電圧を検出する検出する電池電圧検出手段とを有し、前記増幅手段、制御手段、残容量表示手段の電源電圧を電池組の電池電圧とした電池組の残容量表示装置であって、前記電池電圧検出手段が電池組の電池電圧が第2所定値以下に低下したことを検出すると共に電流検出手段が流れる電流が所定値以下に低下したことを検出した時に、電池組の電池電圧を増幅手段、制御手段、残容量表示手段に供給しないようにすることにより達成される。
【0006】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の一実施形態を示す電池組の残容量表示装置の回路図である。図において、30は3端子レギュレータ31、スイッチング素子32、33、リセットIC34、ダイオード35、36、抵抗37a〜37c、コンデンサ38、39からなる定電圧手段であり、3端子レギュレータ31は電池組1の電池電圧を定電圧化し、スイッチング素子32、33とそれに連なる抵抗37a〜37cは定電圧源供給遮断手段としての機能を有し、リセットIC34は電池組1の電池電圧が第1所定値以下になると電圧源供給遮断手段に定電圧の供給を遮断する信号を出力する電池電圧低下検出手段としての機能を有する。ダイオード35、36はOR回路を構成し、リセットIC34からの信号と、マイコン50からの出力信号をOR論理でスイッチング素子32、33をオンオフする。ただし、電池組1の電池電圧が第1所定値以下になる前にはリセットIC34の出力はHレベルでスイッチング素子33、32をオンさせてマイコン50、後述する残容量表示手段60、増幅手段10、20に電源が供給され、マイコン50の出力ポート56bのHレベルの出力信号がOR回路を構成するダイオード36を介してFET33のゲートに加えられるのでFET33,32はオン状態を維持する。このため、電池組1が放電を続け、電池組1の電池電圧が第1所定値以下になってリセットIC34がLレベルの出力を発生したとしても、後述する如く、FET33、32がオフすることはなく、マイコン50、増幅手段10、20、残容量表示手段60等は動作を継続する。
【0007】
40はスイッチング素子41、42、抵抗43a〜43eからなる電池電圧検出手段であり、スイッチング素子41、42、抵抗43c〜43eは電池組1と抵抗43a、43bとの接続を遮断する電池電圧検出遮断手段としての機能を有し、マイコン50の出力信号に応じて電池組1と抵抗43a、43bとを接続または遮断する。スイッチング素子41がオンした時は電池組1の電池電圧を抵抗43a、43bで分圧する。
【0008】
マイコン50はタイマ54を用い一定周期ごとに増幅手段10、20からA/Dコンバータ55を介して信号を入力し、電池組1が充電中、放電中または充電も放電も行わないいずれの状態かをチェックし、電池組1の充電量の積算または放電量の積算を行い電池組1の残容量演算を行う。またマイコン50は、増幅手段10、20の出力に基づいて電流検出手段2に流れる電流が所定値以下と判別し、電池電圧検出手段40によって検出された電池電圧が第2所定値(<第1所定値)以下に低下したと判別した時に、出力ポート56bを介してダイオード36にLレベルの出力を発生し、スイッチング素子33、32をオフして電池組1の電池電圧が増幅手段10、20等に供給しないようにする。マイコン50の出力ポート56bの出力がLレベルとなった時に電池組1の電池電圧が既に第1所定値以下となってリセットIC34の出力がLレベルとなっているので、スイッチング素子33、32はオフとなり、3端子レギュレータ31は定電圧の供給を遮断する。これは大きな負荷電流が流れた時に電池組1の電池電圧が低下し、この状態を検出してスイッチング素子32、33をオフすると、電池組1が過放電でないにもかかわらず電池組1が遮断される恐れがあるためである。すなわち大きな負荷電流が流れていない時の電池組1の電池電圧が第2所定値以下に低下した時または負荷電流が流れていない時の電池電圧が第2所定値以下に低下した時のみ、電池組1の電池電圧を増幅手段10、20、マイコン50、残容量表示手段60に供給しないようにするものである。
【0009】
電池組1の電池電圧の供給を遮断する回路構成は上記に限るものではなく、マイコン50からの出力信号がなくても可能であり、リセットIC34の前段のコンデンサ38の容量を調整して、モータ等の負荷が接続されて起動電流等の大きな負荷電流が流れた時に、リセットIC34の入力電圧に急激な出力電圧の低下を検出できないようにすれば、マイコン50の出力ポート56bからダイオード36を介して出力する信号は必要ない。
【0010】
また、上記実施形態で定電圧源供給遮断手段として構成したスイッチング素子32、33とそれに連なる抵抗37a〜37cもこれに限るものではなく、現在では3端子レギュレータ31に、定電圧源供給遮断手段を内蔵した3端子レギュレータも市販されており、これを使用しても構わない。
【0011】
なお上記実施形態においては、電流検出手段2に流れる電流が所定値以下の時に電池電圧検出手段40が電池電圧が第2所定値以下に低下したこと及びリセットIC34が電池電圧が第1所定値以下に低下したことを検出した時に、電池組1の電池電圧を増幅手段10、20等に供給しないようにしたが、電流検出手段2に流れる電流が所定値以下の時にマイコン50がダイオード36にHレベルの出力を発生するようにすれば、電池電圧検出手段40を省略することができ、構成を簡単にできる。
【0012】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、残容量表示装置そのものの負荷により電池組が過放電状態とならないようにしたので、電池組の寿命を長くすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す回路図。
【図2】従来の残容量表示装置の一例を示す回路図。
【符号の説明】
1は電池組、2は電流検出手段、10、20は増幅手段、30は定電圧手段、40は電池電圧検出手段、50は制御手段としてのマイコン、60は残容量表示手段である。[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to a remaining capacity display device for a battery set that calculates and displays the remaining capacity of a battery set comprising a plurality of rechargeable cells, for example, a nickel cadmium battery or a nickel metal hydride battery.
[0002]
[Prior art]
An example of the remaining capacity display device of the battery set will be described with reference to FIG. In the figure, 2 is a current detection means for detecting a charging current or a discharging current flowing through the
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the above remaining capacity display device, even if no load is connected to the
[0004]
An object of the present invention is to provide a remaining capacity display device for a battery set that eliminates the drawbacks of the prior art described above and prevents an overdischarge state due to the load of the remaining capacity display device itself.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The purpose described above is to provide a current detection means for generating an output indicating the magnitude and direction of the current flowing into and out of the battery set, an amplification means for amplifying the output of the current detection means, and the remaining battery set based on the output of the amplification means. Control means for calculating capacity, remaining capacity display means for displaying the remaining capacity of the battery set based on the output of the control means, and battery voltage detection means for detecting the battery voltage of the battery set , the amplification Means, control means, and remaining capacity display device using the battery voltage of the battery set as the power voltage of the remaining capacity display means, wherein the battery voltage detecting means reduces the battery voltage of the battery set to a second predetermined value or less. This is achieved by preventing the battery voltage of the battery set from being supplied to the amplifying means, the control means, and the remaining capacity display means when it is detected that the current flowing through the current detecting means has dropped below a predetermined value. Is done.
[0006]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a circuit diagram of a remaining capacity display device for a battery set according to an embodiment of the present invention. In the figure, 30 is a constant voltage means comprising a three-terminal regulator 31,
[0007]
40 is a battery voltage detection means comprising switching elements 41 and 42 and
[0008]
The
[0009]
The circuit configuration for cutting off the supply of the battery voltage of the
[0010]
Further, the
[0011]
In the above embodiment, when the current flowing through the current detection means 2 is less than or equal to a predetermined value, the battery voltage detection means 40 has lowered the battery voltage to a second predetermined value or less, and the
[0012]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the battery set is prevented from being overdischarged by the load of the remaining capacity display device itself, so that the life of the battery set can be extended.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a circuit diagram showing an example of a conventional remaining capacity display device.
[Explanation of symbols]
1 is a battery group, 2 is a current detection means, 10 and 20 are amplification means, 30 is a constant voltage means, 40 is a battery voltage detection means, 50 is a microcomputer as a control means, and 60 is a remaining capacity display means.
Claims (1)
前記電池電圧検出手段が電池組の電池電圧が第2所定値以下に低下したことを検出すると共に電流検出手段が流れる電流が所定値以下に低下したことを検出した時に、電池組の電池電圧を増幅手段、制御手段、残容量表示手段に供給しないようにしたことを特徴とする電池組の残容量表示装置。Based on current detection means for generating an output indicating the magnitude and direction of current flowing into and out of a battery set comprising a plurality of rechargeable unit cells, amplification means for amplifying the output of the current detection means, and output from the amplification means Control means for calculating the remaining capacity of the battery set, remaining capacity display means for displaying the remaining capacity of the battery set based on the output of the control means, and battery voltage detection means for detecting the battery voltage of the battery set , said amplifying means, control means, a battery group remaining capacity display device with battery set in the battery voltage of the power supply voltage of the remaining capacity displaying means,
When the battery voltage detecting means detects that the battery voltage of the battery set has dropped to a second predetermined value or less and detects that the current flowing through the current detection means has dropped to a predetermined value or less, the battery voltage of the battery set is A battery pack remaining capacity display device characterized by not being supplied to amplifying means, control means, and remaining capacity display means .
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