JP5400724B2 - スマートバッテリー装置、スマートバッテリー装置の電池パックを充電する方法、及びスマートバッテリー装置においてattfを近似する方法 - Google Patents
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Description
ステップ300:開始。
ステップ302:ユーザーが好ましい充電条件を入力する。
ステップ304:マイクロプロセッサ213が複数の電池特性LUT(ルックアップテーブル)から充電条件に関する複数のパラメータを取り出す。
ステップ306:マイクロプロセッサ213が最終充電状態を計算してATTFを予測する。
ステップ308:マイクロプロセッサ213が充電状態を更新する。充電状態が最終充電状態より小さいかそれに等しければ、ステップ310に進む。さもなければステップ314に進む。
ステップ310:マイクロプロセッサ213が計数増加分Δtだけタイマー214のカウンタtを逓増させる。
ステップ312:マイクロプロセッサ213が埋め込み型フラッシュメモリ212のATTFを更新する。ステップ308に進む。
ステップ314:終了。
ステップ302において、ユーザーは急速充電や満充電など、好ましい充電条件またはプロフィルを入力する。この好ましい充電条件は、好ましい充電時間または好ましい充電レベルであってよい。ステップ304において、マイクロプロセッサ213はユーザーにより提供された充電条件に基づいて、埋め込み型フラッシュメモリ212に保存された複数の電池特性LUTから当該充電条件に関する複数のパラメータを取り出す。複数の電池特性LUTは、充電時間に影響する充電電流IChgなど複数のパラメータを含む。ステップ306において、マイクロプロセッサ213はユーザーにより提供された充電条件に基づいて、最終充電状態SOCfとATTFを計算する。この最終充電状態SOCfは好ましい充電レベルによって影響されるか、または埋め込み型フラッシュメモリ212に保存された電池使用履歴及び/または電池エージング情報によって影響される。ステップ308において、電池パック200に対して充電が行われるとき、マイクロプロセッサ213は充電状態SOCを更新する。ステップ310において、充電状態SOCが最終充電状態SOCfより小さければ、電池パック200は好ましい電量まで充電されず、マイクロプロセッサ213は計数増加分Δtだけカウンタtを逓増させる。その後ステップ312において、マイクロプロセッサ213は埋め込み型フラッシュメモリ212に保存されるATTFを更新し、更にステップ308に戻って充電状態SOCの更新を継続する。ステップ308〜ステップ312を繰り返し、充電状態SOCが最終充電状態SOCfより大きいかそれに等しくなれば、フロー30は終了する(ステップ314)。以上のように、充電状態には複数の不連続点が確立され、マイクロプロセッサ213は、充電状態がこの複数の不連続点のうち各不連続点を通過するたびに、電池特性LUTを更新する。
前記jは反復の回数を示し、thresholdは所定の時間閾値である。例えばthresholdは1分間である。したがって、反復法により最近に近似される定電圧時間tCVj−1と、そのすぐ次に反復法により近似される定電圧時間tCViとの差が1分間より小さければ、定電圧時間tCViでATTFを計算することができる。
20 スマートバッテリー装置
30 電池充電時間を推定するフロー
40 充電電位変化を表す説明図
100 複数の電池
110 電池管理IC
120 ノートパソコン充電コネクタ
130 ヒューズ
140 スイッチ
150 電流検出抵抗
160 SMBus
190 サーミスター
195 複数のOLED
200 電池パック
210 自動適応制御回路
211 充電制御回路
212 埋め込み型フラッシュメモリ
213 マイクロプロセッサ
214 タイマー
215 RAM
220 外部アダプタ
230 アナログ前処理回路
231 電圧及び温度測定ADC
232 クーロンカウンタ
240 スイッチ
250 検出抵抗
290 サーミスター
Claims (14)
- スマートバッテリー装置であって、
アダプタと、
前記アダプタの第一端子に電気的に接続される出力端子を有するスイッチと、
複数の電池を含み、前記スイッチの入力端子に電気的に接続される第一端子を有する電池パックと、
前記電池パックの第二端子に電気的に接続される第一端子と、前記アダプタの第二端子に電気的に接続される第二端子と、を有する検出抵抗と、
前記電池パック及び前記検出抵抗に電気的に接続され、前記電池パック及び前記検出抵抗で測定されたアナログ信号をデジタル化してデジタル信号にするアナログ前処理回路と、
前記アナログ前処理回路の出力端子に電気的に接続され、前記デジタル信号を受信する入力端子と、前記スイッチの制御端子に電気的に接続され、前記デジタル信号に基づいて前記スイッチを選択的にオン/オフにする出力端子とを有する自動適応制御回路と、を含み、
前記自動適応制御回路は、
ファームウェア、前記電池パックの使用履歴、充電特性、及びデータベースを保存するメモリ回路と、
前記スイッチの前記制御端子に電気的に接続され、前記スイッチを選択的にオン/オフにする充電制御回路と、
前記アナログ前処理回路の前記出力端子に電気的に接続され、前記デジタル信号を受信する第一入力端子と、前記メモリ回路に電気的に接続され、前記メモリ回路に保存された前記ファームウェア、前記使用履歴、前記充電特性、及び前記データベースにアクセスする第二入力端子と、前記充電制御回路に電気的に接続され、前記デジタル信号に基づいて前記スイッチをオン/オフにするように前記充電制御回路を制御する出力端子とを有するマイクロプロセッサと、を含み、
前記マイクロプロセッサはユーザー入力から好ましい充電条件を受信し、前記メモリ回路に保存された電池特性LUT(ルックアップテーブル)からこの好ましい充電条件に関する複数のパラメータを取り出し、この複数のパラメータに基づいて前記電池パックの充電をイネーブルし、最終充電状態を演算してATTF(平均満充電時間)を近似し、充電状態を更新し、充電状態が最終充電状態より小さい場合に前記スマートバッテリー装置のタイマー回路のカウンタを逓増させ、前記メモリ回路内のATTFを更新し、充電状態が最終充電状態より大きいかそれに等しい場合に前記電池パックの充電を停止し、
前記マイクロプロセッサは充電期間において、前記充電状態が複数の不連続点のうち各不連続点を通過するたびに、前記電池特性LUTを更新する、スマートバッテリー装置。 - 前記アナログ前処理回路は、
前記検出抵抗に電気的に接続され、前記検出抵抗の両端の電圧降下に基づいて前記デジタル信号の電池充電信号を生成するクーロンカウンタを含む、請求項1に記載のスマートバッテリー装置。 - 前記スマートバッテリー装置は更に、
前記電池パックに電気的に接続され、前記電池パックの温度を検出して温度信号を生成するサーミスターを含み、
前記アナログ前処理回路は、
前記温度信号をデジタル化して前記デジタル信号のデジタル温度信号を生成する温度測定ADC(アナログ/デジタル変換装置)を含む、請求項1に記載のスマートバッテリー装置。 - 前記アナログ前処理回路は、
前記電池パックに電気的に接続され、前記電池パックの電圧信号をデジタル化して前記デジタル信号のデジタル電圧信号を生成する電圧測定ADCを含む、請求項1に記載のスマートバッテリー装置。 - 前記マイクロプロセッサは前記デジタル信号に基づいて充電状態(SOC)及びATTFを計算する、請求項1に記載のスマートバッテリー装置。
- 前記電池パックの保存電荷が増加するとき、前記マイクロプロセッサは前記ATTFを周期的に更新する、請求項1に記載のスマートバッテリー装置。
- スマートバッテリー装置の電池パックを充電する方法であって、
前記スマートバッテリー装置のマイクロプロセッサがユーザー入力から好ましい充電条件を受信する段階と、
前記マイクロプロセッサが前記スマートバッテリー装置の前記メモリ回路に保存された電池特性LUTから前記好ましい充電条件に関する複数のパラメータを取り出す段階と、
前記マイクロプロセッサが前記複数のパラメータに基づいて前記電池パックの充電をイネーブルする段階と、
前記マイクロプロセッサが最終充電状態を演算してATTFを近似する段階と、
前記マイクロプロセッサが充電状態を更新する段階と、
前記充電状態が前記最終充電状態より小さい場合、前記マイクロプロセッサが前記スマートバッテリー装置のタイマー回路のカウンタを逓増させる段階と、
前記マイクロプロセッサが前記メモリ回路内の前記ATTFを更新する段階と、
前記充電状態が前記最終充電状態より大きいかそれに等しい場合、前記マイクロプロセッサが前記電池パックの充電を停止する段階と、を含み、
前記充電方法は更に、
前記充電状態の複数の不連続点を確立する段階と、
前記マイクロプロセッサが充電期間において、前記充電状態が複数の不連続点のうち各不連続点を通過するたびに、前記電池特性LUTを更新する段階と、を含む、充電方法。 - 前記複数のパラメータは好ましい充電電流を含む、請求項7に記載の充電方法。
- 前記複数のパラメータは好ましい充電時間を含む、請求項7に記載の充電方法。
- 前記好ましい充電条件は所定の、急速の、またはユーザー定義の充電条件である、請求項7に記載の充電方法。
- 前記充電方法は更に、
前記電池パックの保存電荷が増加するとき、前記マイクロプロセッサが前記ATTFを周期的に更新する段階を含む、請求項7に記載の充電方法。 - スマートバッテリー装置においてATTFを近似する方法であって、
定電流充電から定電圧充電への過渡点を計算する段階と、
前記過渡点の充電状態を取得する段階と、
前記過渡点に基づいて定電流区間の電量と定電圧区間の電量を計算する段階と、
前記定電流区間の電量に基づいて定電流充電時間を計算する段階と、
前記定電圧区間の電量に基づいて定電圧充電期間を近似する段階と、
前記定電流充電時間と前記定電圧充電時間とを合計してATTFを取得する段階と、を含み、
前記定電圧区間の電量に基づいて前記定電圧充電期間を近似する段階は、
複数の充電区間に関する複数の時間区間内の定電圧電流を予測して所定充電量を提供する段階と、
前記所定充電量と前記複数の時間区間内の定電圧電流に基づいて、前記複数の充電区間に関する複数の時間区間を計算する段階と、
前記複数の時間区間を合計して前記定電圧充電時間を取得する段階と、を含み、
前記複数の時間区間を合計して前記定電圧充電時間を取得する段階は、
前記定電圧充電時間の連続した2つの計算値の間の差が所定閾値より小さくなるまで時間区間の数を増加する段階と、
前記連続した2つの計算値のうち後者を定電圧充電期間として選択する段階と、を含む、ATTF近似方法。 - 前記定電流充電時間を計算する段階は、定電流区間の電量を充電電流で割算して得た商を計算する、請求項12に記載のATTF近似方法。
- 前記定電流充電から前記定電圧充電への前記過渡点を計算する段階は、電圧上限値に基づいて前記定電流充電から前記定電圧充電への前記過渡点を計算する、請求項12に記載のATTF近似方法。
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