JP6233094B2 - Battery pack remaining amount detection device - Google Patents

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Description

本発明は、定電圧充放電回路が内蔵された電池パックの残量を検知する電池パック残量検知装置に関する。   The present invention relates to a battery pack remaining amount detection device that detects the remaining amount of a battery pack having a built-in constant voltage charge / discharge circuit.

一般に、バッテリの残量状態を示す残量値は、バッテリの出力電圧に基づいて示されるが、バッテリの出力電圧は温度変化にともなって変動するので、出力電流や温度を検出し、出力電流値および検出温度に対して設定されているしきい値と出力電圧との比較によってバッテリの残量状態を正確に判定するようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。   In general, the remaining amount value indicating the remaining amount of the battery is indicated based on the output voltage of the battery. However, since the output voltage of the battery fluctuates with a change in temperature, the output current value is detected by detecting the output current and temperature. In addition, there is a battery that accurately determines the remaining state of the battery by comparing the threshold value set for the detected temperature and the output voltage (see, for example, Patent Document 1).

また、実際の二次電池の端子電圧などを測定することなく、バッテリプロファイルと端末装置の稼働状態とに基づいて、仮想バッテリ残量を算出し、その算出された仮想バッテリ残量を使って残量表示を行うようにしたものがある(例えば、特許文献2参照)。   In addition, the virtual battery remaining amount is calculated based on the battery profile and the operating state of the terminal device without measuring the actual terminal voltage of the secondary battery, and the remaining virtual battery remaining amount is calculated using the calculated virtual battery remaining amount. There is one that performs quantity display (see, for example, Patent Document 2).

ここで、ロボットや携帯端末のように小型軽量が重要視される機器の電源として、エネルギー密度の高いリチウムイオン電池がよく使われている。リチウムイオン電池を使用する場合、安全性確保のための制御回路が必須であり、制御回路を備えた電池パックの状態で機器電源に用いるというニーズがある。   Here, a lithium ion battery with a high energy density is often used as a power source for devices such as robots and portable terminals, in which small size and light weight are important. When using a lithium ion battery, a control circuit for ensuring safety is indispensable, and there is a need to use it as a device power source in a battery pack equipped with the control circuit.

特開2008−185445号公報JP 2008-185445 A 特開2010−206706号公報JP 2010-206706 A

しかし、民生用のリチウムイオン電池の電池パックは、定電圧充放電回路が内蔵されたものが殆どであり、電池セルそのものの電圧を外部から知ることができない。また、そのために電池パックを分解することは、安全性や信頼性の低下につながる。このような電池パックでは入出力電圧が一定であるので、特許文献1のように出力電圧に基づいて電池パックの残量を知ることができない。   However, most lithium-ion battery packs for consumer use have a built-in constant voltage charge / discharge circuit, and the voltage of the battery cell itself cannot be known from the outside. Also, disassembling the battery pack for that purpose leads to a decrease in safety and reliability. In such a battery pack, since the input / output voltage is constant, it is impossible to know the remaining amount of the battery pack based on the output voltage as in Patent Document 1.

また、特許文献2にものは、実際の二次電池の端子電圧などを測定することなく、バッテリプロファイルと端末装置の稼働状態とに基づいて仮想バッテリ残量を算出するものであるが、新品の二次電池でない場合には、電池電圧などから実際のバッテリ残量を測定し、実際のバッテリ残量を取得することになり、バッテリ残量を知るには二次電池の端子電圧が必要となる。また、入出力電流の積算によって残量を求めることも考えられるが、その場合には残量の絶対値が分からない。   Further, in Patent Document 2, the virtual battery remaining amount is calculated based on the battery profile and the operating state of the terminal device without measuring the actual terminal voltage of the secondary battery. If it is not a secondary battery, the actual battery level is measured from the battery voltage, etc., and the actual battery level is obtained. To know the battery level, the terminal voltage of the secondary battery is required. . Further, it is conceivable to obtain the remaining amount by integrating the input / output currents, but in that case, the absolute value of the remaining amount is not known.

本発明の目的は、入出力電圧が一定である電池パックの残量を検知できる電池パック残量検知装置を提供することである。   An object of the present invention is to provide a battery pack remaining amount detection device capable of detecting the remaining amount of a battery pack having a constant input / output voltage.

本発明の電池パック残量検知装置は、入出力電圧が一定である電池パックの放電時に前記電池パックの放電電流を検出する放電電流検出手段と、前記電池パックの放電時に前記放電電流検出手段で検出された放電電流に基づいて前記電池パックの残量を演算する第1残量演算手段と、前記電池パックの充電時の充電電流と前記電池パックの残量との関係を示した特性曲線を予め充電電流プロファイルとして記憶した記憶部と、前記電池パックの充電時に前記電池パックの充電電流を検出する充電電流検出手段と、前記電池パックの充電時に前記充電電流検出手段で検出された充電電流の増減方向及び前記充電電流の電流値に基づいて前記電池パックの充電開始時の電池パックの残量を演算するとともに、前記電池パックの充電に伴って変化する充電電流及び充電電流プロファイルの特性曲線に基づいて前記電池パックの残量を演算する第2残量演算手段とを備え、前記第1残量演算手段は前記第2残量演算手段で演算した充電後の電池パックの残量から前記第1残量演算手段で放電電流に基づき演算した放電量を減算して電池パックの残量を演算することを特徴とする。   The battery pack remaining amount detection device according to the present invention includes a discharge current detection unit that detects a discharge current of the battery pack when the battery pack having a constant input / output voltage is discharged, and the discharge current detection unit that discharges the battery pack. A first remaining amount calculating means for calculating the remaining amount of the battery pack based on the detected discharge current; and a characteristic curve showing a relationship between a charging current during charging of the battery pack and the remaining amount of the battery pack. A storage unit preliminarily stored as a charging current profile, a charging current detection unit that detects a charging current of the battery pack when the battery pack is charged, and a charging current detected by the charging current detection unit when the battery pack is charged Based on the increase / decrease direction and the current value of the charging current, the remaining amount of the battery pack at the start of charging of the battery pack is calculated, and changes with the charging of the battery pack. Second remaining amount calculating means for calculating a remaining amount of the battery pack based on a characteristic curve of a charging current and a charging current profile, wherein the first remaining amount calculating means calculates the charge calculated by the second remaining amount calculating means. The remaining amount of the battery pack is calculated by subtracting the amount of discharge calculated based on the discharge current by the first remaining amount calculating means from the remaining amount of the battery pack.

本発明によれば、第1残量演算手段で放電時の電池パックの残量を演算するので、使用後の電池パックの残量を求めることができる。また、使用後の電池パックの充電開始時に、第2残量演算手段で充電開始時の電池パックの残量を予め定めた充電電流プロファイルに基づき演算するので、使用後の電池パックの残量を求めることができる。これらを比較することにより第1残量演算手段での演算誤差を検知することができる。従って、定電圧充放電回路を内蔵した電池パックを用いる場合にも、電池パックの残量を求めることができる。   According to the present invention, since the remaining amount of the battery pack at the time of discharging is calculated by the first remaining amount calculating means, the remaining amount of the battery pack after use can be obtained. In addition, when the charging of the battery pack after use is started, the second remaining amount calculating means calculates the remaining amount of the battery pack at the start of charging based on a predetermined charging current profile. Can be sought. By comparing these, a calculation error in the first remaining amount calculating means can be detected. Therefore, the remaining amount of the battery pack can be obtained even when the battery pack incorporating the constant voltage charge / discharge circuit is used.

また、第2残量演算手段で充電電流プロファイルに基づき充電後の電池パックの残量を求め、第1残量演算手段は第2残量演算手段で演算した充電後の電池パックの残量から第1残量演算手段で放電電流に基づき演算した放電量を減算して電池パックの残量を演算するので、第1残量演算手段での演算誤差を解消できる。従って、定電圧充放電回路を内蔵した電池パックを用いる場合にも、電池パックの残量をより正確に求めることができる。   The second remaining amount calculating means obtains the remaining amount of the battery pack after charging based on the charging current profile, and the first remaining amount calculating means calculates from the remaining amount of the battery pack after charging calculated by the second remaining amount calculating means. Since the remaining amount of the battery pack is calculated by subtracting the discharge amount calculated based on the discharge current by the first remaining amount calculating means, the calculation error in the first remaining amount calculating means can be eliminated. Therefore, even when a battery pack incorporating a constant voltage charge / discharge circuit is used, the remaining amount of the battery pack can be obtained more accurately.

本発明の第1実施形態に係る電池パック残量検知装置の構成図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The block diagram of the battery pack residual amount detection apparatus which concerns on 1st Embodiment of this invention. リチウムイオン電池の充電特性を示すグラフ。The graph which shows the charge characteristic of a lithium ion battery. 第1実施形態の電池パックの充電特性を示すグラフ。The graph which shows the charge characteristic of the battery pack of 1st Embodiment. 充電電流プロファイルの説明図。Explanatory drawing of a charging current profile. 本発明の第2実施形態に係る電池パック残量検知装置の構成図。The block diagram of the battery pack residual amount detection apparatus which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 充放電サイクルをパラメータとした充電電流プロファイルの説明図。Explanatory drawing of the charging current profile which used the charging / discharging cycle as a parameter. 本発明の第3実施形態に係る電池パック残量検知装置。The battery pack remaining charge detection apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 充電電流プロファイル作成手段による充電電流プロファイルの作成の説明図。Explanatory drawing of preparation of the charging current profile by a charging current profile preparation means. 本発明の第3実施形態に係る電池パック残量検知装置の構成図。The block diagram of the battery pack residual amount detection apparatus which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 遠隔操作ロボットに搭載される電池パックの放電電流の時間変化の一例を示すグラフ。The graph which shows an example of the time change of the discharge current of the battery pack mounted in a remote control robot.

以下、本発明の実施形態を説明する。図1は本発明の第1実施形態に係る電池パック残量検知装置の構成図である。本発明の第1実施形態に係る電池パック残量検知装置は、電池パック11の放電電流Ioutを検出する放電電流検出手段12と、放電電流検出手段12で検出した放電電流Ioutを増幅する増幅器13と、電池パック11の充電電流Iinを検出する充電電流検出手段14と、演算部15と、記憶部16とからなる。演算部15及び記憶部16は、例えばマイコンで形成される。   Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a configuration diagram of a battery pack remaining amount detection device according to a first embodiment of the present invention. The battery pack remaining amount detection device according to the first embodiment of the present invention includes a discharge current detection unit 12 that detects the discharge current Iout of the battery pack 11 and an amplifier 13 that amplifies the discharge current Iout detected by the discharge current detection unit 12. And a charging current detecting means 14 for detecting the charging current Iin of the battery pack 11, a calculation unit 15, and a storage unit 16. The calculating part 15 and the memory | storage part 16 are formed with a microcomputer, for example.

電池パック11は、電池セル17の充電を行う充電器18と電池セル17の放電を行う放電器19とからなる定電圧充放電回路を内蔵し、電池セル17の入力電圧Vin及び出力電圧Voutを一定に保つ。放電電流検出手段12で検出された電池パック11の放電電流Ioutは、増幅器13で増幅されて演算部15の第1残量演算手段20に入力される。増幅器13を設けているのは、放電電流検出手段12として抵抗素子が用いられるので、電池パック11の電力損失を小さくするために抵抗素子の抵抗値を小さくしているためである。つまり、抵抗素子の抵抗値が小さいので、検出電流を電圧に変換した値が小さいからである。   The battery pack 11 includes a constant voltage charging / discharging circuit including a charger 18 that charges the battery cell 17 and a discharger 19 that discharges the battery cell 17. The battery pack 11 receives the input voltage Vin and the output voltage Vout of the battery cell 17. Keep constant. The discharge current Iout of the battery pack 11 detected by the discharge current detection unit 12 is amplified by the amplifier 13 and input to the first remaining amount calculation unit 20 of the calculation unit 15. The amplifier 13 is provided because a resistance element is used as the discharge current detecting means 12, and thus the resistance value of the resistance element is reduced in order to reduce the power loss of the battery pack 11. That is, since the resistance value of the resistance element is small, the value obtained by converting the detected current into a voltage is small.

第1残量演算手段20では電池パック11の放電電流Ioutに基づいて電池パック11の残量を演算する。具体的には、放電電流Ioutを積分して放電量を演算し、記憶部16の第1残量記憶部21に記憶された第1残量から放電量を減算して電池パック11の残量を演算する。第1残量記憶部21には、第1残量として、後述の第2残量演算手段22で演算した充電後の電池パック11の残量が初期値として記憶されており、充電後の残量から放電量を減算して電池パック11の残量を演算し、第1残量記憶部21に更新記憶する。これにより、第1残量記憶部21には時々刻々変化する電池パック11の残量が記憶されている。   The first remaining amount calculating means 20 calculates the remaining amount of the battery pack 11 based on the discharge current Iout of the battery pack 11. Specifically, the discharge amount is calculated by integrating the discharge current Iout, and the remaining amount of the battery pack 11 is subtracted from the first remaining amount stored in the first remaining amount storage unit 21 of the storage unit 16. Is calculated. The first remaining amount storage unit 21 stores, as an initial value, the remaining amount of the battery pack 11 after charging calculated by the second remaining amount calculating means 22 described later as the first remaining amount. The remaining amount of the battery pack 11 is calculated by subtracting the discharge amount from the amount, and updated and stored in the first remaining amount storage unit 21. Thereby, the remaining amount of the battery pack 11 that changes from moment to moment is stored in the first remaining amount storage unit 21.

一方、充電電流検出手段14で検出された電池パック11の充電電流Iinは、演算部15の第2残量演算手段22に入力される。充電時には電池パック11の電力を消費しないので、充電電流検出手段14の抵抗素子を大きくできることから図1では増幅器を設けていない。充電電流検出手段14の抵抗素子を大きくすると計測精度を高くできる。また、増幅器を設けてもよく、その場合は、放電電流検出手段12で検出した放電電流Ioutを増幅する増幅器13よりも増幅率の小さい増幅器でよい。   On the other hand, the charging current Iin of the battery pack 11 detected by the charging current detection unit 14 is input to the second remaining amount calculation unit 22 of the calculation unit 15. Since the power of the battery pack 11 is not consumed during charging, the resistance element of the charging current detection means 14 can be increased, so that no amplifier is provided in FIG. Increasing the resistance element of the charging current detection means 14 can increase the measurement accuracy. Further, an amplifier may be provided. In that case, an amplifier having a smaller amplification factor than that of the amplifier 13 that amplifies the discharge current Iout detected by the discharge current detection means 12 may be used.

第2残量演算手段22は、電池パック11の充電電流Iin及び記憶部16の充電電流プロファイル記憶部23に予め記憶された充電電流プロファイルに基づいて、電池パック11の充電開始時の電池パック11の残量を演算し第2残量記憶部24に記憶する。また、電池パック11の充電に伴って変化する充電電流Iin及び充電電流プロファイルの特性曲線に基づいて電池パック11の残量を演算し、第2残量記憶部24に第2残量として更新記憶する。これにより、第2残量記憶部24には充電開始時の電池パック11の残量、及び充電中の電池パック11の残量が記憶され、最終的に充電後の電池パック11の残量が記憶される。   The second remaining amount calculating means 22 is based on the charging current Iin of the battery pack 11 and the charging current profile stored in advance in the charging current profile storage unit 23 of the storage unit 16, and the battery pack 11 at the start of charging of the battery pack 11. The remaining amount is calculated and stored in the second remaining amount storage unit 24. Further, the remaining amount of the battery pack 11 is calculated based on the charging current Iin that changes with the charging of the battery pack 11 and the characteristic curve of the charging current profile, and is updated and stored in the second remaining amount storage unit 24 as the second remaining amount. To do. Thereby, the remaining amount of the battery pack 11 at the start of charging and the remaining amount of the battery pack 11 being charged are stored in the second remaining amount storage unit 24, and finally the remaining amount of the battery pack 11 after charging is stored. Remembered.

残量初期化手段25は、電池パック11の充電が終了したとき、第2残量演算手段22で演算された電池パック11の充電終了時の残量を当該電池パック11の残量とするものである。具体的には、残量初期化手段25は、電池パック11の充電が終了したときは、第2残量記憶部24に記憶されている第2残量を第1残量記憶部21に記憶させる。つまり、第1残量として、第2残量演算手段22で演算した充電後の電池パック11の残量が初期値として記憶される。なお、残量初期化手段25は必ずしも設ける必要はなく、電池パック11の充電が終了したときに、手動で第2残量記憶部24の第2残量を第1残量記憶部21に第1残量として記憶するようにしてもよい。   The remaining amount initialization unit 25 uses the remaining amount at the end of charging of the battery pack 11 calculated by the second remaining amount calculation unit 22 as the remaining amount of the battery pack 11 when the charging of the battery pack 11 is completed. It is. Specifically, the remaining amount initialization unit 25 stores the second remaining amount stored in the second remaining amount storage unit 24 in the first remaining amount storage unit 21 when the charging of the battery pack 11 is completed. Let That is, as the first remaining amount, the remaining amount of the battery pack 11 after charging calculated by the second remaining amount calculating unit 22 is stored as an initial value. The remaining amount initialization unit 25 is not necessarily provided. When the battery pack 11 is completely charged, the second remaining amount of the second remaining amount storage unit 24 is manually stored in the first remaining amount storage unit 21. You may make it memorize | store as 1 remaining amount.

次に、充電電流プロファイルについて説明する。充電電流プロファイルは、予め同種の電池パックを用いて、残量0→100%に充電するときの入力電流Iinの変化を求め、電池パック11の充電時の充電電流Iinと電池パック11の残量との関係を示した特性曲線で示されるファイルである。   Next, the charging current profile will be described. The charging current profile uses the same type of battery pack in advance to determine the change in the input current Iin when charging from 0 to 100% remaining, and the charging current Iin when charging the battery pack 11 and the remaining battery pack 11 Is a file indicated by a characteristic curve showing the relationship between

ここで、リチウムイオン電池の充電には、通常、定電流−定電圧充電が用いられる。図2は、リチウムイオン電池の充電特性を示すグラフである。図2に示すように、リチウムイオン電池の残量がゼロの状態からの充電の場合、最初は定電流充電であるので、リチウムイオン電池の電池端入力電流Iは一定であり電池端入力電圧Vが徐々に増加していく。そして、リチウムイオン電池の電池端入力電圧Vがある定められた値V0になると定電圧充電に移行し充電電流が徐々に減少していく。   Here, constant current-constant voltage charging is usually used for charging the lithium ion battery. FIG. 2 is a graph showing the charging characteristics of the lithium ion battery. As shown in FIG. 2, in the case of charging from a state where the remaining amount of the lithium ion battery is zero, since the constant current charging is initially performed, the battery end input current I of the lithium ion battery is constant and the battery end input voltage V Gradually increases. Then, when the battery terminal input voltage V of the lithium ion battery reaches a predetermined value V0, the charging current is gradually reduced by shifting to constant voltage charging.

一方、本発明の第1実施形態の電池パック11の充電の場合には、電池パック11が定電圧充放電回路を内蔵していることから、定電流−定電圧充電の制御は定電圧充放電回路の充電器18が行う。図3は第1実施形態の電池パック11の充電特性を示すグラフである。図3に示すように、電池パック11の入力電圧Vinには電圧変化は現れないが、入力電力は電池パック11の内外で変わらないため、充電器18の損失を無視すると入力電流Iinの変化として現れる。すなわち、電池パック11の電圧セル17の定電流充電時には電池パック11の入力電流Iinは増加し、定電圧充電移行後は入力電流Iinは減少する。   On the other hand, in the case of charging the battery pack 11 according to the first embodiment of the present invention, since the battery pack 11 has a built-in constant voltage charging / discharging circuit, the control of constant current-constant voltage charging is constant voltage charging / discharging. The circuit charger 18 does. FIG. 3 is a graph showing the charging characteristics of the battery pack 11 of the first embodiment. As shown in FIG. 3, no voltage change appears in the input voltage Vin of the battery pack 11, but the input power does not change inside and outside the battery pack 11, so that if the loss of the charger 18 is ignored, the change in the input current Iin appear. That is, the input current Iin of the battery pack 11 increases during constant current charging of the voltage cell 17 of the battery pack 11, and the input current Iin decreases after shifting to constant voltage charging.

そこで、予め同種の電池パックを用いて、残量0→100%に充電するときの入力電流Iinの変化を充電電流プロファイルとして充電電流プロファイル記憶部23に保存しておく。実際に電池パック11を充放電する際には、電流の絶対値と増減方向を充電電流プロファイルと比較することにより、電池パック11の残量を検知する。   Therefore, using the same type of battery pack, a change in the input current Iin when the remaining amount is charged from 0 to 100% is stored in the charging current profile storage unit 23 as a charging current profile. When the battery pack 11 is actually charged and discharged, the remaining amount of the battery pack 11 is detected by comparing the absolute value of the current and the direction of increase / decrease with the charge current profile.

図4は充電電流プロファイルの説明図である。縦軸は充電時の充電電流Iin、横軸は電池パック11の残量であり、充電電流プロファイルは電池パック11の充電時の特性曲線を示している。図4に示すように、電池パック11の残量が0%のときの充電電流IinはI0であり、電池パック11の残量が100%のときの充電電流IinはI100である。そして、電池パック11の電池セル17が定電流充電のときは電池パック11の充電電流Iinは単調増加特性となり、電池パック11の電池セル17が定電圧充電に切り替わると充電電流Iinは単調減少特性となる。この定電流充電から定電圧充電への切替点が変曲点Hである。   FIG. 4 is an explanatory diagram of a charging current profile. The vertical axis represents the charging current Iin during charging, the horizontal axis represents the remaining amount of the battery pack 11, and the charging current profile represents a characteristic curve during charging of the battery pack 11. As shown in FIG. 4, the charging current Iin when the remaining amount of the battery pack 11 is 0% is I0, and the charging current Iin when the remaining amount of the battery pack 11 is 100% is I100. When the battery cell 17 of the battery pack 11 is in constant current charging, the charging current Iin of the battery pack 11 has a monotonically increasing characteristic, and when the battery cell 17 of the battery pack 11 is switched to constant voltage charging, the charging current Iin is in a monotonically decreasing characteristic. It becomes. The inflection point H is a switching point from the constant current charging to the constant voltage charging.

いま、電池パック11の充電開始時の充電電流IinがI1であったとする。この場合、充電電流プロファイルの特性曲線には変曲点Hがあるので、充電電流I1に対応する残量は、変曲点Hを挟んだKa点(a1%)、Kb点(b1%)の2箇所となり、充電開始時の電池パックの残量を判定することができない。そこで、第2残量演算手段22は、充電開始時から所定の時間間隔で複数時点の充電電流Iinを取得し、充電電流Iinの増減方向を判定する。充電電流Iinが増加方向にあるときは変曲点Hより手前(定電流充電のとき)であり、充電電流Iinが減少方向にあるときは変曲点Hより先(定電圧充電のとき)である。例えば、充電開始時点t1で充電電流I1を取得し、次の時点t2で充電電流I2を取得したとすると、充電開始時の電池パックの残量はa1%(Ka点)であり、充電開始時点t1で充電電流I1を取得し、次の時点t2で充電電流I3を取得したとすると、充電開始時の電池パックの残量はb1%(Kb点)である。   Assume that the charging current Iin at the start of charging the battery pack 11 is I1. In this case, since there is an inflection point H in the characteristic curve of the charging current profile, the remaining amount corresponding to the charging current I1 is the Ka point (a1%) and the Kb point (b1%) across the inflection point H. There are two places, and the remaining amount of the battery pack at the start of charging cannot be determined. Therefore, the second remaining amount calculating means 22 acquires charging currents Iin at a plurality of time points at predetermined time intervals from the start of charging, and determines the increase / decrease direction of the charging current Iin. When the charging current Iin is in the increasing direction, it is before the inflection point H (in constant current charging), and when the charging current Iin is in the decreasing direction, it is before the inflection point H (in constant voltage charging). is there. For example, if the charging current I1 is acquired at the charging start time t1 and the charging current I2 is acquired at the next time t2, the remaining amount of the battery pack at the start of charging is a1% (Ka point). If the charging current I1 is acquired at t1 and the charging current I3 is acquired at the next time t2, the remaining amount of the battery pack at the start of charging is b1% (Kb point).

このように、第2残量演算手段22は、充電電流Iinの増減方向及び充電電流Iinの電流値に基づいて電池パック11の充電開始時の電池パック11の残量を演算する。また、電池パック11の充電に伴って変化する充電電流Iin及び充電電流プロファイルの特性曲線に基づいて電池パック11の残量を第2残量として演算する。例えば、所定間隔で取得した時点txの充電電流Ixにより電池パック11の残量を求め、記憶部16の第2残量記憶部24に更新記憶する。通常は、満充電(100%)まで充電するが、場合によっては満充電(100%)前のX%で充電を終了することもある。そのときは、第2残量記憶部24には残量としてX%が記憶されることになる。   As described above, the second remaining amount calculating means 22 calculates the remaining amount of the battery pack 11 at the start of charging of the battery pack 11 based on the increasing / decreasing direction of the charging current Iin and the current value of the charging current Iin. Further, the remaining amount of the battery pack 11 is calculated as the second remaining amount based on the charging current Iin that changes as the battery pack 11 is charged and the characteristic curve of the charging current profile. For example, the remaining amount of the battery pack 11 is obtained from the charging current Ix at the time tx acquired at predetermined intervals, and updated and stored in the second remaining amount storage unit 24 of the storage unit 16. Normally, charging is performed up to full charge (100%), but in some cases, charging may be terminated at X% before full charge (100%). In that case, X% is stored in the second remaining amount storage unit 24 as the remaining amount.

本発明の第1実施形態によれば、第1残量演算手段21で放電時の電池パックの残量を放電電流Ioutを積分して放電量を演算し、第1残量記憶部21に記憶された第1残量から放電量を減算して電池パック11の残量を演算するので、使用後の電池パックの残量を求めることができる。   According to the first embodiment of the present invention, the remaining amount of the battery pack at the time of discharge is integrated by the discharge current Iout by the first remaining amount calculating means 21 to calculate the discharge amount and stored in the first remaining amount storage unit 21. Since the remaining amount of the battery pack 11 is calculated by subtracting the discharge amount from the first remaining amount, the remaining amount of the used battery pack can be obtained.

また、使用後の電池パックの充電開始時に、第2残量演算手段22で充電開始時の電池パック11の残量を予め定めた充電電流プロファイルに基づき演算するので、第2残量演算手段22でも使用後の電池パックの残量を求めることができ、第1残量演算手段21で求めた使用後の電池パックの残量と比較することにより第1残量演算手段21での演算誤差を検知することができる。   In addition, when the charging of the battery pack after use is started, the second remaining amount calculating unit 22 calculates the remaining amount of the battery pack 11 at the start of charging based on a predetermined charging current profile. However, the remaining amount of the battery pack after use can be obtained, and the calculation error in the first remaining amount calculation unit 21 can be calculated by comparing with the remaining amount of the battery pack after use obtained by the first remaining amount calculation unit 21. Can be detected.

また、第2残量演算手段22で充電電流プロファイルに充電後の電池パックの残量を求め、求めた充電後の電池パックの残量を、当該電池パックの初期値として第1残量記憶部21に記憶するので、第1残量演算手段20での演算誤差を解消できる。   Further, the second remaining amount calculating means 22 obtains the remaining amount of the battery pack after charging in the charging current profile, and uses the obtained remaining amount of the charged battery pack as the initial value of the battery pack. Therefore, the calculation error in the first remaining amount calculating means 20 can be eliminated.

特に、本発明の第1実施形態に係る電池パック残量検知装置を搭載した電池パックが、人間が入ることができない箇所の作業や調査を行う遠隔操作ロボットに搭載される場合には、電池パックの残量が少なくなると充電可能箇所まで引き戻す必要があることから、第1残量演算手段20で演算した第1残量を遠隔操作部に送信するようにして電池パック11の残量を監視している。従って、電池パックの充電開始時に第2残量演算手段22で充電開始時の電池パック11の残量を演算し、第1残量演算手段21で求めた電池パックの残量と比較し、第1残量演算手段21の演算誤差を検知することは、遠隔操作ロボットの作業や調査のためにも重要なことである。演算誤差が大きい電池パックを搭載した遠隔操作ロボットの場合には、早めに充電可能箇所まで引き戻すことができるので、残量不足で遠隔操作ロボットが走行不能になることを避けられる。   In particular, when the battery pack equipped with the battery pack remaining amount detection device according to the first embodiment of the present invention is mounted on a remote operation robot that performs work or investigation of a place where a human cannot enter, the battery pack When the remaining amount of the battery pack becomes small, it is necessary to pull back to the rechargeable portion. Therefore, the remaining amount of the battery pack 11 is monitored by transmitting the first remaining amount calculated by the first remaining amount calculating means 20 to the remote control unit. ing. Accordingly, when the battery pack starts to be charged, the second remaining amount calculating means 22 calculates the remaining amount of the battery pack 11 at the start of charging, and compares it with the remaining amount of the battery pack obtained by the first remaining amount calculating means 21. It is important to detect the calculation error of the remaining amount calculating means 21 for work and investigation of the remote control robot. In the case of a remote operation robot equipped with a battery pack having a large calculation error, it can be pulled back to a chargeable portion early, so that the remote operation robot can be prevented from being unable to run due to a shortage of remaining amount.

次に、本発明の第2実施形態を説明する。図5は本発明の第2実施形態に係る電池パック残量検知装置の構成図である。この第2実施形態は、図1に示した第1実施形態に対し、記憶部16に充放電サイクル数記憶部26を設け、この充放電サイクル数記憶部26に電池パック11の充放電のサイクル数を記憶するとともに、記憶部16の充電電流プロファイル記憶部23に電池パック11の充放電のサイクル数に応じた複数の充電電流プロファイルを予め記憶しておき、第2残量演算手段22は、電池パック11の充放電のサイクル数に応じて充電電流プロファイルを選択して電池パック11の残量を演算するようにしたものである。図1と同一要素には、同一符号を付し重複する説明は省略する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 5 is a configuration diagram of a battery pack remaining amount detection device according to the second embodiment of the present invention. The second embodiment is different from the first embodiment shown in FIG. 1 in that the storage unit 16 is provided with a charge / discharge cycle number storage unit 26 and the charge / discharge cycle number storage unit 26 has a charge / discharge cycle of the battery pack 11. A plurality of charging current profiles corresponding to the number of charge / discharge cycles of the battery pack 11 are stored in the charging current profile storage unit 23 of the storage unit 16 in advance, A charge current profile is selected according to the number of charge / discharge cycles of the battery pack 11, and the remaining amount of the battery pack 11 is calculated. The same elements as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

一般に、電池パック11の電池セル17は充放電サイクルを繰り返すことにより劣化する。電池パック11の劣化が進むと、充電電流プロファイルは定電流充電時間が短くなる特性となる。図6は充放電サイクルをパラメータとした充電電流プロファイルの説明図である。図6の曲線S1は新品の電池パック11の充電電流プロファイルの特性曲線であり、図6の曲線S2は充放電サイクルが多い劣化した電池パック11の充電電流プロファイルの特性曲線である。   Generally, the battery cell 17 of the battery pack 11 is deteriorated by repeating the charge / discharge cycle. As the battery pack 11 deteriorates, the charging current profile has a characteristic that the constant current charging time is shortened. FIG. 6 is an explanatory diagram of a charge current profile using the charge / discharge cycle as a parameter. A curve S1 in FIG. 6 is a characteristic curve of the charging current profile of the new battery pack 11, and a curve S2 in FIG. 6 is a characteristic curve of the charging current profile of the deteriorated battery pack 11 with many charge / discharge cycles.

図6に示すように、電池パック11の劣化が進むと定電圧充電時間が長くなることから、定電流充電から定電圧充電への切替点である変曲点がH1からH2に移動する。新品の電池パック11の充電電流プロファイルの特性曲線では領域E1に示すように定電圧充電時の電流変化が大きく、充放電サイクル数の多い電池パック11の充電電流プロファイルの特性曲線では領域E2に示すように定電圧充電時の電流変化が小さくなる。これにより、充放電サイクル数の多い電池パック11ではトータルとして充電量が減少するという傾向となる。従って、定電流充電から定電圧充電に移行するポイントでの残量が実際は少ないなど、初期の充電電流プロファイル(新品の電池パックの充電電流プロファイル)では残量を正確に表現することができなくなる。   As shown in FIG. 6, the constant voltage charging time becomes longer as the deterioration of the battery pack 11 progresses, so the inflection point, which is a switching point from constant current charging to constant voltage charging, moves from H1 to H2. In the characteristic curve of the charging current profile of the new battery pack 11, the current change during constant voltage charging is large as shown in the area E1, and in the characteristic curve of the charging current profile of the battery pack 11 having a large number of charge / discharge cycles, it is shown in the area E2. Thus, the current change at the time of constant voltage charge becomes small. Thereby, in the battery pack 11 having a large number of charge / discharge cycles, the charge amount tends to decrease as a total. Therefore, the remaining charge cannot be accurately expressed in the initial charge current profile (the charge current profile of a new battery pack) such that the remaining charge at the point where the transition from constant current charging to constant voltage charging is actually small.

そこで、本発明の第2実施形態では、例えば、事前に同種の電池パックで充放電サイクルを繰り返して、劣化後の充電電流プロファイルも複数取得しておき、充電電流プロファイル記憶部23に記憶しておく。また、充放電サイクル数記憶部26には、電池パック11の充電回数が充放電サイクル数として記憶される。この充放電サイクル数は充放電量を充電回数に換算した値である。これは、「充電量(蓄電量)0%→充電量(蓄電量)100%→充電量(蓄電量)0%」のサイクルを繰り返すのと、「充電量(蓄電量)60→充電量(蓄電量)80%→充電量(蓄電量)60」のサイクルを繰り返すのとでは、同じ1サイクルであっても、電池パック11の劣化の度合いは変わってくるからである。そこで、例えば、充電量(蓄電量)100%の電池パック11を充電量(蓄電量)0%まで使用(放電)し、充電量(蓄電量)100%に充電する場合を充放電サイクル数「1」とする。従って、充電量(蓄電量)80%の電池パック11を充電量(蓄電量)60%まで使用し、充電量(蓄電量)80%まで充電する場合は、充放電サイクル数を0.2サイクルと換算して更新記憶する。また、充電量(蓄電量)80%の電池パック11を充電量(蓄電量)60%まで使用し、充電量(蓄電量)100%に充電する場合は、充放電サイクル数を0.3サイクルと換算して更新記憶する。   Therefore, in the second embodiment of the present invention, for example, a charge / discharge cycle is repeated in advance with the same type of battery pack, and a plurality of deteriorated charge current profiles are acquired and stored in the charge current profile storage unit 23. deep. The charge / discharge cycle number storage unit 26 stores the number of times the battery pack 11 is charged as the number of charge / discharge cycles. The number of charge / discharge cycles is a value obtained by converting the charge / discharge amount into the number of times of charging. This is because a cycle of “charge amount (power storage amount) 0% → charge amount (power storage amount) 100% → charge amount (power storage amount) 0%” and “charge amount (power storage amount) 60 → charge amount ( This is because the degree of deterioration of the battery pack 11 changes even in the same one cycle when the cycle of “storage amount) 80% → charge amount (storage amount) 60” is repeated. Therefore, for example, a case where the battery pack 11 having a charge amount (storage amount) of 100% is used (discharged) to a charge amount (storage amount) of 0% and is charged to 100% of the charge amount (storage amount) is charged / discharge cycle number “ 1 ”. Therefore, when the battery pack 11 having a charge amount (storage amount) of 80% is used up to a charge amount (storage amount) of 60% and charged to a charge amount (storage amount) of 80%, the number of charge / discharge cycles is 0.2 cycles. Is converted and stored. In addition, when the battery pack 11 having a charge amount (storage amount) of 80% is used up to a charge amount (storage amount) of 60% and charged to a charge amount (storage amount) of 100%, the number of charge / discharge cycles is 0.3 cycles. Is converted and stored.

電池パックの充電回数は、残量初期化手段25により第2残量演算手段22で演算された電池パック11の充電終了時の残量を第1残量記憶部21に記憶させる際に、充放電サイクル数記憶部26の充放電サイクル数に加算して更新記憶する。   The number of times the battery pack is charged is determined when the remaining amount at the end of charging of the battery pack 11 calculated by the second remaining amount calculating unit 22 by the remaining amount initializing unit 25 is stored in the first remaining amount storage unit 21. It is added to the charge / discharge cycle number of the discharge cycle number storage unit 26 and updated and stored.

第2残量演算手段22で、どの充電電流プロファイルを選択するかは、充放電サイクル数記憶部26に記憶された充放電サイクルに基づいて判断する。充放電サイクル数が少ないときは、充放電サイクル数の少ない充電電流プロファイルを選択し、充放電サイクル数が多いときは、充放電サイクル数の多い充電電流プロファイルを選択する。これにより、電池パック11がまだ新しく定電圧充電時の電流変化が大きい場合には充放電サイクル数の少ない充電電流プロファイルが選択され、電池が劣化して定電圧充電時の電流変化が鈍くなった場合には充放電サイクル数の多い充電電流プロファイルが選択される。このようにして、充放電サイクル数に対する残量補正を充電時に行うことができる。以上の説明では、充放電サイクル数に応じて充電電流プロファイルを選択するようにしたが、定電圧充電時の電流変化によって充電電流プロファイルを選択するようにしてもよい。   Which charge current profile is selected by the second remaining amount calculating means 22 is determined based on the charge / discharge cycle stored in the charge / discharge cycle number storage unit 26. When the number of charge / discharge cycles is small, a charge current profile with a small number of charge / discharge cycles is selected, and when the number of charge / discharge cycles is large, a charge current profile with a large number of charge / discharge cycles is selected. As a result, when the battery pack 11 is still new and the current change during constant voltage charging is large, a charging current profile with a small number of charge / discharge cycles is selected, and the battery deteriorates and the current change during constant voltage charging becomes dull. In this case, a charging current profile having a large number of charge / discharge cycles is selected. In this manner, the remaining amount correction for the number of charge / discharge cycles can be performed during charging. In the above description, the charging current profile is selected according to the number of charge / discharge cycles. However, the charging current profile may be selected based on a current change during constant voltage charging.

本発明の第2実施形態によれば、第1実施形態の効果に加え、電池パック11の充放電のサイクル数に応じて適切な充電電流プロファイルを選択して電池パック11の残量を演算できるので、電池パック11の劣化の度合いに応じて電池パック11の残量をより正確に演算できる。   According to the second embodiment of the present invention, in addition to the effects of the first embodiment, the remaining charge of the battery pack 11 can be calculated by selecting an appropriate charging current profile according to the number of charge / discharge cycles of the battery pack 11. Therefore, the remaining amount of the battery pack 11 can be calculated more accurately according to the degree of deterioration of the battery pack 11.

次に、本発明の第3実施形態を説明する。図7は本発明の第3実施形態に係る電池パック残量検知装置の構成図である。この第3実施形態は、図5に示した第2実施形態に対し、電池パック11の充電時に充電電流検出手段14で検出された充電電流Iinの軌跡に基づいて充電電流プロファイルを作成する充電電流プロファイル作成手段27を追加して設けたものである。図5と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。   Next, a third embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a configuration diagram of a battery pack remaining amount detection device according to the third embodiment of the present invention. This third embodiment is different from the second embodiment shown in FIG. 5 in that the charging current profile is created based on the locus of the charging current Iin detected by the charging current detecting means 14 when the battery pack 11 is charged. A profile creation means 27 is additionally provided. The same elements as those in FIG.

充電電流プロファイル作成手段27は、電池パック11の充電の際に充電電流検出手段14で検出された充電電流Iinの軌跡に基づいて充電電流プロファイルを作成し、充電電流プロファイル記憶部23に記憶する。充電電流プロファイル作成手段27は、充電の度に起動してもよいが、充電の度に起動すると充電電流プロファイルが増加するので、所定回数毎に起動するようにしてもよい。   The charging current profile creation unit 27 creates a charging current profile based on the locus of the charging current Iin detected by the charging current detection unit 14 when the battery pack 11 is charged, and stores the charging current profile in the charging current profile storage unit 23. The charging current profile creating means 27 may be activated every time it is charged, but may be activated every predetermined number of times because the charging current profile increases when it is activated each time it is charged.

この充電電流プロファイル作成手段27で作成された充電電流プロファイルは同種の別の電池パック11に適用される。すなわち、第2実施形態で事前に同種の電池パックで充放電サイクルを繰り返して劣化後の充電電流プロファイルを複数取得することに代えて、実際の電池パック11の運用で充電電流プロファイル作成手段27により充電電流プロファイルを作成する。   The charging current profile created by the charging current profile creating means 27 is applied to another battery pack 11 of the same type. That is, instead of acquiring a plurality of deteriorated charging current profiles in advance by repeating charge / discharge cycles with the same type of battery pack in advance in the second embodiment, the charging current profile creating means 27 in actual operation of the battery pack 11 Create a charge current profile.

図8は充電電流プロファイル作成手段27による充電電流プロファイルの作成の説明図である。図8(a)、(b)、(c)に示すように、充電電流プロファイル作成手段27は、充電開始時から所定の時間間隔で複数時点の充電電流Iinを取得し充電電流Iinの軌跡を描いていく。この場合、横軸は残量を示しているが、充電時には時間の経過とともに残量も変化するので、充電電流Iinの軌跡に基づいて当該電池パック11の充電電流プロファイルを作成できる。   FIG. 8 is an explanatory diagram for creating a charging current profile by the charging current profile creating means 27. As shown in FIGS. 8A, 8B, and 8C, the charging current profile creation unit 27 obtains charging currents Iin at a plurality of time points at predetermined time intervals from the start of charging, and displays the locus of the charging current Iin. I will draw. In this case, the horizontal axis indicates the remaining amount, but the remaining amount also changes with time during charging, so that the charging current profile of the battery pack 11 can be created based on the locus of the charging current Iin.

本発明の第3実施形態によれば、事前に同種の電池パックで充放電サイクルを繰り返して劣化後の充電電流プロファイルを複数取得しなくても、実際の電池パック11の運用で充電電流プロファイル作成手段27により充電電流プロファイルを作成するで、例えば、遠隔操作ロボットに搭載した電池パック11に即した充電電流プロファイルを作成できる。以上の説明では、図5に示した第2実施形態に対し、充電電流プロファイル作成手段27を追加して設けた場合について説明したが、図1に示した第1実施形態に対し、充電電流プロファイル作成手段27を追加して設けるようにしてもよい。   According to the third embodiment of the present invention, it is possible to create a charging current profile in actual operation of the battery pack 11 without acquiring a plurality of deteriorated charging current profiles by repeating charge / discharge cycles in advance with the same type of battery pack. By creating the charging current profile by means 27, for example, it is possible to create a charging current profile according to the battery pack 11 mounted on the remote control robot. In the above description, the case where the charging current profile creating means 27 is additionally provided with respect to the second embodiment shown in FIG. 5 has been described. However, the charging current profile is different from that of the first embodiment shown in FIG. The creation means 27 may be additionally provided.

次に、本発明の第4実施形態を説明する。図9は本発明の第3実施形態に係る電池パック残量検知装置の構成図である。この第4実施形態は、図7に示した第3実施形態に対し、電池パック11がベース負荷のみに電流を供給しているときのベース負荷電流を予め記憶したベース負荷電流記憶部28と、電池パック11がベース負荷のみに電流を供給しているとき、その放電電流Ioutが予めベース負荷電流記憶部28も記憶したベース負荷電流と一致するように増幅器13を調整する残量補正手段29とを追加して設けたものである。図7と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。   Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 is a configuration diagram of a battery pack remaining amount detection device according to the third embodiment of the present invention. The fourth embodiment is different from the third embodiment shown in FIG. 7 in that the base load current storage unit 28 stores in advance base load current when the battery pack 11 supplies current only to the base load; When the battery pack 11 supplies a current only to the base load, a remaining amount correcting means 29 for adjusting the amplifier 13 so that the discharge current Iout matches the base load current stored in the base load current storage unit 28 in advance. Is added. The same elements as those in FIG.

電池パック11の放電時は、電池パックの電池セル17を長時間の使用を持続させるために損失を低く抑えることが重要である。このことから、放電電流検出手段12の検出抵抗は小さい値としたいが、抵抗値を小さくすると演算部15のアナログ入力分解能に対して十分な精度の値を得ることができない。そこで、前述したように増幅器13を設けている。放電電流検出手段12の検出信号の増幅時には、オフセットやドリフトによる誤差が生じるのが一般的である。   When the battery pack 11 is discharged, it is important to keep the loss low in order to maintain the battery cells 17 of the battery pack for a long time. For this reason, the detection resistance of the discharge current detection means 12 is desired to be a small value, but if the resistance value is reduced, a value with sufficient accuracy for the analog input resolution of the arithmetic unit 15 cannot be obtained. Therefore, the amplifier 13 is provided as described above. When the detection signal of the discharge current detecting means 12 is amplified, an error due to offset or drift generally occurs.

遠隔操作ロボットに搭載される電池パック11は、遠隔操作ロボットの走行用車輪を駆動する電動機や作業用機器を駆動する電動機、遠隔操作ロボットの駆動制御を行う制御装置(例えば、マイコン)や電子機器(例えば、カメラ、検出器)などに電力を供給する。電動機は消費電力の変動が大きい負荷であり、制御装置や電子機器は消費電力の変動の少ない負荷である。遠隔操作ロボットを走行させたり、作業用機器を駆動したりしているときは、電動機が起動されているので電池パック11からの放電電流は大きくなる。一方、遠隔操作ロボットの走行及び作業用機器の駆動を停止すると、電動機の消費電力はゼロとなる。これに対し、制御装置や電子機器は、電動機が停止していても制御や監視のために動作状態を維持しなければならないので、定常的に電力を消費しており消費電力の変動の少ない負荷である。   The battery pack 11 mounted on the remote operation robot includes an electric motor that drives a traveling wheel of the remote operation robot, an electric motor that drives a work device, a control device (for example, a microcomputer) that controls driving of the remote operation robot, and an electronic device. Electric power is supplied to (for example, a camera and a detector). An electric motor is a load with large fluctuations in power consumption, and a control device and an electronic device are loads with little fluctuation in power consumption. When the remote control robot is running or the work equipment is being driven, the electric current is activated, so that the discharge current from the battery pack 11 increases. On the other hand, when the driving of the remote control robot and the driving of the work equipment are stopped, the power consumption of the electric motor becomes zero. On the other hand, control devices and electronic devices must maintain their operating state for control and monitoring even when the motor is stopped. It is.

図10は遠隔操作ロボットに搭載される電池パックの放電電流Ioutの時間変化の一例を示すグラフである。遠隔操作ロボットに搭載される電池パック11は、遠隔操作ロボットの消費電力に応じて放電電流Ioutが変化する。時点t0〜時点t1の期間T1、時点t2〜時点t3の期間T2、時点t4〜時点t5の期間T3においては、制御装置や電子機器が定常的に電力を消費しており、この消費電力はベース負荷電流に相当する。時点t1〜時点t2の期間、時点t3〜時点t4の期間、時点t5〜の期間は、ベース負荷電流に加え、電動機が駆動されている期間である。   FIG. 10 is a graph showing an example of the change over time of the discharge current Iout of the battery pack mounted on the remote control robot. In the battery pack 11 mounted on the remote operation robot, the discharge current Iout changes according to the power consumption of the remote operation robot. In the period T1 from the time point t0 to the time point t1, the time period T2 from the time point t2 to the time point t3, and the time period T3 from the time point t4 to the time point t5, the control device and the electronic device consume power constantly. Corresponds to load current. The period from the time point t1 to the time point t2, the period from the time point t3 to the time point t4, and the period from the time point t5 are periods in which the motor is driven in addition to the base load current.

そこで、電池パック11が制御装置や電子機器などのベース負荷の消費電力に着目し、ベース負荷の消費電力に対応するベース負荷電流を予め測定しておき、ベース負荷電流記憶部28に記憶しておく。そして、残量補正手段29は、制御装置が消費電力の変動の大きい負荷(例えば、電動機)を駆動していないときの放電電流Ioutとベース負荷電流記憶部28に記憶されたベース負荷電流とを比較し、電池パック11がベース負荷のみに電流を供給しているときの放電電流Ioutが予めベース負荷電流と一致するように増幅器13の増幅率を調整する。これにより、放電電流検出手段12の検出信号の誤差を補正し、第1残量演算手段20で演算された電池パックの残量(第1残量)をより正確なものとすることができる。   Therefore, the battery pack 11 pays attention to the power consumption of the base load such as the control device or the electronic device, and the base load current corresponding to the power consumption of the base load is measured in advance and stored in the base load current storage unit 28. deep. Then, the remaining amount correction unit 29 calculates the discharge current Iout when the control device is not driving a load (for example, an electric motor) with large power consumption fluctuations and the base load current stored in the base load current storage unit 28. In comparison, the amplification factor of the amplifier 13 is adjusted in advance so that the discharge current Iout when the battery pack 11 supplies current only to the base load matches the base load current. Thereby, the error of the detection signal of the discharge current detection unit 12 can be corrected, and the remaining amount (first remaining amount) of the battery pack calculated by the first remaining amount calculation unit 20 can be made more accurate.

以上の説明では、図7に示した第3実施形態に対し、ベース負荷電流記憶部28と残量補正手段29とを追加して設けた場合について説明したが、図1に示した第1実施形態、図5に示した第2実施形態に対し、ベース負荷電流記憶部28と残量補正手段29とを追加して設けるようにしてもよい。   In the above description, the case where the base load current storage unit 28 and the remaining amount correction means 29 are additionally provided with respect to the third embodiment shown in FIG. 7 has been described. However, the first embodiment shown in FIG. In addition to the second embodiment shown in FIG. 5, the base load current storage unit 28 and the remaining amount correction unit 29 may be additionally provided.

また、以上の各々の実施形態において、電池パック11に残量検知用の演算部15及び記憶部16を設けるようにしたが、遠隔操作ロボットに搭載される電池パックの場合には、遠隔操作ロボットを監視制御する監視制御装置(マイコン)に形成してもよい。また、遠隔操作ロボットに搭載されたマイコンに代えて、遠隔操作ロボットを遠隔操作する遠隔操作部に設けるようにしてもよい。   Further, in each of the above embodiments, the battery pack 11 is provided with the calculation unit 15 and the storage unit 16 for detecting the remaining amount. However, in the case of the battery pack mounted on the remote operation robot, the remote operation robot You may form in the monitoring control apparatus (microcomputer) which supervises and controls. Further, instead of the microcomputer mounted on the remote operation robot, the remote operation robot may be provided in a remote operation unit that remotely operates the remote operation robot.

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   As mentioned above, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

11…電池パック、12…放電電流検出手段、13…増幅器、14…充電電流検出手段、15…演算部、16…記憶部、17…電池セル、18…充電器、19…放電器、20…第1残量演算手段、21…第1残量記憶部、22…第2残量演算手段、23…充電電流プロファイル記憶部、24…第2残量記憶部、25…残量初期化手段、26…充放電サイクル数記憶部、27…充電電流プロファイル作成手段、28…ベース負荷電流記憶部、29…残量補正手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Battery pack, 12 ... Discharge current detection means, 13 ... Amplifier, 14 ... Charge current detection means, 15 ... Calculation part, 16 ... Memory | storage part, 17 ... Battery cell, 18 ... Charger, 19 ... Discharger, 20 ... 1st remaining amount calculating means, 21... 1st remaining amount storage unit, 22... 2nd remaining amount calculating unit, 23... Charging current profile storing unit, 24. 26... Charging / discharging cycle number storage unit, 27... Charging current profile creation unit, 28... Base load current storage unit, 29.

Claims (5)

入出力電圧が一定である電池パックの放電時に前記電池パックの放電電流を検出する放電電流検出手段と、
前記電池パックの放電時に前記放電電流検出手段で検出された放電電流に基づいて前記電池パックの残量を演算する第1残量演算手段と、
前記電池パックの充電時の充電電流と前記電池パックの残量との関係を示した特性曲線を予め充電電流プロファイルとして記憶した記憶部と、
前記電池パックの充電時に前記電池パックの充電電流を検出する充電電流検出手段と、
前記電池パックの充電時に前記充電電流検出手段で検出された充電電流の増減方向及び前記充電電流の電流値に基づいて前記電池パックの充電開始時の電池パックの残量を演算するとともに、前記電池パックの充電に伴って変化する充電電流及び充電電流プロファイルの特性曲線に基づいて前記電池パックの残量を演算する第2残量演算手段とを備え、前記第1残量演算手段は前記第2残量演算手段で演算した充電後の電池パックの残量から前記第1残量演算手段で放電電流に基づき演算した放電量を減算して電池パックの残量を演算することを特徴とする電池パック残量検知装置。
A discharge current detecting means for detecting a discharge current of the battery pack when the battery pack has a constant input / output voltage;
First remaining amount calculating means for calculating the remaining amount of the battery pack based on the discharge current detected by the discharge current detecting means when the battery pack is discharged;
A storage unit storing a characteristic curve indicating a relationship between a charging current at the time of charging the battery pack and a remaining amount of the battery pack in advance as a charging current profile;
Charging current detecting means for detecting a charging current of the battery pack when charging the battery pack;
The battery pack calculates the remaining amount of the battery pack at the start of charging the battery pack based on the charging current increase / decrease direction detected by the charging current detection means and the current value of the charging current when the battery pack is charged. Second remaining amount calculating means for calculating the remaining amount of the battery pack based on a charging current that changes as the pack is charged and a characteristic curve of the charging current profile, wherein the first remaining amount calculating means includes the second remaining amount calculating means. A battery characterized in that the remaining amount of the battery pack is calculated by subtracting the amount of discharge calculated based on the discharge current by the first remaining amount calculating means from the remaining amount of the battery pack after charging calculated by the remaining amount calculating means. Pack remaining amount detection device.
前記電池パックの充電時に前記電池パックの充電が終了したときは第2残量演算手段で演算された前記電池パックの充電終了時の前記電池パックの残量を当該電池パックの残量とする残量初期化手段を備えたことを特徴とする請求項1に記載の電池パック残量検知装置。   When charging of the battery pack is completed at the time of charging the battery pack, the remaining amount of the battery pack at the end of charging of the battery pack calculated by the second remaining amount calculating means is set as the remaining amount of the battery pack. The battery pack remaining amount detection device according to claim 1, further comprising a quantity initialization unit. 前記記憶部は、前記電池パックの充放電のサイクル数を記憶するとともに前記電池パックの充放電のサイクル数に応じた複数の前記充電電流プロファイルを予め記憶し、前記第2残量演算手段は、前記電池パックの充放電のサイクル数に応じて前記充電電流プロファイルを選択して前記電池パックの残量を演算することを特徴とする請求項1または2に記載の電池パック残量検知装置。   The storage unit stores the number of charge / discharge cycles of the battery pack and stores a plurality of the charge current profiles according to the number of charge / discharge cycles of the battery pack in advance. 3. The battery pack remaining amount detection device according to claim 1, wherein the remaining amount of the battery pack is calculated by selecting the charging current profile according to the number of charge / discharge cycles of the battery pack. 前記電池パックの充電時に、前記充電電流検出手段で検出された充電電流の軌跡に基づいて充電電流プロファイルを作成する充電電流プロファイル作成手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電池パック残量検知装置。   4. A charging current profile creating means for creating a charging current profile based on a locus of the charging current detected by the charging current detecting means when the battery pack is charged. The battery pack remaining amount detection device according to item 1. 前記電池パックがベース負荷のみに電流を供給しているとき、その放電電流が予め記憶したベース負荷電流と一致するように前記放電電流検出手段の増幅率を調整する残量補正手段を備えたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の電池パック残量検知装置。   When the battery pack supplies current only to the base load, the battery pack further includes a remaining amount correction unit that adjusts the amplification factor of the discharge current detection unit so that the discharge current matches the base load current stored in advance. The battery pack residual quantity detection apparatus of any one of Claims 1 thru | or 4 characterized by these.
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