JPH03285522A

JPH03285522A - バッテリーシステム方式とその装置及びバッテリーパック

Info

Publication number: JPH03285522A
Application number: JP2087330A
Authority: JP
Inventors: W Bauer George; ジョージ　ダブリュ　バウエル
Original assignee: Anton Bauer Inc
Current assignee: Anton Bauer Inc
Priority date: 1990-03-31
Filing date: 1990-03-31
Publication date: 1991-12-16
Anticipated expiration: 2009-10-12
Also published as: JPH0681425B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の背景］本発明はバッテリーの諸性能をモニターする電子回路と
バッテリー充電器を組み合わせたバッテリーパックから
成る知覚能力を備えたシステムに関するものである。特
に電子回路によりパワーの浪費を最少にし、またバッテ
リーパックと充電器間の相互連絡を行う設備と手段を詳
述する。

マイクロプロセッサによるバッテリーパックは、Ｌａｍ
ｅｌｓｏｎの米国特許Ｎｏ４，２８９゜８３６の開示で
周知になっている。

マイクロプロセッサは、バッテリー充電の状態とか充電
サイクル数とかバッテリー温度、内部圧力のような諸元
をモニターし、デイスプレーし、コントロールするのに
使用される。

このバッテリーパックは、再充電の目的のために普通の
パワー源と併用できる。

その他の周知のバッテリーパックとしてＫｏｅｎｃｋの
米国特許Ｎｏ、４，５５３，０８１がマイクロプロセッ
サでバッテリーの保全を確実にしている。

マイクロプロセッサは、バッテリーの残存キャパシティ
ーと軽放電回数を数え、バッテリーの劣化を決定する再
充電サイクルをモニターする。

バッテリーパック内の回路素子が、バッテリーのキャパ
シティーを検知して放電させるのである。マイクロプロ
セッサその他の回路素子は１作動用のパワーを多少要す
るが、バッテリーパックの寿命を長くする。

マイクロプロセッサは、またバッテリーのキャパシティ
ーとバッテリーから得られるその他の情報を表示するの
に役立つ。

米国特許Ｎｏ、４，５５３，０８１のバッテリーパック
もまた、いくつかの入出力部を持ち携帯型コンブータ端
末及び充電器との間での情報伝達を行うことができる。

この発明の目的のひとつは最小平均パワーを弓き出す電
子回路でバッテリーの動作諸元をモニターする回路素子
を含んだバッテリーパックを提供することにある。

発明の持つひとつの目的は、前記の型式に、バッテリー
充電器を、結合させて、相互間を、少数の相互漣絡手段
で、双方向伝送するバッテリーパックを、提供すること
である。

さらに、特別な目的として、バッテリーの、充電器を、
確実に、モニターする前述の、バッテリーパックを、提
供することにある。

［発明の構成］本発明は、知覚能力のあるバッテリーシステムで、バッ
テリーの充電状態、バッテリーセルの温度、バッテリー
型式のパラメーター等をモニターする。システム内のバ
ッテリーパックは、バッテリーセルに直列に結合された
、正、負極端子を具えており、正極端子は、負荷電流が
生かされ、また、充電電流を受けることになる。

この発明の特徴のひとつは、データ電流のパルスが、バ
ッテリー充電器、または、その他の機器により、バッテ
リーパックの正極端子に入力し、バッテリーパックは、
この電流パルスを感知するバッテリーパックには、パラ
メータデータを、記録しておくメモリーと、正極端子を
、通過するデータパルスの電流入力に応じて、バッテリ
ーパックの出力部にバッテリーのデータを、伝送するプ
ロセッサが具えられている。

プロセッサは、充電電流が、流れ始めると、直ちに充電
器に、パラメータデータを、交互に伝送する。

この発明の他の特徴は、プロセッサは、バッテリーセル
を流れる電流量にもとすいて、バッテリーセルの充電状
態を測るためにタイマまたは、電流の流れを感知して、
比較的高パワー消費の機能モードに移行する。

また、プロセッサは、その他のときは、パワーを、保存
しておくため非機能的で、比較的低パワー消費モードに
させられている。

【発明の実施例ｊ図面を参照するにあたって、異なる図面でも同じ要素は
同じ数字で表示しである。

第一図は、バッテリーパック１０と付属バッテリー充電
器１１の単純化した概要図を、示したものである、バッ
テリーパックは、複数個の充電可能バッテリーセルで、
−例として、１０ないし１２のニッケルーカドミウムセ
ルから構成されている。このようなバッテリーセルの集
合体は、２アンペア時または、４アンペア時のキャパシ
ティを持っている、バッテリーパック１０には、充電器
１１からの充電電流を授受する正極端子１４と、負極端
子１６がある、正極端子１４からは、また負荷（図示し
てない）に電流を供給する。

バッテリーセルＩ２から負荷に電流を供給しているとき
は、電流は、矢印１８の方向に流れ、充電されていると
きは、反対の矢印１９の方向に流れる。いずれの方向に
電流が流れても、バッテリ一端子とセル間に、直列に接
続された抵抗２０に電圧を発生させる。抵抗２０での電
力損失を、小さくするため、抵抗値は小さく、たとえば
、０゜０２５オームにする。

バッテリーパック１０は、さらに第２図で、詳しく図示
した電子回路２１を具えている。

差動増幅器２２に、充電または放電電流の瞬間値に応じ
、抵抗２ｏに発生した電圧が、入力する。増幅器２２の
出力は、スイッチ２３がら緩衛増幅器２５を経て、ＣＰ
［Ｊ２８内のＡ／Ｄコンバータ３１に入力する。

以下に詳しく述べるように、ｃＰＵは、Ａ／Ｄコンバー
タの出力を読み取り、測定した充放ｉｓ流にもとすく、
バッテリーの充電状態を決める。

回路２１による電力損失を、小さくするため、ＣＰｔＪ
２８は、非機能的なライトスリーブモードに入り得る型
式で、パワーは、ＣＰｔＪ２８内で回路の大部分と接続
されておらず、バッテリーの諸元をモニターすることが
できない。

モトローラの型式ＭＣ６８ＨＣ１１は、このようなタイ
プである。ＣＰＵは、予め定めた時間、たとえば１時間
内に充電または放電状態にならないときは、ライトスリ
ーブモードに入るようにプログラムされている。

ＣＰＵ内でのタイマ１０１は、時間経過に伴って増加す
る置数器からなり、以下に詳しく述べるように、不活動
時間を量る。

ＣＰＯ２８には、非揮発性ＲＡＭがあり、バッテリーセ
ル１２の放電量、充放電サイクル数、バッテリーセルか
バテリーシステムのいずれかの最高温度、バッテリー型
式、製造番号等を指示するパラメーターを記録しておく
。

ライトスリーブの間、パワーは、ｃＰＵ外部のタイマー
６２に供給され１周期的にＣＰ（Ｊ全体を、機能モード
にウェイクアップさせ、バッテリーパラメーターをモニ
ターする。

たとえば、タイマー６２は、２５０ミリ秒ごとに、ＣＰ
Ｕをウェイクアップさせ、充電または放１！電流の瞬間
値により決まるＡ／Ｄコンバータの出力を読み取る事を
可能にする。

増［器２２が、放電の時は、ＣＰ［Ｊは、その前の２５
０ミリ秒間のアンペア時の放電量の近似値を指示する。

この実施例で、ＣＰＵは、放電電流に２５０ミリ秒を乗
じ、読み取り期間中の放電量を推定する。

この例では、ＣＰＵは放電電流に２５０ミリ秒を乗じ、
読み取り期間中の放電量を推定する。そしてＣＰＵはそ
の前の読み取り量で計算された充電量から放電量を減じ
、バッテリーセル１２の残存充電量を計算する。

ＣＰＵの作動中には、同じ様に温度センサ６７に接続さ
れたスイッチ６５が、線路６３を経由してオンになり、
命令選定部のデコーダ６１によりバッテリーセルの温度
がモニターされ、緩衝器２５に入力する。同時に、ＣＰ
Ｕはデコーダ６１に命令し、ゲート７３を経由してスイ
ッチ２３をオフにし、つづいてＡ／Ｄコンバータから温
度を読み取る。

次にＣＰＵは線路６３で適当するコマンドによりスイッ
チ７５をオンにし、バッテリーパックに相互接続された
表面温度センサ７７の読み取り量を、同時にスイッチ２
３と６５をオフにしている間に緩衝器２５に入力させる
。つづいて、スイッチ７９がオンになり、バッテリーパ
ックの正極端子１４に接続された電圧デバイダ８１と接
続し、その他のスイッチがオフになっている間に緩衝器
２５に入力し、ＣＰＵはバッテリーセル全電圧をモニタ
ーすることが出来る。

次にスイッチ８７がオンにされ、その他のスイッチがオ
フになっている間に、バッテリーセルの中間に接続され
た電圧デバイダ８９のタップ８５の中間電圧出力を緩衝
器２５に人力する。ライトスリーブ及び作動中の機能モ
ードの間、パワーはスイッチ６８と緩衝増幅器６９を経
てＣＰＵに供５給される。

ＣＰＵは充電又は放電能を検知するか、セル電圧が予定
レベル以下に低下する迄、ライトスリーブと周期的な目
ざめ期間をたえず繰り返す。

電圧がこの低レベル以下に下降すると、ＣＰＵ２８はラ
ッチ６６にリセットパルスを送りスイッチ６８が開にな
りＣＰＵ２８へのパワーの供給はストップする。そのた
めＣＰＵはディープスリーブモードに入る。ライトスリ
ーブＣＰＵの間はその機能モード及び目ざめモードのた
めに約２０％のパワーを取り入れているが、デーブスリ
ーブの間は本質的にパワーを消費しない、然し前に記し
た様に、デーブスリーブ間中データは不帰発性ＲＡＭ６
０中に保持されている。

ライトスリーブ及びディープスリーブモードの間、増幅
器２２及び比較器７０及び７２にはパワーが供給されて
おり、これらが充放電間にＣＰＵをディープスリーブ又
はライトスリーブから目ざめさせることが可能になる。

各比較器の入力は増幅器２２の出力に接続されており、
一方比較器７０の負極の入力には抵抗７８の大きさに関
して抵抗７４と７６の大きさにより決まるしきい値電圧
が供給されている。

また一方、比較器７２の正極の入力には抵抗７４と７８
の大きさに関し、抵抗７６の大きさにより決まるしきい
値電圧が供給されている。

バッテリーシステムを負荷に接続すると、抵抗２０に電
圧降下を生じる。この電圧は増幅器２２により増幅され
比較器７０に供給される。もし電圧がしきい値レベルの
上にあると、比較器７０はＯＲゲート８０を経てラッチ
６６に２進“１″の記号を伝送する。

このため、もしディープスリーブモードの時はＣＰ０２
ｇへのパワーの供給が再び始まる。比較器７０は又ＯＲ
ゲート８２及び８４を経てＣＰＬＩの割り込み部８３に
２進“１”の記号を伝送する。このため、もしライトス
リーブモードにある時は、ＣＰＵを目ざめさせＡ／Ｄコ
ンバータの放電電流を直接読み取る。

ＣＰＵは予め定めた期間、機能的な目ざめモードは残っ
ており、連続して放電をモニターしている。例えば、１
時間という様な予定時間後及び放電停止後、ｃｐｕはラ
イトスリーブ及び周期的な目ざめモードに戻り、その時
はタイマー６２がＣＰＵを目ざめさすのに使用される。

ライトスリーブモードからＣＰＵを目ざめさせるのにタ
イマー６２と比較器８２の両方を使用する一つの理由は
、比較器にはＣＭＯ３またはその他の低電力タイプが望
ましいが、小放電電流には増幅器２２で増幅しても感度
が悪く、この様な小さな放電をモニターするのにはタイ
マーによるのが有効であるからである。

バッテリー充電器１１には電源９２と電子スイッチ９４
が含まれており、バッテリーパックの正極端子と接続さ
れている。そのため充電器から端子１４に電流が流れる
と、バッテリーセル１２及び抵抗２０を矢印１９の方向
に流れ、相当する電圧が発生し、増幅器２２と比較器７
２に入力する。

この電圧が比較器７２のしきい値電圧よりも大きいと比
較器はＯＲゲート８０を経てラッチ６６に２進“ｌ“の
パルスを送り、スイッチ６８と緩衝器６９を経てＣＰＯ
２８（もしディープスリーブモードにあるときは）にパ
ワーを再び供給する。

比較器７２は又２進“１”の記号をＯＲゲート８２と８
４を経て、割り込み部８３に送る。前に述べた様に信号
が割り込み部８３に加えられると、ライトスリーブモー
ドにある時はＣＰＵを目ざめさせ、Ａ／Ｄコンバータを
読み取る様にＣＰＵに指令する。

比較器７２は又はＯＲゲート１０１を経て直列データ入
力部に出力し、もしＡ／Ｄコンバータがバッテリーが充
電時の極性で電流を受けていると指示した場合は、ＣＰ
Ｕは入力部９９で直列データを読み取る。バッテリー充
電器にバッテリーパックを接続すると、第３図に示す様
にコード１０２の特定バッテリーパラメータデータをパ
ルス１０４として正極端子１４に伝達する。

この電流パルスは抵抗２０で電圧パルスを生成し、増幅
器２２及び比較器７２から出力される。

前に述べた様に、この電圧パルスはＣＰＵの直列データ
入力部９９に入る。

この結果ＣＰＯ２８はラッチ６６のセット（もし必要な
らば）と割り込み部８０が活性化されるこことによりコ
ード１０２の最初のパルス１０４で目ざめさせられ、そ
の後に続くデータを読み取る様にさせられる。コード１
０２にはスタートビットとストップビット及び必要とさ
れるバッテリーのパラメータデータとして中間に入る８
ビツトデータが含まれている。

コード１０２はバッテリー充電器１１内の論理及びマイ
クロプロセッサ回路９６にバッテリーパラメータデータ
を伝送する様にＣＰＵに指令する。このデータは前に述
べた様に不揮発性ＲＡＭ６０に貯えられていたもので、
バッテリーの放電量、バッテリーのキャパシティ、充放
電サイクルの回数、最も高温になっているセルまたは今
迄の最高表面温度、バッテリーの型式及び製造番号が含
まれている。

ＣＰＵは出力部１２０からＦＥＴ緩衝器１２２とバッテ
リーパック部１２４を経て必要情報を伝送する。データ
は充電器部の入力部１２６で受けられ、充電器１１は端
子１４にそれぞれコードを伝送することにより、追加情
報を要求することになる。

ＣＰＵは充電電流１２７を受けたあと、予め定めたオー
ダーで出力部１２４にすべてのパラメータデータを伝送
する様にプログラムされている。

充電器は必要とするすべてのデータを受け取った後、バ
ッテリーセル１２の充電状態、バッテリーの型式、及び
セルの温度とバッテリーパック表面の温度に応じて、端
子１４に充電電流を送り充電する。例えば、バッテリー
が十分に放電しており、温度が安全範囲にある時は、充
電器１１は最大充電電流を供給する。

しかし、バッテリーがほぼ充分に充電されておるか、又
は温度が高い範囲にある時はより小電流を供給する。バ
ッテリーパック１０と充電器１１に対し適した充電の方
法はＧｅｏｒｇｅ　　Ｗ、Ｂａｕｅ　ｒ等による１９８
７年１０月３０日付米国特許出願Ｎｏ、１１５，１５５
のバッテリー充電システム、及び５ｏｋｉｒａの１９８
５年１１月１９日付米国特許Ｎｏ、４，５５４．５００
で述べられている。

これらの特許は、本発明の説明の一部として参照しであ
る。　正極端子１４はバッテリーから負荷への電流の出
口として、又充電器１１からＣＰＵへのデータの通路と
して、及び充電器からバッテリーへの充電電流の通路と
なっている。

バッテリーパック１０の充電中はＣＰＵは常時目ざめ、
且つ機能モードとして働き、充電電流を正確にモニター
している。電子回路２１は更にツェナーダイオード１３
２と入力抵抗１３４と１３６及びトランジスタ１３７か
らなる伝送リンク１３０を含んでおり、１２４部でデー
タを受け、ＯＲゲート１０１を経てＣＰＵの連続データ
入力部９９に伝送する。

このリンクは工場において、又はサービス時にコードを
ＣＰＵに送り、ＦＥＴ１２２を経てデータを引き出す際
に使用される。しかし、１２４部を経てＣＰＵにデータ
を伝送するためにバッテリー充電器１１又は他のタイプ
の充電器を備えられないので、特定のデータコード又は
充電開始のいずれかにより、必要データを伝送するのに
この伝送リンク１３０は重要である。

さら：乙バッテリーパック１０にはＬＣＤ棒グラフ１４
０があり、線路１４２を経てＣＰＵから情報を受けバッ
テリーの残存充電量を指示デイスプレィする。またＣＰ
Ｕは、線路１４４からバッテリー中の残存充電量を表す
アナログ信号をスイッチ１４６を経てサンプルホールド
回路１４８に出力する。

アナログ出力は、バッテリーパックの１５０部に供給さ
れ、ビデオカメラ又は他の機器の随意メーターを接続す
るのに使用される。サンプルホールド回路１４８の出力
は、校正用にＡ／Ｄコンバータにフィードバックされる
。

第５（ａ）及び５（ｂ）図は、ＣＰＵ及び付属回路の動
作のフローチャートを図示たものである。動作は前に述
べた様に、ラッチ６６をセットすることによりＣＰＵに
パワーを供給することでシステムがパワーアップされる
ことから開始される（ステップ２００）。

そしてＣＰＵは線路２０５にパルスを送り、タイマー６
２をスタートさせ（ステップ２０２）、非機能的なライ
トスリーブモードに入る（ステップ２０３）。

次に、タイマーと比較器７０または比較器７２のいずれ
かにより、割り込み部８３にパルスを送る（ステップ２
０４）、前に説明した様に、比較器７０は放電時に、又
、比較器７２は充電時に割り込み部８３にパルスを伝送
する。ステップ３後にＣＰＵはライトスリーブ又はディ
ープスリーブモードから目ざめ温度センサ６７と７７、
バッテリーの全電圧及びバッテリーが安全作動限界内に
あるかを決めるために、セルの半分の電圧を読み取る（
ステップ２０６及び２０８）。

続いて、ＣＰＵはＡ／Ｄコンバータ３１による充放電電
流を読み取る（ステップ２１０）。その時点で電流が流
れていないときは、全バッテリー電圧がバッテリーパッ
クの使用限界を表す低位カットオフレベルよりも低いか
どうかを決める（ステップ２１４）。

バッテリー電圧がこのレベルよりも低い時は、ＣＰＵは
線路２１５にリセットパルスをラッチ６６に送りＣＰＵ
をパワーダウンする。もしそうでない時は、ステップ２
０２に戻りタイマーを再びスタートさせる。ステップ２
１２に戻ってその時点で電流が流れている時は、ＣＰＵ
はＡ／Ｄコンバータの出力を読み取って、電流が充電か
又は放電かいずれのモードであるかを決める（ステップ
２１８）。

チャージモードの時は、ステップ２２０に進み、端子１
４にデータが伝送されるかどうかを決める。もしそうな
らば、ＣＰＵはデータを読み取り（ステップ２２７）、
出力部１２４を経て必要情報を伝送する（ステップ２２
４）。

一方、充電電流が単に充電電流のみで変動データを含ん
でいない時は、ステップ２２０からステップ２２６に進
み、予定したオーダーのすべての関連データを出力部１
２４に送る。ステップ２２４又は２２６でデータを伝送
した後は、ＣＰＵはバッテリーパックの充電量を計算す
る（ステップ２３０１゜再びステップ２１８に戻って、増幅器２２がバッテリー
は充電ではなく放電していると指示した時は、ステップ
２３２に進みＣＰＵはバッテリー−セルの放電量を計算
する（ステップ２３２）。

ステップ２３０又は２３２の後は、ＣＰＵはバッテリー
の充電の電流の状態でＬＣＤデイスプレィ１４０とサン
プルホールド回路１４８を更新する。

つづいて、再び温度センサ６７と７７、及び全バッテリ
ー電圧及び半分のバッテリー電圧をモニターする（ステ
ップ２３６と２３８）、ＣＰＵは又、バッテリーパック
の今迄の最高温度と電圧をデータとして貯えておく（ス
テップ２４０）。そしてタイマー１０１をリセットする
（ステップ２４１）。

引きつづいて、ｃｐｕはバッテリーセルを通る電流がな
いかを決めるため、Ａ／Ｄコンバータ３１の出力を読み
取る（ステップ２４２）。もし、通過電流があれば、ス
テップ２１８に戻り充電か放電かを決める。もし流れて
いない時は、ステップ２４４に移り、タイマー１０１を
更新させる。

ステップ２４５に記入しである様に、タイマーがタイム
アウトする迄ステップ２４２に戻る。この様にして、タ
イマーの例えば１時間という持続時間に電流が流れてい
ない時は、ステップ２４５はステップ２０２に戻り、Ｃ
ＰＵはタイマー６２をスタートさせ再びライトスリーブ
モードに入る。

上記の様に、大部分のＣＰＵのパワーはステップ２０４
で割り込み部８３で割り込み、パルスが生成される迄オ
フの状態になっているのでパワーが節約されることにな
る。

第４図は増幅器２２の設計の１タイプを示したものであ
る。本設計は増幅器はスイッチングタイプで以下のよう
な付属回路が含まれている。抵抗２０の１端はスイッチ
１５０と直列コンデンサ１５２を経て増幅器２２２のプ
ラス入力に接続され、他端はスイッチ１５６とコンデン
サ１５２を経て増幅器２２２の同じプラス入力に接続さ
れている。

増幅器の出力は別の直列コンデンサ１５８から緩衝器２
５とＣＰＵのＡ／Ｄコンバータに到るルート上のスイッ
チ２３に接続されている。

増幅器２２２を校正するために、ＣＰ（Ｊはセレクショ
ンデコーダ６１に２進”１”の校正パルス（“ＣＡＬ”
）をインバータゲート１６１の入力に又２進“ｌ”パル
スをＡＮＤゲート７３に送る２進“０”パルスがＮＡＮ
Ｄゲート１６０とＡＮＤゲート１６４の入力に送られた
結果として、スイッチ１５６は開き、スイッチ１５０は
閉じる。

矩形波クロック１６８がＮＡＮＤゲート１６０、ＡＮＤ
ゲート１６４．ＡＮＤゲート７３の入力部１５１に信号
を送る。その結果、バッテリーパックの対照電圧がスイ
ッチ１５０を通り、コンデンサ１５２の１端に現れる。

コンデンサー１５２の他端は互互等しい抵抗１７０と１
７２の中間に接続されている。抵抗１７２はＶｃｃに接
続されており、そのためＶｃｃ／２のゼロ電流対照電圧
が増幅器２２２のプラス入力部に加えられていることに
なる。抵抗１７６と１７８は１７０及び１７２と同値で
、同様にその中間点はコンデンサ１５８を通って増幅器
２２２の出力に接続されている。抵抗１７０，１７２及
び１７６．１７８はゼロ電流の中間に位置するので、Ａ
／Ｄコンバータは充放電電流に伴うプラスとマイナスの
両電圧を指示する。そして、クロックがゲート７３の入
力部１５１にプラスのパルスを出力すると、スイッチ２
３は緩衝器２５を経てＡ／Ｄコンバータ３１に対照電圧
を供給し、ＣＰＵはそれを読み取り、且つ貯えておく。

増幅器２２２は２種類の電圧利得範囲を持つことになる
。トランジスタ１８０がＣＰＬＩの１８２部からの２進
°゛Ｏ”信号で非活性になると、抵抗１８４にすべての
フィードバック電流が流れているので、増幅量は相対的
に低利得になる。

しかし、１８２部から２進“１”記号が加えられると、
抵抗１８４は抵抗１８６と並列なので相対的に高利得に
なる。コンデンサ１８８は増幅器２２２がＡ／Ｃ記号の
みを確実に増幅するための役目を課す、ｃｐｕは増幅器
とＡ／Ｄコンバータの最適範囲の利得を選定する。

つづいて、ＣＰＬＩはセレクションデコーダ６１に指令
して、２進″′１“信号をＮＡＮＤゲート１６０とＡＮ
Ｄゲート１６４へ、２進”０”パルスをインバーダゲー
ト１６１へ送ると、抵抗２０の各端の電圧が引き続いて
コンデンサ１５２の一端に現れ、その結果、中間の電圧
が増幅器２２２のプラス入力部に加えられる。増幅器２
２２の出力はコンデンサ２９（第２図）で平滑化され、
バッテリーセルの充放電により抵抗２０に発生する電圧
を指示する。

この電圧はＣＰＵによりＡ／Ｄコンバータの出力部で読
み取られる。

これまでの説明で本発明の具体化したバッテリーパック
と付属バッテリー充電器からなるバッテリー充電システ
ムについて明にした。

しかし、多くの改良及び置き換えが本発明の領域をはず
れることな（出来ると思われる。例えば、非スイッチン
グ増幅器が増幅器２２に対して利用出来よう。それ故、
本発明は図面を使用して限界を決めずに説明してきた。

本発明の範囲決定には、請求範囲の参照がなされるべき
である。

［発明の効果］本発明はバッテリーパックとバッテリーチャージャーの
組み合わせで、両装置間を伝送網で結び、セルの充放電
状態、温度その他のパラメータをモニターし、チャージ
ャーに伝送し、充電を安全に且つ確実にコントロールす
ることが出来る。

これは、マイクロプロセッサによる中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）によって行われるのであるが、この作動パワーを節
約するために、常時は比較的低パワー消費の状態に保っ
ておき、作動ペルスの入力、またはタイマーにより周期
的に比較的高パワー消費の機能的な状態に戻すように設
計しである。

したがって装置内の消費パワーが大きく節約され、また
、充放電のモニターが確実に行われるので、バックの寿
命ものび、大きなメリットが生まれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のバッテリーパックと、付属充電電器
の単純化した回路図、第２図は、第１図のバッテリーパックの詳細回路図、第３図は、第１図のバッテリー充電器とバッテリーパッ
ク間のデジタル伝送を示すタイミングダイアグラム、第４図は、バッテリーパック内の増幅器回路の概要図、第５図は、第２図のマイクロプロセッサ及びその他の回
路素子の動作のフローチャートである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）バッテリーパックからなるバッテリーシステムで
、バッテリーパックは、複数個のバッテリーセルと、正
極と負極端子がバッテリーセルにとりつけられており、
正極端子は負荷に電流出力を取り出し、充電電流入力を
受け、バッテリーセルと正負極端子を通じて流れる電流
を検知する手段と、バッテリーパックからの出力データ
に適応する出力部と、バッテリーのパラメータを蓄えて
おくメモリー手段と、前記検知手段が、充電電流方向に
正極端子を通じて入寮電流を検知した時、バッテリーの
パラメータデータを前記出力部に伝送するための検知手
段とメモリー手段が結合された電子手段を具えたことを
特徴とするバッテリーシステム。
（２）特許請求の範囲第１項において、前記電子手段は
、正極端子を通じて充電電流の方向に入力下データ電流
を検知してデータ電流によって要求されている特定のバ
ッテリーノパラメータを伝送することことに対応するこ
とを特徴とするバッテリーシステム。
（３）特許請求の範囲第１項において、前記バッテリー
パックの出力部は、正極と負極に分離されていることを
特徴とするバッテリーシステム。
（４）特許請求の範囲第１項において、検知手段は、正
負極端子とバッテリーセルと直列の抵抗で、直列抵抗の
電圧を測定するために抵抗に結合した増幅器と、増幅器
の出力は前記電子手段に結合されていることを特徴とす
るバッテリーシステム。
（５）特許請求の範囲第４項において、充電電流方向の
前記入力電流は、特定のデータ電流で、検知手段はさら
に、増幅器の出力に接続された第１の入力部と、しきい
値電圧源に接続された第２の入力部と、データ電流に対
応する２進信号を受け取る電子手段に接続された出力部
を有する比較器からなり、前記電子手段は、２進信号を
読み取る手段を含んでいることを特徴とするバッテリー
システム。
（６）特許請求の範囲第２項において、さらにバッテリ
ー従電器を具え、このバッテリー従電器は、相当量の充
電電流を流し、正極端子とバッテリーセルにデータ電流
を通すためバッテリーの正負極端子に取りはずしできる
ように結合する手段からなることを特徴とするバッテリ
ーシステム。
（７）特許請求の範囲第６項において、バッテリー充電
器はさらにバッテリーのパラメータデータ読み取り実行
をなすためにバッテリーパックの出力部に結合する手段
と、バッテリーのパラメータデータにしたがって充電電
流の添加をコントロールする手段からなることを特徴と
するバッテリーシステム
（８）特許請求の範囲第２項において、データ電流は、
バッテリーセルの充電状態を描写するデータを要求する
ことを特徴とするバッテリーシステム。
（９）複数個のバッテリーセルを有するバッテリーパッ
クであって、バッテリーセルを通して流れる電流を検知
する手段と、検知手段に結合されたプロセッサ手段でバ
ッテリーセルに流れる電流量に基ずきバッテリーセルの
充電状態を決めるため比較的パワー消費の大きなモード
にバッテリーセルからパワーを受け、比較的高いパワー
消費モードで時々電流量をモニターし、バッテリーセル
の充電状態を決める機能状態にプロセッサを移行させる
第１の手段と、その他の時は、パワーを保存しておくた
め比較的低パワー消費の非機能モードにプロセッサを自
動的に移行させる第２の手段からなることを特徴とする
バッテリーパック。
（１０）特許請求の範囲第９項において、前記電流の流
れは、バッテリーセルの放電によるもので、前記プロセ
ッサ手段は放電電流のアンペア時の量の少なくとも一部
分に基ずいて充電状態を決めることを特徴とするバッテ
リーパック。
（１１）特許請求の範囲第９項において、前記電流の流
れは、バッテリーセルの充電によるもので、前記プロセ
ッサ手段は、充電電流のアンペア時の量の少なくとも一
部分にもとずいて充電状態を決めることを特徴とするバ
ッテリーパック。
（１２）特許請求の範囲第９項において、前記移行させ
る第２の手段は、予め定めた期間にバッテリーパックを
通して電流が流れない時に、前記のプロセッサ手段を比
較的低パワーの消費モードに移行させることを特徴とす
るバッテリーパック。
（１３）特許請求の範囲９項において、前記移行させる
第１の手段は、前記プロセッサ手段を周期的に機能的に
移行させるタイマからなることを特徴とするバッテリー
パック。
（１４）特許請求の範囲９項において、前記移行させる
第１の手段は、検知手段と結合されており、バッテリー
セルを流れる電流に対応してプロセッサ手段を機能モー
ドに移行させることを特徴とするバッテリーパック。
（１５）特許請求の範囲１４項において、前記移行させ
る第１の手段は、バッテリーセルを流れる充電または放
電電流のいずれかに対応して、機能モードに移行させる
ことを特徴とするバッッテリーパック。
（１６）特許請求の範囲１５項において、前記バッテリ
ーパックは、正極と負極端子を具え、前記バッテリーパ
ックはバッテリーセルと正極および負極端子と直列に抵
抗を具え、電流の流れにより抵抗に発生する電圧を測定
するために抵抗に結合された増幅器と、増幅器の出力は
、前記の移行させる第１の手段の入力に結合されている
ことを特徴とするバッテリーパック。
（１７）特許請求の範囲９項において前記バッテリーセ
ルの電圧が予定レベル以下に降下した時に、マイクロプ
ロセッサ手段を更により低パワー消費モードに移行させ
る第３の手段からなることを特徴とするバッテリパック
。
（１８）特許請求の範囲９項において前記の移行させる
第２の手段は、タイマからなることを特徴とするバッテ
リーパック。
（１９）特許請求の範囲第９項において、前記プロセッ
サ手段は、機能モードの時も同様にバッテリー温度をモ
ニターすることを特徴とするバッテリーパック。
（２０）特許請求の範囲第１６項において、ゼンキプロ
セッサ手段は、正極端子に伝送された電流のデータパル
スを読み取り、これに応じてバッテリーセルの充電状態
を支持するデータを伝送するようにプログラムされてい
ることを特徴とするバッテリーパック。