JPH0455781A

JPH0455781A - 電池の残容量表示装置

Info

Publication number: JPH0455781A
Application number: JP2167894A
Authority: JP
Inventors: Toshinori Kawamura; 川村　俊教
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1990-06-26
Filing date: 1990-06-26
Publication date: 1992-02-24

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】［産業上の利用分野］本発明は、ニッケルカドミウム等の充電が可能な電池の
残存容量を検出し、表示する電池の残容量表示回路に間
するものである。

［従来の技術］電池の充放電の電気量を監視している残容量表示装置は
、演算回路、記憶回路を有するマイクロコンピュータか
らなり、常時電池の出力電圧がかけられており、残容量
表示装置自身、電池から電流を消費している。

［発明が解決しようとする課題］電池が充電されずに、長期間放置される場合は、電池が
過放電して漏液が発生ずる場合がある。

通常、残容量表示装置では、電池が放置された場合は、
外部からの信号により低消費電流のモードに移行する場
合が殆どである。しかし、電池にとっては、低消費電流
モードといえども、負荷放電状態であり、この状態が長
期間続くと、漏液という問題が発生するのである。

本発明は、上述の点に鑑みて提供したものであって、残
容量表示装置自身の消費電流により、電池を劣化させる
ことのない残容量表示装置を提供することを目的とした
ものである。

［課題を解決するための手段］本発明は、電池電圧を検出する電圧検出手段と、該電圧
検出手段で電池電圧が所定レベル以下になった時に、電
池から残容量表示装置への電源供給を遮断する遮断回路
とを設けたものである。

［作　用コ而して、電圧検出手段で電池電圧が所定レベル以下にな
った時には、遮断回路により、電池から残容量表示装置
への電源供給を遮断するようにしている。

［実施例］以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。まず
、本発明の前提となる第６図に示す回路について説明す
る。すなわち、残容量表示モジュールＡが充電器１３に
接続されて、電池１が充電されているとき、充電電流は
、充電器１３から電池１のプラス極方向へ流れ、センサ
ー抵抗２を通って、充電器１３へ戻る。このとき、充電
電流はセンサー抵抗２によって電圧に変換される。変換
された電圧は、Ａ／Ｄ変換回路３によってデジタル値に
変換され、演算回路５へ入力される。演算回路５は、こ
のときタイマー回路４より、１回のＡ／Ｄ変換に使用さ
れた時間を取り込み、これら２つのデータ（電流値と時
間）より充電された電気量を計算する。演算回路５は、
この動作を繰り返し行い、計測した充＠電気量を積算し
て、第１のメモリ６に格納する。

第２のメモリ７には、例えば、電池１の定格容量が入力
されている。尚、第２のメモリ７には定格容量ではなく
て、容量のバラツキを考慮して平均値を入力するように
しても良い、演算回路５は、第１のメモリ６と第２のメ
モリ７の値を比叙して、現在の第２のメモリ７に対する
第１のメモリ７の値が、例えば何％であるかを計算し、
出力回路８へ出力する。出力回路８は５つのボートから
構成されており、演算回路５の各ボートＰ１〜Ｐ、は、
例えば第７図゛に示すような％区分となっていて、各割
り当てのレベルを残容量値、すなわち、第２のメモリ７
に対する第１のメモリ６の割合を越えると、各ボートＰ
、〜Ｐ、はＨレベル状態となる。

出力回路８は５個のトランジスタＱ、〜Ｑ５で構成され
、表示器９に接続されている０表示器９は例えば発光ダ
イオードＬＤ、〜ＬＤ、がら構成され、出力回路８の出
力状態に応じて発光ダイオードＬＤ、〜ＬＤ、が点灯し
ていく、すなわち、第６図の例で説明すると、電池１の
残容量が２０％未満のときは、発光ダイオードＬＤ、が
１つ点灯し、２０％以上４０％未満では、発光ダイオー
ドＬＤ１、ＬＤ２が２個点灯し、４０％以上６０％未満
では、発光ダイオードＬＤ、〜ＬＤ、が３個点灯し、６
０％以上８０％未満では、発光ダイオードＬＤ１〜ＬＤ
、が４個点灯し、８０％以上ならば、すべての発光ダイ
オードＬＤ＋−ＬＤ、が点灯するという動作である。尚
、第７図の例では、出力回路８はオーブンコレクタ出力
としている。また、出力回路の形式は、バイナリ−出力
でも良い、更に、発光ダイオードの代わりにＬＣＤでも
、もちろん良い。

充電状態においては、充電器１３が残容量表示モジュー
ルＡに接続されると、その信号が入力回路１０を介して
演算回路５に入力されて、充電状態であることを認識す
る。充電が終わり、放電状態となると、充電器１３は、
残容量表示モジュールＡから離れた状態、となり、今度
は、スイッチ１２が閏じられ、負荷１１が残容量表示モ
ジュールＡと電池１に接続される。このときは、放電電
流が前述の充電のときとは逆の向きに流れる。すなわち
、電池１のプラス極から負荷１１を介してセンサー抵抗
２を通って、電池１のマイナス極へ戻るのである。この
とき、センサー抵抗２によって電圧に変換された電流値
の極性が充電のときとは逆になることを除いて同じ動作
原理で残容量表示モジュールＡは動作する。

放電の場合には、電流の極性が逆となり、演算回路５は
第１のメモリ６の積算値を今度は減算していくことにな
る。従って、表示器９の発光ダイオードも５個の点灯か
ら、放電が継続されるにつれて、４個、３個、２個、１
個の点灯へと発光ダイオードの点灯数が減少していく、
放電状態は、スイッチ１２がオンすると、入力回路１０
にＨレベルの信号が入り、演算回路５にて放電状態が認
識される。

充電器１３、負荷１１とも接続されていない場合は、演
算回路５は、電池１が放置されていると認識し、低消費
電流モードへ移行する。

次に、本発明の部分について説明する。本発明では、第
１図に示すように、第５図の回路に電池電圧を検出する
電圧検出手段であるＡ／Ｄ変換回路１４と、充電器１３
の電源電圧を検出する電源電圧検出回路１５等を設けた
ものである。

次に、動作を説明する。まず、充電状態では、充電中の
電池電圧がＡ／Ｄ変換回路１４に入力されて、デジタル
値に変換されてマイクロコンピュータからなる演算回路
５に入力される。演算回路５は充電期間中、電池電圧を
測定することにより、電池１の−ＩＶ電圧を検出する。

ここで、−Δ■電圧は、一般に電池の充ｔ１Ｍ御に用い
られる一ＪＶ制御を行う場合の電池電圧の低下の程度を
意味し、この電圧が検出されると、電池は１００％充電
されていると判断するものである。つまり、電池電圧の
ピークを検出し、このピークからΔＶ（Ｖ）だけ低下し
て時点を充電完了時点とするものである。

また、−ΔＶを検出すると、演算回路５から信号が充電
器１３に出力され、この信号により充電器１３では電池
１への充電出力（＠流）を停止するように制御される。

さらに、演算回路５には充電器１３の電源電圧が入力さ
れているかどうかを検出する電源電圧検出回路１５の信
号が入力されている。この電源電圧検出回路１５の働き
は以下に示す如くである。

すなわち、充電中の電池電圧は、充電が停止されると、
急に低下するため、仮に充電器１３のコンセントが抜か
れてしまうと、充電停止による電池電圧の低下により、
演算回路５は電池１から一ΔＶ電圧が発生したと誤認し
てしまうため、充電器１３が正常に動作している否かを
確認するために、演算回路５は電源電圧検出回路１５を
介して充電器１３の動作をチエツクしているのである。

Δ■電圧検出と電源電圧検出回路１５との信号の関係を
表１に示す。

尚、電源電圧検出回路１５のＨは充電器１３の電源オン
を意味し、Ｌはオフを意味している。

演算回路５は、−ΔＶ電圧を検知すると、電池１が１０
０％充電されたと判断し、その時点で充電電流からの充
電電気量を１００％に設定するものである。すなわち、
第１のメモリ６の内容を第２のメモリ７の内容と同一に
するということである。これは、それまでの残容量の計
測で電池１の容量を、電池自身の特性、充電電流の値、
環境温度等の誤差要因のために少なめに積算していた場
合の誤差を補正するためのものである。ただし、−Δ■
電圧の検知にも電池の劣化や保存状態により誤差が発生
するため、−Δ■電圧を検出したときの充電電流の積算
カウント値が第２のメモリ７の値に比べて７０％以上の
場合について、電池１の残容量値を１００％に補正する
ものである。このとき、出力回路８の出力も同時に１０
０％の出力に補正されるものである。

また、逆に−Δ■を検知したときは、すでに第２のメモ
リ７の値を越えていた場合は、第２のメモリ７の値を１
００％として設定するものである。この場合は、残容量
値の積算が前述の誤差要因のために、多いめに積算して
いた場合の誤差を補正するためのものである。この場合
は、充１！電流の積算を１００％以上しないように設定
しても、もちろん良い。これまでの動作をフロー図にし
た第２図に示す。

尚、本実施例では、−ΔＶを検出するのに残容量表示モ
ジュールＡ自身が電池電圧を測定しているが、充電器１
３が−ΔＶ制御をしていれば、充電器１３から−ΔＶ検
出時の信号が入力されるようにしても良い。

次に、本発明の要旨の部分について説明する。

電池電圧が低下していった場合の電池電圧の検知、Ａ／
Ｄ変換回路１４の動作について第３図により説明する。

上述の如く、電池１が放置状態、すなわち、充電も放電
もされていない状態になると、残容員表示モジュールＡ
は、入力回路１０にてこれを検知し、低消費電流モード
へ移行する。低消費電流モードでの残容量表示モジュー
ルＡの消費電流は、２００〜３００μＡ程度であり、電
池１にとっては負荷放電となる。長期の負荷放電による
電池１の劣化を防ぐために、Ａ／Ｄ変換回路１４により
デジタル値に変換された電池電圧が、所定レベル（電池
１個当たり１．ＯＶ）以下になると、演算回路５は、遮
断回路１６への出力をＨレベルからＬレベルにして、残
容量表示モジュールＡに入力される電源をカットする。

この遮断回路１６の動作により、電池１は殆ど自分自身
の自己放電のみの状態となり、劣化や液漏れの心配はな
くなる。

遮断回路１６の例を第４図に示す、この例では、スイッ
チ回路１６　ａとラッチ回路１６ｂより構成されている
ものである。遮断回路１６を動作させるのに適当な電圧
は、電池１の逆放電が発生しない程度の電圧であり５１
セル当たり０．８〜１、ＯＶ程度が適当である。

また、負荷が一時的にショートして電池電圧が低下した
場合に、残容量表示モジュールＡの電源をオフすると、
誤動作となるため、演算回路５は電源電圧の低下が所定
時間以上連続した場合につき、遮断回路１６を動作させ
るものである。電源電圧の連続低下時間は、負荷の一時
的なショートを考慮して、０．５砂量上程度が適当であ
る。

尚、上記の逆充電とは、電池の正負の極性を逆して充電
器に接続し、電流を負極から正極に強制的に流すことを
いう、ここでは、電池が消耗することにより、第４図に
示すように２個々の電池電圧にバラツキが発生し、電池
から電池へ逆極性で充電する状態をいう、第５図の場合
では、電池１ｂの電圧が低いために、他の電池から逆極
性で充電されることになる。

本実施例では、演算回路５にて電池電圧を検出し、遮断
回路１６を制御しているが、外部に電圧検出器（図示せ
ず）を有し、これにより、遮断回路１６を制御する構成
としても、もちろん良い。

また、−旦消託した電池１が充電されて電圧が上昇して
きた場合は、遮断回路１６内部又は電圧検出器（Ａ／Ｄ
変換回路１４）でリセットがかがり、再び通電が開始さ
れる。

［発明の効果］本発明は上述のように、電池電圧を検出する電圧検出手
段と、該電圧検出手段で電池電圧が所定レベル以下にな
った時に、電池から残容量表示装置への電源供給を遮断
する遮断回路とを設けたものであるから、電圧検出手段
で電池電圧が所定レベル以下になった時には、遮断回路
により、電池から残容量表示装置への電源供給を遮断す
るようにしていることで、残容量表示装置自身の消費電
流により電流を劣化させることがないという効果を奏す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１ｆｆｌは本発明の実施例のブロック図、第２図は同
上のフロー図、第３図は同上のフロー図、第４図は同上
の要部回路図、第５図は同上の説明図、第６図は本発明
の前提となるブロック図、第７図は同上の要部回路図で
ある。１は電池、５は演算回路、９は表示器、１４はＡ／Ｄ変
換回路、１６は遮断回路である。代理人　弁理士　石　１）長　七第２図第３図第４図第５図第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電池の充放電の電気量から電池の残容量を演算す
る演算回路と、該残容量を表示する表示器とを有する電
池の残容量表示装置において、電池電圧を検出する電圧
検出手段と、該電圧検出手段で電池電圧が所定レベル以
下になった時に、電池から残容量表示装置への電源供給
を遮断する遮断回路とを設けたことを特徴とする電池の
残容量表示装置。