JPH0652902A - 充電完了信号出力付電池パック - Google Patents
充電完了信号出力付電池パックInfo
- Publication number
- JPH0652902A JPH0652902A JP4220643A JP22064392A JPH0652902A JP H0652902 A JPH0652902 A JP H0652902A JP 4220643 A JP4220643 A JP 4220643A JP 22064392 A JP22064392 A JP 22064392A JP H0652902 A JPH0652902 A JP H0652902A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- charging
- discharged
- battery pack
- charge completion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電池の種類、容量、セル数、形状にかかわら
ず専用充電器１台で充電することができる充電完了信号
出力付電池パックを提供する。 【構成】 １個または複数個の単電池から構成される電
池パックの中に、充放電電流を測定する電流測定回路
と、電池パックの電圧を測定する電圧測定回路と、電池
パックの温度を測定する温度測定回路と、電流、電圧、
温度の測定結果を用いて電池パックの充電状態を演算処
理する回路と、演算処理した結果を電池パック外部に出
力する回路により構成される充電完了信号出力付電池パ
ック。
ず専用充電器１台で充電することができる充電完了信号
出力付電池パックを提供する。 【構成】 １個または複数個の単電池から構成される電
池パックの中に、充放電電流を測定する電流測定回路
と、電池パックの電圧を測定する電圧測定回路と、電池
パックの温度を測定する温度測定回路と、電流、電圧、
温度の測定結果を用いて電池パックの充電状態を演算処
理する回路と、演算処理した結果を電池パック外部に出
力する回路により構成される充電完了信号出力付電池パ
ック。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電池パックに関する。
【０００２】
【従来の技術とその課題】従来、電池を充電しようとす
るとき、鉛電池とＮi-Ｃd 電池とのように電池の種類が
異なる場合、液式電池と密閉形のゲル式電池のように同
じ鉛電池であっても電池構成が異なる場合、角形セルと
円筒形セルのように同じＮi-Ｃd 電池であっても極板の
形状が異なる場合、電池の種類が同じであっても電池パ
ック内のセル数が違ったりする場合など、電池パックに
したときの構成、極板形状、セル数などが異なると、そ
のそれぞれに対応した個別の充電器を用意する必要があ
った。
るとき、鉛電池とＮi-Ｃd 電池とのように電池の種類が
異なる場合、液式電池と密閉形のゲル式電池のように同
じ鉛電池であっても電池構成が異なる場合、角形セルと
円筒形セルのように同じＮi-Ｃd 電池であっても極板の
形状が異なる場合、電池の種類が同じであっても電池パ
ック内のセル数が違ったりする場合など、電池パックに
したときの構成、極板形状、セル数などが異なると、そ
のそれぞれに対応した個別の充電器を用意する必要があ
った。
【０００３】電池パックの種類別に充電器を用意しなけ
ればならない理由は、電池パックの構成が上記のように
異なると充電制御方法がそれぞれについて変わるからで
ある。
ればならない理由は、電池パックの構成が上記のように
異なると充電制御方法がそれぞれについて変わるからで
ある。
【０００４】電池構成別の充電制御方法の概略について
述べると、密閉式鉛電池を充電する場合は定電圧定電流
充電が基本であり、タイマにより一定時間後に充電を終
了する方法、あるいは充電終期に電池電圧が上昇して電
流漸減することを検出して二段目の低い定電圧値に変更
する方法などが採用されている。また、角形のＮi-Ｃd
電池を充電する場合は定電流充電し、タイマにより一定
時間後に充電を終了する方法、あるいは充電電圧を監視
して電圧のピーク値を記憶し、そのピーク値から一定電
圧（−△Ｖ）低下したときに充電を終了する方法などが
採用されている。
述べると、密閉式鉛電池を充電する場合は定電圧定電流
充電が基本であり、タイマにより一定時間後に充電を終
了する方法、あるいは充電終期に電池電圧が上昇して電
流漸減することを検出して二段目の低い定電圧値に変更
する方法などが採用されている。また、角形のＮi-Ｃd
電池を充電する場合は定電流充電し、タイマにより一定
時間後に充電を終了する方法、あるいは充電電圧を監視
して電圧のピーク値を記憶し、そのピーク値から一定電
圧（−△Ｖ）低下したときに充電を終了する方法などが
採用されている。
【０００５】このように、電池を充電する場合、電池の
充電特性を利用して充電するのが通例であり、さらに充
電時間の長短に応じて他の充電制御を付加して行ってい
る。
充電特性を利用して充電するのが通例であり、さらに充
電時間の長短に応じて他の充電制御を付加して行ってい
る。
【０００６】また、本発明の構成と類似した電池パック
として、残存容量表示付の電池パックが存在するが、電
池パックに付加した回路が達成しようとする目的が全く
異なっている。従来の残存容量表示付の電池パックは、
電池パックの充電状態を表示することを目的とし、その
ために電流、電圧、温度を測定して、結果を演算処理し
てＬＥＤや液晶パネルに表示させているにすぎない。
として、残存容量表示付の電池パックが存在するが、電
池パックに付加した回路が達成しようとする目的が全く
異なっている。従来の残存容量表示付の電池パックは、
電池パックの充電状態を表示することを目的とし、その
ために電流、電圧、温度を測定して、結果を演算処理し
てＬＥＤや液晶パネルに表示させているにすぎない。
【０００７】したがって、従来の電池パック演算処理の
目的は、電池の保有する残存容量の状態を電池パックの
ケース表面または電池パックに接続される機器の表示部
に表示することだけが目的であり、演算処理した結果を
充電制御に用いなかった。
目的は、電池の保有する残存容量の状態を電池パックの
ケース表面または電池パックに接続される機器の表示部
に表示することだけが目的であり、演算処理した結果を
充電制御に用いなかった。
【０００８】ＡＶ（オーディオ・ビジュアル）機器、Ｈ
ＨＴ（ハンド・ヘルド・ターミナル）機器、コードレス
電話機、携帯電話機、電動工具等の電化製品のコードレ
ス化が進み、いまや多種多様に電池パックが使用される
ようになっている。そして電池パックの数が増えると共
に充電器の数や種類も同じ数量が必要になっている。つ
まり、電池パック容量、セル数、外径寸法、種類等は機
器メーカの意向により決まり、デザインや重量などを考
慮して決定されることが常である。電池パックは使用さ
れる機器の商品価値観によるところが大であるので致し
方ないともいえる。
ＨＴ（ハンド・ヘルド・ターミナル）機器、コードレス
電話機、携帯電話機、電動工具等の電化製品のコードレ
ス化が進み、いまや多種多様に電池パックが使用される
ようになっている。そして電池パックの数が増えると共
に充電器の数や種類も同じ数量が必要になっている。つ
まり、電池パック容量、セル数、外径寸法、種類等は機
器メーカの意向により決まり、デザインや重量などを考
慮して決定されることが常である。電池パックは使用さ
れる機器の商品価値観によるところが大であるので致し
方ないともいえる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも充
電器だけでも共用化できないかというところに着目し、
電池パックの中で演算処理をし、充電中の電池パックよ
り充電完了信号を充電器の制御部に出力することによっ
て充電を停止しようとするものであり、電池パックの中
に、電池に流れる電流値を測定する電流検出手段と、電
池パックの温度を検出する手段と、電池パックの電圧を
検出する手段と、電流、温度、電圧の各検出した値を使
用して電池の充電状態を求める演算処理手段と演算処理
した結果を出力する回路から構成される充電完了信号出
力付電池パックである。
電器だけでも共用化できないかというところに着目し、
電池パックの中で演算処理をし、充電中の電池パックよ
り充電完了信号を充電器の制御部に出力することによっ
て充電を停止しようとするものであり、電池パックの中
に、電池に流れる電流値を測定する電流検出手段と、電
池パックの温度を検出する手段と、電池パックの電圧を
検出する手段と、電流、温度、電圧の各検出した値を使
用して電池の充電状態を求める演算処理手段と演算処理
した結果を出力する回路から構成される充電完了信号出
力付電池パックである。
【００１０】
【実施例】図１は本発明電池パックの一実施例を示す回
路構成図である。図において１は電池セルで５セルから
なり、２は電流を測定するための分流器、３はサーミス
タなどの温度センサーからなる温度測定回路、４は電池
パック電圧を分圧して測定するための分圧抵抗、５はサ
ーモスタット、６は分流器２の出力を絶対値増幅する回
路、８はＡ／Ｄ変換するときの基準電圧、９はマイコン
を使用した演算処理回路、７は演算処理を行った結果を
出力するトランジスタスイッチである。
路構成図である。図において１は電池セルで５セルから
なり、２は電流を測定するための分流器、３はサーミス
タなどの温度センサーからなる温度測定回路、４は電池
パック電圧を分圧して測定するための分圧抵抗、５はサ
ーモスタット、６は分流器２の出力を絶対値増幅する回
路、８はＡ／Ｄ変換するときの基準電圧、９はマイコン
を使用した演算処理回路、７は演算処理を行った結果を
出力するトランジスタスイッチである。
【００１１】あとどれだけ電池から放電することができ
るか、といった残存容量を知るために次に示すような多
数の要因から経験的に求めている。要因として、電池か
らどれだけ放電したかの放電電気量、充電も放電もして
いない放置期間中の自己放電量、電池の充放電が化学反
応そのものであるので化学反応の温度依存性による容量
変化、放電電流の大きさすなわち放電率によって変わる
容量変化、寿命サイクルの進行と共に容量が増減する経
時変化などが挙げられる。これらの要因は、電池の残存
容量を求めるときには重要な要因である。しかし、電池
を充電する場合にはこれらの要因のすべてを考慮する必
要はなく、別の要因を考慮する必要がある。
るか、といった残存容量を知るために次に示すような多
数の要因から経験的に求めている。要因として、電池か
らどれだけ放電したかの放電電気量、充電も放電もして
いない放置期間中の自己放電量、電池の充放電が化学反
応そのものであるので化学反応の温度依存性による容量
変化、放電電流の大きさすなわち放電率によって変わる
容量変化、寿命サイクルの進行と共に容量が増減する経
時変化などが挙げられる。これらの要因は、電池の残存
容量を求めるときには重要な要因である。しかし、電池
を充電する場合にはこれらの要因のすべてを考慮する必
要はなく、別の要因を考慮する必要がある。
【００１２】電池に充電される充電量は、電池に通電し
た電流値に充電効率という係数を掛けたものを積算した
電気量に相当する。この充電効率は充電状態に応じて変
化し、電池温度にも依存する。通常、充電状態が余り進
んでいないときの充電効率は１００％近いが、満充電状
態に近づくにしたがって悪くなる。また、充電効率の温
度依存性については、常温付近が一番良くて、高温でも
低温でも悪くなる。
た電流値に充電効率という係数を掛けたものを積算した
電気量に相当する。この充電効率は充電状態に応じて変
化し、電池温度にも依存する。通常、充電状態が余り進
んでいないときの充電効率は１００％近いが、満充電状
態に近づくにしたがって悪くなる。また、充電効率の温
度依存性については、常温付近が一番良くて、高温でも
低温でも悪くなる。
【００１３】本発明は、自己放電量と、負荷に流れた放
電電気量とを合算した総放電電気量に対し、その１以上
の係数を掛けた充電電気量が入ったとき、あるいは電池
電圧の値から充電が完了していると判断できるとき、あ
るいは電池温度の変化より同じく充電が完了していると
判断できるときに、充電完了信号を出力するようにした
ものである。
電電気量とを合算した総放電電気量に対し、その１以上
の係数を掛けた充電電気量が入ったとき、あるいは電池
電圧の値から充電が完了していると判断できるとき、あ
るいは電池温度の変化より同じく充電が完了していると
判断できるときに、充電完了信号を出力するようにした
ものである。
【００１４】放電量や充電量の積算は、分流器２で電池
に流れる電流の大きさと流れる方向を測定し、演算回路
９で充電側に積算したり放電側に積算したりする。
に流れる電流の大きさと流れる方向を測定し、演算回路
９で充電側に積算したり放電側に積算したりする。
【００１５】演算回路９では分流器２からの出力を絶対
値増幅しＡ／Ｄ変換してマイコン内部にデジタル値とし
て取り込むと同時に、絶対値増幅する前の分流器２の電
圧極性を取り込む。分流器２の電圧極性がプラス側の場
合に充電と定義すると、マイナス側は放電ということに
なる。
値増幅しＡ／Ｄ変換してマイコン内部にデジタル値とし
て取り込むと同時に、絶対値増幅する前の分流器２の電
圧極性を取り込む。分流器２の電圧極性がプラス側の場
合に充電と定義すると、マイナス側は放電ということに
なる。
【００１６】いま、電池容量を1000mAh とし、充電終了
後４日間経ち１日当たりの自己放電量を１％であるとし
て、200mA で４時間放電したとすると、800mAhの放電量
と、４％の自己放電量を合算したものが総放電量という
ことになる。
後４日間経ち１日当たりの自己放電量を１％であるとし
て、200mA で４時間放電したとすると、800mAhの放電量
と、４％の自己放電量を合算したものが総放電量という
ことになる。
【００１７】 ８００÷１０００×１００＋１×４＝８４％ 充電する場合は、この総放電量に対して１．２倍の充電
量が入ったときに充電完了信号を出力するようにする。
量が入ったときに充電完了信号を出力するようにする。
【００１８】また、充電電圧から充電完了時期を知る方
法として、ある電圧に達してから一定時間後に終了する
とか、−△Ｖを検出すれば終了するといった通常の充電
器で行っているような充電完了判定方法などが利用でき
る。
法として、ある電圧に達してから一定時間後に終了する
とか、−△Ｖを検出すれば終了するといった通常の充電
器で行っているような充電完了判定方法などが利用でき
る。
【００１９】さらに、電池温度から充電完了時期を知る
方法として、充電末期に電池が発熱し電池温度が急上昇
する特性を利用して行うことができる。
方法として、充電末期に電池が発熱し電池温度が急上昇
する特性を利用して行うことができる。
【００２０】これらの充電完了時期がマイコンの演算結
果より求まると、マイコンの出力ポートにトランジスタ
スイッチを接続することにより、充電完了信号を電池パ
ック外部に出力することができる。
果より求まると、マイコンの出力ポートにトランジスタ
スイッチを接続することにより、充電完了信号を電池パ
ック外部に出力することができる。
【００２１】この電池パックと組合せて使用される充電
器に備えていなければならない機能は、電池パックから
充電完了信号が出力されてそれが充電器に入力されると
充電を停止する機能である。
器に備えていなければならない機能は、電池パックから
充電完了信号が出力されてそれが充電器に入力されると
充電を停止する機能である。
【００２２】本説明で充電完了時期の検知方法として電
気量、電圧、温度の３種類を独立して検知する方法を説
明したが、電気量や電圧の検知には温度補正をするのが
通例であるのでこれらを複合して行う方法もある。ま
た、これら３種類のすべてを組合わさなければできない
ことでもないことを付言する。
気量、電圧、温度の３種類を独立して検知する方法を説
明したが、電気量や電圧の検知には温度補正をするのが
通例であるのでこれらを複合して行う方法もある。ま
た、これら３種類のすべてを組合わさなければできない
ことでもないことを付言する。
【００２３】
【発明の効果】本発明の電池パックであれば電池の種
類、容量、セル数、形状にかかわらず専用充電器１台で
充電することができ、一般消費者の無駄な出費を無く
し、省資源に役立つ。
類、容量、セル数、形状にかかわらず専用充電器１台で
充電することができ、一般消費者の無駄な出費を無く
し、省資源に役立つ。
【図１】本発明電池パックの一実施例を示す回路構成図
１ 電池セル ２ 分流器 ３ 温度測定回路 ４ 分圧抵抗 ５ サーモスタット ６ 増幅回路 ７ トランジスタスイッチ ８ 基準電圧 ９ 演算処理回路
Claims (1)
- 【請求項１】 １個または複数個の単電池を直列接続ま
たは並列接続して構成される電池パックの中に、充放電
電流を測定する電流測定回路と、電池パックの電圧を測
定する電圧測定回路と、電池パックの温度を測定する温
度測定回路と、電流、電圧、温度の測定結果を用いて電
池パックの充電状態を演算処理する回路と、演算処理し
た結果を電池パック外部に出力する回路により構成され
る充電完了信号出力付電池パック。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4220643A JPH0652902A (ja) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | 充電完了信号出力付電池パック |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4220643A JPH0652902A (ja) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | 充電完了信号出力付電池パック |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0652902A true JPH0652902A (ja) | 1994-02-25 |
Family
ID=16754187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4220643A Pending JPH0652902A (ja) | 1992-07-27 | 1992-07-27 | 充電完了信号出力付電池パック |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0652902A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4847707A (en) * | 1985-11-08 | 1989-07-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Rotary head type reproducing apparatus with crosstalk reduction |
| US5994874A (en) * | 1997-05-13 | 1999-11-30 | Nec Corporation | Battery charging system with battery pack of different charging voltages using common a battery charger |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03285522A (ja) * | 1990-03-31 | 1991-12-16 | Anton Bauer Inc | 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 |
-
1992
- 1992-07-27 JP JP4220643A patent/JPH0652902A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03285522A (ja) * | 1990-03-31 | 1991-12-16 | Anton Bauer Inc | 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 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4847707A (en) * | 1985-11-08 | 1989-07-11 | Canon Kabushiki Kaisha | Rotary head type reproducing apparatus with crosstalk reduction |
| US5994874A (en) * | 1997-05-13 | 1999-11-30 | Nec Corporation | Battery charging system with battery pack of different charging voltages using common a battery charger |
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