JPH0681425B2

JPH0681425B2 - 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: JPH0681425B2
Application number: JP2087330A
Authority: JP
Inventors: ダブリュバウエルジョージ
Original assignee: Anton Bauer Inc
Current assignee: Anton Bauer Inc
Priority date: 1990-03-31
Filing date: 1990-03-31
Publication date: 1994-10-12
Anticipated expiration: 2009-10-12
Also published as: JPH03285522A

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、Lamels
on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イ
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
シテイ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、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イ
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プ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引き出す電
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、バツテリーの、充電器を、
確実に、モニターする前述の、バツテリーパツクを、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ずいて、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］図面を参照するにあたつて、異なる図面でも同じ要素は
同じ数字で表示してある。

第一図は、バツテリーパツク10と付属バツテリー充電器
11の単純化した概要図を、示したものである。バツテリ
ーパツクは、複数個の充電可能バツテリーセルで、一例
として、10ないし12のニッケル−カドミウムセルから構
成されている。このようなバツテリーセルの集合体は、
２アンペア時または、４アンペア時のキヤパシテイを持
つている。バツテリーパツク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12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、バッテリー端子とセル間に、直列に接続さ
れた抵抗20に電圧を発生あせる。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、0.02
5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20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から緩衡増幅器25を経て、CPU28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、測定した充放電電流にもとずく、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、CPU28は、
非機能的なライトスリープモードに入り得る型式で、パ
ワーは、CPU28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、ライトスリープモー
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。

CPU28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。

ライトスリープの間、パワーは、CPU外部のタイマー62
に供給され、周期的にCPU全体を、機能モードにウエイ
クアップさせ、バッテリーパラメータをモニターする。

たとえば、タイマー62は、250ミリ秒ごとに、CPUをウエ
イクアップさせ、充電または放電電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。

増幅器22が、放電の時は、CPUは、その前の250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、緩衡器25に入力する。同時に、CPU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23と65をオ
フにしている間に緩衡器25を入力させる。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衡器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衡器25に
入力する。ライトスリープ及び作動中の機能モードの
間、パワーはスイッチ68と緩衡増幅器69を経てCPUに供
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、ライトスリープと周期的な目ざ
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6
6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
プスリープモードに入る。ライトスリープ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、デープスリープの間は本質的にパ
ワーを消費しない。然し前に記した様に、デープスリー
プ間中データは不掃発性RAM60中に保持されている。

ライトスリープ及びディープスリープモードの間、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をディープスリープ又はライト
スリープ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プモードの時はCPU28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CPUの割り込み部83に２進“1"の記号を伝
送する。このため、もしライトスリープモードにある時
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
スリープ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。

ライトスリープモードから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CMOS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72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“1"のパルスを送
り、スイッチ68と緩衡器69を経てCPU28（もしディープ
スリープ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84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、ライトスリープモードにある時はCP
U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、CPUは入力部9
9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CPU28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102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ビットデータが
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ダを伝送
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緩衡器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.Bauer等による1987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Sokiraの19
85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てあ
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は更にツェナーダィオード132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1
30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13
0は重要である。

さらに、バッテリーパック10にはLCD棒グラフ140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
充電量を指示ディスプレイする。またCPU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
のフローチヤートを図示したものである。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62をスタ
ートさせ（ステップ202）、非機能的なライトスリープ
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204）。
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はライトスリープ又はディープスリープモー
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20
8）。

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202に戻りタ
イマーを再びスタートさせる。ステップ212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かの
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14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12
4を経て必要情報を伝送する（ステップ224）。

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124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23
0）。

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ディスプレイ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めてえておく（ステップ24
0）。そしてタイマー101をリセットする（ステップ24
1）。

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に記入してある様に、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、CPUはタイマ
ー62をスタートさせ再びライトスリープモードに入る。
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15
0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から緩衡器25とC
PU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、CPU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“1"パルスをANDゲート73に送る
２進“0"パルスがNAND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1
50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1
52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172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17
0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15
1にプラスのパルスを出力すると、スイッチ23は緩衡器2
5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CPUの182部からの２進“0"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、増幅期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1
84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、CPU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ANDゲート164へ、２進
“0"パルスをインバータゲート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222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
れることなく出来ると思われる。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、温度と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
計してある。

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、パックの
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】

【請求項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を出力する出力部
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、前記検知手段は、充電電流方向に正極端子を通じて電流
入力を検知するのに応じて、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と、を具え、前記電子手段は、正極端子を通じて充電電流の方向に入
力したパルスを検知してデータパルスに応じた特定のバ
ッテリーのパラメータデータを前記出力部に伝送するこ
とに対応することを特徴とするバッテリーシステム。
【請求項２】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を出力する出力部
と、バッテリーのパラメータを蓄えておくメモリー手段
とを具え、前記検知手段は、充電電流方向に正極端子を通じて電流
入力を検知するのに応じて、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と、を有し、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。
【請求項３】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を出力する出力部
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、を具え前記検知手段は、充電電流方向に正極端子を通じて電流
入力を検知するのに応じて、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と、を有する一方、この検知手段は、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。
【請求項４】請求項３において、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。
【請求項５】請求項１において、更に、正極端子とバッテリーセルに相当量の充電電流と
データパルスデータ電流を通すためバッテリーパックの
正負極端子に取りはずしできるように結合する手段を含
んだバッテリー充電器を備えていることを特徴とするバ
ッテリーシステム。
【請求項６】請求項５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相当量の充電電流
の導入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。
【請求項７】請求項１において、データパルスは、バッ
テリーセルの充電状態を現す電子手段によってバッテリ
ーパラメータの伝送を始めることを特徴とするバッテリ
ーシステム。
【請求項８】充電状態の複数個のバッテリーセルで、バッテリーセルを通して流れる電流を検知する手段と、バッテリーセルからパワーを受け、バッテリーセルに流
れる電流量に基づきバッテリーセルの充電状態を決める
比較的パワー消費の大きなモードで機能する前記検知手
段に結合したプロセッサ手段と、バッテリーの充電時に時々通過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比較的高パワー消費モ
ードの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。
【請求項９】請求項８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。
【請求項１０】請求項８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。
【請求項１１】請求項８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。
【請求項１２】請求項８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。
【請求項１３】請求項８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。
【請求項１４】請求項13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
特徴とするバッテリーパック。
【請求項１５】請求項14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、バッテリーセルと、バッテリーパックの正極および負極
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ていて、その
出力が前記の移行させる第１の手段の入力に結合されて
いる増幅器を含んだ検知手段とからなることを特徴とす
るバッテリーパック。
【請求項１６】請求項８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
るバッテリーパック。
【請求項１７】請求項８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。
【請求項１８】請求項８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。
【請求項１９】請求項15において、前記プロセッサ手段
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指示する
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。
【請求項２０】バッテリーとバッテリーパラメータをモ
ニターする、電子回路を含むバッテリーパックと充電器
と、電子回路によってパワー消費を最小限におさえる方
法からなるバッテリーシステムで、充放電状態が同時に
起こる、バッテリーと電子回路を含むバッテリーパック
を備え、バッテリーに充電電流を供給するための充電器が、バッ
テリーパックに接続されており、バッテリーパック内で、バッテリーと直列に抵抗が接続
されており、バッテリーへ流入する充電電流または流出
する放電電流を現す電圧降下が発生し、予め定めた時間
内に、充電または放電のいずれかの動きもないときは、
電子回路は第１部分が“ライトスリープモード”（軽睡
眠モード）に入り、電子回路の第１部分によって検知または計算されたバッ
テリーのパラメータデータを記憶しておくための不揮発
性メモリーを備え、電子回路の第１部分がライトスリープモードにある間、
回路の第２部分にあるタイマーにパワーを供給し、タイマーが周期的に第１部分を“ウエイクアツプ”（目
ざめ）させ、電子回路の第１部分で、ウエイクアツプモードの間に充
放電のどちらの状態にあるかを検知し、この間に他のパ
ラメータデータを読み取り、計算し、これらのデータを
不揮発性メモリーに記憶し、タイマーによる次のウエイ
クアツプを準備して、再びライトスリープモードに入
り、しきい値以上の充電、または放電の活動度が検知される
かまたは、バッテリー電圧が予定値以下に降下するま
で、ライトスロープと周期的なウエイクアツプのサイク
ルを繰り返し、前記の状態になったときは回路の第１部
分が完全な機能モードに入ることを特徴とするバッテリ
ーシステム。
【請求項２１】請求項20において、バッテリーのパラメータデータには、バッテリーの放電
サイクルおよび温度の様なデータが含まれていることを
特徴とするバッテリーシステム。
【請求項２２】請求項20において更に、バッテリーパッ
クには出力部が備わっており、検知した充電電流に応じ
て充電器に記憶していたパラメータデータを伝送するこ
とを特徴とするバッテリーシステム。
【請求項２３】請求項22において、バッテリーは一連のセル列を含み、更にセルの部分的な
電圧を検知することを特徴とするバッテリーシステム。
【請求項２４】請求項20において更に、ウエイクモード
時に電子回路の第１部分で種々のバッテリーパラメータ
を連続して読み取ることを特徴とするバッテリーシステ
ム。
【請求項２５】請求項20において更に、バッテリー充電
器からバッテリーパックへバッテリーに充電電流を供給
するのに使用される少なくとも１ケの端子を経て電流パ
ルスの形で符号化された信号を伝送することを特徴とす
るバッテリーシステム。
【請求項２６】請求項25において、符号化信号は電子回路から特定のパラメータデータを求
めるのに使用されるのを特徴とするバッテリーシステ
ム。
【請求項２７】請求項20において更に、バッテリーパッ
ク内に伝送リンクを備え、出力部で伝送して、バッテリ
ー充電器から符号化信号を受け、電子回路に供給し出力
部にデータを引き出すことを特徴とするバッテリーシス
テム。
【請求項２８】請求項20において更に、バッテリー中の
残存充電量を示すアナログ出力を備えていることを特徴
とするバッテリーシステム。
【請求項２９】請求項28において、アナログ出力は目視できるディスプレイの型式であるこ
とを特徴とするバッテリーシステム。