JPH07120536B2 - 電池残量認識装置 - Google Patents

電池残量認識装置

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JPH07120536B2
JPH07120536B2 JP1082866A JP8286689A JPH07120536B2 JP H07120536 B2 JPH07120536 B2 JP H07120536B2 JP 1082866 A JP1082866 A JP 1082866A JP 8286689 A JP8286689 A JP 8286689A JP H07120536 B2 JPH07120536 B2 JP H07120536B2
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    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/48Accumulators combined with arrangements for measuring, testing or indicating the condition of cells, e.g. the level or density of the electrolyte
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    • Y10S320/19Charger status, e.g. voltmeter

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】
この発明は電池を使用する携帯用無線機,OA機器等の電
子機器において、その電池残量の認識を行なう電池残量
認識装置に関するものである。
【従来の技術】
従来の電池残量認識装置は、電池残量を直接読み取るも
の、あるいは、電池の使用時間をタイマで積算して消費
電力から電池残量を求めるものがあった。
【発明が解決しようとする課題】
従来の電池残量認識装置は以上のように構成されている
ので、周囲温度や負荷の条件によって電池電圧が変動
し、電池残量を正確に認識することができないという問
題点があった。 また、温度による補正をするものとして特開昭60−2180
77号公報があるが、これは20℃の周囲基準温度と現周囲
温度との差を使って補正係数を出すものであって、温度
変化に対する補正がラフで正確な残量が求められない等
の問題点があった。 この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、周囲温度や負荷に影響されることなく、任意
の時点における電池残量を正確に認識することのできる
電池残量認識装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
この発明に係る電池残量認識装置は、電池の電圧情報お
よび該電池の周囲温度情報をディジタル信号に変換する
A/D変換器と、前記電圧情報を負荷情報により補正する
とともに予めメモリに記憶された放電特性データの中か
ら前記周囲温度情報に適合するデータを読み出し、該デ
ータと補正後の上記電圧情報を比較し、該比較結果から
電池残量を算出する中央制御回路とを具備したものであ
る。
【作用】
この発明における電池残量認識装置は、電池の電圧情報
および電池の周囲温度情報をA/D変換器を介してマイク
ロプロセッサに入力し、このマイクロプロセッサで上記
電圧情報を負荷情報により補正するとともに予め記憶さ
れた電池の放電特性データの中から上記周囲温度情報に
適合するデータを読み出し、このデータと上記補正後の
電圧情報を比較し、該比較結果から電池残量を算出する
ことにより、周囲温度や負荷に影響されることなく、任
意の時点における電池残量を正確に認識することができ
る。
【実施例】
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
図において、1は電子機器(図示せず)に着脱自在に接
続される例えばNiCdの2次電池(以下、電池と略称す
る)、2は電子機器の内部回路を示す負荷、3は電池1
と負荷2の間に接続された電子スイッチ、4は電池1に
物理的に近接して配設された温度センサ、5は電池1お
よび温度センサ4の出力をA/D(アナログ/ディジタ
ル)変換するA/D変換器であり、このA/D変換器5は電池
1の出力および温度センサ4の出力を切替えるアナログ
・スイッチ部5aと、このアナログ・スイッチ部5aに接続
されてA/D変換を行なうA/D変換部5bとで構成されてい
る。 6はA/D変換器5との間でデータのやりとりを行なうと
ともに電子スイッチ3を制御するマイクロプロセッサで
あり、このマイクロプロセッサ6には電子機器の通常動
作のためのプログラムおよび電池の放電特性データが記
憶された不揮発性メモリ(以下、メモリと略称する)7
と電池残量を表示する表示器8が接続されている。 第2図はNiCdの2次電池の10℃おきの各温度における放
電容量−電池電圧特性を示す。第2図中、電池電圧は負
荷なしの開放時の電圧であり、放電容量を10%おきにプ
ロットしたのが線上に○印で示してある。 また、下表は上記第2図の特性を各温度および10%おき
の放電容量に対応する電池電圧のA/D変換値(VNM)をマ
トリクス形式にて表わしたものであり、第1図中のメモ
リ7内の特定のアドレス空間内に上記マトリクス形式の
電圧データが記憶されている。図示例の場合、10×10個
のデータとなっている。この表のデータを電池の放電特
性データと呼ぶ。 次に上記実施例の動作を第3図のフローチャート図に基
いて説明する。まず、マイクロプロセッサ6は電池電圧
を測定するように、A/D変換器5のアナログ・スイッチ
部5aを制御し(ステップST1)、引き続きA/D変換するよ
うにA/D変換部5bを制御して、A/D変換されたデータ値を
読み込む(ステップST2)。 このデータ値をV0とすると、この時点で電子スイッチ3
の制御状況を判断し(ステップST3)、ONとなっている
場合については負荷による電圧ドロップを補正するため
の式により補正電圧V1を求める(ステップST4)。ここ
で、Rは負荷抵抗、rは電池内部抵抗である。ここでR
は一定値として扱ってもよいが、V0と、図示しない電流
センサによって検出される負荷電流Iとから、R=V0/I
としても求められることは公知であるので説明を省略す
る。又、rは一般にRに比して十分小さい値であって、
一定値として取り扱っても大差はないことは公知であ
る。(R+r)/Rを負荷情報と呼ぶ。このように、補正
することは次のような理由による。つまり、電池電圧は
電池内部抵抗によって変化する。例えば電池内部抵抗が
0.1Ωであったとすると、負荷2の抵抗が1000Ωであれ
ば、V1=1.000V0とほとんど変わらないが、抵抗が0.1Ω
だとV1=2V0と大きく異なるため、この電池内部抵抗の
影響を受けないように上式を用いて補正するものであ
る。電子スイッチ3がOFFの場合はそのままV1=V0とす
る(ステップST5)。 次に上記と同様の方法により、温度センサ4の出力を測
定する(ステップST6)。この測定データをTとする
と、この測定データTとメモリ7に記憶された前記表に
おける記憶データT1,T2,T3……と逐次比較することで最
も測定データTに近い記憶データTNを検索する(ステッ
プST7〜ST11)。温度TNを周囲温度情報と呼ぶ。 この結果、測定データ、T記憶データTNとなり、表上
の記憶データTNに対応する電池電圧データVN0〜VN9をメ
モリ7から読み込む(ステップST12)。この読み込んだ
データと上記の補正後の測定電圧V1とを逐次比較してV
NMを検索する。 この結果、得られた放電容量Mは、ここでは、M×10
(%)とすることで、そのまま、放電容量として求まる
(ステップST13〜ST16)。これを残量表示として表わす
には100−M×10(%)とすればよい。 ここで、1例を示すと、第2図において、例えばT−
30℃のとき、−30℃の線上でV1となるポイントを×印で
示す。 上記の電圧逐次比較により、電圧値はV02となり、この
ときの放電容量は20%となり、残量は80%であることが
わかる。 その後、マイクロプロセッサ6は上記の如くして求めた
電池残量を、数値またはバーグラフ等により表示器8に
表示させる。 上記の電池残量認識および表示の動作は一定時間毎に更
新して行なってもよいし、ユーザーが特定の操作をした
時、例えば通常の電子機器の動作のためのプログラム動
作中に割り込み制御を行ない、その割り込みの都度、マ
イクロプロセッサ10を電池残量認識・表示モードとして
も良い。 また、ここでは、温度パラメータ10個、放電容量パラメ
ータ10個の計10×10=100個の電圧データを用いたが、
さらに精度を上げて例えば5℃間隔で−30〜+55℃で20
個の温度パラメータと、5%毎の放電容量パラメータ20
個により計20×20=400個の電圧データを用いれば、温
度に対しても負荷に対しても倍の精度により測定が可能
となる。 第4図は電池1とメモリ7がケース9内に一体化され、
負荷2としての電子機器に着脱自在とした実施例であ
り、この実施例によれば、電池1の種類に応じた放電特
性データをメモリ7に記憶しておくことにより、電子機
器に対しては種々の電池1を交換自在に使用することが
できる。 第5図は電池1に対し複数個の負荷2a〜2cをそれぞれ独
立した専用の電子スイッチ3a〜3cを介して並列に接続し
た実施例であり、この場合、全ての電子スイッチ3a〜3c
はマイクロプロセッサ6により制御される。従って、マ
イクロプロセッサ6は常時、制御した電子スイッチ3a〜
3cに基づいて総合負荷を認識することができ、電池電圧
を補正することができる。 第6図はマイクロプロセッサ6を制御するプログラムを
記憶したメモリ7aと放電特性データを記憶したメモリ7b
をそれぞれ別個独立に設けた実施例である。この場合、
メモリ7bはデータの書き込みおよび読み出しを可能と
し、マイクロプロセッサ6を介して外部からデータを書
き込むようにすれば、例えば電池1の種類変更に応じて
放電特性データの変更を容易に対処できるものである。 なお、第4図〜第6図の実施例におけるA/D変換器5は
詳細図を省略したが、前記第1図実施例に示すA/D変換
器と同様に、アナログ・スイッチ部5aとA/D変換部5bと
からなるものである。
【発明の効果】
以上のように、請求項1に記載の発明によれば、各温度
および一定%おきの放電容量に対応する各温度における
電池電圧のA/D変換値をマトリクス形式で表す放電特性
データを記憶したメモリと、電池の電圧情報および該電
池の周囲温度情報をディジタル信号に変換するA/D変換
器とを備え、マイクロプロセッサにより前記A/D変換器
の出力である前記電圧情報を負荷情報により電池内部抵
抗の影響を受けないように補正するとともに前記メモリ
に記憶された放電特性データから前記周囲温度に最も近
い温度に対する前記電池電圧のA/D変換値を検索し該検
索した電池電圧のA/D変換値と補正後の前記電圧情報を
逐次比較し該比較結果から電池残量を算出するように構
成したので、正確に電池残量認識を行うことができると
いう効果がある。 また、請求項2に記載の発明によれば、電池の放電特性
データを記憶したメモリと電池とを、電子機器に着脱自
在に取り付けられた一つのケース内に収容して構成した
ので、電子機器に対して種々の電池を交換自在に使用す
ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例による電池残量認識装置を
示すブロック図、第2図は電池電圧の放電特性図、第3
図は第1図装置の動作を説明するフローチャート図、第
4図,第5図,第6図はこの発明の他の実施例による電
池残量認識装置を示すブロック図である。 1は電池、5はA/D変換器、6はマイクロプロセッサ、
7はメモリ、8は表示器。 なお、図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】各温度および一定%おきの放電容量に対応
    する各温度における電池電圧のA/D変換値をマトリクス
    形式で表す放電特性データを記憶したメモリと、電池の
    電圧情報および該電池の周囲温度情報をディジタル信号
    に変換するA/D変換器と、このA/D変換器の出力である前
    記電圧情報を負荷情報により電池内部抵抗の影響を受け
    ないように補正するとともに前記メモリに記憶された放
    電特性データから前記周囲温度に最も近い温度に対する
    前記電池電圧のA/D変換値を検索し該検索した電池電圧
    のA/D変換値と補正後の前記電圧情報を逐次比較し該比
    較結果から電池残量を算出するマイクロプロセッサとを
    備えた電池残量認識装置。
  2. 【請求項2】電池の放電特性データを記憶したメモリと
    電池とが、電子機器に着脱自在に取り付けられた一つの
    ケース内に収納されていることを特徴とする請求項
    (1)記載の電池残量認識装置。
JP1082866A 1989-03-31 1989-03-31 電池残量認識装置 Expired - Lifetime JPH07120536B2 (ja)

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