JPH07218607A - 電池寿命検知装置 - Google Patents
電池寿命検知装置Info
- Publication number
- JPH07218607A JPH07218607A JP6011051A JP1105194A JPH07218607A JP H07218607 A JPH07218607 A JP H07218607A JP 6011051 A JP6011051 A JP 6011051A JP 1105194 A JP1105194 A JP 1105194A JP H07218607 A JPH07218607 A JP H07218607A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- voltage
- battery
- detecting
- cell
- life
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電池の放電を行うことなく、また簡単な回路
構成によって複数の直列セルから構成された電池の寿命
を確実に検知できる電池寿命検知装置を提供すること。 【構成】Ｎｉ−Ｃｄ電池５の電圧を電池１セル相当の電
圧に分圧した電圧と、基準セル５１の電圧を比較し、そ
の結果を出力１１に出す比較回路１０と、基準セル５１
の電圧と、基準電源９より供給される基準電圧を比較
し、その結果を出力１１に出すコンパレータ８とから構
成する。電池５が寿命になった場合、電池１セル相当に
分圧した電圧は電池１セルの電圧より低くなるので、こ
の電圧の差により電池の寿命検知ができる。また、比較
に用いる電池１セル５１が寿命になった場合について
も、同様に電圧が下がってくるので、この電圧を基準電
圧と比較することにより、この電池１セル５１の寿命検
知もできる。
構成によって複数の直列セルから構成された電池の寿命
を確実に検知できる電池寿命検知装置を提供すること。 【構成】Ｎｉ−Ｃｄ電池５の電圧を電池１セル相当の電
圧に分圧した電圧と、基準セル５１の電圧を比較し、そ
の結果を出力１１に出す比較回路１０と、基準セル５１
の電圧と、基準電源９より供給される基準電圧を比較
し、その結果を出力１１に出すコンパレータ８とから構
成する。電池５が寿命になった場合、電池１セル相当に
分圧した電圧は電池１セルの電圧より低くなるので、こ
の電圧の差により電池の寿命検知ができる。また、比較
に用いる電池１セル５１が寿命になった場合について
も、同様に電圧が下がってくるので、この電圧を基準電
圧と比較することにより、この電池１セル５１の寿命検
知もできる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ポータブルタイプの情
報処理装置などの電源、または電源オフ時や停電時のメ
モリバックアップなどに用いられる電池、特にＮｉ−Ｃ
ｄ電池などの充電ができる二次電池の寿命検知装置に関
する。
報処理装置などの電源、または電源オフ時や停電時のメ
モリバックアップなどに用いられる電池、特にＮｉ−Ｃ
ｄ電池などの充電ができる二次電池の寿命検知装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子回路技術が急速に発展し回路
の省電力化が進むと共に、ポータブルタイプの情報処理
装置などの２電源方式が増えてきている。オフィス内で
はＡＣ電源で使用し、車や電車の中では電池で使用する
というものである。このようなことから装置には充電可
能な、複数の直列セルで構成された二次電池が内蔵さ
れ、それを充電する充電回路，電池の残量検知回路，お
よび電池の寿命検知回路などを付加する必要性がでてき
た。その中でも電池の寿命検知については、その代表的
な検知方法として、充電と放電の量を常に監視して、初
期の状態に対する放電の量で判断する方法や、ある一定
量の充電を行い専用の放電回路により放電し、その放電
量で判断する方法などがある。また、特開昭６２−１０
０６７０公報に示されるように、複数の直列セルよりな
るアルカリ蓄電池パックを２組の組電池に分割し、アル
カリ蓄電池パックへ断続的に充電、または放電を行いそ
の時に生じる、一方の組電池と他方の組電池の差電圧を
測定しその絶対値が、定められた基準電圧を越えること
により、電池寿命と判断する方法がしられている。
の省電力化が進むと共に、ポータブルタイプの情報処理
装置などの２電源方式が増えてきている。オフィス内で
はＡＣ電源で使用し、車や電車の中では電池で使用する
というものである。このようなことから装置には充電可
能な、複数の直列セルで構成された二次電池が内蔵さ
れ、それを充電する充電回路，電池の残量検知回路，お
よび電池の寿命検知回路などを付加する必要性がでてき
た。その中でも電池の寿命検知については、その代表的
な検知方法として、充電と放電の量を常に監視して、初
期の状態に対する放電の量で判断する方法や、ある一定
量の充電を行い専用の放電回路により放電し、その放電
量で判断する方法などがある。また、特開昭６２−１０
０６７０公報に示されるように、複数の直列セルよりな
るアルカリ蓄電池パックを２組の組電池に分割し、アル
カリ蓄電池パックへ断続的に充電、または放電を行いそ
の時に生じる、一方の組電池と他方の組電池の差電圧を
測定しその絶対値が、定められた基準電圧を越えること
により、電池寿命と判断する方法がしられている。
【０００３】さらに、装置に寿命を検知する機能を持た
せず電池での使用時間が短くなってきた場合や、電池で
使用できなくなり、装置が動作しなくなった場合を電池
寿命と判断するという方法も取られている。
せず電池での使用時間が短くなってきた場合や、電池で
使用できなくなり、装置が動作しなくなった場合を電池
寿命と判断するという方法も取られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、電
池の寿命を検知する場合、充電した後に放電する必要が
あり、必要に応じては専用の充電回路や放電回路を設け
なければならない。また、充電と放電の量を検出する回
路およびその検出結果を演算し電池の寿命を判定するソ
フトウェアが必要になることから、回路規模，開発工数
の増大となりコストアップとなっていた。
池の寿命を検知する場合、充電した後に放電する必要が
あり、必要に応じては専用の充電回路や放電回路を設け
なければならない。また、充電と放電の量を検出する回
路およびその検出結果を演算し電池の寿命を判定するソ
フトウェアが必要になることから、回路規模，開発工数
の増大となりコストアップとなっていた。
【０００５】また、上記公報に示された方法では、分割
された２つの組電池内にそれぞれ劣化したセルが同数、
例えば１個ずつ含まれている場合には、２つの組電池の
差電圧が小さいため、電池寿命を検知することができ
ず、寿命検知の確実性に問題があった。
された２つの組電池内にそれぞれ劣化したセルが同数、
例えば１個ずつ含まれている場合には、２つの組電池の
差電圧が小さいため、電池寿命を検知することができ
ず、寿命検知の確実性に問題があった。
【０００６】さらに、コストを重視し装置に電池の寿命
検知機能を持たせない場合については、ユーザー自身が
電池使用時間の判断をしなければならず、また警告もな
く突然装置が動作しなくなったり、バックアップしてい
たデータなどが消えてしまうという問題点があり、この
方法はユーザーの使い勝手に対する考慮がたりなかっ
た。
検知機能を持たせない場合については、ユーザー自身が
電池使用時間の判断をしなければならず、また警告もな
く突然装置が動作しなくなったり、バックアップしてい
たデータなどが消えてしまうという問題点があり、この
方法はユーザーの使い勝手に対する考慮がたりなかっ
た。
【０００７】本発明の第１の目的は、電池に特定の充電
や放電を行うことなく、また簡単な回路構成によって複
数の直列セルから構成された電池の寿命を確実に検知で
きる、電池寿命検知装置を提供することにある。
や放電を行うことなく、また簡単な回路構成によって複
数の直列セルから構成された電池の寿命を確実に検知で
きる、電池寿命検知装置を提供することにある。
【０００８】また、本発明の第２の目的は、さらに加え
て、きめ細かに電池の寿命を検知できる、電池寿命検知
装置を提供することにある。
て、きめ細かに電池の寿命を検知できる、電池寿命検知
装置を提供することにある。
【０００９】さらに、本発明の第３の目的は、さらに加
えて、取扱いが容易な電池寿命検知装置を提供するにあ
る。
えて、取扱いが容易な電池寿命検知装置を提供するにあ
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため、本発明は、複数の直列セルより構成された電池
全体の電圧を検出する第１の電圧検出手段と、複数の直
列セルのうちの任意の１つのセルの電圧を検出する第２
の電圧検出手段と、第１の電圧検出手段で検出された電
圧を１つのセルに相当する電圧に分圧するか、あるいは
第２の電圧検出手段で検出された１つのセルの電圧を電
池全体に相当する電圧に増幅する分圧手段あるいは増幅
手段と、分圧手段で分圧された電圧と第２の電圧検出手
段で検出された１つのセルの電圧を比較するか、あるい
は増幅手段で増幅された電圧と第１の電圧検出手段で検
出された電池全体の電圧を比較する第１の比較手段と、
所定の基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、上記基
準電圧と第２の電圧検出手段で検出された１つのセルの
電圧を比較する第２の比較手段とを備え、第１および第
２の比較手段による比較結果に基づいて電池寿命を判定
するようにしたことを特徴とする。
るため、本発明は、複数の直列セルより構成された電池
全体の電圧を検出する第１の電圧検出手段と、複数の直
列セルのうちの任意の１つのセルの電圧を検出する第２
の電圧検出手段と、第１の電圧検出手段で検出された電
圧を１つのセルに相当する電圧に分圧するか、あるいは
第２の電圧検出手段で検出された１つのセルの電圧を電
池全体に相当する電圧に増幅する分圧手段あるいは増幅
手段と、分圧手段で分圧された電圧と第２の電圧検出手
段で検出された１つのセルの電圧を比較するか、あるい
は増幅手段で増幅された電圧と第１の電圧検出手段で検
出された電池全体の電圧を比較する第１の比較手段と、
所定の基準電圧を発生する基準電圧発生手段と、上記基
準電圧と第２の電圧検出手段で検出された１つのセルの
電圧を比較する第２の比較手段とを備え、第１および第
２の比較手段による比較結果に基づいて電池寿命を判定
するようにしたことを特徴とする。
【００１１】また、上記第２の目的を達成するため、本
発明は、分圧手段によって分圧されるか、あるいは増幅
手段によって増幅される電圧、および基準電圧発生手段
によって発生する基準電圧のレベルを外部信号により可
変にする手段を備え、より具体的には、上記外部信号
は、当該電池で電力供給されるワードプロセッサなどの
負荷を制御するマイクロコンピュータから発生すること
を特徴とする。
発明は、分圧手段によって分圧されるか、あるいは増幅
手段によって増幅される電圧、および基準電圧発生手段
によって発生する基準電圧のレベルを外部信号により可
変にする手段を備え、より具体的には、上記外部信号
は、当該電池で電力供給されるワードプロセッサなどの
負荷を制御するマイクロコンピュータから発生すること
を特徴とする。
【００１２】さらに、上記第３の目的を達成するため、
本発明は、電池全体、第１の電圧検出手段、第２の電圧
検出手段、分圧手段あるいは増幅手段、第１の比較手段
および第２の比較手段をユニット化し、電池全体の両端
端子、基準電圧を第２の比較手段に入力するための端子
および上記比較結果を出力するための端子をそれぞれ設
け、より具体的には、ユニット化された電池全体を除く
上記各手段を基板上に形成し、この基板上に形成された
上記各手段と電池全体を、上記各端子を露出させた状態
で、合成樹脂で一体に成形したことを特徴とする。
本発明は、電池全体、第１の電圧検出手段、第２の電圧
検出手段、分圧手段あるいは増幅手段、第１の比較手段
および第２の比較手段をユニット化し、電池全体の両端
端子、基準電圧を第２の比較手段に入力するための端子
および上記比較結果を出力するための端子をそれぞれ設
け、より具体的には、ユニット化された電池全体を除く
上記各手段を基板上に形成し、この基板上に形成された
上記各手段と電池全体を、上記各端子を露出させた状態
で、合成樹脂で一体に成形したことを特徴とする。
【００１３】
【作用】複数の直列セルから構成された電池の電圧は、
電池１セルの電圧と電池のセル数との積で求められる。
電池が劣化し寿命となると複数の直列セルから構成され
ている電池の中で、あるいくつかのセルの電圧が正常な
セルの電圧より低くなり、当然電池全体の電圧も電池１
セルの電圧と電池のセル数との積より低くなる。
電池１セルの電圧と電池のセル数との積で求められる。
電池が劣化し寿命となると複数の直列セルから構成され
ている電池の中で、あるいくつかのセルの電圧が正常な
セルの電圧より低くなり、当然電池全体の電圧も電池１
セルの電圧と電池のセル数との積より低くなる。
【００１４】本発明は、複数の直列セルから構成された
電池全体の電圧を電池１セル相当に分圧した電圧と電池
１セルの電圧を比較している。電池が寿命になっている
場合、電池１セル相当に分圧した電圧は電池１セルの電
圧より低くなる。この電圧の差をみているので、電池の
寿命検知ができる。また、本発明は、電池１セルの電圧
を電池全体相当に増幅した電圧と電池全体の電圧を比較
している。電池が寿命になっている場合、電池全体の電
圧は電池１セルの電圧を電池全体相当に増幅した電圧よ
り低くなる。この電圧の差をみているので、電池の寿命
検知ができる。しかも、比較に用いた電池１セルが寿命
になった場合についても、同様に電圧が下がってくる。
この電圧を任意の基準電圧と比較しているので、この電
池１セルの寿命検知もできる。
電池全体の電圧を電池１セル相当に分圧した電圧と電池
１セルの電圧を比較している。電池が寿命になっている
場合、電池１セル相当に分圧した電圧は電池１セルの電
圧より低くなる。この電圧の差をみているので、電池の
寿命検知ができる。また、本発明は、電池１セルの電圧
を電池全体相当に増幅した電圧と電池全体の電圧を比較
している。電池が寿命になっている場合、電池全体の電
圧は電池１セルの電圧を電池全体相当に増幅した電圧よ
り低くなる。この電圧の差をみているので、電池の寿命
検知ができる。しかも、比較に用いた電池１セルが寿命
になった場合についても、同様に電圧が下がってくる。
この電圧を任意の基準電圧と比較しているので、この電
池１セルの寿命検知もできる。
【００１５】また、本発明は、電池全体の電圧を電池１
セル相当に分圧した電圧あるいは電池１セルの電圧を電
池全体相当に増幅した電圧、および基準電圧のレベルを
外部信号により可変にしたので、電池の寿命を検知する
電圧レベルを任意に設定し、きめ細かな電池の寿命検知
を行なうことができる。
セル相当に分圧した電圧あるいは電池１セルの電圧を電
池全体相当に増幅した電圧、および基準電圧のレベルを
外部信号により可変にしたので、電池の寿命を検知する
電圧レベルを任意に設定し、きめ細かな電池の寿命検知
を行なうことができる。
【００１６】さらに、本発明は、電池側に電池寿命検知
のための各手段を取り込んで、これらをユニット化した
ので、電池を使用する装置側では、電池の寿命という電
池側で発生する問題のために設けられていた電池寿命検
知のための各手段を省略することができ、その製作や取
扱いが容易になる。
のための各手段を取り込んで、これらをユニット化した
ので、電池を使用する装置側では、電池の寿命という電
池側で発生する問題のために設けられていた電池寿命検
知のための各手段を省略することができ、その製作や取
扱いが容易になる。
【００１７】
【実施例】以下本発明の実施例について、図面をもとに
説明する。
説明する。
【００１８】図１は本発明の一実施例に係る電池寿命検
知装置の全体構成を示す電気回路図である。図１におい
て、１は直流電源であり、逆流防止ダイオード２を介し
て充電回路３およびＤＣ／ＤＣコンバータ４に電力を供
給している。充電回路３は、Ｎｉ−Ｃｄ電池５に充電を
行う。Ｎｉ−Ｃｄ電池５は、複数の直列セルから構成さ
れており、直流電源１から電力の供給がなくなった場
合、入力切替スイッチ６またはダイオード７よりＤＣ／
ＤＣコンバータ４に電力を供給している。５１はＮｉ−
Ｃｄ電池５のセルの中でマイナス端子が接地されている
１セルである（以下基準セルという）。８はコンパレー
タで、このコンパレータ８には基準セル５１の出力電圧
と、基準電源９から基準電圧が供給される。ＤＣ／ＤＣ
コンバータ４は、直流電源１またはＮｉ−Ｃｄ電池５か
ら供給される電圧を任意の直流電圧に変換し、ワードプ
ロセッサなどの負荷１２に電力を供給している。１０は
比較回路で、この比較回路１０にＮｉ−Ｃｄ電池５の出
力電圧と、基準セル５１の出力電圧が供給される。１１
はコンパレータ８，比較回路１０の出力端子であり、コ
ンパレータ８，比較回路１０のＯＲが出力され電池寿命
検知結果が出力される。１６，１７はＮｉ−Ｃｄ電池の
（＋）端子と（−）端子、９１は基準電圧端子である。
知装置の全体構成を示す電気回路図である。図１におい
て、１は直流電源であり、逆流防止ダイオード２を介し
て充電回路３およびＤＣ／ＤＣコンバータ４に電力を供
給している。充電回路３は、Ｎｉ−Ｃｄ電池５に充電を
行う。Ｎｉ−Ｃｄ電池５は、複数の直列セルから構成さ
れており、直流電源１から電力の供給がなくなった場
合、入力切替スイッチ６またはダイオード７よりＤＣ／
ＤＣコンバータ４に電力を供給している。５１はＮｉ−
Ｃｄ電池５のセルの中でマイナス端子が接地されている
１セルである（以下基準セルという）。８はコンパレー
タで、このコンパレータ８には基準セル５１の出力電圧
と、基準電源９から基準電圧が供給される。ＤＣ／ＤＣ
コンバータ４は、直流電源１またはＮｉ−Ｃｄ電池５か
ら供給される電圧を任意の直流電圧に変換し、ワードプ
ロセッサなどの負荷１２に電力を供給している。１０は
比較回路で、この比較回路１０にＮｉ−Ｃｄ電池５の出
力電圧と、基準セル５１の出力電圧が供給される。１１
はコンパレータ８，比較回路１０の出力端子であり、コ
ンパレータ８，比較回路１０のＯＲが出力され電池寿命
検知結果が出力される。１６，１７はＮｉ−Ｃｄ電池の
（＋）端子と（−）端子、９１は基準電圧端子である。
【００１９】図２は比較回路１０の詳細の一例を示す電
気回路図である。比較回路１０にはＮｉ−Ｃｄ電池５の
出力電圧と基準セル５１の出力電圧が供給されており、
Ｎｉ−Ｃｄ電池５の出力電圧は分圧器１０１によって任
意の電圧に分圧され、コンパレータ１０２に接続され
る。コンパレータ１０２のもう一つの端子には、基準セ
ル５１の出力電圧が接続されている。他の部分について
は図１と同じである。
気回路図である。比較回路１０にはＮｉ−Ｃｄ電池５の
出力電圧と基準セル５１の出力電圧が供給されており、
Ｎｉ−Ｃｄ電池５の出力電圧は分圧器１０１によって任
意の電圧に分圧され、コンパレータ１０２に接続され
る。コンパレータ１０２のもう一つの端子には、基準セ
ル５１の出力電圧が接続されている。他の部分について
は図１と同じである。
【００２０】以上のように構成された電池寿命検知装置
の電池寿命検知について、図３を用いてその動作を説明
する。
の電池寿命検知について、図３を用いてその動作を説明
する。
【００２１】図３は一般的なＮｉ−Ｃｄ電池の充電前と
充電後の電圧値の変化を表したものであり、５セル直列
接続時を例に上げている。縦軸に電池電圧、横軸に充電
前と充電後の時点を表している。電圧値は、１セル毎に
分割しており、充電前＝０．８Ｖ、充電後＝１．５Ｖに
している。また、一番下のセル電圧は基準セルの電圧で
ある。（ａ）は正常な電池の場合、（ｂ）は基準セル以
外のセルが劣化した場合、（ｃ）は基準セルが劣化した
場合であり、斜線部が劣化したセルの電圧を表してい
る。（ａ）により正常な電池の場合について説明する。
充電前、充電後ともに電池全体の出力電圧Ｖ５ａは、電
池１セルの電圧Ｖ１ａと電池のセル数Ｎ５により、Ｖ５
ａ＝Ｖ１ａ×Ｎ５、すなわち、充電前Ｖ５ａ（＝４．
０）＝Ｖ１ａ×Ｎ５（＝０．８×５）、充電後Ｖ５ａ
（＝７．５）＝Ｖ１ａ×Ｎ５（＝１．５×５）の関係が
常に成り立っている。
充電後の電圧値の変化を表したものであり、５セル直列
接続時を例に上げている。縦軸に電池電圧、横軸に充電
前と充電後の時点を表している。電圧値は、１セル毎に
分割しており、充電前＝０．８Ｖ、充電後＝１．５Ｖに
している。また、一番下のセル電圧は基準セルの電圧で
ある。（ａ）は正常な電池の場合、（ｂ）は基準セル以
外のセルが劣化した場合、（ｃ）は基準セルが劣化した
場合であり、斜線部が劣化したセルの電圧を表してい
る。（ａ）により正常な電池の場合について説明する。
充電前、充電後ともに電池全体の出力電圧Ｖ５ａは、電
池１セルの電圧Ｖ１ａと電池のセル数Ｎ５により、Ｖ５
ａ＝Ｖ１ａ×Ｎ５、すなわち、充電前Ｖ５ａ（＝４．
０）＝Ｖ１ａ×Ｎ５（＝０．８×５）、充電後Ｖ５ａ
（＝７．５）＝Ｖ１ａ×Ｎ５（＝１．５×５）の関係が
常に成り立っている。
【００２２】次に電池が劣化し寿命の場合について、
（ｂ），（ｃ）により説明する。（ｂ）は基準セル以外
のセルが劣化した場合で、斜線部が劣化したセルの電圧
である。充電前は（ａ）の正常の電池の場合と同じであ
るが、充電後は電池全体の出力電圧Ｖ５ｂと、電池１セ
ルの電圧Ｖ１ｂおよび電池のセル数Ｎ５の関係は、Ｖ５
ｂ＜Ｖ１ｂ×Ｎ５、すなわち、Ｖ５ｂ（＝６．８）＜Ｖ
１ｂ×Ｎ５（＝１．５×５＝７．５）となり、（ａ）の
正常な電池とは異なった関係になることがわかる。ま
た、充電後のＶ５ｂは６．８Ｖを示しており、Ｎｉ−Ｃ
ｄ電池５セル接続時の定格電圧値である６．０Ｖを越え
ていることから、電池全体の電圧を測定しただけでは電
池寿命の判断は困難であることもわかる。この理由は、
（充電後の電池１セルの電圧−電池１セルの定格電圧）
×電池のセル数｛＝（１．５−１．２）×５＝１．５｝
≧電池１セルの定格電圧（＝１．２）の関係にあるから
で、上記判断の困難さは電池のセル数に比例しており、
電池のセル数が増えるほど顕著になる。（ｃ）は基準セ
ルが劣化し寿命となった場合で、現象は（ｂ）の基準セ
ル以外のセルが劣化した場合と基本的に同じである。
（ｂ），（ｃ）により説明する。（ｂ）は基準セル以外
のセルが劣化した場合で、斜線部が劣化したセルの電圧
である。充電前は（ａ）の正常の電池の場合と同じであ
るが、充電後は電池全体の出力電圧Ｖ５ｂと、電池１セ
ルの電圧Ｖ１ｂおよび電池のセル数Ｎ５の関係は、Ｖ５
ｂ＜Ｖ１ｂ×Ｎ５、すなわち、Ｖ５ｂ（＝６．８）＜Ｖ
１ｂ×Ｎ５（＝１．５×５＝７．５）となり、（ａ）の
正常な電池とは異なった関係になることがわかる。ま
た、充電後のＶ５ｂは６．８Ｖを示しており、Ｎｉ−Ｃ
ｄ電池５セル接続時の定格電圧値である６．０Ｖを越え
ていることから、電池全体の電圧を測定しただけでは電
池寿命の判断は困難であることもわかる。この理由は、
（充電後の電池１セルの電圧−電池１セルの定格電圧）
×電池のセル数｛＝（１．５−１．２）×５＝１．５｝
≧電池１セルの定格電圧（＝１．２）の関係にあるから
で、上記判断の困難さは電池のセル数に比例しており、
電池のセル数が増えるほど顕著になる。（ｃ）は基準セ
ルが劣化し寿命となった場合で、現象は（ｂ）の基準セ
ル以外のセルが劣化した場合と基本的に同じである。
【００２３】次にこのような特性を持ったＮｉ−Ｃｄ電
池の寿命検知装置の動作について、図２，図３により説
明する。
池の寿命検知装置の動作について、図２，図３により説
明する。
【００２４】まず、図３の（ｂ）の基準セル以外のセル
の寿命検知について説明する。Ｎｉ−Ｃｄ電池５の
（＋）出力は比較回路１０の中の分圧器１０１に接続さ
れ、抵抗ＲａとＲｂにより分圧された電圧が、コンパレ
ータ１０２のプラス端子に接続されている。コンパレー
タ１０２のマイナス端子には基準セル５１の出力が接続
されている。コンパレータ１０２は基準セル５１の電圧
と分圧器１０１により分圧された電圧を比較することに
なる。通常、分圧器１０１の抵抗ＲａとＲｂの比は、電
池のセル数をｎとすると計算式１で表すことができる。
の寿命検知について説明する。Ｎｉ−Ｃｄ電池５の
（＋）出力は比較回路１０の中の分圧器１０１に接続さ
れ、抵抗ＲａとＲｂにより分圧された電圧が、コンパレ
ータ１０２のプラス端子に接続されている。コンパレー
タ１０２のマイナス端子には基準セル５１の出力が接続
されている。コンパレータ１０２は基準セル５１の電圧
と分圧器１０１により分圧された電圧を比較することに
なる。通常、分圧器１０１の抵抗ＲａとＲｂの比は、電
池のセル数をｎとすると計算式１で表すことができる。
【００２５】 Ｒａ：Ｒｂ＝ｎ−１：１………………………………計算式１ また、電池５全体の電圧をＶＢＡＴ，基準セル５１の電
圧をＶＳとすると計算式２の関係が成り立つ。
圧をＶＳとすると計算式２の関係が成り立つ。
【００２６】 ＶＢＡＴ＝ＶＳ×ｎ……………………………………計算式２ 正常な電池では、計算式２の条件を常に満足しており、
計算式２からＶＢＡＴ÷ｎ＝ＶＳという式に変形するこ
とができる。電池５の劣化が進んでくると、ＶＢＡＴ÷
ｎ＜ＶＳとなり、計算式２の条件が満足できなくなる。
この電圧の変化を利用してコンパレータ１０２により、
基準セル５１の電圧と分圧器１０１で分圧された電圧を
比較し、分圧器１０１で分圧された電圧が基準セル５１
の電圧より下がった場合、電池の寿命を検知し、その結
果であるＬレベルを出力１１に出すことができる。抵抗
ＲａとＲｂの比は、計算式２より電池の電圧ＶＢＡＴと
電池のセル数ｎが比例関係にあることから、計算式１，
２より算出することができる。例えば、ＶＢＡＴの値が
定格電圧の９０％になったとき検知するように、抵抗Ｒ
ａとＲｂの比を算出してみると、０．９×ＶＢＡＴ＝
０．９×ｎが成立ち Ｒａ：Ｒｂ＝０．９×ｎ−１：１ となり、電池を寿命であると検知したい電圧レベルに応
じて設定することができる。以上のことから、比較回路
１０では、基準セル５１以外のセルが劣化し寿命になっ
たことを検知することができる。
計算式２からＶＢＡＴ÷ｎ＝ＶＳという式に変形するこ
とができる。電池５の劣化が進んでくると、ＶＢＡＴ÷
ｎ＜ＶＳとなり、計算式２の条件が満足できなくなる。
この電圧の変化を利用してコンパレータ１０２により、
基準セル５１の電圧と分圧器１０１で分圧された電圧を
比較し、分圧器１０１で分圧された電圧が基準セル５１
の電圧より下がった場合、電池の寿命を検知し、その結
果であるＬレベルを出力１１に出すことができる。抵抗
ＲａとＲｂの比は、計算式２より電池の電圧ＶＢＡＴと
電池のセル数ｎが比例関係にあることから、計算式１，
２より算出することができる。例えば、ＶＢＡＴの値が
定格電圧の９０％になったとき検知するように、抵抗Ｒ
ａとＲｂの比を算出してみると、０．９×ＶＢＡＴ＝
０．９×ｎが成立ち Ｒａ：Ｒｂ＝０．９×ｎ−１：１ となり、電池を寿命であると検知したい電圧レベルに応
じて設定することができる。以上のことから、比較回路
１０では、基準セル５１以外のセルが劣化し寿命になっ
たことを検知することができる。
【００２７】次に図３の（ｃ）の基準セルの寿命検知に
ついて説明する。基準セル５１の出力は、コンパレータ
８のプラス端子へ接続されている。コンパレータ８のマ
イナス端子には、基準電源９から任意の基準電圧が接続
されている。基準セル５１の場合は、電池１セルの出力
電圧という条件になるため、電圧測定で判断することが
できる。したがって、基準セル５１の電圧と基準電源９
の基準電圧をコンパレータ８で比較し、基準セル５１の
電圧が基準電源９の基準電圧より下がった場合、基準セ
ルの寿命を検知し、その結果であるＬレベルを出力１１
に出すことができる。この時の基準電源９の基準電圧
は、比較回路１０と同様に基準セルを寿命であると検知
したい電圧レベルに応じて設定することができる。以上
のことから、コンパレータ８では、基準セル５１が劣化
し寿命になったことを検知することができる。
ついて説明する。基準セル５１の出力は、コンパレータ
８のプラス端子へ接続されている。コンパレータ８のマ
イナス端子には、基準電源９から任意の基準電圧が接続
されている。基準セル５１の場合は、電池１セルの出力
電圧という条件になるため、電圧測定で判断することが
できる。したがって、基準セル５１の電圧と基準電源９
の基準電圧をコンパレータ８で比較し、基準セル５１の
電圧が基準電源９の基準電圧より下がった場合、基準セ
ルの寿命を検知し、その結果であるＬレベルを出力１１
に出すことができる。この時の基準電源９の基準電圧
は、比較回路１０と同様に基準セルを寿命であると検知
したい電圧レベルに応じて設定することができる。以上
のことから、コンパレータ８では、基準セル５１が劣化
し寿命になったことを検知することができる。
【００２８】この実施例では電池１セルのみが寿命にな
った場合について説明したが、複数のセルが寿命になた
場合においても同様に検知することが可能である。ま
た、電圧を比較する回路手段としてコンパレータを用い
て説明したが、同様に電圧の比較ができるオペアンプな
どを使用してもよい。
った場合について説明したが、複数のセルが寿命になた
場合においても同様に検知することが可能である。ま
た、電圧を比較する回路手段としてコンパレータを用い
て説明したが、同様に電圧の比較ができるオペアンプな
どを使用してもよい。
【００２９】さらに、基準セルとして電池５の中でマイ
ナス端子が接地されている側の１セルを選択した場合に
ついて説明したが、これに限らず電池５の中の任意の１
セルを基準セルとして選択することもできる。
ナス端子が接地されている側の１セルを選択した場合に
ついて説明したが、これに限らず電池５の中の任意の１
セルを基準セルとして選択することもできる。
【００３０】さらにまた、上記実施例では、電池５全体
の出力電圧を分圧器１０１で１セルに相当する電圧に分
圧し、この電圧を基準セル５１の出力電圧と比較してい
るが、これとは逆に、基準セル１の出力電圧を増幅器で
電池５全体に相当する電圧に増幅し、この電圧を電池５
全体の出力電圧と比較し、電池５全体の出力電圧が上記
の増幅された電圧より下がった場合、電池の寿命を検知
し、その結果であるＬレベルを出力１１に出すこともで
きる。
の出力電圧を分圧器１０１で１セルに相当する電圧に分
圧し、この電圧を基準セル５１の出力電圧と比較してい
るが、これとは逆に、基準セル１の出力電圧を増幅器で
電池５全体に相当する電圧に増幅し、この電圧を電池５
全体の出力電圧と比較し、電池５全体の出力電圧が上記
の増幅された電圧より下がった場合、電池の寿命を検知
し、その結果であるＬレベルを出力１１に出すこともで
きる。
【００３１】図４はマイクロコンピュータを利用した他
の実施例に係る電池寿命検知装置の電気回路図である。
基本的な回路構成および動作は、図１，図２の場合と同
一である。マイクロコンピュータ１３はワードプロセッ
サなどの負荷１２に内蔵されて通常その制御を行うと同
時に、分圧器１０１と基準電源９および充電回路３の制
御も行っている。すなわち、マイクロコンピュータ１３
は分圧器１０１に分圧切替信号２００を発生し、常時電
池の劣化具合を分圧比を変えて出力１１を監視してい
る。出力１１から出力がなかった場合はそれを無視し負
荷１２の制御を続行し、出力１１から出力があった場合
は分圧切替信号２００の信号に応じた、負荷１２への警
告動作（例えば電池の容量が約５０％，電池寿命等）を
行い電池寿命時に備える。同様に基準電源９において
も、基準電圧切替信号２０１を発生し、常時電池の劣化
具合を基準電圧を可変して出力１１を監視しており、分
圧器１０１の時と同様な警告動作処理を行う。また、充
電回路３には充電停止信号２０２を発生し、出力１１の
出力結果に応じて、充電停止処理を行う。
の実施例に係る電池寿命検知装置の電気回路図である。
基本的な回路構成および動作は、図１，図２の場合と同
一である。マイクロコンピュータ１３はワードプロセッ
サなどの負荷１２に内蔵されて通常その制御を行うと同
時に、分圧器１０１と基準電源９および充電回路３の制
御も行っている。すなわち、マイクロコンピュータ１３
は分圧器１０１に分圧切替信号２００を発生し、常時電
池の劣化具合を分圧比を変えて出力１１を監視してい
る。出力１１から出力がなかった場合はそれを無視し負
荷１２の制御を続行し、出力１１から出力があった場合
は分圧切替信号２００の信号に応じた、負荷１２への警
告動作（例えば電池の容量が約５０％，電池寿命等）を
行い電池寿命時に備える。同様に基準電源９において
も、基準電圧切替信号２０１を発生し、常時電池の劣化
具合を基準電圧を可変して出力１１を監視しており、分
圧器１０１の時と同様な警告動作処理を行う。また、充
電回路３には充電停止信号２０２を発生し、出力１１の
出力結果に応じて、充電停止処理を行う。
【００３２】図５は電池寿命検知装置を電池側に取り込
んでユニット化した電池パックの一例を示す斜視図であ
る。電池パック１５は電力の供給源である（＋）端子１
６と（−）端子１７の他に、基準電圧端子９１と電池寿
命検知出力端子１１、電池寿命検知装置の各回路素子が
実装されたプリント基板１８により構成されており、上
記各端子１１，１６，１７，９１を露出させた状態で合
成樹脂により一体に成形されている。このように電池パ
ックに電池寿命検知装置を取り込むことにより、電池を
使用する装置側では、電池の寿命という電池側で発生す
る問題のために設けていた、電池寿命検知装置やその周
辺回路を省くことができる。
んでユニット化した電池パックの一例を示す斜視図であ
る。電池パック１５は電力の供給源である（＋）端子１
６と（−）端子１７の他に、基準電圧端子９１と電池寿
命検知出力端子１１、電池寿命検知装置の各回路素子が
実装されたプリント基板１８により構成されており、上
記各端子１１，１６，１７，９１を露出させた状態で合
成樹脂により一体に成形されている。このように電池パ
ックに電池寿命検知装置を取り込むことにより、電池を
使用する装置側では、電池の寿命という電池側で発生す
る問題のために設けていた、電池寿命検知装置やその周
辺回路を省くことができる。
【００３３】図６は図５の電池パックの内部回路構成を
示すものであり、図２において説明した電池寿命検知回
路と同一のものである。
示すものであり、図２において説明した電池寿命検知回
路と同一のものである。
【００３４】以上説明したように電池寿命検知装置は、
電池の劣化を検知し、その結果を出力することができ
る。
電池の劣化を検知し、その結果を出力することができ
る。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、複数の直列セルから構
成された電池の電圧を、電池全体の電圧と電池１セルの
電圧の２点について検出し、電池全体はその電圧を電池
１セルに相当する電圧に分圧して電池１セルの電圧と比
較できる構成とするか、あるいは電池１セルの電圧を電
池全体に相当する電圧に増幅して電池全体の電圧と比較
できる構成とし、比較に用いる電池１セルの電圧は、基
準電源より供給される基準電圧と比較するので、電池を
放電することなく、電圧を検出するだけで電池の寿命を
確実に検知することができる。さらに、電圧を検出する
だけで電池の寿命を検知できることから、電池の状態が
充電中や放電中でも電池の寿命を検知することができ
る。また、一般的なコンパレータ等を用いた簡単な比較
回路で構成でることから、回路の簡素化が図れる。さら
に、上記した電池１セル相当に分圧した電圧や電池全体
相当に増幅した電圧、および基準電圧のレベルを外部信
号により可変したので、電池の劣化に応じた複数モード
の検知を行うことによりユーザーに対し、更に的確な警
告を知らせることができる。さらにまた、電池側に電池
寿命検知のための各手段を取り込んで、これらをユニッ
ト化したので、電池を使用する装置側に設けられていた
電池寿命検知の各手段を省略でき、その製作や取扱いが
容易になる。
成された電池の電圧を、電池全体の電圧と電池１セルの
電圧の２点について検出し、電池全体はその電圧を電池
１セルに相当する電圧に分圧して電池１セルの電圧と比
較できる構成とするか、あるいは電池１セルの電圧を電
池全体に相当する電圧に増幅して電池全体の電圧と比較
できる構成とし、比較に用いる電池１セルの電圧は、基
準電源より供給される基準電圧と比較するので、電池を
放電することなく、電圧を検出するだけで電池の寿命を
確実に検知することができる。さらに、電圧を検出する
だけで電池の寿命を検知できることから、電池の状態が
充電中や放電中でも電池の寿命を検知することができ
る。また、一般的なコンパレータ等を用いた簡単な比較
回路で構成でることから、回路の簡素化が図れる。さら
に、上記した電池１セル相当に分圧した電圧や電池全体
相当に増幅した電圧、および基準電圧のレベルを外部信
号により可変したので、電池の劣化に応じた複数モード
の検知を行うことによりユーザーに対し、更に的確な警
告を知らせることができる。さらにまた、電池側に電池
寿命検知のための各手段を取り込んで、これらをユニッ
ト化したので、電池を使用する装置側に設けられていた
電池寿命検知の各手段を省略でき、その製作や取扱いが
容易になる。
【図１】本発明の一実施例に係る電池寿命検知装置の全
体構成を示す電気回路図である。
体構成を示す電気回路図である。
【図２】比較回路１０の詳細の一例を示す電気回路図で
ある。
ある。
【図３】一般的なＮｉ−Ｃｄ電池の充電前と充電後の電
圧値の変化を示す特性図である。
圧値の変化を示す特性図である。
【図４】本発明の他の実施例に係る電池寿命検知装置の
全体構成を示す電気回路図である。
全体構成を示す電気回路図である。
【図５】電池寿命検知装置を電池側に取り込んで一体化
した電池パックの一例を示す斜視図である。
した電池パックの一例を示す斜視図である。
【図６】図５の電池パックの内部回路構成を示す電気回
路図である。
路図である。
５ Ｎｉ−Ｃｄ電池 ８ コンパレータ ９ 基準電源 １０ 比較回路 １１ 電池寿命検知結果出力端子 １２ 負荷 １３ マイクロコンピュータ ５１ 基準セル １０１ 分圧器 １０２ コンパレータ
Claims (8)
- 【請求項１】 複数の直列セルより構成された電池の寿
命を検知する電池寿命検知装置において、上記電池全体
の電圧を検出する第１の電圧検出手段と、上記複数の直
列セルのうちの任意の１つのセルの電圧を検出する第２
の電圧検出手段と、上記第１の電圧検出手段で検出され
た電池全体の電圧を１つのセルに相当する電圧に分圧す
る分圧手段と、この分圧手段で分圧された電圧と上記第
２の電圧検出手段で検出された１つのセルの電圧を比較
する第１の比較手段と、所定の基準電圧を発生する基準
電圧発生手段と、上記基準電圧と上記第２の電圧検出手
段で検出された１つのセルの電圧を比較する第２の比較
手段とを備え、上記第１および第２の比較手段による比
較結果に基づいて電池寿命を判定するようにしたことを
特徴とする電池寿命検知装置。 - 【請求項２】 複数の直列セルより構成された電池の寿
命を検知する電池寿命検知装置において、上記電池全体
の電圧を検出する第１の電圧検出手段と、上記複数の直
列セルのうちの任意の１つのセルの電圧を検出する第２
の電圧検出手段と、上記第２の電圧検出手段で検出され
た１つのセルの電圧を電池全体に相当する電圧に増幅す
る増幅手段と、この増幅手段で増幅された電圧と上記第
１の電圧検出手段で検出された電池全体の電圧を比較す
る第１の比較手段と、所定の基準電圧を発生する基準電
圧発生手段と、上記基準電圧と上記第２の電圧検出手段
で検出された１つのセルの電圧を比較する第２の比較手
段とを備え、上記第１および第２の比較手段による比較
結果に基づいて電池寿命を判定するようにしたことを特
徴とする電池寿命検知装置。 - 【請求項３】 請求項１において、上記分圧手段によっ
て分圧される電圧および上記基準電圧発生手段によって
発生する基準電圧のレベルを外部信号により可変にする
手段を備えたことを特徴とする電池寿命検知装置。 - 【請求項４】 請求項２において、上記増幅手段によっ
て増幅される電圧および上記基準電圧発生手段によって
発生する基準電圧のレベルを外部信号により可変にする
手段を備えたことを特徴とする電池寿命検知装置。 - 【請求項５】 請求項３および請求項４のいずれか１つ
の項において、上記外部信号は、当該電池で電力供給さ
れる負荷を制御するマイクロコンピュータから発生する
ことを特徴とする電池寿命検知装置。 - 【請求項６】 請求項１において、上記電池全体、第１
の電圧検出手段、第２の電圧検出手段、分圧手段、第１
の比較手段および第２の比較手段をユニット化し、上記
電池全体の両端端子、上記基準電圧を第２の比較手段に
入力するための端子および比較結果を出力するための端
子をそれぞれ設けたことを特徴とする電池寿命検知装
置。 - 【請求項７】 請求項２において、上記電池全体、第１
の電圧検出手段、第２の電圧検出手段、増幅手段、第１
の比較手段および第２の比較手段をユニット化し、上記
電池全体の両端端子、上記基準電圧を第２の比較手段に
入力するための端子および比較結果を出力するための端
子をそれぞれ設けたことを特徴とする電池寿命検知装
置。 - 【請求項８】 請求項６および請求項７のいずれか１つ
の項において、上記ユニット化された電池全体を除く上
記各手段を基板上に形成し、この基板上に形成された上
記各手段と電池全体を、上記各端子を露出させた状態
で、合成樹脂で一体に成形したことを特徴とする電池寿
命検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06011051A JP3135442B2 (ja) | 1994-02-02 | 1994-02-02 | 電池寿命検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06011051A JP3135442B2 (ja) | 1994-02-02 | 1994-02-02 | 電池寿命検知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07218607A true JPH07218607A (ja) | 1995-08-18 |
| JP3135442B2 JP3135442B2 (ja) | 2001-02-13 |
Family
ID=11767235
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06011051A Expired - Fee Related JP3135442B2 (ja) | 1994-02-02 | 1994-02-02 | 電池寿命検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3135442B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006153489A (ja) * | 2004-11-25 | 2006-06-15 | Nec Lamilion Energy Ltd | 組電池の劣化判定装置および組電池の劣化判定方法 |
| JP2008309651A (ja) * | 2007-06-14 | 2008-12-25 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | 組電池用電池寿命計測システム |
| WO2010044883A3 (en) * | 2008-10-16 | 2010-09-02 | Walter Kidde Portable Equipment Inc. | Life safety device with automatic battery discharge at the end of life |
-
1994
- 1994-02-02 JP JP06011051A patent/JP3135442B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006153489A (ja) * | 2004-11-25 | 2006-06-15 | Nec Lamilion Energy Ltd | 組電池の劣化判定装置および組電池の劣化判定方法 |
| JP4662756B2 (ja) * | 2004-11-25 | 2011-03-30 | 日本電気株式会社 | 組電池の劣化判定装置および組電池の劣化判定方法 |
| JP2008309651A (ja) * | 2007-06-14 | 2008-12-25 | Hitachi Vehicle Energy Ltd | 組電池用電池寿命計測システム |
| WO2010044883A3 (en) * | 2008-10-16 | 2010-09-02 | Walter Kidde Portable Equipment Inc. | Life safety device with automatic battery discharge at the end of life |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3135442B2 (ja) | 2001-02-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4798548B2 (ja) | 電池パック | |
| US8749204B2 (en) | Battery condition detector, battery pack including same, and battery condition detecting method | |
| US5625237A (en) | Remove power source device having improved capacity indication capability, and an electronic device using the removable power source device | |
| US8198863B1 (en) | Model-based battery fuel gauges and methods | |
| JP4667276B2 (ja) | 複数の二次電池を直列・並列に接続しているパック電池 | |
| US10948546B2 (en) | Methods and apparatus for battery management | |
| JPH11329512A (ja) | 二次電池の容量劣化判断方法およびその判断装置 | |
| US20080218176A1 (en) | Power Supply Device | |
| JP2000121710A (ja) | バックアップ電源用電池管理装置およびそれに用いる二次電池の劣化診断方法 | |
| US7605565B2 (en) | Battery pack with protection circuit | |
| US6014014A (en) | State-of-charge-measurable batteries | |
| JPH10123225A (ja) | 並列電池の放電装置及び充放電装置 | |
| KR20050009145A (ko) | 충전 장치 및 충전 제어 방법 | |
| KR100812209B1 (ko) | 자체진단 기능을 갖는 배터리장치 및 그 제어방법 | |
| JP3135442B2 (ja) | 電池寿命検知装置 | |
| KR102637310B1 (ko) | 배터리 셀 열화 상태 진단 방법 및 이를 이용한 배터리 팩 | |
| JP2000150002A (ja) | 組電池における過放電セル検出装置 | |
| JPH03203525A (ja) | 電池の充放電制御方式 | |
| JP3544626B2 (ja) | 電池電圧検出手段、電池パック、電池管理装置およびそれに用いる電池電圧検出方法 | |
| JPH11258280A (ja) | 二次電池の電圧検出装置および二次電池装置 | |
| JP4671590B2 (ja) | 電源種別判定方法、電源種別判定装置、及び電源装置 | |
| JPS63110918A (ja) | 電池駆動式電子機器 | |
| JPH08233919A (ja) | 電池種類判別装置 | |
| JP4147589B2 (ja) | バッテリー寿命予測装置とこれを用いた電源装置 | |
| JP3317184B2 (ja) | 電源装置及び電源装置の劣化検出方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071201 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081201 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |