JPH07274403A - 充放電制御装置 - Google Patents

充放電制御装置

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JPH07274403A
JPH07274403A JP6399794A JP6399794A JPH07274403A JP H07274403 A JPH07274403 A JP H07274403A JP 6399794 A JP6399794 A JP 6399794A JP 6399794 A JP6399794 A JP 6399794A JP H07274403 A JPH07274403 A JP H07274403A
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昌彦 萩原
Katsuo Ozawa
克雄 小沢
Shizuo Morioka
静夫 森岡
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、現在の最新の放電可能容量を求める
ことで、二次電池個々の実容量にばらつきがあったり、
サイクル寿命等で容量が減少してきた二次電池であって
も、正確に残使用時間を表示できる二次電池の充放電制
御装置を提供することを目的とする。 【構成】二次電池11の充電が開始されると、充放電容
量検知部22は電流検知部21で検知した充電電流から
充電容量を算出し残容量検知部23に送出する。充電終
了後、放電が開始されると、充放電容量検知部22は電
流検知部21で検知した放電電流から放電容量を算出し
残容量検知部23に送出する。残容量検知部23は、充
電終了時に[放電可能容量=充電容量]とし[残容量=
放電可能容量−放電容量]により残容量を算出する。こ
のようにして電池駆動時に常に現在の最新の放電可能容
量を求め、表示部Laに正確な残使用時間を表示する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばリチウム電池
等、充電容量と放電容量がほぼ等しい特性をもつ二次電
池の充放電制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】二次電池で駆動する携帯形電子機器に於
いては、二次電池の残容量、残使用時間等の表示機能を
持つものが存在する。この種機器に用いられる二次電池
として、近年、リチウムイオン二次電池が注目されてい
る。
【0003】リチウムイオン二次電池は、電池電圧と容
量残存率がほぼ比例する特性を持つため、電池電圧から
電池残存率の検出が容易に行なえる。従来の機器に於い
ては、予め公称容量等を満充電状態からの放電可能容量
として固定値的に記憶していて、この放電可能容量と電
池電圧から検出した残存率とに従い現在の残容量を検知
し表示している。
【0004】また、容量(定格容量)の異なる多種類の
電池パックが差し替え可能な機器に於いては、電池収容
部にセットされた電池の種類を識別する機能を設けて放
電可能容量を変える機構をもつものもある。
【0005】しかしながら、上記した従来の残容量検知
手段は、公称容量が同じ電池であれば、どの電池に対し
ても同じ放電可能容量を用いて残存容量を検出するた
め、以下のような問題があった。
【0006】即ち、一般にこの種二次電池は、公称容量
が同じであっても実際には個々の実容量にばらつきがあ
る。又、通常知られている電池寿命等による原因で電池
容量が徐々に低下する。又、公称容量の異なる電池パッ
クが後から追加される場合がある。従ってこのような場
合に、正確な残存容量を検出することができない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上記したように従来の
二次電池残容量検知手段に於いては、公称容量が同じ電
池であれば、どの電池に対しても同じ放電可能容量を用
いて残存容量を検出しているため、二次電池個々の実容
量のばらつき、寿命劣化に伴う電池容量の低下等に対し
て、正確な残存容量を検出できず、従って電池駆動によ
る正確な使用可能時間を表示できないという問題があっ
た。
【0008】本発明は上記実情に鑑みなされたもので、
二次電池個々の実容量にばらつきがあったり、サイクル
寿命等で容量が減少してきた二次電池であっても、現在
の最新の放電可能容量を求めることで、正確に残使用時
間を表示できる二次電池の充放電制御装置を提供するこ
とを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、二次電池の充
電容量を検知する手段と、電池駆動時の放電開始からの
放電容量を求める手段と、二次電池の全充電容量を電池
容量とすることで、全充電容量と放電容量から放電中の
残容量を求める手段とを有して、電池駆動時に常に現在
の最新の放電可能容量を求め、残使用時間を正確に表示
できる装置を実現する。
【0010】又、本発明は、二次電池の充電容量を検知
する手段と、電池駆動時の放電開始からの放電容量を求
める手段と、充開始前の充電率を検知し、充電率と充電
開始〜終了の充電容量から全充電容量を推測する手段
と、推測した全電池容量を放電可能容量として、全充電
容量と放電容量から放電中の残容量を求める手段とを有
して、電池駆動時に常に現在の最新の放電可能容量を求
め、残使用時間を正確に表示できる装置を実現する。
【0011】又、本発明は、二次電池の充電容量を検知
する手段と、電池駆動時の放電開始からの放電容量を求
める手段と、電池の最終履歴からの経過日数を考慮し、
補正を加えた充電率を検知して、充電率と充電開始〜終
了の充電容量から全充電容量を推測する手段と、推測し
た全電池容量を放電可能容量として、全充電容量と放電
容量から放電中の残容量を求める手段とを有して、電池
駆動時に常に現在の最新の放電可能容量を求め、残使用
時間を正確に表示できる装置を実現する。
【0012】
【作用】本発明は、図1に於いて、二次電池11の充電
が開始されると、電流検知部21から充放電容量検知部
22へ測定充電電流が逐次供給される。充放電容量検知
部22は電流検知部21で検知した充電電流から充電容
量を算出し、残容量検知部23に送出する。充電終了
後、放電が開始されると、電流検知部21から充放電容
量検知部22へ測定放電電流が逐次供給される。充放電
容量検知部22は電流検知部21で検知した放電電流か
ら放電容量を算出し、残容量検知部23に送出する。残
容量検知部23は、充電終了時に[放電可能容量=充電
容量]とし、[残容量=放電可能容量−放電容量]によ
り残容量を算出する。このようにして電池駆動時に常に
現在の最新の放電可能容量を求め、表示部Laに残使用
時間を正確に表示する。
【0013】又、本発明は、図3に於いて、二次電池3
1が機器に装着されると、電圧検知部42により電池電
圧が測定され充電率検知部43に供給される。充電率検
知部43は電池電圧から装着時の充電率を推測し、残容
量検知部45に送出する。充電が開始されると、電流検
知部41から充放電容量検知部44へ測定充電電流が逐
次供給される。充放電容量検知部44は充電電流から充
電容量を算出し、残容量検知部45に送出する。充電終
了後、放電が開始されると、電流検知部41から充放電
容量検知部44へ測定放電電流が逐次供給される。充放
電容量検知部44は放電電流から放電容量を算出し、残
容量検知部45に伝達する。残容量検知部45は[全充
電容量=(充電開始〜終了までの充電容量)/(1−装
着時の充電率)]により全充電容量を算出する。そして
[放電可能容量=全充電容量]として[残容量=放電可
能容量−放電容量]により残容量を算出する。このよう
にして電池駆動時に常に現在の最新の放電可能容量を求
め、表示部Lbに正確な残使用時間を表示する。
【0014】又、本発明は、図5に於いて、二次電池5
1が機器に装着されると、残容量検知部65は二次電池
51の記憶部52に書き込まれている、最後に使用され
た日付を読み取る。電圧検知部62は電池電圧を測定し
充電率検知部63に供給する。充電率検知部63は電池
電圧から装着時の充電率を推測し、残容量検知部65に
送出する。残容量検知部65は読み取った日付から経過
日数に応じて充電率を補正する。充電が開始されると、
電流検知部61は充放電容量検知部64へ測定充電電流
を逐次供給する。充放電容量検知部64は充電電流から
充電容量を算出し残容量検知部65に送出する。充電終
了後、放電が開始されると、電流検知部61は充放電容
量検知部64へ測定放電電流を逐次供給する。充放電容
量検知部64は放電電流から放電容量を算出し残容量検
知部65に送出する。残容量検知部65は[全充電容量
=(充電開始〜終了までの充電容量)/(1−装着時の
充電率)]により全充電容量を算出する。そして[放電
可能容量=全充電容量]として、[残容量=放電可能容
量−放電容量]により残容量を算出する。更に二次電池
51内の記憶部52に日付を書き込む。このようにして
電池駆動時に常に現在の最新の放電可能容量を求め、表
示部Lcに正確な残使用時間を表示する。
【0015】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。先ず図1及び図2を参照して本発明の第1実施例を
説明する。この第1実施例では、二次電池の充電容量を
検知する機能と、電池駆動時の放電開始からの放電容量
を求める機能を具備する機器に於いて、全充電容量を電
池容量とすることで、全充電容量と放電容量から放電中
の残容量を求める二次電池残容量検知機構を実現してい
る。
【0016】図1は本発明の第1実施例の構成を示すブ
ロック図である。図1に於いて、1は二次電池を内蔵し
た充電可能な電池パックである。2は電池パック1を電
池駆動電源として動作可能な電子機器本体(以下単に本
体と称す)であり、電池パック装着部に装着された電池
パック1を充放電制御する。
【0017】11は電池パック10に内蔵された二次電
池であり、例えばリチウムイオン電池等、充電容量と放
電容量がほぼ等しい特性をもつ。21は本体2に装着さ
れた電池パック1がもつ二次電池11の充放電電流を測
定する電流検知部である。
【0018】22は電流検知部21で測定した二次電池
11の充放電電流から、二次電池11の充電時に於ける
充電容量及び放電時に於ける放電容量を検知する充放電
容量検知部である。
【0019】23は充放電容量検知部22の検知容量か
ら二次電池11の残容量を検知する残容量検知部であ
る。Laは残容量検知部23で検知された使用電池パッ
ク1の残容量を表示する表示部である。
【0020】ここで図1に示す第1実施例の動作を図2
に示すフローチャートを参照して説明する。電池パック
1が本体2に装着され、二次電池11の充電が開始され
ると、その二次電池11への充電電流が電流検知部21
により測定され、その測定された充電電流が充放電容量
検知部22に供給される(図2ステップA1 )。
【0021】充放電容量検知部22は電流検知部21に
より測定された充電電流から充電容量を算出し、その充
電容量を残容量検知部23に供給する(図2ステップA
2 )。
【0022】二次電池11の充電が終了する(満充電に
なる)と、残容量検知部23はその充電容量を放電可能
容量として保持する(図2ステップA3 ,A4 )。二次
電池11の充電終了後、放電が開始されると、二次電池
11の放電電流が電流検知部21により測定され、その
測定された放電電流が充放電容量検知部22に供給され
る(図2ステップA5 ,A6 )。
【0023】充放電容量検知部22は電流検知部21に
より測定された放電電流から放電容量を算出し、その放
電容量を残容量検知部23に供給する(図2ステップA
7 )。
【0024】残容量検知部23は、充電終了時に[放電
可能容量=充電容量]として、[残容量=放電可能容量
−放電容量]により二次電池11の残容量を算出する
(図2ステップA8 )。
【0025】二次電池11の放電中は上記した放電電流
の測定から残容量算出までの処理が繰り返し実行され、
この際、残容量検知部23で検知された二次電池11の
残容量に従い、装着された電池パック1の使用可能時間
が表示部Laに表示される(図2ステップA9 ,A6 ,
A7 ,…)。
【0026】このような二次電池の残容量検知機構をも
つことにより、電池駆動時に常に現在の最新の放電可能
容量を認識して、使用二次電池の残使用時間を正確に知
ることができる。
【0027】次に図3及び図4を参照して本発明の第2
実施例を説明する。この第2実施例では、二次電池の充
電容量を検知する機能と、電池駆動時の放電開始からの
放電容量を求める機能とを具備する機器に於いて、充電
開始前の充電率を検知し、その充電率と、充電開始〜終
了期間に於ける充電容量とから全充電容量を推測して、
この全電池容量を放電可能容量とし、全充電容量と放電
容量から放電中の残容量を求める二次電池残容量検知機
構を実現している。
【0028】図3は本発明の第2実施例の構成を示すブ
ロック図である。図3に於いて、3は二次電池を内蔵し
た充電可能な電池パックである。4は電池パック3を電
池駆動電源として動作可能な電子機器本体(以下単に本
体と称す)であり、電池パック装着部に装着された電池
パック3を充放電制御する。
【0029】31は電池パック3に内蔵された二次電池
であり、充電容量と放電容量がほぼ等しい特性をもち、
解放電池電圧から現在の充電率を推測できる、例えばリ
チウムイオン電池等により構成される。
【0030】41は本体4に装着された電池パック3が
もつ二次電池31の充放電電流を測定する電流検知部で
あり、42は同二次電池31の電圧を測定する電圧検知
部である。
【0031】43は電池パック3の装着時に電圧検知部
42で検知した二次電池31の電池電圧から、装着前の
二次電池31の充電率を推測する充電率検知部である。
44は電流検知部41で測定した二次電池31の充放電
電流から、二次電池31の充電時に於ける充電容量及び
放電時に於ける放電容量を検知する充放電容量検知部で
ある。
【0032】45は充放電容量検知部44で得た検知容
量と充電率検知部43で得た充電率から二次電池31の
残容量を検知する残容量検知部である。Lbは残容量検
知部45で検知された使用電池パック3の残容量を表示
する表示部である。
【0033】ここで図3に示す第2実施例の動作を図4
に示すフローチャートを参照して説明する。電池パック
3が本体4に装着されると、その電池パック3に内蔵さ
れた二次電池31の解放電池電圧が電圧検知部42によ
り測定され、その電池電圧が充電率検知部43に供給さ
れる(図4ステップB1 )。
【0034】充電率検知部43は、電圧検知部42で測
定された電池電圧から、装着時の充電率を推測し、この
充電率を残容量検知部45に送出する(図4ステップB
2 )。
【0035】二次電池31への充電が開始されると、二
次電池31の充電電流が電流検知部41により測定さ
れ、その測定された充電電流が充放電容量検知部44に
供給される(図4ステップB3 ,B4 )。
【0036】充放電容量検知部44は電流検知部41に
より測定された充電電流から充電容量を算出し、その充
電容量を残容量検知部45に供給する(図4ステップB
5 )。
【0037】二次電池31への充電終了後、放電が開始
されると、二次電池31の放電電流が電流検知部41に
より測定され、その測定された放電電流が充放電容量検
知部44に供給される。充放電容量検知部44は、電流
検知部41により測定された放電電流から放電容量を算
出し、その放電容量を残容量検知部45に供給する。残
容量検知部45は[全充電容量=(充電開始〜終了まで
の充電容量)/(1−装着時の充電率)]により全充電
容量を算出する(図4ステップB6 ,B7 )。
【0038】そして[放電可能容量=全充電容量]とし
て、[残容量=放電可能容量−放電容量]により二次電
池31の残容量、即ち放電可能容量を算出する(図4ス
テップB8 )。
【0039】この残容量検知部45で検知された二次電
池31の残容量に従い、装着された電池パック3の使用
可能時間が表示部Lbに表示される。このような二次電
池の残容量検知機構をもつことにより、電池駆動時に常
に現在の最新の放電可能容量を認識して、使用二次電池
の残使用時間を正確に知ることができる。
【0040】次に図5及び図6を参照して本発明の第3
実施例を説明する。この第3実施例では、二次電池の充
電容量を検知する機能と、電池駆動時の放電開始からの
放電容量を求める機能とを具備する機器に於いて、電池
の最終履歴からの経過日数を考慮し、補正を加えた充電
率を検知して、充電率と充電開始〜終了期間の充電容量
とから全充電容量を推測する。そして、この全電池容量
を放電可能容量とし、全充電容量と放電容量から放電中
の残容量を正確に求める二次電池残容量検知機構を実現
している。
【0041】図5は本発明の第3実施例の構成を示すブ
ロック図である。図5に於いて、5は二次電池を内蔵し
た充電可能な電池パックである。6は電池パック5を電
池駆動電源として動作可能な電子機器本体(以下単に本
体と称す)であり、電池パック装着部に装着された電池
パック5を充放電制御する。
【0042】51は電池パック5に内蔵された二次電池
であり、充電容量と放電容量がほぼ等しく、解放電池電
圧から現在の充電率を推測でき、一定期間以上放置して
おくと充電率の推測誤差が大きくなる特性を持つ、例え
ばリチウムイオン電池等により構成される。
【0043】52は電池パック5に内蔵された記憶部で
あり、本体よりリード/ライトアクセス制御され、本体
より設定された日時等のデータを保存する。61は本体
6に装着された電池パック5がもつ二次電池51の充放
電電流を測定する電流検知部であり、62は同二次電池
51の電圧を測定する電圧検知部である。
【0044】63は電池パック5の装着時に電圧検知部
62で検知した二次電池51の電池電圧から、装着前の
二次電池51の充電率を推測する充電率検知部である。
64は電流検知部61で測定した二次電池51の充放電
電流から、二次電池51の充電時に於ける充電容量及び
放電時に於ける放電容量を検知する充放電容量検知部で
ある。
【0045】65は充放電容量検知部64で得た検知容
量と充電率検知部63で得た充電率と電池パック5に内
蔵された記憶部52の情報とをもとに二次電池51の残
容量を検知する残容量検知部であり、記憶部52への情
報の書き込み・読み取りを行なうメモリアクセス機能を
もつ。
【0046】Lcは残容量検知部65で検知された使用
電池パック5の残容量を表示する表示部である。ここで
図5に示す第3実施例の動作を図6に示すフローチャー
トを参照して説明する。
【0047】電池パック5が本体6に装着されると、電
圧検知部62は、電池パック5に内蔵された二次電池5
1の電池電圧を測定し、その電池電圧を充電率検知部6
3に供給する(図6ステップC1 )。
【0048】充電率検知部63は、電圧検知部62で測
定された電池電圧からパック装着時の充電率を推測し、
残容量検知部65に送出する(図6ステップC2 )。残
容量検知部65は、電池パック5に内蔵された記憶部5
2に書き込まれている、最後に使用された日付を読み取
り、その読み取った日付から電池パック5の経過日数を
算出し、その経過日数に応じて充電率を補正する(図6
ステップC3,C4 )。
【0049】二次電池51への充電が開始されると、二
次電池51の充電電流が電流検知部61により測定さ
れ、その測定された充電電流が充放電容量検知部64に
供給される(図6ステップC5 ,C6 )。
【0050】充放電容量検知部64は電流検知部61に
より測定された充電電流から充電容量を算出し、その充
電容量を残容量検知部65に供給する(図6ステップC
7 )。
【0051】二次電池51への充電終了後、放電が開始
されると(図6ステップC8 )、二次電池51の放電電
流が電流検知部61により測定され、その測定された放
電電流が充放電容量検知部64に供給される。
【0052】充放電容量検知部64は電流検知部61に
より測定された放電電流から放電容量を算出し、その放
電容量を残容量検知部65に供給する。残容量検知部6
5は[全充電容量=(充電開始〜終了までの充電容量)
/(1−装着時の充電率)]により全充電容量を算出す
る(図6ステップC9 )。
【0053】そして[放電可能容量=全充電容量]とし
て、[残容量=放電可能容量−放電容量]により二次電
池51の残容量、即ち放電可能容量を算出する(図6ス
テップC10)。更に、二次電池51内の記憶部52に日
付を書き込む。
【0054】この残容量検知部65で検知された二次電
池51の残容量に従い、装着された電池パック5の使用
可能時間が表示部Lcに表示される。このような二次電
池の残容量検知により、電池駆動時に常に現在の最新の
正しい放電可能容量が認識でき、これにより使用二次電
池の残使用時間を正確に知ることができる。
【0055】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、二
次電池個々の実容量にばらつきがあったり、サイクル寿
命等で容量が減少してきた二次電池でも、現在の最新の
放電可能容量を求めることで、正確に残使用時間を表示
できる。
【0056】即ち、本発明によれば、充電終了時の充電
容量を放電可能容量にとして残容量検出を行なうため、
電池パック各々に対して常に個々の正確な残容量検出が
行なえ、例えば、公称容量が同じでも個々に実容量にば
らつきがある電池パック、寿命等による原因で電池容量
が低下してきた電池パック、後から追加された公称容量
の違う電池パック、等の装着時に置いても常に正確な残
使用時間を表示することができる。
【0057】又、本発明によれば、充電開始前の残容量
が不明な場合でも、電池の特性を利用して充電開始前の
残容量を推測することで、充電終了時の全充電容量を推
測することができる。更に、推測した全充電容量を放電
可能容量にして残容量検出を行なうため、各電池パック
に対してそれぞれ個々の正確な残容量検出が行なえ、上
記した各電池パックに対しても正確な残使用時間を表示
することができる。
【0058】又、本発明によれば、前回使用時からの放
置期間が長く、充電開始前の残容量の推測が正確に行な
えない特性の電池であっても、放置期間に応じ推測した
残容量に補正を加えることで、正確に残容量を推測でき
るため、充電終了時の全充電容量の推測が行なえる。そ
して、推測した全充電容量を放電可能容量にして残容量
検出を行なうことにより、各電池パックに対して常に個
々の正確な残容量検出が行なえ、上記した各電池パック
に対しても正確な残使用時間を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例を示すブロック図。
【図2】上記第2実施例の処理手順を示すフローチャー
ト。
【図3】本発明の第2実施例を示すブロック図。
【図4】上記第2実施例の処理手順を示すフローチャー
ト。
【図5】本発明の第3実施例を示すブロック図。
【図6】上記第3実施例の処理手順を示すフローチャー
ト。
【符号の説明】
1…電池パック、2…電子機器本体(本体)、11…二
次電池、21…電流検知部、22…充放電容量検知部、
23…残容量検知部、La…表示部。3…電池パック、
4…電子機器本体(本体)、31…二次電池、41…電
流検知部、42…電圧検知部、43…充電率検知部、4
4…充放電容量検知部、45…残容量検知部、Lb…表
示部。5…電池パック、6…電子機器本体(本体)、5
1…二次電池、52…記憶部、61…電流検知部、62
…電圧検知部、63…充電率検知部、64…充放電容量
検知部、65…残容量検知部、Lc…表示部。
フロントページの続き (72)発明者 小沢 克雄 東京都青梅市新町1381番地1 東芝コンピ ュ―タエンジニアリング株式会社内 (72)発明者 森岡 静夫 東京都青梅市新町1381番地1 東芝コンピ ュ―タエンジニアリング株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 充電容量と放電容量がほぼ等しい特性を
    もつ二次電池を充放電制御する機器に於いて、二次電池
    の充電容量を検知する手段と、二次電池の放電開始時か
    らの放電容量を検知する手段と、二次電池の充電容量を
    同電池の放電可能容量として上記充電容量と放電容量か
    ら二次電池の残容量を検知する手段とを具備してなるこ
    とを特徴とする二次電池の充放電制御装置。
  2. 【請求項2】 充電容量と放電容量がほぼ等しい特性を
    もつ二次電池を充放電制御する機器に於いて、二次電池
    の充電開始前の充電率を算出する手段と、二次電池の充
    電容量を算出する手段と、二次電池の充電開始時からの
    充電容量を算出する手段と、上記充電開始前の充電率と
    その後の充電期間に於ける充電容量から二次電池の全充
    電容量を推測し二次電池の放電可能容量として検知する
    手段とを具備してなることを特徴とする二次電池の充放
    電制御装置。
  3. 【請求項3】 充電容量と放電容量がほぼ等しい特性を
    もつ二次電池と外部よりリード/ライトアクセスされる
    記憶装置とを内蔵してなる電池パックと、この電池パッ
    クの装着機構を有し、同機構に装着された電池パックを
    充放電制御する手段と、上記電池パックの充電開始前の
    充電率を検知する手段と、上記電池パックの充電開始後
    の電池容量を検知する手段と、上記電池パックに内蔵さ
    れた記憶装置をリード/ライトアクセスする手段と、上
    記電池パックに内蔵された記憶装置に、同パックに内蔵
    された二次電池の充電履歴を記憶する手段と、上記電池
    パックの充電時に、上記充電開始前の電池容量から充電
    率を検知し、当該充電率を上記記憶装置に記憶された充
    電履歴をもとに補正する手段と、この補正された充電率
    とその後の充電期間に於ける充電容量から当該電池パッ
    クの全充電容量を推測し二次電池の放電可能容量として
    検知する手段とを具備してなることを特徴とする電子機
    器。
  4. 【請求項4】 電池パックの全充電容量を[(充電開始
    から充電終了までの充電容量)/(1−電池パック装着
    時の充電率)]により推測する請求項2又は3記載の電
    子機器。
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