JPH09212265A - 電池残容量検出装置 - Google Patents

電池残容量検出装置

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JPH09212265A
JPH09212265A JP8038844A JP3884496A JPH09212265A JP H09212265 A JPH09212265 A JP H09212265A JP 8038844 A JP8038844 A JP 8038844A JP 3884496 A JP3884496 A JP 3884496A JP H09212265 A JPH09212265 A JP H09212265A
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JP
Japan
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battery
reference voltage
microprocessor
voltage
remaining capacity
Prior art date
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Pending
Application number
JP8038844A
Other languages
English (en)
Inventor
Keiichi Kobayashi
圭一 小林
稔弘 ▲よし▼岡
Toshihiro Yoshioka
Nobuhiko Fujii
信彦 藤井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPH09212265A publication Critical patent/JPH09212265A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電池の種類,放電特性の差異に影響されない
で残容量を高い精度で検出する。 【解決手段】 基準電圧を設定するマイクロプロセッサ
4と、このマイクロプロセッサ4の指令により基準電圧
を発生する基準電圧発生回路3と、電池2の電圧を入力
して基準電圧と比較するコンパレータ1とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池を電源とする
機器の使用中に、電源電池の残存容量を検出する電池残
容量検出装置の技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来における電池残容量検出装置につい
て、図7ないし図12を参照して説明する。
【0003】マンガン電池における放電特性、すなわち
電池の使用時間(使用量)と電池電圧との関係は、図7
に示すようになっており、使用時間(T)が増加すると
電池容量が減少して電池電圧(V)が低下する特性を有
している。そこで、従来においては、電池の残容量が電
池容量の10%以下に減少する時点を容量切れ、あるい
はロウバッテリーレベルとし、その容量切れの検出は、
図8に示すようなコンパレータ101および基準電圧発
生回路102とにより構成した電池残容量検出装置を用
いて検出していた。この電池残容量検出装置による検出
方法は、電池103の残容量が10%に減少した時の電
池電圧VLLを検出する方法で、基準電圧発生回路102
から基準電圧として電圧VLLを発生させ、この基準電圧
と電池103の電圧とをコンパレータ101により比較
し、電池電圧が電圧VLLとなった時点を容量切れとして
いた。
【0004】また、ニッケル−カドミューム電池の場合
の放電特性は、図9に示すようになるので、電池の残容
量が10%に減少する電池電圧V′LLを基準電圧として
いる。なお、この場合の放電特性はマンガン電池のそれ
と異なるので、残容量が10%に減少する電池電圧も異
なったものとなり、その結果、基準電圧V′LLは電圧V
LLとは異なった値とする必要がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の電池残容量検出
装置にあっては、種類の異なる電池を電源とする機器の
場合、例えば、マンガン電池およびニッケル−カドミュ
ーム電池とを電源として使用する機器の場合、放電特性
の違いから基準電圧V′LLと基準電圧VLLとは異なった
ものとなるので、図6に示すようなマンガン電池の場合
のみを想定した基準電圧VLLを用いる電池残容量検出装
置では、正確な容量切れのレベルを検出することができ
ないという問題点があった。
【0006】また、電池の残容量を図8に示すように、
所定の電圧範囲で連続的に検出する場合、例えば、電池
電圧V1,V2,V3,V4の4点で検出する場合、コンパ
レータおよび基準電圧発生回路は、図11に示すよう
に、検出点に相当する数量、すなわち、それぞれ4個ず
つのコンパレータ(101−1,101−2,101−
3,101−4)および基準電圧発生回路(102−
1,102−2,102−3,102−4)が必要とな
り、装置が大型化し、また不経済であるという問題点が
あった。
【0007】さらに、同種類の電池を複数個使用する場
合でも、個々の電池の放電特性に差があると、残容量が
10%に減少する電池容量に相当する電池電圧は図12
に示すように異なったものとなるので、精度良く容量切
れのレベルを検出することができないという問題点があ
った。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明の電池残容量検出装置においては、基準電
圧を設定するマイクロプロセッサを備え、このマイクロ
プロセッサの指令により基準電圧発生回路に基準電圧を
発生させることとしている。
【0009】そして、このようにマイクロプロセッサに
より基準電圧を設定することにより種類が異なる電池を
用いた場合でも、あるいは放電特性に差異がある同種の
電池を用いた場合でも、電池の残容量を精度良く正確に
検出することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明は、コンパレータに入力す
る電池電圧と比較する基準電圧を、マイクロプロセッサ
の指令により基準電圧発生回路に発生させるものであ
る。
【0011】また、基準電圧を設定するマイクロプロセ
ッサと、このマイクロプロセッサの指令により基準電圧
を発生する基準電圧発生回路と、電池電圧を入力して基
準電圧と比較するコンパレータとを備えたものである。
【0012】また、基準電圧を設定するマイクロプロセ
ッサと、このマイクロプロセッサに電池の種別情報を入
力する入力手段と、前記マイクロプロセッサの指令によ
り基準電圧を発生する基準電圧発生回路と、電池電圧を
入力して基準電圧と比較するコンパレータとを備えたも
のである。
【0013】また、基準電圧を設定するマイクロプロセ
ッサと、このマイクロプロセッサの指令により基準電圧
を発生する基準電圧発生回路と、電池電圧を入力して基
準電圧と比較するコンパレータと、電池の残容量を表示
する表示部とを備えたものである。
【0014】また、基準電圧を設定するマイクロプロセ
ッサと、このマイクロプロセッサの指令により基準電圧
を発生する基準電圧発生回路と、電池電圧を入力して基
準電圧と比較するコンパレータとを備え、前記マイクロ
プロセッサは指令する基準電圧レベルを、前記コンパレ
ータの出力変動に対応して低減させるものである。
【0015】さらに、基準電圧を設定するマイクロプロ
セッサと、このマイクロプロセッサの指令により基準電
圧を発生する基準電圧発生回路と、電池電圧を入力して
基準電圧と比較するコンパレータとを備え、前記マイク
ロプロセッサは指令する基準電圧レベルを前記コンパレ
ータの出力変動に対応して低減させるとともに出力変動
の間隔時間を所定値と比較するものである。
【0016】上記のように構成された電池残容量検出装
置にあっては、マイクロプロセッサの指令により基準電
圧発生回路により発生させる基準電圧を電池の放電特性
に関連させて任意に設定することができる。
【0017】また、マイクロプロセッサは入力手段によ
り入力された電池の種別情報に基づいて、電池の種別に
適合した基準電圧を設定することができ、また電池の残
容量のレベルを表示部により容易に確認することができ
る。
【0018】また、マイクロプロセッサはコンパレータ
の出力が変動するたびに、それに対応して基準電圧を所
定のレベルまで低減させて電池の残容量を連続的に検出
することができる。
【0019】さらに、マイクロプロセッサはコンパレー
タの出力が変動するたびに、それに対応して基準電圧を
所定のレベルまで低減させて電池の残容量を連続的に検
出するとともに、コンパレータのある出力変動から次の
出力変動までの間隔時間を測定し、その測定した時間が
所定の時間よりも短くなった場合に、容量切れと判定
し、その時点での電池の残容量に相当する電池電圧を検
出することにより、放電特性に差があっても正確に検出
できる。
【0020】
【実施例】本発明の実施例を、電池としてニッケル−カ
ドミューム電池を用いた場合について、図1ないし図6
を参照して以下に詳述する。
【0021】実施例における電池残容量検出装置の構成
説明図を示す図1において、1は電池2の電圧と基準電
圧とを比較するコンパレータ、3はマイクロプロセッサ
4の指令により基準電圧を発生する基準電圧発生回路、
5は外部から電池2の種別を入力して設定する入力手段
として機能する設定スイッチ、6は電池2の残容量を表
示する表示部である。基準電圧発生回路3には、マイク
ロプロセッサ4の出力ポート7から出力される8ビット
のデジタル信号をアナログ信号に変換するデジタル・ア
ナログコンバータ(D/Aコンバータ)を用い、表示部
6は4個の発光ダイオード(LED)により形成し、電
池2の残容量を多い順にH,M,L,LLの4段階に点
灯表示する。発光ダイオードの点灯はマイクロプロセッ
サ4の出力ポート8の指令により行い、発光ダイオード
はHの場合は4個,Mの場合は3個,Lの場合は2個,
LLの場合は1個点灯する。なお、9は設定スイッチ5
が設定した電池2の種別を読み込む出力ポート、10は
コンパレータ1の出力を読み込む入力ポートである。
【0022】この電池残容量検出装置を動作させる処理
について、図2ないし図4に示す処理フローチャートを
参照して説明する。
【0023】電源を投入した後、設定スイッチ5により
電池2の種別を設定すると、マイクロプロセッサ4は出
力ポート9より電池2の種別を読み込み(ステップ
1)、ニッケル−カドミューム電池を確認し(図2
(a)参照)、次の処理に移行する(図2(b)参
照)。
【0024】マイクロプロセッサ4は出力ポート7より
基準電圧発生回路3に、Hレベルの基準電圧を設定する
よう指令し(ステップ2)、ついで、マイクロプロセッ
サ4は入力ポート10よりコンパレータ1の出力を読み
込む(ステップ3)。コンパレータ1の出力が電池電圧
の設定値よりも高いと判定した場合は、マイクロプロセ
ッサ4は出力ポート8より表示部6に発光ダイオード4
個の点灯を指令する(ステップ4)。
【0025】その後、所定の時間毎にコンパレータ1の
出力を監視し、その出力が設定値よりも低いと判定した
時点で、電池電圧のMレベル検出処理に入り(ステップ
5)、Mレベル検出処理を行う(図3(a)参照)。
【0026】このMレベル検出処理においては、マイク
ロプロセッサ4は出力ポート7より基準電圧発生回路3
に、Mレベルの基準電圧を設定するよう指令し(ステッ
プ6)、ついで、マイクロプロセッサ4は入力ポート1
0よりコンパレータ1の出力を読み込む(ステップ
7)。以下、上記で説明した場合と同様に、コンパレー
タ1の出力が電池電圧が設定値よりも高いと判定した場
合は、マイクロプロセッサ4は出力ポート8より表示部
6に発光ダイオード3個の点灯を指令する(ステップ
8)。
【0027】その後、所定の時間毎にコンパレータ1の
出力を監視し、その出力が設定値よりも低いと判定した
時点で、電池電圧のLレベル検出処理に入り(ステップ
9)、Lレベル検出処理を行う(図3(b)参照)。
【0028】ついで、以上説明したと同様に、Lレベル
検出処理をしてコンパレータ1の出力を監視し(図3
(b)参照)、その出力が設定値より低いと判定した時
点で電池電圧のLLレベル検出処理に入り(ステップ1
0)、LLレベル検出処理(図4参照)をする。
【0029】したがって、検出レベルに相当する数量の
コンパレータおよび基準電圧発生回路を必要とすること
なく、電池の残容量を所定の電圧範囲で連続的に高い精
度で検出することができる。なお、図2(a)のステッ
プ1でマンガン電池を確認した場合も、以上説明したと
同様の処理で検出することができる。
【0030】次に、個々の電池の放電特性に差があり、
残容量が10%に減少する電池容量に相当する電池電圧
が異なる場合の検出処理について、図5および図6を参
照して説明する。
【0031】容量切れの状態に近づくと、図6に示すよ
うに、電池電圧は急速に低下するので、ある電圧レベル
から次の電圧レベルに低下するまでに要する時間は短く
なる。そこで、コンパレータの出力が変化する毎にマイ
クロプロセッサにより、比較基準電圧を所定のレベルま
で低減させ、同時にコンパレータにおける前の出力変化
から次の出力変化までに要する時間と所定時間とを比較
し、所定時間より短くなった時点で容量切れとしてロウ
バッテリー処理をすることができる。
【0032】すなわち、図5の場合は、VLレベルの検
出をした後、電池電圧が低下する時間を測定することに
より、容量切れの電池電圧を正確に検出することができ
る。マイクロプロセッサ4が電池電圧VL=V1を検出し
た後、マイクロプロセッサ4は、電池電圧がvだけ低下
した次の設定電圧V2(=V1−v)を設定するように出
力ポート7より基準電圧発生回路3に指令する(ステッ
プ1)。なお、この実施例ではv=0.02Vとしてい
る。また、設定電圧V2が所定の電圧よりも低下してい
る場合は、強制的に容量切れ処理を行うようにしている
(ステップ2)。
【0033】ついで、マイクロプロセッサ4は基準電圧
発生回路3に指令した後、設定電圧V2が所定の電圧よ
り高い場合、タイマーをスタートさせる(ステップ
3)。一方、マイクロプロセッサ4は入力ポート10よ
りコンパレータ1の出力を読み込み(ステップ4)、コ
ンパレータ1の出力が容量切れに相当する電池電圧とし
て設定した電圧となるまで処理を繰り返して行う(ステ
ップ4,5)。そして、タイマーが測定した電池電圧V
1から電池電圧V2に低下するまでの時間t1と所定の時
間tLとを比較し(ステップ6)、測定した時間t1が所
定の時間tLより大きい場合は、上記のステップ1〜5
の処理を繰り返して行い、測定した時間t1が所定の時
間tLより小さい場合は、容量切れとしてロウバッテリ
ー処理をする。なお、図6に示す実施例の場合は、マイ
クロプロセッサ4により基準電圧発生回路3へ指令した
設定電圧がV4になった時点でタイマーにより測定した
時間t3が所定の時間tLより小さくなって容量切れの処
理をしている。
【0034】したがって、電池特性がばらついている場
合でも、電池電圧の低下するに要する時間を測定するこ
とにより高い精度で正確に検出することができる。
【0035】
【発明の効果】本発明の電池残容量検出装置は、以上説
明したような形態で実施され、以下に記載されるような
効果を奏する。
【0036】電池の残容量を検出する基準電圧は、マイ
クロプロセッサにより設定され、さらに、電池の種別情
報,電圧の経時変化情報に基づいて設定されるので、電
池の種類,放電特性の差異などにより影響されることな
く、高い精度で正確に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における電池残容量検出装置の
構成説明図
【図2】同電池残容量検出装置の処理フローチャート
【図3】同電池残容量検出装置の別の処理フローチャー
【図4】同電池残容量検出装置の別の処理フローチャー
【図5】同電池残容量検出装置の別の処理フローチャー
【図6】電池の放電特性説明線図
【図7】マンガン電池の放電特性線図
【図8】従来における電池残容量検出装置の構成説明図
【図9】ニッケル−カドミューム電池の放電特性線図
【図10】電池の放電特性説明線図
【図11】従来における電池残容量検出装置の別の構成
説明図
【図12】電池の放電特性説明線図
【符号の説明】
1 コンパレータ 2 電池 3 基準電圧発生回路 4 マイクロプロセッサ 5 設定スイッチ 6 表示部

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 コンパレータに入力する電池電圧と比較
    する基準電圧を、マイクロプロセッサの指令により基準
    電圧発生回路に発生させる電池残容量検出装置。
  2. 【請求項2】 基準電圧を設定するマイクロプロセッサ
    と、このマイクロプロセッサの指令により基準電圧を発
    生する基準電圧発生回路と、電池電圧を入力して基準電
    圧と比較するコンパレータとを備える電池残容量検出装
    置。
  3. 【請求項3】 基準電圧を設定するマイクロプロセッサ
    と、このマイクロプロセッサに電池の種別情報を入力す
    る入力手段と、前記マイクロプロセッサの指令により基
    準電圧を発生する基準電圧発生回路と、電池電圧を入力
    して基準電圧と比較するコンパレータとを備える電池残
    容量検出装置。
  4. 【請求項4】 基準電圧を設定するマイクロプロセッサ
    と、このマイクロプロセッサの指令により基準電圧を発
    生する基準電圧発生回路と、電池電圧を入力して基準電
    圧と比較するコンパレータと、電池の残容量を表示する
    表示部とを備える電池残容量検出装置。
  5. 【請求項5】 基準電圧を設定するマイクロプロセッサ
    と、このマイクロプロセッサの指令により基準電圧を発
    生する基準電圧発生回路と、電池電圧を入力して基準電
    圧と比較するコンパレータとを備え、前記マイクロプロ
    セッサは指令する基準電圧レベルを、前記コンパレータ
    の出力変動に対応して低減させる電池残容量検出装置。
  6. 【請求項6】 基準電圧を設定するマイクロプロセッサ
    と、このマイクロプロセッサの指令により基準電圧を発
    生する基準電圧発生回路と、電池電圧を入力して基準電
    圧と比較するコンパレータとを備え、前記マイクロプロ
    セッサは指令する基準電圧レベルを、前記コンパレータ
    の出力変動に対応して低減させるとともに出力変動の間
    隔時間を所定値と比較する電池残容量検出装置。
JP8038844A 1996-01-31 1996-01-31 電池残容量検出装置 Pending JPH09212265A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006083080A1 (en) * 2005-02-04 2006-08-10 Fuelcell Power, Inc. Apparatus for monitoring cell voltage and fuel cells using the same
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CN100351739C (zh) * 2004-02-20 2007-11-28 英华达股份有限公司 可携式电脑装置的电池存量检测装置及其检测方法

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