KR101031722B1 - 배터리팩 및 배터리 잔류 용량 산출 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 충전 가능한 배터리셀의 잔류 용량을 산출하는 기능을 갖는 배터리팩으로서, 배터리팩에 내장된 마이크로 컴퓨터(5)는 산출한 용량 적산값 Y가 최대 용량 적산값 Ym 미만일 때에는 용량 적산값 Y를 배터리 잔류 용량 데이터로 하고, 산출한 용량 적산값 Y가 최대 용량 적산값 Ym 이상일 때에는 최대 용량 적산값 Ym을 배터리 잔류 용량 데이터로 한다. 또한, 마이크로 컴퓨터(5)는, 용량 적산값 Y가 최대 용량 적산값 Ym에 도달한 횟수에 기초하여 기준 용량 적산값 Y0을 보정한다.
최대 용량 적산값, 마이크로 컴퓨터, 배터리셀, 배터리팩

Description

배터리팩 및 배터리 잔류 용량 산출 방법{BATTERY PACK AND BATTERY REMAINING POWER CALCULATING METHOD}
본 발명은, 비디오 카메라, 휴대용 전화기, 혹은 퍼스널 컴퓨터 등의 전자 기기의 전원으로서 사용되는 배터리팩 및 이 배터리팩의 배터리 잔량 산출 방법에 관한 것이다.
종래, 리튬 이온 전지, NiCd 전지, 니켈 수소 전지 등의 충전을 가능하게 한 2차 전지인 배터리셀을 구비하는 배터리팩이 이용되고 있다. 이 종류의 배터리팩은, 예를 들면 비디오 카메라, 휴대용 전화기, 혹은 퍼스널 컴퓨터 등의 전자 기기의 전원으로서 사용되고 있다.
전자 기기의 전원으로서 이용되는 배터리팩에는, 예를 들면 배터리 잔류 용량의 계산이나 배터리팩을 전원으로 하고 있는 전자 기기와의 사이의 통신을 행하기 위한 마이크로 컴퓨터, 마이크로 컴퓨터의 주변 회로, 마이크로 컴퓨터에 의해 배터리 잔류 용량을 산출하기 위해 필요한 배터리셀의 상태 검출 회로, 배터리 잔류 용량을 산출하기 위해 필요한 데이터가 기억되어 있는 불휘발성 메모리 등이 내장되어 있다.
배터리팩이 이용되는 전자 기기는, 마이크로 컴퓨터가 산출한 배터리 잔류 용량을, 예를 들면 시간 등으로 환산하여 표시하고 있다.
상술한 배터리팩의 배터리 잔류 용량은 충방전했을 때에 흐르는 전류를 적산하여 얻어진 용량 적산값 Y에 의해 나타낼 수 있다.
용량 적산값 Y는, 예를 들면 일본 특개평9-285026호 공보에 기재된 바와 같이, 배터리팩이 충방전될 때마다 기준값(이하, 기준 용량 적산값이라고 칭함) Y0으로 리세트되고, 해당 기준 용량 적산값 Y0을 기준으로 하여 전류값이 적산되는 것에 의해 얻어진다.
기준 용량 적산값 Y0은, 예를 들면 출하 시의 배터리팩을 충전했을 때, 만충전의 90%까지 충전되었을 때의 용량 적산값이 채용된다. 이 종류의 배터리팩에서, 용량 적산값 Y를 기준 용량 적산값 Y0으로 리세트하는 방법으로는, 출하 전에 배터리팩을 정전압 충전하여, 용량 적산값 Y=기준 용량 적산값 Y0으로 되었을 때의 전류값 Ix를 기준 용량 적산값 Y0과 함께 불휘발성 메모리에 기억해 두고, 사용 시에 배터리팩을 정전압 충전하여 전류값이 Ix로 되었을 때에, 용량 적산값 Y를 기준 용량 적산값 Y0으로 리세트하는 방법을 예로 들 수 있다.
상술한 배터리팩은, 시간이 경과함에 따라 용량이 감소하는, 즉 열화하는 것이 알려져 있다. 배터리팩이 열화하면, 마이크로 컴퓨터가 산출한 배터리 잔류 용량과 배터리팩의 실제의 배터리 잔류 용량과의 사이에 차가 발생하게 된다.
따라서, 배터리팩이 열화했을 때에는, 마이크로 컴퓨터가 산출한 용량 적산값 Y를 보정할 필요가 생긴다.
용량 적산값 Y를 보정하는 방법으로는, 배터리팩을 열화시키는 원인에 기초 하여, 예를 들면 소정의 계수와 용량 적산값 Y를 승산하는 것 등에 의해, 보정하는 방법을 생각할 수 있다.
배터리팩을 열화시키는 원인으로는, 배터리팩이 충방전한 횟수나, 배터리팩의 사용 및 보존 조건 등을 예로 들 수 있다.
배터리팩은, 배터리팩이 충방전한 횟수가 많을 수록 열화가 진행된다고 알려져 있다. 예를 들면, 리튬 이온 전지에서는, 500회의 충방전을 행함으로써 용량이 60%로 된다고 알려져 있다.
배터리팩이 충방전한 횟수는, 예를 들면 일본 특개평9-243718호 공보에 개시된 방법 등에 의해 알 수 있다. 따라서, 배터리팩이 충방전한 횟수에 기초하여 용량 적산값 Y를 보정하는 것은 가능하게 된다.
배터리팩은, 사용 조건이나 보존 조건에 의해 열화의 진행 방법이 변한다고 알려져 있다. 배터리팩은, 예를 들면 연속하여 장시간 사용했을 때나 저온에서 사용했을 때 등에는, 열화하기 쉽다고 알려져 있다. 일본 특개2000-260488호 공보에는, 온도 변화에 따른 배터리 잔류 용량의 산출 방법이 개시되어 있다.
그러나, 배터리팩의 사용 조건이나 보존 조건을 모두 파악하는 것은 곤란하다. 따라서, 배터리팩의 사용 조건이나 보존 조건에 기초하여 용량 적산값 Y를 보정하는 것은 곤란하게 된다.
용량 적산값 Y를 보정하는 다른 방법으로서, 열화한 배터리팩의 열화 상태를 실제로 측정하여, 판명된 열화 상태에 기초하여 보정하는 방법도 생각할 수 있다.
배터리팩의 열화 상태는, 소위 5시간법에 의해 측정한다. 5시간법은, 배터 리팩을 빈 상태로부터 만충전 상태까지 충전한 후에, 5시간 정도의 시간동안 방전시키는 것에 의해, 배터리팩의 열화 상태를 측정하는 방법이다.
충전 시간은, 배터리의 용량에 의해 서로 다르지만, 예를 들면 소니(주) 제조의 디지털 카메라에서 이용되고 있는 배터리팩 "NP-FC10"(상품명)은 약 3시간동안 충전을 행하였다.
상술한 바와 같이, 배터리팩의 열화 상태를 실제로 측정하면 약 8시간이 걸린다. 즉, 배터리팩의 열화 상태를 실제로 측정하여, 판명된 열화 상태에 기초하여 용량을 보정하면, 용량을 보정하기 위해 긴 시간을 필요로 한다. 이상 설명한 방법에 의해 배터리팩의 열화 상태를 실제로 측정하기 위해서는, 배터리팩의 충방전을 1회 행할 필요가 발생한다. 따라서, 배터리팩의 열화 상태를 실제로 측정하는 것에 의해, 배터리팩의 열화를 더 재촉하게 된다.
<발명의 개시>
본 발명의 목적은, 상술한 바와 같은 종래의 배터리팩이 갖는 문제점을 해소 할 수 있는 신규의 배터리팩 및 배터리 잔류 용량 산출 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 충방전 횟수뿐만 아니라 사용 조건 및 보존 조건 등에 기초한 용량의 감소를 간편하게 보정하는 것이 가능하고, 실제의 잔류 용량과 매우 근접한 값인 배터리 잔류 용량을 검출하는 것이 가능한 배터리팩 및 배터리 잔류 용량 산출 방법을 제공하는데 있다.
충전을 가능하게 한 배터리셀을 이용한 배터리팩은, 열화함에 따라 내부 임피던스가 커진다. 따라서, 신품의 배터리팩을 정전압 충전했을 때에는, 내부 임피 던스가 낮기 때문에, 충전 개시 시에 많은 전류가 흐르고, 충전 중에 흐르는 전류량이 빠르게 감소하여, 짧은 충전 시간(h1)에 충전이 끝난다. 한편, 열화한 배터리팩을 정전압 충전했을 때에는, 내부 임피던스가 높기 때문에, 충전 개시 시에 흐르는 전류는 적고, 충전중에 흐르는 전류량의 감소는 느려, 긴 충전 시간(h2)을 필요로 한다.
본원 발명자들은, 상술한 목적을 달성하기 위해 예의 검토를 거듭하여, 도 1에 도시한 바와 같이, 열화한 배터리팩은 충전할 때에 도 1에서 B로 나타낸 바와 같이 충전 전류가 변화하고, 신품의 배터리팩에서는 충전할 때에 도 1에서 A로 나타낸 바와 같이 충전 전류가 변화하기 때문에, 충전 전류가 기준 전류값 Ix로 된 후에 흐르는 전류의 적산량이, 신품의 배터리팩보다도 열화한 배터리팩에서 많아지는 것을 발견하였다.
본 발명에 따른 배터리팩은, 외부 기기에 장착되는 배터리팩에 있어서, 충방전되는 배터리셀과, 배터리셀이 충방전되고 있을 때에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출 수단과, 전류를 적산하는 것에 의해 용량 적산값을 산출하는 용량 적산값 산출 수단과, 전류 검출 수단에 의해 검출되는 전류가 소정의 값으로 되었을 때에, 용량 적산값을 기준 용량 적산값으로 리세트하는 리세트 수단과, 최대 용량 적산값 및 기준 용량 적산값을 기억하는 기억 수단과, 용량 적산값에 기초하여 배터리 잔류 용량 데이터를 산출하는 데이터 산출 수단을 포함하며, 용량 적산값 산출 수단은 기준 용량 적산값을 기준으로 하여 전류의 적산을 행하고, 데이터 산출 수단은, 용량 적산 수단이 산출한 용량 적산값이 최대 용량 적산값 미만일 때에는 전류 적산 수단이 산출한 용량 적산값을 배터리 잔류 용량 데이터로 하고, 전류 적산 수단이 산출한 용량 적산값이 최대 용량 적산값 이상일 때에는 해당 최대 용량 적산값을 배터리 잔류 용량 데이터로 한다.
본 발명에 따른 배터리팩은, 외부 기기에 장착되는 배터리팩에서, 충방전되는 배터리셀과, 배터리셀이 충방전되고 있을 때에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출 수단과, 전류를 적산하는 것에 의해 용량 적산값을 산출하는 용량 적산값 산출 수단과, 전류 검출 수단에 의해 검출되는 전류가 소정의 값으로 되었을 때에, 용량 적산값을 기준 용량 적산값으로 리세트하는 리세트 수단과, 기준 용량 적산값을 기억하는 기억 수단과, 도달 횟수 카운트 수단이 카운트한 횟수에 기초하여 상기 기준 용량 적산값을 보정하는 기준 용량 적산값 보정 수단을 포함하고, 용량 적산값 산출 수단은 기준 용량 적산값을 기준으로 하여 전류의 적산을 행하여 용량 적산값을 산출하고, 해당 용량 적산값을 배터리 잔류 용량 데이터로 한다.
본 발명에 따른 배터리 잔량의 산출 방법은, 외부 기기에 장착되는 배터리팩의 배터리 잔류 용량 산출 방법에 있어서, 배터리팩에 구비된 배터리셀이 충방전되고 있을 때에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출 단계와, 전류를 적산하는 것에 의해 용량 적산값을 산출하는 용량 적산값 산출 단계와, 전류가 소정의 값으로 되었을 때에 용량 적산값을 기준 용량 적산값으로 리세트하는 리세트 단계와, 용량 적산값에 기초하여 배터리 잔류 용량 데이터를 산출하는 데이터 산출 단계를 포함하고, 용량 적산값 산출 단계에서는 기준 용량 적산값을 기준으로 하여 전류의 적산 을 행하고, 데이터 산출 단계에서는 상기 용량 적산값 산출 단계에서 산출된 용량 적산값과 기억 수단에 기억되어 있는 최대 용량 적산값을 비교하여, 용량 적산값 산출 단계에서 산출된 용량 적산값이 최대 용량 적산값보다도 작을 때에는 용량 적산값 산출 단계에서 산출된 용량 적산값을 배터리 잔류 용량 데이터로 하고, 용량 적산값 산출 단계에서 산출된 용량 적산값이 최대 용량 적산값보다도 클 때에는 최대 용량 적산값을 배터리 잔류 용량 데이터로 한다.
본 발명에 따른 다른 배터리 잔량의 산출 방법은, 외부 기기에 장착되는 배터리팩의 배터리 잔류 용량 산출 방법에 있어서, 배터리팩에 구비된 배터리셀이 충방전되고 있을 때에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출 단계와, 전류를 적산하는 것에 의해 용량 적산값을 산출하는 용량 적산값 산출 단계와, 전류가 소정의 값으로 되었을 때에 용량 적산값을 리세트하여 기준 용량 적산값으로 하는 리세트 단계와, 용량 적산값 산출 단계에서 산출된 용량 적산값이 기억 수단에 기억되어 있는 최대 용량 적산값에 도달한 횟수를 카운트하는 도달 횟수 카운트 단계와, 도달 횟수 카운트 단계에서 얻어진 횟수에 기초하여, 기억 수단에 기억되어 있는 기준 용량 적산값을 보정하는 제1 기준 용량 적산값 보정 단계를 포함하고, 용량 적산값 산출 단계에서는 기준 용량 적산값을 기준으로 하여 전류의 적산을 행하여 용량 적산값을 산출하고, 이 용량 적산값을 배터리 잔류 용량 데이터로 한다.
본 발명의 또 다른 목적, 본 발명에 의해 얻어지는 구체적인 이점은, 이하에서 도면을 참조하면서 설명되는 실시예의 설명으로부터 한층 명백해질 것이다.
도 1은 배터리팩의 열화가 진행된 상태에서 충전했을 때의 용량 적산값의 변화를 도시하는 도면.
도 2는 본 발명에 따른 배터리팩의 구체적 구성을 도시하는 블록도.
도 3은 배터리팩을 신품의 상태에서 충전했을 때의 용량 적산값의 변화와, 최대 용량 적산값과, 기준 용량 적산값을 도시하는 도면.
도 4는 배터리팩을 충전했을 때의 용량 적산값의 변화를 도시하는 도면으로서, 제7 저항에 흐르는 전류의 값이 Ix로 되었을 때에, 용량 적산값을 기준 용량 적산값으로 리세트하고 있는 상태를 도시하는 도면.
도 5는 배터리팩을 정전압 충전했을 때의, 제7 저항에 흐르는 전류량의 변화를 도시하는 도면.
도 6은 용량 적산값이 최대 용량 적산값 이상일 때에, 마이크로 컴퓨터가 최대 용량 적산값을 배터리 잔류 용량 데이터로서 출력하는 것을 도시하는 도면.
도 7은 도달 횟수에 기초하여 기준 용량 적산값을 보정했을 때의 배터리 잔류 용량 데이터의 변화를 도시하는 도면.
도 8은 마이크로 컴퓨터가 도달 횟수를 카운트할 때의 처리의 흐름을 설명하는 흐름도.
도 9는 마이크로 컴퓨터가 기준 용량 적산값을 보정할 때의 처리의 흐름을 설명하는 흐름도.
도 10은 마이크로 컴퓨터가 도달 횟수 외에 충방전 횟수에 기초하여 기준 용량 적산값 Y0을 보정했을 때의 배터리 잔류 용량 데이터의 변화를 도시하는 도면.
도 11은 보정에 의한 기준 용량 적산값의 변화를 도시하는 도면.
<발명을 실시하기 위한 최량의 형태>
이하, 본 발명에 따른 배터리팩 및 배터리 잔류 용량 산출 방법에 대하여 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 배터리팩(1)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 충방전되는 배터리셀(2)과, 배터리셀(2)에 충방전되는 전류를 검출하는 충방전 전류 검출 회로(3)와, 통신 회로(4)와, 마이크로 컴퓨터(5)와, 마이크로 컴퓨터용 전원(6)과, 온도 센서(7)와, 전압 검출 회로(8)와, 불휘발성 메모리(9)와, 2입력 NAND 게이트(10)를 구비한다.
배터리팩(1)은 예를 들면 비디오 카메라, 휴대용 전화기, 혹은 퍼스널 컴퓨터 등의 전자 기기에 접속하거나 혹은 내장되는 것에 의해, 이 전자 기기의 전원으로서 사용된다.
본 발명에 따른 배터리팩(1)은, 배터리셀(2)의 양극이 배터리팩(1)의 양의 단자 TM+에, 배터리셀(2)의 음극이 후술하는 제7 저항을 개재하여 배터리팩(1)의 음의 단자 TM-에 접속되어 있다.
충방전 전류 검출 회로(3)는, 배터리팩(1)을 충방전했을 때에 흐르는 전류를 검출하고, 마이크로 컴퓨터(5)로 공급한다. 충방전 전류 검출 회로(3)는, 제1 저항(11), 제2 저항(12), 제3 저항(13), 제1 스위칭 트랜지스터(14), 충전 전류용 연산 증폭기(15)를 구비하는 충전 전류 검출부(16)와, 제4 저항(21), 제5 저항(22), 제6 저항(23), 제2 스위칭 트랜지스터(24), 방전 전류용 연산 증폭기(25)로 이루어 지는 방전 전류 검출부(26)와, 제7 저항(27)을 구비한다. 또, 충방전 전류 검출 회로(3)의 상세한 동작에 대해서는 후술하겠다.
통신 회로(4)는, 데이터 입력용 버퍼 증폭기(31)와, 데이터 출력용 버퍼 증폭기(32)를 구비한다. 데이터 입력용 버퍼 증폭기(31)는 마이크로 컴퓨터(5)에 구비된 데이터 입력 단자(51)에 접속되어 있고, 데이터 출력용 버퍼 증폭기(32)는 마이크로 컴퓨터(5)에 구비된 데이터 출력 단자(52)에 접속되어 있다. 통신 회로(4)는 데이터 출력 단자(52)로부터 출력된 데이터 Sout를, 데이터 출력용 버퍼 증폭기(32)를 통하여 출력한다. 통신 회로(4)로부터 출력된 데이터는, 예를 들면 전자 기기 등의 외부 기기(도시하지 않음)로 공급된다. 또한, 통신 회로(4)는 외부 기기로부터 공급된 데이터 Sin을, 데이터 입력용 버퍼 증폭기(31)를 개재하여 데이터 입력 단자(51)로 공급한다.
마이크로 컴퓨터(5)는, 배터리팩(1)의 상태를 나타내는 데이터를 생성한다. 마이크로 컴퓨터(5)는 충방전 전류 검출 회로(3)가 검출한 전류를 적산하는 것에 의해, 배터리팩(1)의 잔류 용량을 나타내는 용량 적산값 Y를 산출한다. 이 마이크로 컴퓨터(5)는 배터리팩(1)이 충방전한 횟수를 카운트한다. 또한, 마이크로 컴퓨터(5)는 외부 기기에 대하여 배터리 잔류 용량 데이터를 출력하는 등, 외부 기기와의 사이에서 통신을 행한다. 또, 마이크로 컴퓨터(5)의 상세한 내용에 대해서는 후술하겠다.
마이크로 컴퓨터 전원(6)은, 마이크로 컴퓨터(5)의 전원이 된다. 마이크로 컴퓨터 전원(6)은, 시리즈 레귤레이터나 리세트 회로 등을 구비하고 있다. 마이크 로 컴퓨터 전원(6)은, 마이크로 컴퓨터(5)에 구비된 전원 단자(53)에 접속되어 있고, 전원 단자(53)를 개재하여 마이크로 컴퓨터(5)에 전원 V를 공급한다.
온도 센서(7)는, 예를 들면 온도 검출용 서미스터 등으로 이루어진다. 온도 센서(7)는, 배터리셀(2)의 근방 혹은 배터리셀(2)에 접한 위치에 배치되어 있고, 온도 센서(7)의 온도 검출값 DT가 마이크로 컴퓨터(5)의 온도 검출 입력 단자(54)로 공급된다. 따라서, 마이크로 컴퓨터(5)는 온도 검출 입력 단자(54)에 공급된 온도 검출값 DT에 기초하여, 배터리셀(2)의 온도를 알 수 있다.
전압 검출 회로(8)는, 제8 저항(35) 및 제9 저항(36)으로 이루어지는 분압 저항으로서, 이 분압 저항에 의해 배터리셀(2)의 단자간 전압을 검출한다. 전압 검출 회로(8)로부터의 전압 검출값 DV가, 마이크로 컴퓨터(5)의 전압 검출 입력 단자(55)로 공급되고 있다. 따라서, 마이크로 컴퓨터(5)는 전압 검출 입력 단자(55)에 공급된 전압 검출값 DV에 기초하여, 배터리셀(2)의 단자간 전압을 알 수 있다.
불휘발성 메모리(9)는, 최대 용량 적산값 Ym과, 기준 용량 적산값 Y0과, 기준 전류값 Ix를 기억하고 있다. 불휘발성 메모리(9)는 마이크로 컴퓨터(5)에 구비된 사이클 데이터 입력 단자(56)와 접속되어 있다. 불휘발성 메모리(9)에 기억되는 최대 용량 적산값 Ym과, 기준 용량 적산값 Y0과, 기준 전류값 Ix는, 사이클 데이터 입력 단자(56)에 입력된다. 최대 용량 적산값 Ym으로는, 도 3에 도시한 바와 같은, 신품인 배터리팩(1)의 용량보다도 약간 큰 값이 채용된다. 본 발명에서는, 기준 용량 적산값 Y0으로서 출하 시에 아직 충전이 행해지지 않은 신품의 배터리팩(1)을 충전했을 때의 용량 적산값 Ys에, 만충전의 90%로 되는 용량 적산값 을 채용하고 있다. 또, 본 발명에 따른 배터리팩(1)은, 기준 전류값 Ix로서는, 출하 시의 충전이 행해져 있지 않은 신품의 배터리팩(1)을 충전하여 용량 적산값 Y가 기준 용량 적산값 Y0으로 되었을 때의 전류값 I를 채용하고 있다.
2입력 NAND 게이트(10)는 2개의 입력 단자 중 한쪽이 충전 전류용 연산 증폭기(15)의 출력 단자와 접속하고 있고, 다른 쪽이 방전 전류용 연산 증폭기(25)의 출력 단자와 접속하고 있다. 2입력 NAND 게이트(10)는, 출력 단자가 제10 저항(37)을 통하여 전원 단자(53)에 접속되어 있다. 2입력 NAND 게이트는 마이크로 컴퓨터(5)의 동작 모드를 전환한다.
이어서, 충방전 전류 검출 회로(3)에 대하여 상세히 설명한다.
충전 전류용 연산 증폭기(15)의 비반전 입력 단자는, 제3 저항(13) 및 제7 저항(27)을 개재하여 배터리셀(2)의 음극과 접속되고, 반전 입력 단자는 증폭율 설정용의 부귀환 저항인 제2 저항(12) 및 제1 저항(11)과 접속되어 있다. 또한, 충전 전류용 연산 증폭기(15)는 충전 전류 검출 입력 단자(57)와 접속되어 있다. 따라서, 충전 전류용 연산 증폭기(15)의 출력 단자로부터는, 충전 시에 배터리팩(1) 내에 흐르는 전류값을 제1 저항(11)의 저항값과 제2 저항(12)의 저항값과의 비에 대응하여 증폭한 전압값이 출력된다. 출력된 전압값은 충전 전류 검출 입력 단자(57)에 공급된다.
방전 전류용 연산 증폭기(25)의 비반전 입력 단자는, 제6 저항(23) 및 제7 저항(27)을 개재하여 배터리셀(2)의 음극과 접속되고, 반전 입력 단자는 증폭율 설정용의 부귀환 저항인 제5 저항(22) 및 제4 저항(21)과 접속되어 있다. 또한, 방 전용 전류 연산 증폭기(25)는 방전 전류 검출 입력 단자(58)에 접속되어 있다. 따라서, 방전 전류용 연산 증폭기(25)의 출력 단자로부터는, 방전 시에 배터리팩(1) 내에 흐르는 전류값을 제4 저항(21)의 저항값과 제5 저항(22)의 저항값과의 비에 대응하여 증폭한 전압값이 출력된다. 출력된 전압값은 방전 전류 검출 입력 단자(58)에 접속되어 있다.
제1 스위칭 트랜지스터(14)는, 예를 들면 전계 효과 트랜지스터로 이루어지며, 게이트가 마이크로 컴퓨터(5)의 스위칭 제어 출력 단자(59)와 접속되고, 드레인과 소스 사이에 제1 저항(11)이 접속되어 있다. 따라서, 마이크로 컴퓨터(5)의 스위칭 제어 출력 단자(59)로부터의 신호 레벨이 예를 들면 하이(H) 레벨로 되었을 때에는, 제1 스위칭 트랜지스터(14)가 ON 상태로 되고, 제1 저항(11)에 의한 저항값은 거의 0으로 되는 제1 스위칭 트랜지스터(14)의 저항으로만 이루어지고, 충전 전류용 연산 증폭기(15)의 증폭율은 크게 된다. 한편, 마이크로 컴퓨터(5)의 스위칭 제어 출력 단자(59)로부터의 신호 레벨이 예를 들면 로우(L) 레벨로 되었을 때에는, 제1 스위칭 트랜지스터(14)는 OFF 상태로 되고, 충전 전류용 연산 증폭기(15)의 증폭율은 제1 저항(11)의 저항값과 제2 저항(12)의 저항값과의 비에 대응한 증폭율, 즉 제1 스위칭 트랜지스터(14)가 ON 상태로 되었을 때보다도 작은 증폭율로 된다.
또한, 제2 스위칭 트랜지스터(24)도 예를 들면 전계 효과 트랜지스터로 이루어지며, 게이트가 마이크로 컴퓨터(5)의 스위칭 제어 출력 단자(60)와 접속되고, 드레인과 소스 사이에 제4 저항(21)이 접속되어 있다. 따라서, 마이크로 컴퓨터(5)의 스위칭 제어 출력 단자(60)로부터의 신호 레벨이 예를 들면 하이(H) 레벨로 되었을 때에는, 제2 스위칭 트랜지스터(24)가 ON 상태로 되고, 제4 저항(21)에 의한 저항값은 거의 0으로 되는 제2 스위칭 트랜지스터(24)의 저항만으로 이루어지고, 방전 전류용 연산 증폭기(25)의 증폭율은 크게 된다. 한편, 마이크로 컴퓨터(5)의 스위칭 제어 출력 단자(60)로부터의 신호 레벨이 예를 들면 로우(L) 레벨로 되었을 때에는, 제2 스위칭 트랜지스터(24)는 OFF 상태로 되어, 충전 전류용 연산 증폭기(25)의 증폭율은 제4 저항(21)의 저항값과 제5 저항(22)의 저항값과의 비에 대응한 증폭율, 즉 제2 스위칭 트랜지스터(24)가 ON 상태로 있을 때보다도 증폭율이 작아진다.
여기서, 마이크로 컴퓨터(5)는 통상 동작 모드시(Run 시)에는 항상 충전 전류 검출 입력 단자(57)와 방전 전류 검출 입력 단자(58)의 레벨을 감시하고 있으며, 충전 전류 검출 입력 단자(57) 및 방전 전류 검출 입력 단자(58)의 레벨이 일정 레벨 이상으로 되어 있을 때에는, 스위칭 제어 출력 단자(59, 60)의 신호 레벨을 모두 로우(L) 레벨로 한다. 이에 의해, 제1 스위칭 트랜지스터(14) 및 제2 스위칭 트랜지스터(24)는 모두 OFF 상태로 되고, 충전 전류용 연산 증폭기(15) 및 방전 전류용 연산 증폭기(25)의 증폭율은 모두 작아진다. 따라서, 통상 동작 모드시(Run시)의 마이크로 컴퓨터(5)는, 증폭율이 작게 된 충전 전류용 연산 증폭기(15) 및 방전 전류용 연산 증폭기(25)로부터의 출력값을 이용하여, 충전시 또는 방전시에, 배터리팩(1) 내에 흐르는 전류값이 측정 가능하게 된다. 따라서, 충방전시에 흐르는 전류값이 측정되는 것에 의해 충방전 전류 적산값을 계산할 수 있 다.
한편, 통상 동작 모드시(Run시)에, 배터리팩(1) 내에 흐르는 충방전 전류값이 소정값 이하의 미소 전류가 되면, 증폭율이 작게 되어 있는 충전 전류용 연산 증폭기(15) 및 방전 전류용 연산 증폭기(25)로부터의 출력도 작아진다. 즉, 충전 전류 검출 입력 단자(57) 및 방전 전류 검출 입력 단자(58)의 레벨도 작아진다. 마이크로 컴퓨터(5)는 충전 전류 검출 입력 단자(57) 및 방전 전류 검출 입력 단자(58)의 레벨이 일정 레벨 이하가 되고, 이 상태가 일정시간 계속 되면, 무부하 상태로 판단하여 절전 모드(슬립 모드)로 이행한다. 이 절전 모드시에는 상기 통상 동작 모드 시와 비교하여 소비 전력이 작아지며, 따라서 회로의 에너지 절약화가 가능하게 된다.
이 절전 모드가 되었을 때의 마이크로 컴퓨터(5)는, 스위칭 제어 출력 단자(59, 60)의 신호 레벨을 모두 하이(H) 레벨로 한다. 이에 의해, 제1 스위칭 트랜지스터(14) 및 제2 스위칭 트랜지스터(24)는 모두 ON 상태로 되어, 충전 전류용 연산 증폭기(15) 및 방전 전류용 연산 증폭기(25)의 증폭값은 커진다. 따라서, 절전 모드의 마이크로 컴퓨터(5)는 증폭율이 크게 된 충전 전류용 연산 증폭기(15) 및 방전 전류용 연산 증폭기(25)로부터의 출력값을 이용하여, 충전시 또는 방전시에 배터리팩(1)에 흐르는 미소 전류값이 측정 가능하게 된다.
여기서, 절전 모드로 되어 있을 때에, 배터리팩(1) 내에 흐르는 충방전 전류값이 소정값 이상의 전류값이 되면, 증폭율이 작게 되어 있는 충전 전류용 연산 증폭기(15) 및 방전 전류용 연산 증폭기(25)로부터의 출력값도 함께 커진다. 즉, 2 입력 NAND 게이트(10)의 2개의 입력 단자의 레벨은 모두 하이 레벨로 되며, 따라서 2입력 NAND 게이트(10)의 출력은 로우 레벨로 된다. 이와 같이, 인터럽트 입력 단자로 공급되어 있는 2입력 NAND 게이트(10)의 출력 레벨이 로우 레벨이 되면, 마이크로 컴퓨터(5)는 절전 모드를 해제하여 통상 동작 모드로 이행한다.
이상 설명한 바와 같이, 배터리팩(1)은 절전 모드 시에는 통상 동작 모드시와 비교하여 소비 전력이 작기 때문에, 회로의 에너지 절약화를 도모할 수 있다. 또한, 배터리팩(1)은 마이크로 컴퓨터(5)가 스위칭 제어 출력 단자(59)에 입력되는 스위칭 제어 출력 SW1에서 제1 스위칭 트랜지스터(14)를 ON/OFF 제어하고, 스위칭 제어 출력 단자(60)에 입력되는 스위칭 제어 출력 SW2에서 제2 스위칭 트랜지스터(24)를 ON/OFF 제어하는 것에 의해, 충전 전류용 연산 증폭기(15) 및 방전 전류용 연산 증폭기(25)의 증폭율을 전환하는 것이 가능하게 되며, 이에 의해 절전 모드 시의 미소 전류값의 검출과, 통상 동작 모드 시의 전류값의 측정을 상기 구성에서 겸용 가능하게 되어 있다.
이어서, 마이크로 컴퓨터(5)에 대하여 상세히 설명한다.
마이크로 컴퓨터(5)의 충전 전류 검출 입력 단자(57)는 충전 전류용 연산 증폭기(15)의 출력 단자와 접속되고, 방전 전류 검출 입력 단자(58)는 방전 전류용 연산 증폭기(25)의 출력 단자와 접속되어 있다. 또한, 마이크로 컴퓨터(5)의 인터럽트 입력 단자(63)는 충전 전류용 연산 증폭기(15) 및 방전 전류용 연산 증폭기(25)의 각 출력 단자가 2개의 입력 단자에 접속된 2입력 NAND 게이트(10)의 출력 단자와 접속되고, 또한 이 2입력 NAND 게이트(10)의 출력 단자는 제10 저항(37)을 개재하여 전원 단자(53)와 접속되어 있다. 또한, 마이크로 컴퓨터(5)의 온도 검출 입력 단자(54)는 전압 검출 회로(8)의 출력 단자(72)와 접속되고, 사이클 데이터 입력 단자(56)는 불휘발성 메모리(9)의 출력 단자(73)와, 접지 단자(62)는 배터리셀(2)의 음극과 접속되어 있다.
마이크로 컴퓨터(5)는, 불휘발성 메모리(9)에 기억된 기준 용량 적산값 Y0에 기초하여 용량 적산값 Y를 산출하고, 해당 용량 적산값 Y에 기초하여 배터리 잔류 용량 데이터를 산출한다. 또한, 마이크로 컴퓨터(5)는 산출한 배터리 잔류 용량 데이터를 외부 기기에 출력한다. 또한, 마이크로 컴퓨터(5)는 용량 적산값 Y가 최대 용량 적산값 Ym에 도달한 횟수 및 배터리팩(1)이 충방전한 횟수에 기초하여, 기준 용량 적산값 Y0을 보정한다.
마이크로 컴퓨터(5)는 전류값을 적산하는 것에 의해 용량 적산값 Y를 산출하고 있다. 또, 마이크로 컴퓨터(5)는, 도 4에 도시한 바와 같이 정전압 충전하여 충전 전류 I0의 전류값이 Ix로 될 때마다 용량 적산값 Y를 기준 용량 적산값 Y0으로 리세트하여, 용량 적산값 Y를 산출하고 있다. 또, 마이크로 컴퓨터(5)는 용량 적산값 Y가 최대 용량 적산값 Ym 미만일 때에는 산출한 용량 적산값 Y를 배터리 잔류 용량 데이터로 하고, 용량 적산값 Y가 최대 용량 적산값 Ym 이상일 때에는 최대 용량 적산값 Ym을 배터리 잔류 용량 데이터로 한다.
마이크로 컴퓨터(5)에서 산출되는 용량 적산값 Y가 최대 용량 적산값 Ym 이상으로 되는 원리는 이하에 설명하는 바와 같다.
본 발명에 따른 배터리팩(1)에서는, 열화함에 따라 배터리셀(2)의 내부 임피던스가 커진다. 즉, 신품의 배터리팩(1)을 정전압 충전을 했을 때에는, 배터리셀(2)의 내부 임피던스가 낮기 때문에, 도 5에서 A로 나타낸 바와 같이, 충전 개시 시에 제7 저항(27)에 많은 전류가 흐르고, 흐르는 전류량은 빠르게 감소하여, 소정의 시간(h1)에 충전이 종료한다. 한편, 열화한 배터리팩(1)을 정전압 충전했을 때에는, 배터리셀(2)의 내부 임피던스가 높기 때문에, 충전 개시 시에 제7 저항(27)에 흐르는 전류는 적고, 흐르는 전류량의 감소가 느려, 도 5에서 B로 나타낸 바와 같이, 충전 종료까지 상기 소정의 시간(h1)보다 긴 시간(h2)을 필요로 한다.
따라서, 열화한 배터리팩(1)을 정전압 충전했을 때에는, 전류값이 Ix로 되었을 때에 만충전의 90%까지 충전되어 있지 않은 상태로 된다. 또, 열화한 배터리팩(1)을 정전압 충전했을 때에는, 전류값이 Ix로 된 후에 제7 저항(27)을 흐르는 전류량이 신품의 배터리팩(1)과 비교하여 많아진다.
이상 설명한 이유에 의해, 마이크로 컴퓨터(5)가, 정전압 충전하여 전류값이 Ix로 될 때마다 용량 적산값 Y를 기준 용량 적산값 Y0으로 리세트하여, 용량 적산값 Y를 산출하면, 충전시에는, 열화한 배터리팩(1)은, 도 1에서 D로 나타낸 바와 같이 용량 적산값이 변화하고, 신품의 배터리팩(1)은 도 1에서 C로 나타낸 바와 같이 용량 적산값이 변화한다. 즉, 열화한 배터리팩(1)은 만충전일 때의 용량 적산값 Y가 신품의 배터리팩(1)과 비교하여 큰 값으로 된다. 최대 용량 적산값 Ym은, 신품의 배터리팩(1)이 만충전으로 되었을 때의 용량 적산값 Y보다도 약간 큰 값으 로 설정되어 있다. 따라서, 배터리팩(1)은 열화가 진행되면, 만충전일 때의 용량 적산값 Y가 최대 용량 적산값 Ym보다도 커져, 최대 용량 적산값 Ym에 도달한다.
따라서, 마이크로 컴퓨터(5)는, 용량 적산값 Y가 최대 용량 적산값 Ym 이상으로 되었을 때에 최대 용량 적산값 Ym을 배터리 잔류 용량 데이터로서 외부 기기에 출력함으로써, 출력되는 배터리팩(1)의 배터리 잔류 용량 데이터는 도 6에서 E로 나타낸 바와 같이 되며, 신품의 배터리팩(1)의 용량과 비교하여, 현저히 많아지는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 예를 들면 전자 기기에서 배터리팩(1)의 잔류 용량을 표시할 때, 표시되는 배터리팩의 잔류 용량이 신품의 배터리팩(1)을 만충전했을 때보다도 현저히 많아지는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다.
또한, 마이크로 컴퓨터(5)는 용량 적산값 Y가 최대 용량 적산값 Ym에 도달한 횟수(이하, 도달 횟수라고 칭함)에 기초하여, 기준 용량 적산값 Y0을 보정한다.
상술한 바와 같이, 열화한 배터리팩(1)에서는 배터리셀(2)의 내부 임피던스가 높기 때문에, 충전 개시 시에 제7 저항(27)에 흐르는 전류가 적어지며, 흐르는 전류량의 감소가 느려지기 때문에, 전류값이 Ix로 되었을 때에는 만충전의 90%까지 충전되어 있지 않은 상태로 된다. 즉, 배터리팩(1)은 열화가 진행될수록, 전류값이 Ix로 되었을 때의 실제의 용량 적산값이 기준 용량 적산값 Y0과 비교하여 작아진다.
한편, 배터리팩(1)은 열화가 진행되면 만충전일 때의 용량 적산값 Y가 최대 용량 적산값 Ym보다도 커지고, 최대 용량 적산값 Ym에 도달하는 횟수도 많아진다. 즉, 배터리팩(1)의 도달 횟수는, 배터리팩(1)의 열화 상태를 나타내고 있다.
따라서, 예를 들면 배터리팩(1)의 도달 횟수가 10회 증가할 때마다 기준 용량 보정값 Y0의 값을 보정하여 보정 전의 값의 95%로 하는 등, 도달 횟수에 기초하여 기준 용량 적산값 Y0을 보정함으로써, 배터리팩(1)은 배터리 잔류 용량 데이터를 실제의 배터리팩(1)의 용량에 기초하여 보정하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 배터리팩(1)은 충방전 횟수뿐만 아니라 보존 조건이나 사용 조건에 의한 열화에 기초하여, 배터리 잔류 용량 데이터를 보정하는 것이 가능하게 된다. 즉, 배터리팩(1)에서는 도 7에서 F로 나타낸 바와 같이, 배터리 잔류 용량 데이터를, 실제의 배터리팩(1)의 배터리 잔류 용량에 근접하도록 보정하는 것이 가능하게 된다.
또한, 배터리팩(1)에서는 용량 적산값 Y가 최대 용량 적산값 Ym 이상으로 되었을 때에 최대 용량 적산값 Ym을 배터리 잔류 용량 데이터로서 외부 기기에 기억하는 것에 의한 배터리 잔류 용량 데이터의 보정과, 도달 횟수에 기초한 기준 용량 적산값 Y0의 보정과의 양방을 행함으로써, 마이크로 컴퓨터(5)가 출력하는 배터리 잔류 용량 데이터가 더 정확하게 보정된 기준 용량 보정값 Yh로 되고, 또한 실제의 배터리팩(1)의 배터리 잔류 용량에 근접한 값으로 된다.
또, 본 발명에서는, 도달 횟수에 기초하여 보정되는 기준 용량 적산값 Y0은 사전에 불휘발성 메모리(9)에 기억되어 있다.
마이크로 컴퓨터(5)에서 도달 횟수를 카운트하는 방법은, 이하에 설명하는 바와 같이 된다.
도 8에 도시한 바와 같이, 우선 단계 ST1에서 제7 저항(27)에 충전 전류가 흐르고 있는지의 여부를 검출한다. 충전 전류가 흐르고 있을 때에는 단계 ST2로 진행하고, 충전 전류가 흐르지 않을 때에는 도달 횟수를 카운트하는 것을 종료한다.
이어서, 단계 ST2에서 용량 적산값 Y가 최대 용량 적산값 Ym 미만인지의 여부를 검출한다. 용량 적산값 Y가 최대 용량 적산값 Ym 미만일 때에는 도달 횟수를 카운트하는 것을 종료하고, 용량 적산값 Y가 최대 용량 적산값 Ym 이상일 때에는 단계 ST3으로 진행한다.
이어서, 단계 ST3에서 방전 후에 처음으로 최대 용량 적산값 Ym에 도달했는지의 여부를 검출한다. 방전 후에 처음으로 최대 용량 적산값 Ym에 도달했을 때에는 단계 ST4로 진행하고, 방전 후에 처음으로 최대 용량 적산값 Ym에 도달하지 않을 때에는 도달 횟수를 카운트하는 것을 종료한다.
그리고, 단계 ST4에서 도달 횟수를 카운트하는 카운터의 수를 하나 올린다.
또한, 마이크로 컴퓨터(5)는 배터리팩(1)의 충방전 횟수에 기초하여 기준 용량 적산값 Y0을 보정한다.
배터리팩(1)이 열화하는 원인으로는, 배터리팩(1)이 충방전한 횟수나, 배터리팩(1)의 사용 및 보존 조건 등을 예로 들 수 있다. 따라서, 예를 들면 배터리팩(1)의 충방전 횟수가 50회 증가할 때마다 기준 용량 적산값 Y0의 값을 보정하여 보정 전의 값의 95%로 하는 등, 배터리팩(1)의 충방전 횟수에 기초하여 기준 용량 적산값 Y0을 보정함으로써, 배터리팩(1)의 잔류 용량을 실제의 잔류 용량에 더 근접하도록 보정하는 것이 가능하게 된다. 또, 배터리팩(1)이 충방전한 횟 수를 카운트하는 방법으로는, 예를 들면 일본 특개평9-243718호 공보에 기재된 방법을 예로 들 수 있다.
배터리팩(1)에서, 기준 용량 적산값 Y0을 보정하는 방법은 이하에 설명하는 바와 같다.
도 9에 도시한 바와 같이, 우선 단계 ST11에서 제7 저항(27)에 흐르는 전류의 값이 Ix인지의 여부를 판단한다. 제7 저항(27)에 흐르는 전류의 값이 Ix일 때에는 단계 ST12로 진행하고, 제7 저항(27)에 흐르는 전류의 값이 Ix가 아닐 때에는 기준 용량 적산값 Y0의 보정을 종료한다.
이어서, 단계 ST12에서 도달 횟수가 기준 용량 적산값 Y0을 보정하는 횟수인지의 여부를 판단한다. 도달 횟수가 기준 용량 적산값 Y0을 보정하는 횟수일 때에는 단계 ST13으로 진행하고, 도달 횟수가 기준 용량 적산값 Y0을 보정하는 횟수가 아닐 때에는 단계 ST14로 진행한다.
단계 ST13에서는, 도달 횟수에 기초하여 기준 용량 적산값 Y0을 보정한 후에 단계 ST14로 진행한다.
또한, 단계 ST14에서, 충방전 횟수가 기준 용량 적산값 Y0을 보정하는 횟수인지의 여부를 판단한다. 충방전 횟수가 기준 용량 적산값 Y0을 보정하는 횟수일 때에는 단계 ST15로 진행하고, 충방전 횟수가 기준 용량 적산값 Y0을 보정하는 횟수가 아닐 때에는 기준 용량 적산값 Y0의 보정을 종료한다.
그리고, 단계 ST5에서, 충방전 횟수에 기초하여 기준 용량 적산값 Y0을 보정한 후, 기준 용량 적산값 Y0의 보정을 종료한다.
또, 상술한 예에서는, 기준 용량 적산값 Y0만을 보정하는 구성으로 하여 설명했지만, 이 외에 최대 용량 적산값 Ym을 보정해도 된다. 이 경우, 최대 용량 적산값 Ym의 값은, 예를 들면 기준 용량 적산값 Y0의 값 +15% 정도로 하여, 기준 용량 적산값 Y0의 보정에 대응하여 보정하는 구성으로 할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 배터리팩(1)은 마이크로 컴퓨터(5)가 도달 횟수 외에 충방전 횟수에 기초하여 기준 용량 적산값 Y0을 보정하고, 보정 후의 기준 용량 적산값 Yh를 얻도록 하고 있다. 따라서, 배터리팩(1)은 도 10에서 G로 나타낸 바와 같이, 마이크로 컴퓨터(5)가 산출하는 배터리 잔류 용량 데이터를 더 정확하게 보정하여, 실제의 배터리팩(1)의 배터리 잔류 용량에 더 근접할 수 있게 된다.
또한, 배터리팩(1)은 마이크로 컴퓨터(5)가 기준 용량 적산값 Y0을 보정하고 있다. 즉, 배터리팩(1)은 소프트웨어를 변경하는 것에 의해 배터리 잔류 용량 데이터를 보정하는 것이 가능해져, 비용이 상승하지 않고 배터리 잔류 용량 데이터를 보정하는 것이 가능하게 된다.
또, 도 11에 도시한 바와 같이, 기준 용량 적산값 Y0의 보정에는 하한을 설정하는 것이 바람직하다. 기준 용량 적산값 Y0의 보정에 하한을 설정하는 것에 의해, 용량 적산값 Y에 대한 지나친 보정을 방지할 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 배터리팩(1)은 불휘발성 메모리(7)에 최대 용량 적산값 Ym이 기억되어 있고, 마이크로 컴퓨터(5)는 산출한 용량 적산값 Y가 최대 용량 적산값 Ym 미만일 때에는 산출한 용량 적산값 Y를 배터리 잔류 용량 데이터로 하고, 산출한 용량 적산값 Y가 최대 용량 적산값 Ym 이상일 때에는 최대 용량 적산 값 Ym을 배터리 잔류 용량 데이터로 한다. 따라서, 배터리팩(1)은 마이크로 컴퓨터(5)가 출력하는 배터리 잔류 용량 데이터가, 신품의 배터리팩(1)의 용량과 비교하여 현저히 많아지는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다.
또한, 배터리팩(1)에서는, 마이크로 컴퓨터(5)가 도달 횟수에 기초하여 기준 용량 적산값 Y0을 보정하고 있다. 즉, 배터리팩(1)에서는 배터리 잔류 용량 데이터를, 배터리팩(1)의 열화 상태에 기초하여 보정하는 것이 가능하게 된다. 따라서, 배터리팩(1)은, 충방전 횟수뿐만 아니라 보존 조건이나 사용 조건에 의한 열화에 기초하여, 배터리 잔류 용량 데이터를 보정하는 것이 가능해지고, 마이크로 컴퓨터(5)가 산출하는 배터리 잔류 용량 데이터를 더 정확하게 보정하여, 실제의 배터리팩(1)의 배터리 잔류 용량에 더 근접하는 것이 가능하게 된다.
또, 본 발명은, 도면을 참조하여 설명한 상술의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 첨부된 청구의 범위 및 그 주지를 이탈하지 않고, 다양하게 변경, 치환하거나 또는 그 동등한 것을 행할 수 있는 것은 당업자에게 있어서 분명하다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 배터리팩은 데이터 산출 수단이, 용량 적산값 산출 수단에 의해 산출된 용량 적산값이 최대 용량 적산값 미만일 때에는 용량 적산값 산출 수단에 의해 산출된 용량 적산값을 배터리 잔류 용량 데이터로 하고, 용량 적산값 산출 수단에 의해 산출된 용량 적산값이 최대 용량 적산값 이상일 때에는 최대 용량 적산값을 배터리 잔류 용량 데이터로 한다. 따라서, 본 발명에 따른 배터리팩에서는, 배터리 잔류 용량 데이터가 신품의 배터리팩의 용량과 비교 하여 현저히 많아지는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다.
본 발명에 따른 배터리팩은, 기준 용량 적산값 보정 수단이 용량 적산값이 최대 용량 적산값에 도달한 횟수에 기초하여 기준 용량 적산값을 보정하고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 배터리팩은 열화 상태에 기초하여 배터리 잔류 용량 데이터를 보정하는 것이 가능하게 된다. 즉, 본 발명에 따른 배터리팩에서는 충방전 횟수뿐만 아니라 보존 조건이나 사용 조건에 의한 열화에 기초하여, 배터리 잔류 용량 데이터를 보정하는 것이 가능해지고, 배터리 잔류 용량 데이터를 실제의 배터리 잔류 용량에 근접한 값으로 하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 잔량의 산출 방법은, 용량 적산값 산출 단계에서 산출된 용량 적산값이 최대 용량 적산값보다도 작을 때에는 용량 적산값 산출 단계에서 산출된 용량 적산값을 배터리 잔류 용량 데이터로 하고, 용량 적산값 산출 단계에서 산출된 용량 적산값이 최대 용량 적산값보다도 클 때에는 최대 용량 적산값을 배터리 잔류 용량 데이터로 한다. 따라서, 본 발명에 따른 배터리 잔량의 산출 방법에 의하면, 출력되는 배터리 잔류 용량 데이터가 신품의 배터리팩의 용량과 비교하여 현저히 많아지는 것을 방지하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명에 따른 배터리 잔량의 산출 방법은, 제1 기준 용량 적산값 보정 단계에서, 도달 횟수 카운트 단계에서 카운트된 횟수에 기초하여 기억 수단에 기억되어 있는 기준 용량 적산값을 보정하고 있다. 따라서, 본 발명에 따른 배터리 잔류 용량의 산출 방법으로는, 충방전 횟수뿐만 아니라 보존 조건이나 사용 조건에 의한 열화에 기초하여, 배터리 잔류 용량 데이터를 보정하는 것이 가능해지 고, 배터리 잔류 용량 데이터를 실제의 배터리 잔류 용량에 근접한 값으로 하는 것이 가능하게 된다.

Claims (20)

  1. 외부 기기에 장착되는 배터리팩에 있어서,
    충방전되는 배터리셀과,
    상기 배터리셀이 충방전되고 있을 때에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출 수단과,
    상기 전류를 적산하는 것에 의해 용량 적산값을 산출하는 용량 적산값 산출 수단과,
    상기 전류 검출 수단에 의해 검출되는 전류가 미리 정해진 기준 전류값으로 되었을 때에, 용량 적산값을 기준 용량 적산값으로 리세트하는 리세트 수단과,
    최대 용량 적산값 및 상기 기준 용량 적산값을 기억하는 기억 수단과,
    상기 용량 적산값에 기초하여 배터리 잔류 용량 데이터를 산출하는 데이터 산출 수단과,
    상기 용량 적산값 산출 수단에 의해 산출된 용량 적산값이 상기 최대 용량 적산값에 도달한 횟수를 카운트하는 도달 횟수 카운트 수단과,
    상기 배터리셀이 충방전된 횟수를 카운트하는 충방전 횟수 카운트 수단과,
    상기 도달 횟수 카운트 수단이 카운트한 횟수 및 상기 충방전 횟수 카운트 수단이 카운트한 횟수에 기초하여 상기 기준 용량 적산값을 보정하는 기준 용량 적산값 보정 수단과,
    을 포함하고,
    상기 용량 적산값 산출 수단은, 상기 기준 용량 적산값을 기준으로 하여 전류의 적산을 행하고,
    상기 데이터 산출 수단은, 상기 용량 적산 수단이 산출한 용량 적산값이 상기 최대 용량 적산값 미만일 때에는 상기 전류 적산 수단이 산출한 용량 적산값을 배터리 잔류 용량 데이터로 하고, 상기 전류 적산 수단이 산출한 용량 적산값이 상기 최대 용량 적산값 이상일 때에는 상기 최대 용량 적산값을 배터리 잔류 용량 데이터로 하는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기준 용량 적산값 보정 수단은 하한을 설정하여 기준 용량 적산값을 보정하는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 배터리 잔류 용량 데이터를 상기 외부 기기에 출력하는 데이터 출력 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
  5. 삭제
  6. 외부 기기에 장착되는 배터리팩에 있어서,
    충방전되는 배터리셀과,
    상기 배터리셀이 충방전되고 있을 때에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출 수단과,
    상기 전류를 적산하는 것에 의해 용량 적산값을 산출하는 용량 적산값 산출 수단과,
    상기 전류 검출 수단에 의해 검출되는 전류가 미리 정해진 기준 전류값으로 되었을 때에, 용량 적산값을 기준 용량 적산값으로 리세트하는 리세트 수단과,
    최대 용량 적산값 및 상기 기준 용량 적산값을 기억하는 기억 수단과,
    용량 적산값이 상기 최대 용량 적산값에 도달한 횟수를 카운트하는 도달 횟수 카운트 수단과,
    상기 배터리셀이 충방전된 횟수를 카운트하는 충방전 횟수 카운트 수단과,
    상기 도달 횟수 카운트 수단이 카운트한 횟수 및 상기 충방전 횟수 카운트 수단이 카운트한 횟수에 기초하여 상기 기준 용량 적산값을 보정하는 기준 용량 적산값 보정 수단
    을 포함하고,
    상기 용량 적산값 산출 수단은 상기 기준 용량 적산값을 기준으로 하여 전류의 적산을 행하여 용량 적산값을 산출하고, 상기 용량 적산값을 배터리 잔류 용량 데이터로 하는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 기준 용량 적산값 보정 수단은 하한을 설정하여 기준 용량 적산값을 보정하는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 배터리 잔류 용량 데이터를 상기 외부 기기에 출력하는 데이터 출력 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리팩.
  9. 삭제
  10. 외부 기기에 장착되는 배터리팩의 배터리 잔류 용량 산출 방법에 있어서,
    상기 배터리팩에 구비된 배터리셀이 충방전되고 있을 때에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출 단계와,
    상기 전류를 적산하는 것에 의해 용량 적산값을 산출하는 용량 적산값 산출 단계와,
    상기 전류가 미리 정해진 기준 전류값으로 되었을 때에 상기 용량 적산값을 기준 용량 적산값으로 리세트하는 리세트 단계와,
    상기 용량 적산값에 기초하여 배터리 잔류 용량 데이터를 산출하는 데이터 산출 단계와,
    상기 용량 적산값 산출 단계에서 산출된 용량 적산값이 기억 수단에 기억되어 있는 최대 용량 적산값에 도달한 횟수를 카운트하는 도달 횟수 카운트 단계와,
    상기 도달 횟수 카운트 단계에서 카운트된 횟수에 기초하여 상기 기준 용량 적산값을 보정하는 제1 기준 용량 적산값 보정 단계와,
    상기 배터리셀이 충방전된 횟수를 카운트하는 충방전 횟수 카운트 단계와,
    상기 충방전 횟수 카운트 단계에서 카운트된 횟수에 기초하여 상기 기준 용량 적산값을 보정하는 제2 기준 용량 적산값 보정 단계
    를 포함하며,
    상기 용량 적산값 산출 단계에서는 상기 기준 용량 적산값을 기준으로 하여 전류의 적산을 행하고,
    상기 데이터 산출 단계에서는 상기 용량 적산값 산출 단계에서 산출된 용량 적산값과 상기 최대 용량 적산값을 비교하여, 상기 용량 적산값 산출 단계에서 산출된 용량 적산값이 상기 최대 용량 적산값보다도 작을 때에는 상기 용량 적산값 산출 단계에서 산출된 용량 적산값을 배터리 잔류 용량 데이터로 하고, 상기 용량 적산값 산출 단계에서 산출된 용량 적산값이 상기 최대 용량 적산값보다도 클 때에는 상기 최대 용량 적산값을 배터리 잔류 용량 데이터로 하는 것을 특징으로 하는 배터리 잔류 용량 산출 방법.
  11. 삭제
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1 기준 용량 적산값 보정 단계는 하한을 설정하여 기준 용량 적산값을 보정하는 것을 특징으로 하는 배터리 잔류 용량 산출 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 배터리 잔류 용량 데이터를 상기 외부 기기에 출력하는 데이터 출력 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 잔류 용량 산출 방법.
  14. 삭제
  15. 제10항에 있어서,
    상기 제2 기준 용량 적산값 보정 단계는 하한을 설정하여 기준 용량 적산값을 보정하는 것을 특징으로 하는 배터리 잔류 용량 산출 방법.
  16. 외부 기기에 장착되는 배터리팩의 배터리 잔류 용량 산출 방법에 있어서,
    상기 배터리팩에 구비된 배터리셀이 충방전되고 있을 때에 흐르는 전류를 검출하는 전류 검출 단계와,
    상기 전류를 적산하는 것에 의해 용량 적산값을 산출하는 용량 적산값 산출 단계와,
    상기 전류가 미리 정해진 기준 전류값으로 되었을 때에 상기 용량 적산값을 리세트하여 기준 용량 적산값으로 하는 리세트 단계와,
    상기 용량 적산값 산출 단계에서 산출된 용량 적산값이, 기억 수단에 기억되어 있는 최대 용량 적산값에 도달한 횟수를 카운트하는 도달 횟수 카운트 단계와,
    상기 도달 횟수 카운트 단계에서 카운트된 횟수에 기초하여, 기억 수단에 기억되어 있는 기준 용량 적산값을 보정하는 제1 기준 용량 적산값 보정 단계와,
    상기 배터리셀이 충방전된 횟수를 카운트하는 충방전 횟수 카운트 단계와,
    상기 충방전 횟수 카운트 단계에서 카운트된 횟수에 기초하여, 기억 수단에 기억되어 있는 기준 용량 적산값을 보정하는 제2 기준 용량 적산값 보정 단계
    를 포함하며,
    상기 용량 적산값 산출 단계에서는 상기 기준 용량 적산값을 기준으로 하여 전류의 적산을 행하여 용량 적산값을 산출하고, 상기 용량 적산값을 배터리 잔류 용량 데이터로 하는 것을 특징으로 하는 배터리 잔류 용량 산출 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 제1 기준 용량 적산값 보정 단계는 하한을 설정하여 기준 용량 적산값을 보정하는 것을 특징으로 하는 배터리 잔류 용량 산출 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 배터리 잔류 용량 데이터를 상기 외부 기기에 출력하는 데이터 출력 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배터리 잔류 용량 산출 방법.
  19. 삭제
  20. 제16항에 있어서,
    상기 제2 기준 용량 적산값 보정 단계는 하한을 설정하여 기준 용량 적산값을 보정하는 것을 특징으로 하는 배터리 잔류 용량 산출 방법.
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