KR20050046610A - 배터리 팩 및 배터리 잔량 산출 방법 - Google Patents

배터리 팩 및 배터리 잔량 산출 방법 Download PDF

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Abstract

사이클 열화 및 온도에 의한 용량 저하를 고려하여 배터리 잔량의 산출 오차를 경감한다. 온도 측정 수단(12)에 의해 측정된 배터리 셀(11)의 온도와, 충방전 횟수 계수 수단(13)에 의해 계수된 충방전 횟수를 기초로, 잔량 산출 수단(15)은, 보정값 저장 수단(14)에 저장된 소정의 충방전 횟수마다 변경한, 온도에 따른 배터리 잔량 산출을 위한 보정값을 특정하고, 특정한 보정값에 따른 배터리 잔량을 산출한다. 모든 충방전 횟수마다 보정값을 설정하는 것이 아니라, 소정의 충방전 횟수마다 변경한 보정값을 이용함으로써, 사이클 열화와 온도에 의한 배터리 잔량의 보정이 적은 파라미터로 행해진다.

Description

배터리 팩 및 배터리 잔량 산출 방법{BATTERY PACK AND BATTERY REMAINING AMOUNT CALCULATION METHOD}
본 발명은, 배터리 팩 및 배터리 잔량 산출 방법에 관한 것으로, 특히, 충방전 횟수 및 사용시의 온도에 따른 배터리 잔량을 산출하는 배터리 팩 및 배터리 잔량 산출 방법에 관한 것이다.
리튬 이온 배터리를 비롯한 배터리 팩(2차 전지)은, 배터리 팩마다 그 용량이 정해져 있지만, 사용하는 온도에 따라서 용량이 변하는 특징이 있다.
저온 사용시에는, 배터리 셀의 내부 임피던스가 높아지기 때문에, 동일한 전류값을 흘리고자 할 때에 전압의 강하가 커져, 배터리 팩의 용량이 감소한다.
도 11은, 25℃, 10℃, 0℃에서의 배터리 팩의 방전 특성을 나타내는 도면이다. 횡축은 시간, 종축은 전압이다.
2.0W 방전, 엔드 전압 3.35V로 설정한 경우에, 도 1과 같이, 예를 들면, 25℃의 환경 하에서 방전할 수 있는 용량을 100%로 하면, 10℃의 환경 하에서는 약80%, 0℃의 환경 하에서 방전할 수 있는 용량은 약 60%라는 측정 결과가 얻어진다.
한편, 사용을 계속함으로써 충방전의 횟수가 증가한 경우에도, 용량이 감소하는 특징이 있다. 충방전을 반복함으로써 배터리 셀이 열화되어, 사용할 수 있는 용량이 감소하기 때문이다. 이를 사이클 열화라고 한다.
충방전 횟수가 많은 배터리는 사이클 열화와 사용시의 온도에 의한 2개의 요인에 의해서 사용할 수 있는 용량이 변한다.
종래, 저온 사용 하에서의 배터리 용량 저하의 보정으로서 온도 센서를 이용하여 배터리 팩의 온도를 검출하여, 배터리 잔량을 보정하는 방법이 이용되고 있다(예를 들면, 특허 문헌1 참조).
또한, 마찬가지로, 충방전 횟수에 의한 배터리 열화의 보정으로서, 충방전 횟수를 카운트하고, 그 횟수에 따라서 사이클 열화가 진행되고 있다고 간주하여, 배터리 잔량을 적게 어림하는 방법이 이용되고 있다.
이들 종래의 방법에서는, 서미스터로 현재의 온도를 측정하고, 현재의 온도환경 하에서의 사용 가능 시간의 보정, 충방전의 횟수를 카운트함으로써 충방전 횟수가 많아진 배터리 셀의 사용 가능 시간의 보정을 행하고 있었다.
구체적으로는, 온도의 데이터와 온도에 의존하는 보정값을 유지함으로써, 온도 데이터가 낮을 때는, 배터리 셀의 방전 특성 저하를 고려하여 배터리 잔량을 적게 어림하였다. 또한, 마찬가지로, 사이클 열화용의 보정값을 가지고, 충방전 횟수가 진행됨에 따라서 배터리 잔량을 적게 어림하였다. 이와 같이 하여, 온도와 사이클 열화의 2개의 보정값을 데이터로서 배터리 팩의 내부에 가짐으로써, 사용 환경이나 사용 횟수에 따라서 배터리 잔량을 보정하도록 하였다.
[특허 문헌1] 일본 특개2000-260488호 공보(단락 번호[0038]∼[0072])
그러나, 사이클 열화와 사용시의 온도에는 상관이 있어, 저온 사용시에서의배터리 셀의 용량의 저하는 충방전 횟수가 진행할수록 커진다는 특징이 있다. 즉, 온도에 의한 용량의 저하와 충방전 횟수에 의한 용량의 열화를 보정하는 보정값을, 별개의 파라미터로서 가지면, 충방전 횟수가 진행됨에 따라서, 산출되는 배터리 잔량과 실제 배터리 잔량간에 오차가 발생하는 문제가 있었다.
예를 들면, 상온에서의 사이클 열화를 보정하도록 보정값을 설정하면, 충방전 횟수가 진행됐을 때에 저온에서의 배터리 잔량의 산출시에 오차가 발생하고, 저온에서의 사이클 열화를 보정하도록 보정값을 설정하면, 상온에서의 배터리 잔량에서 오차가 발생하는 문제가 있었다.
본 발명은, 상기의 점을 감안하여 이루어진 것으로, 사이클 열화 및 온도에의한 용량 저하를 고려하여 배터리 잔량의 산출 오차를 경감할 수 있는 배터리 팩 및 배터리 잔량 산출 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에서는 상기 문제를 해결하기 위해서, 충방전 횟수 및 사용시의 온도에 따른 배터리 잔량을 산출하는 배터리 팩에 있어서, 배터리 셀의 온도를 측정하는 온도 측정 수단과, 충방전 횟수를 계수하는 충방전 횟수 계수 수단과, 소정의 충방전 횟수마다 변경한, 상기 온도에 따른 배터리 잔량 산출을 위한 보정값을 저장하는 보정값 저장 수단과, 측정한 상기 온도와, 계수한 상기 충방전 횟수를 기초로 상기 보정값 저장 수단을 검색하여 상기 보정값을 특정하고, 상기 보정값에 따른 배터리 잔량을 산출하는 잔량 산출 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 팩이 제공된다.
이러한 구성에 따르면, 온도 측정 수단에 의해 측정된 배터리 셀의 온도와, 충방전 횟수 계수 수단에 의해 계수된 충방전 횟수를 기초로, 잔량 산출 수단은, 보정값 저장 수단에 저장된 소정의 충방전 횟수마다 변경한, 온도에 따른 배터리 잔량 산출을 위한 보정값을 특정하고, 특정한 보정값에 따른 배터리 잔량을 산출한다. 모든 충방전 횟수마다 보정값을 설정하는 것이 아니라, 소정의 충방전 횟수마다 변경한 보정값을 이용함으로써, 사이클 열화와 온도에 의한 배터리 잔량의 보정이 적은 파라미터로 행해진다.
이하, 본 발명의 실시 형태를, 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은, 본 발명의 실시 형태의 배터리 팩의 원리를 도시하는 기능 블록도이다.
본 발명의 실시 형태의 배터리 팩(10)은, 배터리 셀(11)의 온도를 측정하는 온도 측정 수단(12)과, 충방전 횟수를 계수하는 충방전 횟수 계수 수단(13)과, 소정의 충방전 횟수마다 변경한, 온도에 따른 배터리 잔량 산출을 위한 보정값(이하, 온도 보정값이라 한다)을 저장하는 보정값 저장 수단(14)과, 측정한 온도와, 계수한 충방전 횟수를 기초로 보정값 저장 수단(14)을 검색하여 온도 보정값을 특정하고, 특정한 온도 보정값에 따른 배터리 잔량을 산출하는 잔량 산출 수단(15)과, 산출한 배터리 잔량을 도시하지 않은 접속 기기에 통지하는 통신 수단(16)을 갖는다.
배터리 셀(11)은, 예를 들면, 리튬 이온 배터리이다. 온도 측정 수단(12)은, 예를 들면, 서미스터이고, 배터리 셀 표면이나 기판 위에 탑재된다. 충방전 횟수 계수 수단(13), 잔량 산출 수단(15)은, 예를 들면, 마이크로 콘트롤러에 의해 실현된다. 또한, 보정값 저장 수단(14)은, 예를 들면, EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)이다.
또한, 충방전 횟수란, 이하 본 실시의 형태의 설명에 있어서는, 배터리 셀(11)을 1회 충전한 후, 어떤 일정 전압 레벨까지 1회 방전하는 것을 충방전 횟수가 1회라고 한다.
본 발명의 실시 형태에서 이용하는 온도 보정값은, 소정의 충방전 횟수마다 변경한 것이다.
도 2는, 저장된 온도 보정값의 예이다.
예를 들면, 보정값 저장 수단(14)의 어드레스 00∼06에, 충방전 횟수가 50회까지의 온도 보정값이 저장된다. 각 어드레스 00∼06에는, 사용시의 온도에 따라서, 예를 들면, 0℃까지, 0∼10℃, 10∼20℃, 20∼30℃, 30∼40℃, 40∼50℃, 50℃ 이상인 경우에 대한 온도 보정값이 저장된다. 예를 들면, 0∼10℃ 에서는, 10%/50회의 비율로 용량을 감소시키는 온도 보정값을, 25℃에서는, 4%/50회의 비율로 용량을 감소시키는 온도 보정값을 저장해 둔다. 또한, 파라미터 수를 삭감하기 위해서, 50회까지는, 예를 들면, 모든 온도에 대하여 4%/50회의 비율로 용량을 감소시키도록 온도 보정값을 설정해도 된다.
이러한 온도 보정값을, 소정의 충방전 횟수마다 변경시킨 것이 더 저장된다.
도 2와 같이 충방전 횟수가 51∼100회까지의 온도 보정값은, 어드레스 10∼16에, 101∼150회의 것은 어드레스 20∼26에, 150회 이상의 것은 어드레스 30∼36에 저장되고, 각각의 횟수의 범위마다 온도 보정값을 변경한다. 예를 들면, 50회까지의 것으로 용량을 감소시키는 비율을 변경하거나, 횟수의 구획마다 단계적으로 용량을 끌어내리거나 끌어올려 온도 보정값을 변경하도록 해도 된다(이 예에 대해서는 후술한다).
이상과 같은 온도 보정값은, 배터리 셀(11)에서의 온도와 충방전 횟수에 따른 용량 변화의 특성에 맞추어 설정하여, 보정값 저장 수단(14)에 저장된다.
이하, 배터리 팩(10)의 동작을 설명한다.
예를 들면, 배터리 팩(10)을, 비디오 카메라나 디지털 스틸 카메라 등의 접속 기기에 접속하여 사용을 개시하면, 배터리 셀(11)의 온도가 온도 측정 수단(12)에 의해 측정된다. 충방전 횟수 계수 수단(13)은, 계수하고 있었던 현재의 충방전 횟수를 잔량 산출 수단(15)에 건네 준다. 잔량 산출 수단(15)은, 온도와 충방전 횟수를 기초로, 보정값 저장 수단(14)을 검색하여 도 2와 같이 하여 저장되어 있는 온도 보정값을 특정하고, 특정한 온도 보정값에 따른 배터리 잔량을 산출한다. 통신 수단(16)은, 접속한 비디오 카메라나 디지털 스틸 카메라 등에서, 사용 가능한 잔류 시간을 표시할 수 있도록 산출한 배터리 잔량을 통지한다.
이와 같이, 측정한 배터리 셀의 온도 및 계수한 충방전 횟수를 기초로, 소정의 충방전 횟수마다 변경한 온도 보정값을 특정하고, 특정한 온도 보정값에 따른 배터리 잔량을 산출하기 때문에, 충방전 횟수가 많아져 사이클 열화가 진행되어도, 각 온도 환경 하에서 실제의 배터리 잔량을 보다 정확하게 산출할 수 있다.
또한, 모든 충방전 횟수마다 온도 보정값을 설정하는 것이 아니라, 예를 들면, 50회, 100회 등으로, 소정의 충방전 횟수마다 변경한 온도 보정값을 이용하기 때문에, 배터리 잔량의 보정을 적은 파라미터로 행할 수 있다.
다음으로 본 발명의 실시 형태의 상세를 설명한다.
도 3은, 본 발명의 실시 형태의 배터리 팩의 하드웨어 구성예이다.
배터리 팩(50)은, 배터리 셀(51)과, 주변 회로(52)와, 마이크로 콘트롤러(53)와, 서미스터(54)와, 통신 회로(55)를 갖는다.
배터리 셀(51)은, 예를 들면, 리튬 이온 배터리, 니켈 수소 배터리, 리튬 폴리머 배터리 등이다.
배터리 셀(51)의 양극은 양극 단자(61)에, 음극은, 전류 검출 저항 Rs, 파워 MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor)와 다이오드로 이루어지는 충전 제어 스위치 SW1 및 방전 제어 스위치 SW2를 통해, 음극 단자(62)에 접속된다.
주변 회로(52)는, 전압 비교기(컴퍼레이터)를 주로 한 회로 구성으로 되어 있고, 전류 검출 저항 Rs에 흐르는 충방전 전류값을 검출하는 기능이나, 과충전, 과방전, 과전류로부터 배터리 셀(51)을 보호하는 보호 기능을 가진다. 구체적으로는, 배터리 셀(51)의 전압이 설정 전압 이상으로 되면, 충전 제어 스위치 SW1를 오프하여 충전을 정지함으로써 과충전을 방지한다. 또한, 배터리 셀(51)의 전압이 설정 전압을 밑돌면, 방전 제어 스위치 SW2를 오프하여 방전을 정지함으로써 과방전을 방지한다.
마이크로 콘트롤러(53)는, 주변 회로(52)에 의해 검출되는 충방전 전류를 적산하여, 사용시의 온도나 충방전 횟수에 따라서 배터리 잔량을 산출한다. 또한, 서미스터(54)를 제어하여, 사용시의 배터리 셀(51)의 온도를 측정한다. 또한, 도 2에서 나타낸 온도 보정값을 저장하는 보정값 저장 수단으로서, 예를 들면, EEPROM을 내장하고 있다. 또한, 통신 회로(55)를 제어하여, 산출한 배터리 잔량을 접속 기기에 통지하는 기능을 가진다.
여기서, 본 발명의 실시 형태의 배터리 팩(50)의 동작을 설명하기 전에, 온도와 충방전 횟수의 상관에 대하여 설명한다.
도 4는, 25℃(상온)에서의 각 충방전 횟수에서의 배터리 셀의 방전 특성을 나타내는 도면이다.
또한, 도 5는, 0℃(저온)에서의 각 충방전 횟수에서의 배터리 셀의 방전 특성을 나타내는 도면이다.
도 4, 도 5에 있어서, 횡축은 시간, 종축은 전압이고, 충전 조건:전압 4.2V, 전류 0.5A, 2.5시간, 방전 조건:2W 정전력으로 충방전을 반복한 경우의 방전 특성이 나타나 있다.
도 4와 같이, 예를 들면, 25℃(상온)에서의 사용 하에서는, 도면과 같이, 예를 들면, 3.35V까지 방전하는 경우에 있어서, 충방전 횟수가 0회인 배터리 셀(51)의 방전 시간을 100%로 했을 때, 50회 사용한 것은 94%, 100회 사용한 것은 90%, 500회 사용한 것은 68%로 방전 시간이 적어지고 있다. 즉, 50회 사용할 때마다 사이클 열화에 의해 약 5%의 용량의 저하가 확인된다.
한편, 도 5와 같이, 0℃(저온)에서의 사용 하에서는, 충방전 횟수가 0회인 배터리 셀(51)에서도, 도 4에서 나타낸 상온에서의 충방전 횟수가 0회인 배터리 셀(51)에 비해 60%로 방전 시간이 적어지고 있다. 0℃의 배터리 팩에서의 충방전 횟수를 진행시키면, 0회인 상온 사용의 배터리 셀(51)에 비해 50회에 46%, 100회에 39%, 500회에 10%로, 상온인 경우에 비해 사이클 열화의 비율이 커짐을 알 수 있다.
도 6은, 배터리 셀에서의 온도와 충방전 횟수에 따른 용량 변화의 특성을 나타내는 도면이다.
횡축은 충방전 횟수, 종축은 용량이고, 25℃(상온)에서 충방전 횟수가 0회인 배터리 셀의 용량을 100%로 하고 있다.
상기 도면과 같이, 온도가 낮을수록, 충방전 횟수의 증가에 의한 사이클 열화의 정도는 증대함을 알 수 있다.
이를, 충방전 횟수와 사용 온도라는 2개의 파라미터로 보정하고자 하면, 올바른 배터리 잔량의 산출이 어려워진다.
도 7은, 상온시의 사이클 열화에 맞추어 보정했을 때의, 상온과 저온에서의 충방전 횟수와 용량의 관계를 나타내는 도면이다.
상기 도 7은, 도 6의 상온과 저온에 의한 충방전 횟수와 용량의 관계의 도면에서, 25℃(상온)의 사이클 열화에 맞추어, 50회마다 리니어하게 4%씩 용량을 저하하도록 하는 파라미터를 설정하여 보정한 것이다. 이 때, 0℃(저온)에서는 충방전 횟수가 0회인 경우의 용량을 65%로 했을 때, 도 7과 같이, 충방전 횟수가 증가했을 때에 이론치와의 오차가 증대한다. 즉, 산출된 배터리 잔량은 아직 사용할 수 있는 값 임에도 불구하고, 실제의 배터리 잔량은 그것 보다도 적어, 사용할 수 없다는 문제점이 발생할 우려가 있다.
도 8은, 저온시의 사이클 열화에 맞추어 보정했을 때의, 상온과 저온에서의 충방전 횟수와 용량의 관계를 나타내는 도면이다.
상기 도 8은, 도 6의 상온과 저온에 의한 충방전 횟수와 용량의 관계의 도면에서, 0℃(저온)의 사이클 열화(예를 들면, 충방전 횟수 0∼100회의 범위)에 맞추어, 충방전 횟수가 0회일 때의 용량을 60%로 하고, 50회마다 리니어하게 10%씩 용량을 저하하도록 하는 보정값을 설정하여 보정한 것이다. 이 때, 25℃(상온)에서는 충방전 횟수가 증가함에 따라서 이론치와의 오차가 커져 버린다. 이로써, 충방전 횟수가 많아진 배터리로는 상온 사용시에는, 실제로는 사용할 수 있음에도 불구하고, 산출되는 배터리 잔량이 적어져 버린다는 문제점이 발생할 우려가 있다.
사이클 열화를 보정하는 보정값과, 온도에 의한 용량의 저하를 보정하는 보정값을 조합하여 가지면, 상온, 저온 중 어느 경우에도 올바른 배터리 잔량을 산출할 수 있지만, 파라미터 수가 많아져서, 설정이 곤란하게 된다는 문제가 있다.
이에 반해, 본 발명의 실시 형태의 배터리 팩(50)은, 도 2에서 도시한 바와 같이, 예를 들면, 50회, 100회 등으로, 소정의 충방전 횟수마다 변경한 온도 보정값을 이용하고 있어, 이러한 문제점을 해소한다.
이하, 본 발명의 실시 형태의 배터리 팩(50)의 동작을 설명한다.
예를 들면, 배터리 팩(50)의 양극 단자(61), 음극 단자(62)를, 비디오 카메라나 디지털 스틸 카메라, 충전기 등의 접속 기기에 접속하여 사용을 개시하면, 주변 회로(52)에 의해 검출된 충방전 전류값을 마이크로 콘트롤러(53)에 의해 적산하여, 배터리 잔량을 산출한다. 또한, 마이크로 콘트롤러(53)는, 충방전 횟수를 계수하고 있어, 예를 들면, 충방전 횟수를 마이크로 콘트롤러(53) 내부의 EEPROM에 저장하고 있다.
배터리 잔량의 산출 시, 마이크로 콘트롤러(53)는, 서미스터(54)에서 측정된 온도와, 충방전 횟수를 기초로, 도 2에서 나타낸 온도 보정값이 저장되어 있는, 예를 들면, EEPROM을 검색하여 온도 보정값을 특정하고, 그 온도 보정값에 따른 배터리 잔량을 산출한다.
도 9는, 본 발명의 실시 형태의 배터리 팩에 의해 보정한 모습을 나타내는 도면이다.
상기 도 9는, 도 6의 상온과 저온에 따른 충방전 횟수와 용량의 관계의 도면에서, 25℃(상온)의 사이클 열화에 맞추어, 50회 마다 리니어하게 4%씩 용량을 저하하도록 하는 사이클 보정을 행한 것이다. 단, 저온 사용시의 용량을 50회마다 단계적으로 끌어내리는 사이클 보정을 행하고 있다(단, 도 9의 예에서는 150회까지). 즉, 충방전 횟수가 50회, 100회, 150회로 되었을 때에, 단계적으로 용량을 내리도록 하는 온도 보정값을 설정한다. 그 밖의 부분에서는, 상온과 마찬가지로 리니어하게 4%씩 용량을 저하하도록 하는 온도 보정값을 설정한다. 소정의 충방전 횟수마다 변화시킨 온도 보정값을 이용하기 때문에, 배터리 잔량의 보정을 적은 파라미터로 행할 수 있다.
또한, 상기에서는, 상온의 사이클 열화에 맞추어, 50회마다 리니어하게 4%씩 용량을 저하하도록 하는 사이클 보정을 행한 경우에 대하여 설명했지만, 저온의 사이클 열화에 맞추어, 예를 들면, 50회마다 10%씩 용량을 저하하도록 하는 사이클 보정을 행하고, 상온 사용시에는, 50회마다 용량을 단계적으로 끌어올리는 사이클 보정을 행하도록 하여도 된다.
이와 같이 하여 산출한 배터리 잔량을, 마이크로 콘트롤러(53)의 제어 하의 통신 회로(55)가 도시하지 않은 접속 기기에 통지함으로써, 예를 들면, 비디오 카메라나 디지털 스틸 카메라 등에서는, 현재의 환경 하에서의 실제로 방전 가능한 시간에 가까운 값을, 사용자에게 제시할 수 있다.
본 발명의 실시 형태의 배터리 팩의 처리를 흐름도로 정리한다.
도 10은, 본 발명의 실시 형태의 배터리 팩의 처리의 흐름을 설명하는 흐름도이다.
단계 S1 : 온도 측정
마이크로 콘트롤러(53)는, 서미스터(54)를 제어하여 배터리 셀(51)의 온도를 측정한다.
이하의 단계 S2∼S8의 처리는, 측정한 온도와 충방전 횟수에 따라서 온도 보정값을 특정하는 처리이다. 여기서는, 예를 들면, 마이크로 콘트롤러(53)에 내장된 EEPROM에, 도 2와 같이, 충방전 횟수가 50회까지, 50∼100회, 101∼150회, 151회 이상의 4종류의 온도 보정값이 저장되어 있는 경우에 대해 설명한다.
마이크로 콘트롤러(53)는, 우선, 충방전 횟수가 50회 이하인지의 여부를 판정하고(단계 S2), 50회 이하이면, EEPROM을 검색하여 충방전 횟수 50회 이하의 온도 보정값을 단계 S1의 처리에서 측정한 온도에 따라서 설정한다(단계 S3). 충방전 횟수가 50회를 웃돌고 있는 경우, 마이크로 콘트롤러(53)는 다음으로, 충방전 횟수가 100회 이하인지의 여부를 판정한다(단계 S4). 여기서, 100회 이하이면, EEPROM을 검색하여 충방전 횟수가 51∼100회의 온도 보정값을 단계 S1의 처리에서 측정한 온도에 따라서 설정한다(단계 S5). 충방전 횟수가 100회를 웃돌고 있는 경우, 마이크로 콘트롤러(53)는 다음으로, 충방전 횟수가 150회 이하인지의 여부를 판정한다(단계 S6). 여기서, 150회 이하이면, EEPROM을 검색하여 충방전 횟수가 101∼150회의 온도 보정값을 단계 S1의 처리에서 측정한 온도에 따라서 설정한다(단계 S7). 충방전 횟수가 150회를 상회한 경우, EEPROM을 검색하여, 충방전 횟수150회 이상의 온도 보정값을 단계 S1의 처리에서 측정한 온도에 따라서 설정한다(단계 S8).
단계 S3, S5, S7, S8의 처리에서 온도 보정값이 설정되면, 마이크로 콘트롤러(53)는, 그 온도 보정값에 따른 배터리 잔량을 산출한다(단계 S9). 마이크로 콘트롤러(53)는, 통신 회로(55)를 제어하여 도시하지 않은 접속 기기에 산출한 배터리 잔량을 통지한다.
또한, 상기의 처리 내용은, 마이크로 콘트롤러(53)의 소프트웨어에 의해 실현 가능하기 때문에, 현행품에 대하여 코스트의 상승없이 실현할 수 있다.
예를 들면, 비디오 카메라나 디지털 스틸 카메라, 충전기에 접속하는 배터리 팩에 적용할 수 있다.
본 발명의 배터리 팩에 의하면, 측정한 배터리 셀의 온도 및 계수한 충방전 횟수를 기초로, 저장된 소정의 충방전 횟수마다 변경한, 온도에 따른 배터리 잔량 산출을 위한 보정값을 특정하고, 특정한 보정값에 따른 배터리 잔량을 산출하기 때문에, 충방전 횟수가 많아져 사이클 열화가 진행되어도, 각 온도 환경 하에서 실제의 배터리 잔량을 보다 정확하게 산출할 수 있다.
또한, 소정의 충방전 횟수마다 변경한 보정값을 이용하기 때문에, 배터리 잔량의 보정을 적은 파라미터로 행할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 형태의 배터리 팩의 원리를 나타내는 기능 블록도.
도 2는 저장된 온도 보정값의 예.
도 3은 본 발명의 실시 형태의 배터리 팩의 하드웨어 구성예.
도 4는 25℃(상온)에서의 각 충방전 횟수에 있어서의 배터리 셀의 방전 특성을 나타내는 도면.
도 5는 0℃(저온)에서의 각 충방전 횟수에 있어서의 배터리 셀의 방전 특성을 나타내는 도면.
도 6은 배터리 셀에서의 온도와 충방전 횟수에 따른 용량 변화의 특성을 나타내는 도면.
도 7은 상온시의 사이클 열화에 맞추어 보정했을 때의, 상온과 저온에서의 충방전 횟수와 용량의 관계를 나타내는 도면.
도 8은 저온시의 사이클 열화에 맞추어 보정했을 때의, 상온과 저온에서의 충방전 횟수와 용량의 관계를 나타내는 도면.
도 9는 본 발명의 실시 형태의 배터리 팩에 의해 보정한 모습을 나타내는 도면.
도 10은 본 발명의 실시 형태의 배터리 팩의 처리의 흐름을 나타내는 흐름도.
도 11은 25℃, 10℃, 0℃ 에서의 배터리 팩의 방전 특성을 나타내는 도면.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 배터리 팩
11 : 배터리 셀
12 : 온도 측정 수단
13 : 충방전 횟수 계수 수단
14 : 보정값 저장 수단
15 : 잔량 산출 수단
16 : 통신 수단

Claims (4)

  1. 충방전 횟수 및 사용시의 온도에 따른 배터리 잔량을 산출하는 배터리 팩으로서,
    배터리 셀의 온도를 측정하는 온도 측정 수단과,
    충방전 횟수를 계수하는 충방전 횟수 계수 수단과,
    소정의 충방전 횟수마다 변경한, 상기 온도에 따른 배터리 잔량 산출을 위한 보정값을 저장하는 보정값 저장 수단과,
    측정한 상기 온도와, 계수한 상기 충방전 횟수를 기초로 상기 보정값 저장 수단을 검색하여 상기 보정값을 특정하고, 상기 보정값에 따른 배터리 잔량을 산출하는 잔량 산출 수단
    을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 보정값은, 상기 배터리 셀에서의 상기 온도와 상기 충방전 횟수에 따른 용량 변화의 특성에 따라서, 소정의 상기 충방전 횟수마다 변경한 값인 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  3. 제1항에 있어서,
    산출한 상기 배터리 잔량을 접속 기기에 통지하는 통신 수단을 갖는 것을 특징으로 하는 배터리 팩.
  4. 충방전 횟수 및 사용시의 온도에 따른 배터리 잔량을 산출하는 배터리 잔량 산출 방법으로서,
    배터리 셀의 온도를 측정하고,
    측정한 상기 온도와, 현재의 충방전 횟수를 기초로, 소정의 상기 충방전 횟수마다 변경한, 상기 온도에 따른 배터리 잔량 산출을 위한 보정값을 특정하고, 상기 보정값에 따른 배터리 잔량을 산출하는 것을 특징으로 하는 배터리 잔량 산출 방법.
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