JP4305995B2

JP4305995B2 - Battery pack and battery remaining capacity calculation method

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Publication number: JP4305995B2
Application number: JP05935899A
Authority: JP
Inventors: 守鈴木; 秀幸佐藤
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-03-05
Filing date: 1999-03-05
Publication date: 2009-07-29
Anticipated expiration: 2019-03-05
Also published as: JP2000260488A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリーセルの残容量を算出するバッテリーパック及びそのバッテリー残容量算出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
バッテリーパックは、ビデオカメラ装置等の電子機器に装着され、当該電子機器に対して電源を供給し、電源がなくなったときは充電されている。かかるバッテリーパックは、充放電可能な２次電池たるバッテリーセルと、バッテリーセルの電圧を検出してバッテリー残容量を計算するマイクロコンピュータとを備えている。
【０００３】
バッテリーセルのバッテリー残容量は、温度によって大きく変化するので、例えば特開平９−２９７１６６号公報に記載されているように、バッテリーセルの温度依存係数（残容量補正係数：以下、「補正係数」という。）を用いて算出される。この補正係数は温度によって値が異なるので、例えば図１０に示すように、１０℃毎の補正係数がＲＯＭ等の不揮発メモリに記憶されている。そして、マイクロコンピュータは、上記不揮発性メモリに記憶されている補正係数のうち、現在の温度に対応する補正係数を用いてバッテリー残容量を算出する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
バッテリーセルは、外界の温度や充放電が行われることによって、その温度は一刻一刻と変化する。このとき、例えばバッテリーセルの温度が１９℃から２０℃に変化した場合について考えてみると、このようなバッテリーセルの変化によって補正係数は０．８から１．０に急激に変化してしまう。この結果、バッテリーセルの温度が１９℃から２０℃に１度変化しただけで、バッテリ残容量も大幅に変化してしまう。
【０００５】
一方、バッテリーセルの温度が例えば２０℃から２９℃まで９度も変化した場合であっても、補正係数の値は一定のままであり、バッテリー残容量は変化しないという問題が生じる。
【０００６】
すなわち、従来のバッテリーパックは、バッテリーセルの温度が１℃だけ変化しただけでバッテリー残容量が大きく変わってしまったり、その温度が１０℃近く変化してもバッテリー残容量が変化しないことがあり、温度変化に応じて正確なバッテリー残容量を算出することができなかった。
【０００７】
本発明は、このような実情に鑑みて提案されたものであり、バッテリーセルに温度変化が生じても、その変化分に応じてバッテリー残容量を正確に算出することができるバッテリーセル及びそのバッテリー残容量算出方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るバッテリーパックは、バッテリーセルの電圧を検出する電圧検出手段と、所定の温度に対応したバッテリー残容量算出用の補正係数を記憶する記憶手段と、上記バッテリーセルの温度を検出する温度検出手段と、上記温度検出手段により検出された温度に対応する補正係数が記憶手段に記憶されているときは、この補正係数を読み出して当該補正係数と上記電圧検出手段により検出された電圧に基づいてバッテリー残容量を算出し、記温度検出手段により検出された温度に対応する補正係数が記憶手段に記憶されていないときは、検出された温度前後にある所定の温度に対応する補正係数を上記記憶手段から読み出し、読み出された各補正係数に基づいて上記検出された温度に対応する補正係数を算出し、算出された補正係数と上記電圧検出手段により検出された電圧に基づいてバッテリー残容量を算出する算出手段とを備えることにより、上述した課題を解決する。
【０００９】
本発明に係るバッテリーパックのバッテリー残容量算出方法は、所定の温度に対応したバッテリー残容量算出用の補正係数を記憶手段に記憶し、バッテリーセルの電圧及び温度を検出し、上記検出された温度に対応する補正係数が記憶手段に記憶されているときは、この補正係数を読み出して当該補正係数と上記検出された電圧に基づいてバッテリー残容量を算出し、上記検出された温度に対応する補正係数が記憶手段に記憶されていないときは、検出された温度前後にある所定の温度に対応する補正係数を上記記憶手段から読み出し、読み出された各補正係数に基づいて上記検出された温度に対応する補正係数を算出し、算出された補正係数と上記電圧検出手段により検出された電圧に基づいてバッテリー残容量を算出することにより、上述した課題を解決する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１１】
本発明は、例えば図１に示すバッテリーパック１に適用することができる。上記バッテリーパック１は、例えばビデオカメラ装置２のバッテリー装着部３に装着され、このビデオカメラ装置２に対して電源を供給する一方、図示しない充電装置にも装着可能に構成されて、充電される。
【００１２】
バッテリーパック１は、例えば図２に示すように、図示しないバッテリーセルを内部に収納するケース１９を備える。
【００１３】
バッテリーパック１のケース１９は、例えば合成樹脂材料によって形成されている。ケース１９の幅方向の両側面には、バッテリー装着部３に対する装着方向へガイドするためのガイド溝２６，２６がそれぞれ形成されている。各側面の各ガイド溝２６，２６は、図３に示すように、一端がケース１９の底面部２４に開口して形成されており、ケース１９の長手方向に並列してそれぞれ形成されている。
【００１４】
バッテリー装着部３に対する装着方向の前面部２０には、ケース１９の幅方向の両側に第１の入出力端子２１及び第２の入出力端子２２がそれぞれ配設されており、幅方向の略中央に通信端子２３が配設されている。
【００１５】
第１及び第２の入出力端子２１，２２は、バッテリー装着部３を介してビデオカメラ装置１の装置本体に電力を供給する。通信端子２３は、ビデオカメラ装置１の装置本体に、バッテリーセルの電力残容量等の情報信号を出力する。また、各入出力端子２１，２２及び通信端子２３の外方に臨む一端は、ケース１９の前面部２０に形成された略矩形状の凹部内に位置されており、バッテリー装着装置の各接続端子以外の箇所に当接して破損することが防止されている。
【００１６】
ケース１９の底面部２４の装着方向の前面部（長手方向の前面部）には、一対の規制凹部２８，２９がそれぞれ形成されている。これら規制凹部２８，２９は、図３に示すように、幅方向のほぼ中心線（図示せず）に対して線対称にそれぞれ形成されている。装着の際に、これらの規制凹部２８，２９は、バッテリー装着部３の図示しない規制凸部に係合して、このバッテリー装着部３に対するケース１９の底面部２４の幅方向の傾斜を規制する。
【００１７】
この規制凹部２８，２９は、図３に示すように、ケース１９の底面部２４に直交して形成された第１の部分と、この第１の部分に直交して形成された第２の部分とを有しており、断面略Ｌ字状に形成されている。
【００１８】
また、ケース１９の底面部２４の略中央には、適合するバッテリー装着部であるかを識別するための略矩形状の識別用凹部３０が形成されている。
【００１９】
識別用凹部３０は、図３に示すように、ケース１９の幅方向のほぼ中心線上に位置するとともに、ケース１９の底面部２４の略中央から前面部２０側に位置して形成されている。この識別用凹部３０内部の底面には、ケース１９の幅方向のほぼ中心線上に位置して、略矩形状の識別用溝３２が長手方向の両端に連続して形成されている。この識別用凹部３０内には、ケース１９の底面部２４の幅方向の両側に、段部がそれぞれ形成されている。この識別用凹部３０の幅方向の寸法は、寸法幅Ｗ₀に形成されている。
【００２０】
また、通信端子２３に隣接する第１のガイド溝３４は、ケース１９の長手方向と平行に形成されている。この第１のガイド溝３４は、ケース１９の前面部２０に一端を開口するとともに、他端が識別用凹部３０に連続されて形成されている。この第１のガイド溝３４には、ケース１９の前面部２０側に隣接する位置に、ケース１９の底面部２４に直交する方向である深さが異なる段部３５が形成されている。そして、第１のガイド溝３４は、バッテリー装着部３に対する装着方向をガイドする。
【００２１】
ケース１９の底面部２４には、図３に示すように、通信端子２３を挟んで第１のガイド溝３４と対向する位置に、第２のガイド溝３６が形成されている。この第２のガイド溝３６は、ケース１９の底面部２４の長手方向と平行に形成されており、一端がケース１９の前面部２０に開口して形成されている。
【００２２】
ケース１９の幅方向の両側面には、第１及び第２の入出力端子２１，２２に隣接する規制溝３７，３７が形成されている。規制溝３７，３７は、前面部２０に開口するとともに底面部２４に略平行にそれぞれ形成され、バッテリー装着部３に対して底面部２４の幅方向の傾斜を規制する。
【００２３】
ケース１９の底面部２４には、バッテリー装着部３に装着された際に、バッテリー装着部３に係合される第１のロック用凹部３８及び第２のロック用凹部３９がそれぞれ形成されている。第１のロック用凹部３８は、略矩形状に形成されており、ケース１９の幅方向のほぼ中心線上に位置して、識別用凹部３８に隣接する位置に形成されている。第２のロック用凹部３９は、第１のロック用凹部３８よりやや大とされた略矩形状に形成されており、ケース１９の幅方向のほぼ中心線上に位置して、装着方向の背面側にそれぞれ形成されている。
【００２４】
一方、カメラ装置２に設けられているバッテリー装着部３は、図４に示すように、バッテリーパック１の底面２４の形状よりやや大に形成されている。バッテリー装着部３は、バッテリーパック１の幅方向の両側面に対向する各側面に、載置面４５に隣接して、バッテリーパック１の各ガイド溝２６にそれぞれ係合する一対のガイド突部４７を備える。
【００２５】
バッテリー装着部３は、バッテリーパック１の装着の際に、ケース１９の各ガイド溝２６にガイド突部４７がそれぞれ挿入されることによって、ケース１９の底面２４を載置面４５に略平行とさせて挿入方向をガイドするとともに、バッテリーパック１を保持する。
【００２６】
バッテリーパック１の装着時にその前面部２０に対向するバッテリー装着部３の突当面４６側には、端子部４４が配設されている。この端子部４４は、第１乃至第３の接続端子５１，５２，５３と、カバー部材６０とからなる。
【００２７】
第１の接続端子５１及び第２の接続端子５２は、バッテリー装着部３の幅方向の両側に位置してそれぞれ設けられ、バッテリーパック１の第１及び第２の入出力端子２１，２２にそれぞれ接続される。第３の接続端子５３は、バッテリー装着部３の幅方向の略中央に位置して、バッテリーパック１の通信端子２３に接続される。第１、第２及び第３の接続端子５１，５２，５３は、バッテリー装着部３の突当面４６に、バッテリーパック１の底面２４に平行とされるとともに、バッテリーパック１の長手方向と平行にそれぞれ設けられている。
【００２８】
カバー部材６０は、バッテリー装着部３に対して矢印ａ₁方向及びａ₂方向に回動可能に設けられ、第１，第２及び第３の接続端子５１，５２，５３を外部から保護している。
【００２９】
カバー部材６０は、例えば合成樹脂材料によって形成されており、略矩形状に形成された保護片６１と、この保護片６１を支持する支持片６２，６２とを有している。カバー部材６０の保護片６１には、バッテリー装着部３の載置面４５に対向する面に、厚み方向に傾斜された傾斜面部が形成されている。カバー部材６０は、バッテリー装着部３にバッテリーパック１が装着される際に、保護片６１にケース１９が当接されて挿入されることによって、矢印ａ₂方向に容易に回動される。カバー部材６０の支持片６２，６２は、バッテリー装着部３の突当面４６に、図示しない回動支軸を介して回動可能に支持されている。また、カバー部材６０は、回動支軸の外周部に図示しない捻りコイルバネが設けられている。この捻りコイルバネは、一端がバッテリー装着部３の突当面４６に掛止されており、他端がカバー部材６０の支持片６２，６２に掛止されている。したがって、カバー部材６０は、捻りコイルバネの弾性力により、矢印ａ₁方向に回動するように付勢されており、第１、第２及び第３の接続端子５１，５２，５３を覆っている。
【００３０】
また、バッテリー装着部３には、突当面４６と載置面４５とに跨って、バッテリーパック１の各規制凹部２８，２９にそれぞれ係合する一対の規制突部６５，６６が、幅方向にほぼ中心線に対して線対称にそれぞれ一体に形成されている。
【００３１】
これら各規制突部６５，６６は、載置面４５に直交して形成された第１の部分と、この第１の部分に直交して形成された第２の部分とを有しており、断面略Ｌ字状を呈して形成されている。これら各規制突部６５，６６は、バッテリーパック１の底面２４がバッテリー装着部３の載置面４５に対して幅方向に傾斜された状態とされることを規制する。
【００３２】
また、バッテリー装着部３には、突当面４６と載置面４５とに跨って、第３の接続端子５３に隣接する位置に、バッテリーパック１の挿入方向をガイドする第１のガイド突部６８が一体に形成されている。この第１のガイド突部６８は、図４に示すように、載置面４５の長手方向と平行に形成されており、装着されるバッテリーパック１の底面２４の第１のガイド溝３４に係合する位置に形成されている。
【００３３】
また、バッテリー装着部３には、突当面４６と載置面４５とに跨って、バッテリーパック１の装着方向をガイドする第２のガイド突部５４が、載置面４５の長手方向と平行に一体に形成されている。この第２のガイド突部５４は、バッテリーパック１の第２のガイド溝３６に係合することによって、装着方向をガイドする。
【００３４】
また、バッテリー装着部３の幅方向の両側面に、規制溝３７，３７に係合する規制爪５５，５５がそれぞれ一体に突出形成されている。規制爪５５，５５は、載置面４５に平行とされるとともに、バッテリーパック１の長手方向に平行に形成されている。
【００３５】
また、バッテリー装着部３には、載置面４５の略中央に、第１のバッテリーパック６の識別用凹部３０に係合する識別用突部５６が一体に形成されている。この識別用突部５６は、略直方体状に形成されている。この識別用突部５６の先端部には、バッテリーパック１の識別溝３２に係合する識別用突片５７が一体に形成されている。そして、この識別用突部５６は、図４に示すように、載置面４５の幅方向に平行な寸法が、バッテリーパック１の識別用凹部３０の幅Ｗ₀より小とされた幅Ｗ₁に形成されており、識別用凹部３０に挿入可能とされている。また、識別用突部５６は、突当面４６から直交する方向に距離Ｌ₁を隔てた位置に形成されている。
【００３６】
以上のようにバッテリー装着部３が構成されることによって、バッテリーパック１はバッテリー装着部３に対して装着可能になる。
【００３７】
なお、バッテリーパック１を充電する図示しない充電装置も、バッテリー装着部３と同様の構成からなるバッテリー装着部を備えている。
【００３８】
つぎに、バッテリーパック１の具体的な回路構成を図５に示す。
バッテリーパック１は、２個のバッテリーセルを有する電池ブロック７０と、電池ブロック７０を過充電や過放電から保護する電池保護回路ブロック８０とにより構成されている。
【００３９】
電池ブロック７０は、２個のバッテリーセルたる直列に接続されたリチウムイオン電池７１，７２と、リチウムイオン電池７１，７２の温度を検出する温度センサ７６とを備えている。直列に接続されたリチウムイオン電池７１，７２の正極は正極端子７３に、その負極は負極端子７４に接続されている。また、リチウムイオン電池７１及びリチウムイオン電池７２の接続点は中点電位端子７５に接続されている。また、温度センサ７６は、リチウムイオン電池７１，７２の温度を検出して、この検出結果を電池保護回路ブロック８０に供給する。
【００４０】
電池保護回路ブロック８０は、正極端子７３に接続される端子ＶHと、負極端子７４に接続される端子ＶSSと、中点電位端子７５に接続される端子ＶLと、各端子間の電圧を分圧する抵抗Ｒ１乃至抵抗Ｒ６と、抵抗ＲSと、第１のスイッチＳ₁とを備える。
【００４１】
端子ＶHと端子ＶLとは、直列に接続された抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を介して、接続される。なお、直列に接続された抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の合成抵抗を抵抗Ｒb1とし、抵抗Ｒb1は例えば２０ＭΩである。
【００４２】
端子ＶLと端子ＶSSとは、直列に接続された抵抗Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６を介して、接続される。さらに、端子ＶLと端子ＶSSとは、直列に接続された抵抗ＲS及び第１のスイッチＳ₁を介して、接続されている。なお、直列に接続された抵抗Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６の合成抵抗を抵抗Ｒb2とし、抵抗Ｒb2は例えば２０ＭΩである。すなわち、抵抗Ｒb1と抵抗Ｒb2の抵抗値は等しい。また、抵抗ＲSの抵抗値は、３９０ｋΩであり、合成抵抗Ｒb1，Ｒb2に比べて非常に小さい値である。第１のスイッチＳ₁は、通常はオフになっており、後述する中点電位確認制御信号Ｔｓが供給されている間のみオンになる。
【００４３】
また、電池保護回路ブロック８０は、基準電圧を発生する第１及び第２のツェナーダイオード８１，８２と、過充電又は過放電を検出するために各抵抗間の電位差を検出する第１乃至第４のコンパレータ８３，８４，８５，８６と、第１及び第２のＯＲゲート８７，８８と、過充電時に第３のスイッチＳＷ_Cをオフにする充電制御回路８９と、過放電時に第２のスイッチＳＷ_Dをオフにする放電制御回路９０とを備える。
【００４４】
第１のコンパレータ８３の反転入力端子は第１のツェナーダイオード８１のカソードに接続され、そのアノードは端子ＶLに接続される。第１のコンパレータ８３の非反転入力端子は、抵抗Ｒ１及び抵抗Ｒ２の接続点に接続している。第１のコンパレータ８３は、リチウムイオン電池７１が過充電であるかを検出するものであり、リチウムイオン電池７１の電圧Ｖb1が４．２５Ｖ以上になったことを検出すると論理Ｈを出力し、その電圧Ｖb1が４．２５Ｖ未満の時は論理Ｌを出力する。
【００４５】
第２のコンパレータ８４の反転入力端子は第１のツェナーダイオード８１のカソードに接続される。第２のコンパレータ８４の非反転入力端子は、抵抗Ｒ２及び抵抗Ｒ３の接続点に接続している。第２のコンパレータ８４は、リチウムイオン電池７１が過放電であるかを検出するものであり、リチウムイオン電池７１の電圧Ｖb1が２．４５Ｖ以下になると論理Ｈを出力し、その電圧Ｖb1が２．４５Ｖより大きくなると論理Ｌを出力する。
【００４６】
第３のコンパレータ８５の反転入力端子は第２のツェナーダイオード８２のカソードに接続され、そのアノードは端子ＶSSに接続される。第３のコンパレータ８５の非反転入力端子は、抵抗Ｒ４及び抵抗Ｒ５の接続点に接続している。第３のコンパレータ８５は、リチウムイオン電池７２が過充電であるかを検出するものであり、リチウムイオン電池７２の電圧Ｖb2が４．２５Ｖ以上になったことを検出すると論理Ｈを出力し、その電圧Ｖb2が４．２５Ｖ未満の時は論理Ｌを出力する。
【００４７】
第４のコンパレータ８６の反転入力端子は第２のツェナーダイオード８２のカソードに接続される。第４のコンパレータ８４の非反転入力端子は、抵抗Ｒ５及び抵抗Ｒ６の接続点に接続している。第４のコンパレータ８６は、リチウムイオン電池７２が過放電であるかを検出するものであり、リチウムイオン電池７２の電圧Ｖb2が２．４５Ｖ以下になると論理Ｈを出力し、その電圧Ｖb1が２．４５Ｖより大きくなると論理Ｌを出力する。
【００４８】
第１のＯＲゲート８７は、第１及び第３のコンパレータ８３，８５の出力の論理和を演算し、この演算結果を充電制御回路８９に供給する。第２のＯＲゲート８８は、第２及び第４のコンパレータ８４，８６の出力の論理和を演算し、この演算結果を放電制御回路９０に供給する。
【００４９】
充電制御回路８９は、第１のＯＲゲート８７から論理Ｈが供給されたときは第２のスイッチＳＷ_Dを開放し、それ以外すなわち論理Ｌのときは第２のスイッチＳＷ_Dを閉じるように制御する。放電制御回路９０は、第２のＯＲゲート８８から論理Ｈが供給されたときは第３のスイッチＳＷ_Cを開放し、それ以外すなわち論理Ｌのときは第３のスイッチＳＷ_Cを閉じるように制御する。
【００５０】
なお、第２及び第３のスイッチＳＷ_D，ＳＷ_Cは直列に接続され、これらの一方は第２の入出力端子２２に接続され、これらの他方側は抵抗Ｒ７を介して端子ＶSSに接続されている。
【００５１】
また、バッテリーパック１は、充電中か放電中かを検出する充放電電流検出回路９１と、上述した第１のスイッチＳ₁のオン／オフを制御するマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」という。）９２と、外部とデータの送受信を行うための通信インターフェース９３とを備える。
【００５２】
充放電電流検出回路９１は、第１及び第２のオペアンプ９１１，９１２と、抵抗Ｒ１１乃至抵抗Ｒ１６とを備える。
【００５３】
第１のオペアンプ９１１の非反転入力端子は、抵抗Ｒ１３を介して、端子ＶSSに接続されている。第１のオペアンプ９１１の反転入力端子は、抵抗Ｒ１２と抵抗Ｒ７を介して、端子ＶSSに接続されている。また、第１のオペアンプ９１１の反転入力端子と出力端子の間には、抵抗Ｒ１１が接続されている。第１のオペアンプ９１１は、抵抗Ｒ７に放電電流が流れた時は、抵抗Ｒ１１に対する抵抗Ｒ１２の比に応じた電圧を出力してマイコン９２及び第３のＯＲゲート９１３に供給する。第２のオペアンプ９１２は、抵抗Ｒ７に充電電流が流れたときは、抵抗Ｒ１４に対する抵抗Ｒ１５の比に応じた電圧を出力してマイコン９２及び第３のＯＲゲート９１３に供給する。第３のＯＲゲートは、これらの論理和を演算してマイコン９２に供給する。すなわち、充放電電流検出回路９１は、抵抗Ｒ７に流れる電流の向きを検出することで充電／放電が行われているかを検出し、充電又は放電を検出したときはその検出結果をマイコン９２に伝えると共に、充電電流や放電電流の値もマイコン９２に伝達する。
【００５４】
マイコン９２は、充放電電流検出回路９１によって充放電が検出されたときや、通信端子２３，通信インターフェース９３を介してデータを受信したときに動作（Wake-Up）し、その他の時は停止（Sleep）状態になるようにプログラムされている。また、マイコン９２は、動作した後、２〜３秒間に充放電電流がなかったりデータ通信がなかったときは、スリープ状態になるようにプログラムされている。
【００５５】
また、マイコン９２は、常時、端子ＶLの電圧を検出し、さらに温度センサ７６が検出したリチウムイオン電池７１，７２の温度に基づいてＲＯＭ９４に記憶されている最適な補正係数を読み出して、リチウムイオン電池７１，７２のバッテリー残容量を算出する。
【００５６】
ＲＯＭ９４には、上述した図１０に示すような１０℃毎の補正係数の他、補正係数を補完するための制御プログラム、バッテリー残容量を算出するための制御プログラム等が記憶されている。
【００５７】
ＲＯＭ９４に記憶されている１０℃毎の補正係数としては、例えば、１０℃以下の時は補正係数１（＝０．６）、１０〜２０℃の時は補正係数２（＝０．８）、２０〜３０℃の時は補正係数３（＝１．０）、３０〜４０℃の時は補正係数４（＝１．２）、４０℃以上の時は補正係数５（＝１．４）の５つの補正係数がある。
【００５８】
マイコン９２は、これらの補正係数に基づいてさらに詳細な補正係数を算出すべく、図６に示すフローチャートに従ってステップＳＴ１以下の処理を実行する。なお、ここでは２０〜３０℃における補正係数の算出を例に挙げ、１０℃毎に４つの補正係数を算出するものとする。
【００５９】
ステップＳＴ１において、マイコン９２は、ＲＯＭ９４に記憶されている補正係数３を、２５．０〜２７．５℃における補正係数３−３と設定する。すなわち、補正係数３−３は「１．０」となって、ステップＳＴ２に進む。
【００６０】
ステップＳＴ２において、マイコン９２は、ＲＯＭ９４に記憶されている補正係数２及び補正係数３から、２０．０〜２２．５℃における補正係数３−１を算出する。ここでは、図７に示すサブルーチン処理に移行して、２つの補正係数の中心を算出する（ステップＳＴ１１）。具体的には、補正係数２及び補正係数３の中心たる０．９を算出し、補正係数３−１を「０．９」と設定して、ステップＳＴ３に進む。
【００６１】
ステップＳＴ３において、マイコン９２は、補正係数３−１及び補正係数３−３から２２．５〜２５．０℃における補正係数３−２を算出すべく、図７に示すステップＳＴ１１のサブルーチンを実行する。すなわち、補正係数３−１（＝０．９）及び補正係数３−３（＝１．０）の中心である「０．９５」を補正係数３−２と設定して、ステップＳＴ４に進む。
【００６２】
ステップＳＴ４において、マイコン９２は、ＲＯＭ９４に記憶されている補正係数３及び補正係数４から３０．０〜３２．５℃における補正係数４−１を算出すべく、図７に示すステップＳＴ１１のサブルーチンを実行する。すなわち、補正係数３及び補正係数４の中心である「１．１」を補正係数４−１と設定して、ステップＳＴ５に進む。
【００６３】
ステップＳＴ５において、マイコン９２は、補正係数３−３及び補正係数４−１から２７．５〜３０．０℃における補正係数３−４を算出すべく、図７に示すステップＳＴ１１のサブルーチンを実行する。すなわち、補正係数３−３（＝１．０）及び補正係数４−１（＝１．１）の中心である「１．０５」を補正係数３−４と設定して、処理を終了する。
【００６４】
以上の処理の結果、マイコン９２は、図８に示すように、２０．０〜２２．５℃のときは補正係数３−１（＝０．９）、２２．５〜２５．０℃のときは補正係数３−２（＝０．９５）、２５．０〜２７．５℃のときは補正係数３−３（＝１．０）、２７．５〜３０．０℃のときは補正係数３−４（＝１．０５）、３０．０〜３２．５℃のときは補正係数４−１（＝１．１）を得る。
【００６５】
マイコン９２は、２０．０〜３０．０℃以外の範囲についても同様の処理をすることによって、図９に示すように、２．５度毎に補正係数を算出することができる。
【００６６】
マイコン９２は、このようなステップ幅の小さい補正係数を用いることができるので、リチウムイオン電池７１，７２の温度に変化が生じたとしても、端子ＶLの電圧に基づいて正確なバッテリー残容量を算出することができる
また、マイコン９２は、図６に示すステップＳＴ１以下の処理を行っている最中に温度センサ７６の検出した温度に対応する補正係数を算出した時は、上記処理を中断して、その補正係数を用いてバッテリー残容量を算出してもよい。
【００６７】
例えば、マイコン９２は、温度センサ７６が２６℃を検出した場合は、ステップＳＴ１の処理を行った時点で２５．０〜２７．５℃における補正係数３−３（＝１．０）を得ることになり、このときステップＳＴ２以下の処理を中止してバッテリー残容量を算出してもよい。
【００６８】
また例えば、マイコン９２は、温度センサ７６が２３℃を検出した場合は、ステップＳＴ１〜ステップＳＴ３の処理を行って補正係数３−２を算出し、当該補正係数３−２と端子ＶLの電圧に基づいてリチウムイオン電池７１，７２のバッテリー残容量を正確に算出することができる。
【００６９】
なお、バッテリー残容量の算出は、例えば特開平９−２９７１６６号等に開示されているものやその他の手法を用いてもよく、特に限定されるものではない。但し、温度に依存する補正係数、リチウムイオン電池７１，７２の電圧を用いて算出する手法であることが必要である。
【００７０】
以上のように、上記バッテリーパック１は、ＲＯＭ９４に必要最低限の補正係数だけを記憶させておき、リチウムイオン電池７１，７２の温度を検出したときはその温度に関係のある範囲についてのみ補正係数を算出するので、温度変化に応じた正確な補正係数を得ることができる。
【００７１】
また、図６に示すステップＳＴ２〜ステップＳＴ５の処理では、図７に示すサブルーチン処理を繰り返し行っているので、複雑な処理を行うことなく容易に最適な補正係数を算出することができる。
【００７２】
なお、本実施の形態では、ＲＯＭ９４には図１０に示す１０℃毎の補正係数しか記憶されていないものとして説明したが、例えば図９に示すように２．５℃毎の補正係数を予めＲＯＭ９４に記憶させておいても良い。また、本実施の形態では、１０℃を４段階に分けて２．５（＝１０／４）℃毎に補正係数を算出する場合を例に挙げて説明したが、図６に示すような処理を繰り返し行うことによって、さらに段階分けをして詳細な補正係数を算出することもできる。
【００７３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明に係るバッテリーパック及びそのバッテリー残容量算出方法によれば、検出された温度に対応するバッテリー残容量算出用の補正係数が記憶手段に記憶されているときは、この補正係数を読み出して当該補正係数と検出された電圧に基づいてバッテリー残容量を算出し、検出された温度に対応する補正係数が記憶手段に記憶されていないときは、検出された温度前後にある所定の温度に対応する補正係数を記憶手段から読み出し、読み出された各補正係数に基づいて上記検出された温度に対応する補正係数を算出し、算出された補正係数と電圧検出手段により検出された電圧に基づいてバッテリー残容量を算出することによって、バッテリーセルに温度変化が生じてもその変化分に応じて正確な補正係数を得ることができるので、常に正確なバッテリー残容量を算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したバッテリーパックをビデオカメラ装置に装着する状態を説明する図である。
【図２】バッテリーパックの斜視図である。
【図３】バッテリーパックを背面側示す斜視図である。
【図４】ビデオカメラ装置に設けられているバッテリー装着部の斜視図である。
【図５】バッテリーパックの回路構成を示す図である。
【図６】補正係数を算出するときのメインルーチンを示すフローチャートである。
【図７】補正係数を算出するときのサブルーチンを示すフローチャートである。
【図８】補正係数が算出された結果を説明する図である。
【図９】２．５℃毎の補正係数がＲＯＭに記憶されているときの状態を説明する図である。
【図１０】従来の補正係数のステップ幅を説明する図である。
【符号の説明】
１バッテリーパック、７１，７２リチウムイオン電池、７６温度センサ、９２マイコン、９３ＲＯＭ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a battery pack for calculating a remaining capacity of a battery cell and a method for calculating the remaining battery capacity.
[0002]
[Prior art]
The battery pack is attached to an electronic device such as a video camera device, supplies power to the electronic device, and is charged when the power is lost. Such a battery pack includes a battery cell that is a chargeable / dischargeable secondary battery, and a microcomputer that detects a voltage of the battery cell and calculates a remaining battery capacity.
[0003]
Since the remaining battery capacity of the battery cell varies greatly depending on the temperature, for example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-297166, the temperature dependence coefficient of the battery cell (remaining capacity correction coefficient: hereinafter referred to as “correction coefficient”) )). Since this correction coefficient varies depending on the temperature, for example, as shown in FIG. 10, a correction coefficient every 10 ° C. is stored in a nonvolatile memory such as a ROM. The microcomputer calculates the remaining battery capacity using a correction coefficient corresponding to the current temperature among the correction coefficients stored in the nonvolatile memory.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The temperature of the battery cell changes every moment as the temperature of the outside world and charging / discharging are performed. At this time, for example, when considering the case where the temperature of the battery cell changes from 19 ° C. to 20 ° C., the correction coefficient suddenly changes from 0.8 to 1.0 due to such change of the battery cell. As a result, if the temperature of the battery cell only changes once from 19 ° C. to 20 ° C., the remaining battery capacity also changes significantly.
[0005]
On the other hand, even when the temperature of the battery cell changes by, for example, 9 degrees from 20 ° C. to 29 ° C., the value of the correction coefficient remains constant and the remaining battery capacity does not change.
[0006]
That is, in the conventional battery pack, the remaining battery capacity may change greatly only by changing the temperature of the battery cell by 1 ° C, or the remaining battery capacity may not change even if the temperature changes nearly 10 ° C. Accurate remaining battery capacity could not be calculated according to temperature change.
[0007]
The present invention has been proposed in view of such a situation, and even when a temperature change occurs in the battery cell, the battery cell capable of accurately calculating the remaining battery capacity according to the change, and the battery thereof It is an object of the present invention to provide a remaining capacity calculation method.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The battery pack according to the present invention includes a voltage detection means for detecting a voltage of the battery cell, a storage means for storing a correction coefficient for calculating a remaining battery capacity corresponding to a predetermined temperature, and a temperature for detecting the temperature of the battery cell. When the storage means stores the correction coefficient corresponding to the temperature detected by the detection means and the temperature detection means, the correction coefficient is read out and based on the correction coefficient and the voltage detected by the voltage detection means. If the correction coefficient corresponding to the temperature detected by the temperature detecting means is not stored in the storage means, the correction coefficient corresponding to the predetermined temperature around the detected temperature is calculated as above. A correction coefficient corresponding to the detected temperature is calculated based on each correction coefficient read out from the storage means, and the calculated correction coefficient and By and a calculating means for calculating a battery remaining capacity based on the voltage detected by the serial voltage detection means, to solve the problems described above.
[0009]
In the battery pack remaining battery capacity calculation method according to the present invention, the battery remaining capacity calculation correction coefficient corresponding to a predetermined temperature is stored in the storage means, the battery cell voltage and temperature are detected, and the detected temperature is detected. Is stored in the storage means, the remaining battery capacity is calculated based on the correction coefficient and the detected voltage, and the correction corresponding to the detected temperature is performed. When the coefficient is not stored in the storage means, a correction coefficient corresponding to a predetermined temperature around the detected temperature is read from the storage means, and the detected temperature is calculated based on each read correction coefficient. By calculating the corresponding correction coefficient and calculating the remaining battery capacity based on the calculated correction coefficient and the voltage detected by the voltage detection means, To solve the problem.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0011]
The present invention can be applied to, for example, the battery pack 1 shown in FIG. The battery pack 1 is mounted on, for example, a battery mounting portion 3 of a video camera device 2 and supplies power to the video camera device 2, while being configured to be mountable on a charging device (not shown) and charged. .
[0012]
For example, as shown in FIG. 2, the battery pack 1 includes a case 19 that houses therein a battery cell (not shown).
[0013]
The case 19 of the battery pack 1 is made of, for example, a synthetic resin material. On both side surfaces of the case 19 in the width direction, guide grooves 26 and 26 for guiding the battery mounting portion 3 in the mounting direction are formed. As shown in FIG. 3, each guide groove 26, 26 on each side surface is formed with one end opened to the bottom surface portion 24 of the case 19, and is formed in parallel with the longitudinal direction of the case 19.
[0014]
A first input / output terminal 21 and a second input / output terminal 22 are respectively disposed on both sides of the case 19 in the width direction on the front surface portion 20 in the mounting direction with respect to the battery mounting portion 3. A communication terminal 23 is disposed on the side.
[0015]
The first and second input / output terminals 21 and 22 supply power to the apparatus body of the video camera apparatus 1 via the battery mounting unit 3. The communication terminal 23 outputs an information signal such as the remaining power of the battery cell to the device body of the video camera device 1. One end of each of the input / output terminals 21 and 22 and the communication terminal 23 facing outward is located in a substantially rectangular recess formed in the front surface 20 of the case 19, and each connection terminal of the battery mounting device. It is prevented from being damaged by coming into contact with other parts.
[0016]
A pair of regulating recesses 28 and 29 are formed on the front surface portion (front surface portion in the longitudinal direction) in the mounting direction of the bottom surface portion 24 of the case 19. As shown in FIG. 3, the restricting recesses 28 and 29 are formed symmetrically with respect to a substantially center line (not shown) in the width direction. At the time of mounting, these restricting recesses 28 and 29 engage with not-shown restricting protrusions of the battery mounting portion 3 to restrict the inclination of the bottom surface portion 24 of the case 19 with respect to the battery mounting portion 3 in the width direction. .
[0017]
As shown in FIG. 3, the restriction recesses 28 and 29 include a first portion formed orthogonal to the bottom surface portion 24 of the case 19 and a second portion formed orthogonal to the first portion. And has a substantially L-shaped cross section.
[0018]
A substantially rectangular identifying recess 30 for identifying whether the battery 19 is a suitable battery mounting portion is formed at the approximate center of the bottom surface 24 of the case 19.
[0019]
As shown in FIG. 3, the identification concave portion 30 is located substantially on the center line in the width direction of the case 19 and is located on the front surface portion 20 side from the substantial center of the bottom surface portion 24 of the case 19. A substantially rectangular identification groove 32 is formed continuously at both ends in the longitudinal direction on the bottom surface inside the identification recess 30 so as to be positioned substantially on the center line in the width direction of the case 19. Steps are formed on both sides of the bottom surface 24 of the case 19 in the width direction in the identification recess 30. The dimension in the width direction of the identifying recess 30 is the dimension width W. ₀ Is formed.
[0020]
The first guide groove 34 adjacent to the communication terminal 23 is formed in parallel with the longitudinal direction of the case 19. The first guide groove 34 is formed such that one end is opened in the front surface portion 20 of the case 19 and the other end is continued to the identification recess 30. In the first guide groove 34, a step portion 35 having a different depth in a direction orthogonal to the bottom surface portion 24 of the case 19 is formed at a position adjacent to the front surface portion 20 side of the case 19. The first guide groove 34 guides the mounting direction with respect to the battery mounting portion 3.
[0021]
As shown in FIG. 3, a second guide groove 36 is formed on the bottom surface 24 of the case 19 at a position facing the first guide groove 34 with the communication terminal 23 interposed therebetween. The second guide groove 36 is formed in parallel with the longitudinal direction of the bottom surface portion 24 of the case 19, and one end is formed to open to the front surface portion 20 of the case 19.
[0022]
On both side surfaces of the case 19 in the width direction, restriction grooves 37 and 37 adjacent to the first and second input / output terminals 21 and 22 are formed. The restricting grooves 37 and 37 are formed in the front surface portion 20 and substantially parallel to the bottom surface portion 24, respectively, and restrict the inclination of the bottom surface portion 24 in the width direction with respect to the battery mounting portion 3.
[0023]
The bottom surface portion 24 of the case 19 is formed with a first locking recess 38 and a second locking recess 39 that are engaged with the battery mounting portion 3 when mounted on the battery mounting portion 3. . The first locking concave portion 38 is formed in a substantially rectangular shape, and is formed at a position adjacent to the identification concave portion 38 and located substantially on the center line in the width direction of the case 19. The second locking recess 39 is formed in a substantially rectangular shape that is slightly larger than the first locking recess 38, and is positioned substantially on the center line in the width direction of the case 19, on the back side in the mounting direction. Are formed respectively.
[0024]
On the other hand, the battery mounting portion 3 provided in the camera device 2 is formed to be slightly larger than the shape of the bottom surface 24 of the battery pack 1 as shown in FIG. The battery mounting portion 3 has a pair of guide projections 47 that engage with the guide grooves 26 of the battery pack 1 on the side surfaces facing both side surfaces in the width direction of the battery pack 1, adjacent to the placement surface 45. Is provided.
[0025]
When the battery pack 1 is mounted, the battery mounting portion 3 causes the bottom surface 24 of the case 19 to be substantially parallel to the placement surface 45 by inserting the guide protrusions 47 into the respective guide grooves 26 of the case 19. The battery pack 1 is held while guiding the insertion direction.
[0026]
A terminal portion 44 is disposed on the abutting surface 46 side of the battery mounting portion 3 that faces the front surface portion 20 when the battery pack 1 is mounted. The terminal portion 44 includes first to third connection terminals 51, 52, 53 and a cover member 60.
[0027]
The first connection terminal 51 and the second connection terminal 52 are respectively provided on both sides in the width direction of the battery mounting portion 3, and are respectively connected to the first and second input / output terminals 21 and 22 of the battery pack 1. Connected. The third connection terminal 53 is located approximately at the center in the width direction of the battery mounting portion 3 and is connected to the communication terminal 23 of the battery pack 1. The first, second, and third connection terminals 51, 52, 53 are parallel to the abutting surface 46 of the battery mounting portion 3, parallel to the bottom surface 24 of the battery pack 1, and parallel to the longitudinal direction of the battery pack 1. Each is provided.
[0028]
The cover member 60 has an arrow a with respect to the battery mounting portion 3. ₁ Direction and a ₂ The first, second and third connection terminals 51, 52, 53 are protected from the outside.
[0029]
The cover member 60 is made of, for example, a synthetic resin material, and includes a protective piece 61 formed in a substantially rectangular shape, and support pieces 62 and 62 that support the protective piece 61. In the protective piece 61 of the cover member 60, an inclined surface portion that is inclined in the thickness direction is formed on the surface facing the mounting surface 45 of the battery mounting portion 3. When the battery pack 1 is mounted on the battery mounting portion 3, the cover member 60 is inserted into the protective piece 61 while the case 19 is in contact with the arrow a ₂ It is easily rotated in the direction. The support pieces 62 and 62 of the cover member 60 are rotatably supported on the abutting surface 46 of the battery mounting portion 3 via a rotation support shaft (not shown). Further, the cover member 60 is provided with a torsion coil spring (not shown) on the outer peripheral portion of the rotation support shaft. One end of the torsion coil spring is hooked on the abutting surface 46 of the battery mounting portion 3, and the other end is hooked on the support pieces 62 and 62 of the cover member 60. Therefore, the cover member 60 has the arrow a by the elastic force of the torsion coil spring. ₁ The first, second, and third connection terminals 51, 52, and 53 are energized so as to rotate in the direction.
[0030]
In addition, the battery mounting portion 3 has a pair of restricting protrusions 65 and 66 that engage with the restricting recesses 28 and 29 of the battery pack 1 across the abutting surface 46 and the mounting surface 45 in the width direction. They are formed integrally in line symmetry with respect to the center line.
[0031]
Each of the restricting protrusions 65 and 66 has a first portion formed orthogonal to the placement surface 45 and a second portion formed orthogonal to the first portion, It is formed with a substantially L-shaped cross section. These restricting protrusions 65 and 66 restrict the bottom surface 24 of the battery pack 1 from being inclined in the width direction with respect to the mounting surface 45 of the battery mounting portion 3.
[0032]
The battery mounting portion 3 includes a first guide protrusion 68 that guides the insertion direction of the battery pack 1 at a position adjacent to the third connection terminal 53 across the abutting surface 46 and the placement surface 45. Are integrally formed. As shown in FIG. 4, the first guide protrusion 68 is formed in parallel with the longitudinal direction of the mounting surface 45, and is engaged with the first guide groove 34 on the bottom surface 24 of the battery pack 1 to be mounted. It is formed in the position to match.
[0033]
The battery mounting portion 3 includes a second guide protrusion 54 that guides the mounting direction of the battery pack 1 across the abutting surface 46 and the mounting surface 45 in parallel with the longitudinal direction of the mounting surface 45. It is integrally formed. The second guide protrusion 54 guides the mounting direction by engaging with the second guide groove 36 of the battery pack 1.
[0034]
In addition, restriction claws 55 and 55 that engage with the restriction grooves 37 and 37 are integrally formed on both side surfaces of the battery mounting portion 3 in the width direction so as to protrude integrally. The restricting claws 55 are formed parallel to the placement surface 45 and parallel to the longitudinal direction of the battery pack 1.
[0035]
In addition, an identification protrusion 56 that engages with the identification recess 30 of the first battery pack 6 is integrally formed in the battery mounting portion 3 substantially at the center of the placement surface 45. The identification protrusion 56 is formed in a substantially rectangular parallelepiped shape. An identification protrusion 57 that engages with the identification groove 32 of the battery pack 1 is integrally formed at the tip of the identification protrusion 56. As shown in FIG. 4, the identification protrusion 56 has a dimension parallel to the width direction of the mounting surface 45, and the width W of the identification recess 30 of the battery pack 1. ₀ Width W made smaller ₁ And can be inserted into the identification recess 30. In addition, the identification protrusion 56 has a distance L in a direction orthogonal to the abutting surface 46. ₁ It is formed at a position separated from each other.
[0036]
By configuring the battery mounting portion 3 as described above, the battery pack 1 can be mounted on the battery mounting portion 3.
[0037]
Note that a charging device (not shown) for charging the battery pack 1 also includes a battery mounting portion having the same configuration as the battery mounting portion 3.
[0038]
Next, a specific circuit configuration of the battery pack 1 is shown in FIG.
The battery pack 1 includes a battery block 70 having two battery cells and a battery protection circuit block 80 that protects the battery block 70 from overcharge and overdischarge.
[0039]
The battery block 70 includes lithium ion batteries 71 and 72 connected in series as two battery cells, and a temperature sensor 76 that detects the temperature of the lithium ion batteries 71 and 72. The positive electrodes of the lithium ion batteries 71 and 72 connected in series are connected to the positive terminal 73 and the negative electrode is connected to the negative terminal 74. The connection point between the lithium ion battery 71 and the lithium ion battery 72 is connected to a midpoint potential terminal 75. The temperature sensor 76 detects the temperature of the lithium ion batteries 71 and 72 and supplies the detection result to the battery protection circuit block 80.
[0040]
The battery protection circuit block 80 divides the voltage between the terminals VH connected to the positive terminal 73, the terminal VSS connected to the negative terminal 74, the terminal VL connected to the midpoint potential terminal 75, and the terminals. Resistors R1 to R6, resistor RS, and first switch S ₁ With.
[0041]
Terminal VH and terminal VL are connected via resistors R1, R2 and R3 connected in series. A combined resistance of the resistors R1, R2, and R3 connected in series is a resistor Rb1, and the resistor Rb1 is, for example, 20 MΩ.
[0042]
The terminal VL and the terminal VSS are connected through resistors R4, R5, and R6 connected in series. Further, the terminal VL and the terminal VSS have a resistor RS and a first switch S connected in series. ₁ Is connected through. Note that a combined resistance of the resistors R4, R5, and R6 connected in series is a resistor Rb2, and the resistor Rb2 is, for example, 20 MΩ. That is, the resistance values of the resistor Rb1 and the resistor Rb2 are equal. The resistance value of the resistor RS is 390 kΩ, which is very small compared to the combined resistors Rb1 and Rb2. First switch S ₁ Is normally turned off and is turned on only while a midpoint potential confirmation control signal Ts described later is supplied.
[0043]
In addition, the battery protection circuit block 80 includes first and second Zener diodes 81 and 82 that generate a reference voltage, and first to fourth that detect a potential difference between resistors in order to detect overcharge or overdischarge. Comparators 83, 84, 85, 86, first and second OR gates 87, 88, and a third switch SW during overcharging. _C Control circuit 89 to turn off the second switch SW during overdischarge _D And a discharge control circuit 90 for turning off the power.
[0044]
The inverting input terminal of the first comparator 83 is connected to the cathode of the first Zener diode 81, and its anode is connected to the terminal VL. The non-inverting input terminal of the first comparator 83 is connected to the connection point between the resistor R1 and the resistor R2. The first comparator 83 detects whether or not the lithium ion battery 71 is overcharged. When the first comparator 83 detects that the voltage Vb1 of the lithium ion battery 71 is 4.25 V or more, it outputs a logic H, When voltage Vb1 is less than 4.25V, logic L is output.
[0045]
The inverting input terminal of the second comparator 84 is connected to the cathode of the first Zener diode 81. The non-inverting input terminal of the second comparator 84 is connected to the connection point between the resistor R2 and the resistor R3. The second comparator 84 detects whether or not the lithium ion battery 71 is overdischarged, and outputs a logic H when the voltage Vb1 of the lithium ion battery 71 becomes 2.45 V or less. When it exceeds 45V, a logic L is output.
[0046]
The inverting input terminal of the third comparator 85 is connected to the cathode of the second Zener diode 82, and its anode is connected to the terminal VSS. The non-inverting input terminal of the third comparator 85 is connected to the connection point of the resistors R4 and R5. The third comparator 85 detects whether or not the lithium ion battery 72 is overcharged. When the voltage Vb2 of the lithium ion battery 72 is detected to be 4.25 V or more, the third comparator 85 outputs a logic H. When voltage Vb2 is less than 4.25V, logic L is output.
[0047]
The inverting input terminal of the fourth comparator 86 is connected to the cathode of the second Zener diode 82. The non-inverting input terminal of the fourth comparator 84 is connected to the connection point of the resistors R5 and R6. The fourth comparator 86 detects whether or not the lithium ion battery 72 is overdischarged. When the voltage Vb2 of the lithium ion battery 72 becomes 2.45 V or less, the fourth comparator 86 outputs a logic H, and the voltage Vb1 is 2. When it exceeds 45V, a logic L is output.
[0048]
The first OR gate 87 calculates the logical sum of the outputs of the first and third comparators 83 and 85, and supplies the calculation result to the charge control circuit 89. The second OR gate 88 calculates the logical sum of the outputs of the second and fourth comparators 84 and 86 and supplies the calculation result to the discharge control circuit 90.
[0049]
When the logic H is supplied from the first OR gate 87, the charge control circuit 89 uses the second switch SW. _D Otherwise, that is, when the logic L, the second switch SW _D Control to close. When the logic H is supplied from the second OR gate 88, the discharge control circuit 90 uses the third switch SW. _C Otherwise, that is, when the logic is L, the third switch SW _C Control to close.
[0050]
The second and third switches SW _D , SW _C Are connected in series, one of which is connected to the second input / output terminal 22, and the other of these is connected to the terminal VSS via a resistor R7.
[0051]
In addition, the battery pack 1 includes a charge / discharge current detection circuit 91 that detects whether charging or discharging is in progress, and the first switch S described above. ₁ Are provided with a microcomputer (hereinafter referred to as “microcomputer”) 92 for controlling on / off, and a communication interface 93 for transmitting / receiving data to / from the outside.
[0052]
The charge / discharge current detection circuit 91 includes first and second operational amplifiers 911 and 912 and resistors R11 to R16.
[0053]
The non-inverting input terminal of the first operational amplifier 911 is connected to the terminal VSS via the resistor R13. The inverting input terminal of the first operational amplifier 911 is connected to the terminal VSS via a resistor R12 and a resistor R7. In addition, a resistor R11 is connected between the inverting input terminal and the output terminal of the first operational amplifier 911. When a discharge current flows through the resistor R7, the first operational amplifier 911 outputs a voltage corresponding to the ratio of the resistor R12 to the resistor R11 and supplies the voltage to the microcomputer 92 and the third OR gate 913. When a charging current flows through the resistor R7, the second operational amplifier 912 outputs a voltage corresponding to the ratio of the resistor R15 to the resistor R14 and supplies the voltage to the microcomputer 92 and the third OR gate 913. The third OR gate calculates these logical sums and supplies them to the microcomputer 92. That is, the charging / discharging current detection circuit 91 detects whether charging / discharging is performed by detecting the direction of the current flowing through the resistor R7, and when detecting charging or discharging, transmits the detection result to the microcomputer 92. At the same time, the values of charging current and discharging current are also transmitted to the microcomputer 92.
[0054]
The microcomputer 92 operates (Wake-Up) when charge / discharge is detected by the charge / discharge current detection circuit 91 or when data is received via the communication terminal 23 or the communication interface 93, and stops at other times ( Programmed to be in the Sleep state. The microcomputer 92 is programmed to enter a sleep state when there is no charge / discharge current or no data communication for 2 to 3 seconds after operation.
[0055]
Further, the microcomputer 92 always detects the voltage at the terminal VL, and further reads out the optimum correction coefficient stored in the ROM 94 based on the temperature of the lithium ion batteries 71 and 72 detected by the temperature sensor 76, thereby recharging the lithium ion. The remaining battery capacity of the batteries 71 and 72 is calculated.
[0056]
The ROM 94 stores a control program for complementing the correction coefficient, a control program for calculating the remaining battery capacity, and the like in addition to the correction coefficient for every 10 ° C. as shown in FIG.
[0057]
The correction coefficient for each 10 ° C. stored in the ROM 94 is, for example, a correction coefficient 1 (= 0.6) when the temperature is 10 ° C. or less, and a correction coefficient 2 (= 0.8) when the temperature is 10 to 20 ° C. Correction coefficient 3 (= 1.0) at 20-30 ° C., correction coefficient 4 (= 1.2) at 30-40 ° C., correction coefficient 5 (= 1.4) at 40 ° C. or higher. There are five correction factors.
[0058]
The microcomputer 92 executes the processes after step ST1 in accordance with the flowchart shown in FIG. 6 in order to calculate more detailed correction coefficients based on these correction coefficients. Here, calculation of correction coefficients at 20 to 30 ° C. is taken as an example, and four correction coefficients are calculated every 10 ° C.
[0059]
In step ST1, the microcomputer 92 sets the correction coefficient 3 stored in the ROM 94 as the correction coefficient 3-3 at 25.0 to 27.5 ° C. That is, the correction coefficient 3-3 is “1.0”, and the process proceeds to step ST2.
[0060]
In step ST <b> 2, the microcomputer 92 calculates a correction coefficient 3-1 at 20.0 to 22.5 ° C. from the correction coefficient 2 and the correction coefficient 3 stored in the ROM 94. Here, the process proceeds to a subroutine process shown in FIG. 7, and the center of the two correction coefficients is calculated (step ST11). Specifically, 0.9 which is the center of the correction coefficient 2 and the correction coefficient 3 is calculated, the correction coefficient 3-1 is set to “0.9”, and the process proceeds to step ST3.
[0061]
In step ST3, the microcomputer 92 executes a subroutine of step ST11 shown in FIG. 7 in order to calculate the correction coefficient 3-2 at 22.5 to 25.0 ° C. from the correction coefficient 3-1 and the correction coefficient 3-3. . That is, “0.95” that is the center of the correction coefficient 3-1 (= 0.9) and the correction coefficient 3-3 (= 1.0) is set as the correction coefficient 3-2, and the process proceeds to step ST4.
[0062]
In step ST4, the microcomputer 92 executes the subroutine of step ST11 shown in FIG. 7 in order to calculate the correction coefficient 4-1 at 30.0 to 32.5 ° C. from the correction coefficient 3 and the correction coefficient 4 stored in the ROM 94. Execute. That is, “1.1”, which is the center of the correction coefficient 3 and the correction coefficient 4, is set as the correction coefficient 4-1, and the process proceeds to step ST5.
[0063]
In step ST5, the microcomputer 92 executes a subroutine of step ST11 shown in FIG. 7 in order to calculate the correction coefficient 3-4 at 27.5 to 30.0 ° C. from the correction coefficient 3-3 and the correction coefficient 4-1. . That is, “1.05”, which is the center of the correction coefficient 3-3 (= 1.0) and the correction coefficient 4-1 (= 1.1), is set as the correction coefficient 3-4, and the process ends.
[0064]
As a result of the above processing, as shown in FIG. 8, the microcomputer 92 has a correction coefficient 3-1 (= 0.9) when 20.0 to 22.5 ° C. and 22.5 to 25.0 ° C. Is a correction coefficient 3-2 (= 0.95), a correction coefficient 3-3 (= 1.0) when 25.0 to 27.5 ° C., and a correction coefficient 3 when 27.5 to 30.0 ° C. -4 (= 1.05), 30.0 to 32.5 [deg.] C., a correction coefficient 4-1 (= 1.1) is obtained.
[0065]
The microcomputer 92 can calculate a correction coefficient every 2.5 degrees as shown in FIG. 9 by performing the same processing for a range other than 20.0 to 30.0 ° C.
[0066]
Since the microcomputer 92 can use such a correction coefficient with a small step width, even if a change occurs in the temperature of the lithium ion batteries 71 and 72, an accurate remaining battery capacity is calculated based on the voltage at the terminal VL. can do
Further, when the microcomputer 92 calculates the correction coefficient corresponding to the temperature detected by the temperature sensor 76 during the process of step ST1 and subsequent steps shown in FIG. 6, the above process is interrupted and the correction coefficient is calculated. May be used to calculate the remaining battery capacity.
[0067]
For example, when the temperature sensor 76 detects 26 ° C., the microcomputer 92 obtains a correction coefficient 3-3 (= 1.0) at 25.0 to 27.5 ° C. when the process of step ST1 is performed. At this time, the remaining battery capacity may be calculated by stopping the processing from step ST2 onward.
[0068]
Further, for example, when the temperature sensor 76 detects 23 ° C., the microcomputer 92 calculates the correction coefficient 3-2 by performing the processing of step ST1 to step ST3, and sets the correction coefficient 3-2 and the voltage of the terminal VL. Based on this, the remaining battery capacity of the lithium ion batteries 71 and 72 can be accurately calculated.
[0069]
The calculation of the remaining battery capacity may be performed using, for example, one disclosed in JP-A-9-297166 or other methods, and is not particularly limited. However, it is necessary to be a method of calculating using a correction coefficient depending on temperature and the voltage of the lithium ion batteries 71 and 72.
[0070]
As described above, the battery pack 1 stores only the minimum necessary correction coefficient in the ROM 94, and when the temperature of the lithium ion batteries 71 and 72 is detected, the correction coefficient is only applied to a range related to the temperature. Is calculated, an accurate correction coefficient corresponding to the temperature change can be obtained.
[0071]
Further, in the processing of step ST2 to step ST5 shown in FIG. 6, since the subroutine processing shown in FIG. 7 is repeatedly performed, the optimum correction coefficient can be easily calculated without performing complicated processing.
[0072]
In the present embodiment, the ROM 94 has been described as storing only the correction coefficients for every 10 ° C. shown in FIG. 10. However, for example, as shown in FIG. It may be remembered. Further, in the present embodiment, the case where 10 ° C. is divided into four stages and the correction coefficient is calculated every 2.5 (= 10/4) ° C. has been described as an example. However, the processing shown in FIG. By repeating the above, detailed correction coefficients can be calculated by further dividing the stage.
[0073]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the battery pack and the remaining battery capacity calculation method thereof according to the present invention, when the correction coefficient for calculating the remaining battery capacity corresponding to the detected temperature is stored in the storage means. If the correction coefficient corresponding to the detected temperature is not stored in the storage means, the remaining battery capacity is calculated based on the correction coefficient and the detected voltage. The correction coefficient corresponding to the predetermined temperature is read from the storage means, the correction coefficient corresponding to the detected temperature is calculated based on each read correction coefficient, and the calculated correction coefficient and the voltage detection means are used. By calculating the remaining battery capacity based on the detected voltage, even if a temperature change occurs in the battery cell, an accurate correction coefficient is calculated according to the change. Since it is Rukoto, it can always be calculated accurately battery remaining capacity.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a state in which a battery pack to which the present invention is applied is attached to a video camera device.
FIG. 2 is a perspective view of a battery pack.
FIG. 3 is a perspective view showing the back side of the battery pack.
FIG. 4 is a perspective view of a battery mounting portion provided in the video camera device.
FIG. 5 is a diagram illustrating a circuit configuration of a battery pack.
FIG. 6 is a flowchart showing a main routine for calculating a correction coefficient.
FIG. 7 is a flowchart showing a subroutine for calculating a correction coefficient.
FIG. 8 is a diagram illustrating a result of calculating a correction coefficient.
FIG. 9 is a diagram illustrating a state when correction coefficients every 2.5 ° C. are stored in the ROM.
FIG. 10 is a diagram illustrating a step width of a conventional correction coefficient.
[Explanation of symbols]
1 Battery pack, 71, 72 Lithium ion battery, 76 Temperature sensor, 92 Microcomputer, 93 ROM

Claims

Voltage detection means for detecting the voltage of the battery cell;
Storage means for storing a correction coefficient for calculating a remaining battery capacity corresponding to a predetermined temperature;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the battery cell;
When a correction coefficient corresponding to the temperature detected by the temperature detection means is stored in the storage means, the remaining battery capacity is read based on the correction coefficient and the voltage detected by the voltage detection means. When the correction coefficient corresponding to the temperature detected by the temperature detection means is not stored in the storage means, the correction coefficient corresponding to a predetermined temperature around the detected temperature is read from the storage means. Calculating a correction coefficient corresponding to the detected temperature based on each read correction coefficient, and calculating a remaining battery capacity based on the calculated correction coefficient and the voltage detected by the voltage detection means And a battery pack.

Program storage means storing a program for calculating a correction integer between one temperature and another temperature from a correction coefficient corresponding to one temperature and a correction coefficient corresponding to another temperature,
The calculation means calculates a correction coefficient using each correction coefficient read from the storage means according to a program stored in the program storage means, and has already read out the calculated correction coefficient and the storage means. The correction coefficient corresponding to the detected temperature is calculated by repeatedly calculating a new correction coefficient using the correction coefficients before and after the temperature detected by the temperature detecting means among the corrected coefficients. The battery pack according to claim 1.

A correction coefficient for calculating the remaining battery capacity corresponding to a predetermined temperature is stored in the storage means,
Detect battery cell voltage and temperature,
When the correction coefficient corresponding to the detected temperature is stored in the storage means, the correction coefficient is read, the remaining battery capacity is calculated based on the correction coefficient and the detected voltage, and the detected When a correction coefficient corresponding to the temperature is not stored in the storage means, a correction coefficient corresponding to a predetermined temperature around the detected temperature is read from the storage means, and the correction coefficient corresponding to the temperature is read based on each read correction coefficient. A battery remaining capacity calculation method for a battery pack, wherein a correction coefficient corresponding to the detected temperature is calculated, and the remaining battery capacity is calculated based on the calculated correction coefficient and the voltage detected by the voltage detecting means. .

A program for calculating a correction coefficient between one temperature and another temperature from a correction coefficient corresponding to one temperature and a correction coefficient corresponding to another temperature is stored in the program storage means,
According to the program stored in the program storage means, the correction coefficient is calculated using each correction coefficient read from the storage means,
It is repeatedly executed to calculate a new correction coefficient using the calculated correction coefficient and the correction coefficient before and after the temperature detected by the temperature detection means among the correction coefficients already read from the storage means. 4. The method for calculating a remaining battery capacity of a battery pack according to claim 3, wherein a correction coefficient corresponding to the detected temperature is calculated.