JP2012242135A - 残容量算出方法、パック電池の出荷前調整方法、残容量算出装置及びパック電池 - Google Patents

Abstract

【課題】シャットダウンして保存された後にシャットダウンから復帰した場合、実際の残容量とのずれが少ない残容量を算出することが可能な残容量算出方法、パック電池の出荷前調整方法、残容量算出装置及びパック電池を提供する。
【解決手段】電源ＩＣ６と３．３Ｖ電源端子との間に接続されたＭＯＳＦＥＴ６１をオフ状態にすることにより、ＲＳＯＣ（残容量比）を算出する制御部５が含まれる制御基板１００がシャットダウンされる。制御基板１００がシャットダウンから復帰した場合、最大セル電圧をＯＣＶ（開放端子電圧）として特定し、ＯＣＶの高／低とＲＳＯＣの大／小とを関連付ける一定の放電特性と照合して、放電特性を近似する二次曲線を特定し、特定した二次曲線が表す二次関数に対し、特定した最大セル電圧を代入してＲＳＯＣを算出する。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばシャットダウンコマンドによってオン／オフが切り替わる回路を用いて二次電池の残容量を算出する残容量算出方法、パック電池の出荷前調整方法、残容量算出装置及びパック電池に関する。

二次電池の充放電、残容量の積算等の制御を行う制御部を備えるパック電池では、制御部の消費電流が含まれた放電電流と充電電流とに基づいて周期的に残容量が算出されている。このようなパック電池では、制御部の消費電流が二次電池を僅かに放電させ続けるため、長期間にわたって使用されないことが想定される場合は、制御部の機能をシャットダウンすることによって、二次電池の残容量の低下及び過放電が防止される。パック電池がシャットダウンされた場合、残容量の積算のみならず、それまで制御部が実行していた全ての処理が実行されなくなるため、何らかの対策が必要になることがある。

例えば特許文献１では、二次電池が過放電状態に保持された経過時間を演算するパック電池において、パック電池をシャットダウンする前に、過放電状態となったときの日時を不揮発性メモリに記憶しておき、その後、外部の電気機器に接続されてシャットダウンから復帰したときに電気機器から日時情報を取得して、復帰した日時を過放電状態から復帰した復帰日時とするパック電池が開示されている。
同様の技術が開示された特許文献２では、パック電池に内蔵した電波時計から日時情報を取得する点が記載されている。

特開２００７−２２８７０３号公報 特開２００９−１１２１８０号公報

しかしながら、特許文献１及び２に開示されたパック電池をシャットダウンして保存する場合、二次電池そのものは自己放電し続けるため、比較的長期にわたって保存された後に充電器に接続されてシャットダウンから復帰したときに、シャットダウン前に保存されていた残容量と実際の残容量とのずれが無視できなくなるという問題があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、シャットダウンして保存された後にシャットダウンから復帰した場合、実際の残容量とのずれが少ない残容量を算出することが可能な残容量算出方法、パック電池の出荷前調整方法、残容量算出装置及び該残容量算出装置を備えるパック電池を提供することにある。

本発明に係る残容量算出方法は、オン／オフが切り替わる算出部で二次電池の残容量を算出する方法であって、前記算出部がオフからオンに切り替わった後に前記二次電池の開放電圧を取得し、取得した開放電圧に基づいて前記二次電池の残容量を算出することを特徴とする。

本発明に係る残容量算出方法は、前記二次電池の開放電圧と容量との関係を示す放電特性を記憶しておき、記憶した放電特性及び取得した開放電圧に基づいて前記二次電池の残容量を算出することを特徴とする。

本発明に係る残容量算出方法は、二次電池の残容量を記憶しておき、オン／オフが切り替わる算出部で二次電池の残容量を算出する方法であって、前記算出部がオフである状態の前後で日時情報を取得し、取得した日時情報の差分の大／小に応じて大／小となるように補正容量を算出し、記憶してある残容量から算出した補正容量を減算して前記二次電池の残容量を算出することを特徴とする。

本発明に係るパック電池の出荷前調整方法は、上述の残容量算出方法を用いて二次電池の残容量を算出するパック電池を製造し、製造したパック電池に、出荷前に外部から充電して前記算出部をオンさせ、オンさせた算出部をオフに切り替えることを特徴とする。

本発明に係る残容量算出装置は、オン／オフが切り替わる算出部を備え、二次電池の残容量を算出する残容量算出装置であって、前記算出部がオフからオンに切り替わった後に前記二次電池の開放電圧を取得する取得手段を備え、該取得手段が取得した開放電圧に基づいて前記二次電池の残容量を算出するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る残容量算出装置は、前記二次電池の開放電圧と容量との関係を示す放電特性を記憶する手段を備え、該手段が記憶した放電特性及び前記取得手段が取得した開放電圧に基づいて前記二次電池の残容量を算出するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係る残容量算出装置は、二次電池の残容量を記憶しておき、オン／オフが切り替わる算出部を備え、二次電池の残容量を算出する残容量算出装置であって、前記算出部がオフである状態の前後で日時情報を取得する手段と、該手段が取得した日時情報の差分の大／小に応じて大／小となるように補正容量を算出する算出手段とを備え、記憶してある残容量から、前記算出手段が算出した補正容量を減算して前記二次電池の残容量を算出するようにしてあることを特徴とする。

本発明に係るパック電池は、上述の残容量算出装置と、該残容量算出装置によって残容量が算出される１又は複数の二次電池とを備えることを特徴とする。

本発明にあっては、残容量を算出する算出部が含まれる制御部がシャットダウンから復帰した後に取得した二次電池の開放電圧の高低に応じて、二次電池の残容量を新たに算出する。
つまり、シャットダウンされていた期間の長短に関わらず、シャットダウンからの復帰時の開放電圧の高／低に応じて残容量が大／小となるように算出される。

本発明にあっては、シャットダウンからの復帰時に取得した二次電池の開放電圧を、開放電圧の高／低と容量の大／小とを関連付ける放電特性と照合することにより、残容量を算出する。
これにより、二次電池の開放電圧と容量とが一定の関係にある場合は、シャットダウンからの復帰時の残容量が正確に算出される。

本発明にあっては、残容量を算出する算出部が含まれる制御部がシャットダウンされる前とシャットダウンから復帰した後とで夫々取得した日時情報の差分の大／小に応じて大／小となるように残容量の補正容量を算出し、シャットダウンされる前に記憶した残容量から補正容量を減算した容量を残容量とする。
これにより、制御部がシャットダウンされていた期間の長／短に応じて、記憶していた残容量の減少分が大／小となるように算出される。

本発明にあっては、上述した残容量算出装置によって二次電池の残容量が算出される。
これにより、比較的長期間保存された後にシャットダウンから復帰した場合、実際の残容量とのずれが少ない残容量を算出することが可能な残容量算出装置が、パック電池に適用される。

本発明にあっては、製造後、出荷前に充電して算出部をオフからオンに切り替え、その後算出部をオフに切り替えるように出荷調整するため、出荷後に使用されないまま長期間保管されていた場合であっても、使用開始時に残容量が正確に算出される。

本発明によれば、シャットダウンからの復帰時に、制御部が二次電池の開放電圧の高低に応じて残容量を新たに算出する。
これにより、シャットダウンされていた期間の長短に関わらず、シャットダウンからの復帰時の開放電圧の高／低に応じて残容量が大／小となるように算出される。
従って、シャットダウンして保存された後にシャットダウンから復帰した場合、実際の残容量とのずれが少ない残容量を算出することが可能となる。例えば、製造者からのパック電池の出荷後に在庫期間が存在する場合（例えば、在庫期間が長い場合）等において、使用者が在庫から取り出して使用するときに、上記の効果が顕著に表れる。

本発明の実施の形態１に係るパック電池の構成例を示すブロック図である。 Ａは保存期間を挟んで変化する電池電圧を模式的に示す説明図、Ｂは保存期間を挟んで変化する残容量を模式的に示す説明図、Ｃは保存期間を挟んで変化する制御部の状態を模式的に示す説明図である。 二次電池を構成する１つの電池セルの開放端子電圧と残容量比との関係を例示するグラフである。 ＯＣＶ−ＲＳＯＣの放電特性を近似する複数の近似曲線を示すグラフである。 本発明の実施の形態１に係るパック電池でシャットダウンの復帰時にＲＳＯＣを算出するＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 通信部から受信したコマンドに応じた処理を行うＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係るパック電池で通信部から受信したコマンドに応じた処理を行うＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態２に係るパック電池で通信部から受信したコマンドに応じた処理を行うＣＰＵの処理手順を示すフローチャートである。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係るパック電池の構成例を示すブロック図である。図中１０はパック電池であり、パック電池１０は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、携帯端末等の電気機器２０に着脱可能に装着される。パック電池１０は、リチウムイオン電池からなる電池セル１１１，１１２，１１３，１２１，１２２，１２３，１３１，１３２，１３３を３個ずつ順に並列接続してなる電池ブロックＢ１１，Ｂ１２，Ｂ１３を、この順番に直列接続してなる二次電池１を備える。二次電池１は、電池ブロックＢ１３の正極及び電池ブロックＢ１１の負極が夫々正極端子及び負極端子となるようにしてある。

電池ブロックＢ１１，Ｂ１２，Ｂ１３の電圧は、夫々独立してＡ／Ｄ変換部４のアナログ入力端子に与えられ、デジタルの電圧値に変換されてＡ／Ｄ変換部４のデジタル出力端子から、マイクロコンピュータからなる制御部５に与えられる。Ａ／Ｄ変換部４のアナログ入力端子には、また、二次電池１に密接して配置されており、サーミスタを含む回路によって二次電池１の温度を検出する温度検出器３の検出出力と、二次電池１の負極端子側の充放電路に介装されており、二次電池１の充電電流及び放電電流を検出する電流検出抵抗２の検出出力とが与えられている。これらの検出出力は、デジタルの検出値に変換されてＡ／Ｄ変換部４のデジタル出力端子から制御部５に与えられる。

二次電池１の正極端子側の充放電路には、充電電流及び放電電流を夫々遮断するＰチャネル型のＭＯＳＦＥＴ７１，７２からなる遮断部７が介装されている。ＭＯＳＦＥＴ７１，７２は、ドレイン電極同士を突き合わせて直列に接続してある。ＭＯＳＦＥＴ７１，７２夫々のドレイン電極及びソース電極間に並列接続されているダイオードは、寄生ダイオード（ボディダイオード）である。二次電池１の正極端子側の充放電路には、また、電源（レギュレータ）ＩＣ６の入力端子が接続されており、電源ＩＣ６によって安定化された３．３Ｖの直流電源が、Ｐチャネル型のＭＯＳＦＥＴ６１のソース電極及びドレイン電極を介して、制御部５が搭載された制御基板１００の３．３Ｖ電源入力端子に与えられる。ＭＯＳＦＥＴ６１のソース電極及びゲート電極間には、抵抗器６２が接続されている。

制御部５は、ＣＰＵ５１を有し、ＣＰＵ５１は、プログラム等の情報を記憶するＲＯＭ５２、一時的に発生した情報を記憶するＲＡＭ５３、時間を計時するタイマ５４、及びパック電池１０内の各部に対して入出力を行うＩ／Ｏポート５５と互いにバス接続されている。Ｉ／Ｏポート５５は、Ａ／Ｄ変換部４のデジタル出力端子、ＭＯＳＦＥＴ７１，７２，６１夫々のゲート電極、及び電気機器２０が有する制御・電源部（充電器）２１と通信する通信部９に接続されている。ＲＯＭ５２は、ＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable ROM ）又はフラッシュメモリからなる不揮発性メモリである。ＲＯＭ５２には、プログラムの他に、満充電容量（ＦＣＣ；Full Charge Capacity ）の学習値（＝学習容量）と、充放電のサイクル数と、残容量、日付情報等の各種保存データと、各種設定データとが保存される。

尚、少なくともＡ／Ｄ変換部４、制御部５及び抵抗器６２が搭載された制御基板１００と、電流検出抵抗２、電源ＩＣ６及びＭＯＳＦＥＴ６１とが残容量算出装置を構成する。

ＣＰＵ５１は、ＲＯＭ５２に予め格納されている制御プログラムに従って、演算及び入出力等の処理を実行する。例えば、ＣＰＵ５１は、定周期（例えば２５０ｍ秒）で電池ブロックＢ１１，Ｂ１２，Ｂ１３の電圧値と、二次電池１の充放電電流の検出値とを取り込み、取り込んだ電圧値及び検出値に基づいて二次電池１の残容量を積算してＲＡＭ５３に記憶する。更に、ＣＰＵ５１は、取り込んだ電池ブロックＢ１１，Ｂ１２，Ｂ１３の電圧値のうち最も高い電圧（以下、最大セル電圧という）を特定してＲＡＭ５３に記憶する。電圧値及び充放電電流の検出値の取り込み周期は２５０ｍ秒に限定されない。
ＣＰＵ５１は、また、残容量のデータを生成し、生成したデータを通信部９の図示しないレジスタに書き込むことによって、残容量のデータを通信部９から出力する。

遮断部７は、通常の充放電時にＩ／Ｏポート５５からＭＯＳＦＥＴ７１，７２のゲート電極にＬ（ロウ）レベルのオン信号が与えられることにより、ＭＯＳＦＥＴ７１，７２夫々のドレイン電極及びソース電極間が導通するようになっている。二次電池１の充電電流を遮断する場合、Ｉ／Ｏポート５５からＭＯＳＦＥＴ７１のゲート電極にＨ（ハイ）レベルのオフ信号が与えられることにより、ＭＯＳＦＥＴ７１のドレイン電極及びソース電極間の導通が遮断される。同様に二次電池１の放電電流を遮断する場合、Ｉ／Ｏポート５５からＭＯＳＦＥＴ７２のゲート電極にＨ（ハイ）レベルのオフ信号が与えられることにより、ＭＯＳＦＥＴ７２のドレイン電極及びソース電極間の導通が遮断される。適当に充電された二次電池１が放電状態にある場合、少なくともＭＯＳＦＥＴ７２がオンしており、放電電流が大きいときはＭＯＳＦＥＴ７１もオンするようになっている。

電気機器２０は、制御・電源部２１に接続された端末部２２を備える。制御・電源部２１は、図示しない商用電源より電力を供給されて端末部２２を駆動すると共に、二次電池１の充放電路に充電電流を供給する。制御・電源部２１は、また、商用電源から電力の供給が絶たれた場合、二次電池１の充放電路から供給される放電電流により、端末部２２を駆動する。制御・電源部２１が充電する二次電池１がリチウムイオン電池の場合は、最大の電流、及び最大の電圧を規制した定電流(ＭＡＸ電流０．５〜１Ｃ程度)・定電圧(ＭＡＸ４．２〜４．４Ｖ／電池セル程度)充電が行われ、二次電池１の電池電圧が所定値以上、及び充電電流が一定時間以上所定値以下の条件のときに満充電とされる。

制御・電源部２１及び通信部９の間では、制御・電源部２１をサーバに、通信部９をクライアントにしてＳＭＢｕｓ（System Management Bus ）方式による通信が行われる。この場合、シリアルクロック（ＳＣＬ）は制御・電源部２１から供給され、シリアルデータ（ＳＤＡ）は制御・電源部２１及び通信部９間で双方向に授受される。本実施の形態では、制御・電源部２１が通信部９を２秒周期でポーリングして通信部９の前記レジスタの内容を読み出す。このポーリングにより、例えば、二次電池１の残容量のデータが、通信部９から制御・電源部２１に２秒周期で受け渡され、電気機器２０が有する図示しない表示器に残容量の値（％）として表示される。
尚、上述したポーリング周期の２秒は、制御・電源部２１で決められる値である。通信部９と制御・電源部２１との間では、他の通信方式によって通信してもよい。

二次電池１の残容量は、二次電池１の学習容量（Ａｈ又はＷｈで表される値）から放電容量が減算され、電流の積算量又は電力の積算量として算出される。残容量は、学習容量を１００％とする百分率で表わされる。二次電池１の学習容量は、二次電池１が満充電の状態から放電終止電圧まで放電する間の、放電電流又は放電電力の積算量でもよいし、放電終止電圧まで放電した状態から満充電の状態となるまでの、充電電流又は充電電力の積算量であってもよい。制御部５は、残容量を積算するだけでも数百μＡの電流を消費し続けるため、二次電池１の電池電圧が放電終止電圧以下に低下した場合は、二次電池１の過放電を防止するために、制御基板１００がシャットダウンされる。これにより、制御部５がシャットダウンされて二次電池１から流出する漏れ電流は３０μＡ程度となる。尚、パック電池１０の出荷時は、制御基板１００がシャットダウンされている。

ＣＰＵ５１の処理によって制御基板１００がシャットダウンされる場合は、Ｉ／Ｏポート５５を介してＭＯＳＦＥＴ６１のゲート電極にＨレベルのオフ信号が与えられる。制御基板１００がシャットダウンされているときは、電源ＩＣ６の出力端子に接続されたＭＯＳＦＥＴ６１のゲート電極とソース電極とが抵抗器６２を介して同電位となるため、ＭＯＳＦＥＴ６１がオフ状態に保持される。制御・電源部２１から二次電池１に対する充電が開始された場合、図示しない回路よりＭＯＳＦＥＴ６１のゲート電極に強制的にＬレベルのオン信号が与えられてＭＯＳＦＥＴ６１がオンし、制御基板１００のシャットダウンが解除されるようになっている。ＭＯＳＦＥＴ６１のゲート電極には、制御部５のＣＰＵ５１が動作し始めた直後から、Ｉ／Ｏポート５５よりＬレベルのオン信号が与えられ続ける。

次に、制御基板１００をシャットダウンしてパック電池１０を保存している間の状態変化について説明する。このようなシャットダウンは、パック電池を製造して充電した後、出荷する前に実行される。
図２のＡは保存期間を挟んで変化する電池電圧を模式的に示す説明図、Ｂは保存期間を挟んで変化する残容量を模式的に示す説明図、Ｃは保存期間を挟んで変化する制御部５の状態を模式的に示す説明図である。図において横軸は時間（ｔ）を表し、縦軸の夫々は、電池電圧（相対値）、残容量（相対値）及び制御部５の状態を表す。図２では、保存期間より前の期間で二次電池１が充電されており、保存期間より後の期間で使用が開始されて放電が始まる場合の例が示されている。但し、保存期間中の時間軸のスケールを適当に縮小してある。

図２Ｃに示すように、保存期間の前に起動中であった制御部５の状態が、保存期間が始まる時にシャットダウン中となり、保存期間が終わる時にシャットダウンから復帰して再び起動中となる。
一方、二次電池１の電池電圧及び残容量の夫々は、図２Ａ及び２Ｂに示すように保存期間中に自己放電によって徐々に低下して、白抜き矢印の長さ分だけ減少する。この間の電池電圧及び残容量の低下率は、一般的には図示した直線のように一定とはならず、時間の経過と共に変化するものとなる。保存期間より後の使用期間における電池電圧及び残容量は、放電電流の大きさに応じた割合で低下して行く。

次に、電池電圧と残容量との関係について説明する。
図３は、二次電池１を構成する１つの電池セルの開放端子電圧と残容量比との関係を例示するグラフである。図中横軸は、満充電容量（ＦＣＣ）に対する残容量（ＲＣ；Remaining Capacity ）の比として定義される残容量比（以下、ＲＳＯＣ；Relative State Of Capacity ともいう）（％）を表し、縦軸は、開放端子電圧（以下、ＯＣＶ；Open Circuit Voltage ともいう）（Ｖ）を表す。

本発明者らは、二次電池１の温度及び劣化度の何れもが、ＯＣＶに対するＲＳＯＣの放電特性に大きな影響を及ぼさないとの知見を得ている。一方、制御基板１００がシャットダウンから復帰した直後は、遮断部７のＭＯＳＦＥＴ７１，７２が充放電路を遮断しているため、二次電池１の電池電圧が略ＯＣＶとみなされる。これにより、制御基板１００がシャットダウンから復帰した場合、検出した二次電池１の電池電圧を図３に示すＯＣＶ−ＲＳＯＣの放電特性と照合することにより。ＲＳＯＣを算出することができる。本実施の形態１では、二次電池１の電池電圧として電池セル１１１，１１２，１１３，１２１，１２２，１２３，１３１，１３２，１３３のうちの最大セル電圧を用いるが、これに限定されず、例えば平均的なセル電圧を用いてもよい。

次に、二次電池１の端子電圧をＯＣＶ−ＲＳＯＣの放電特性と照合する具体的な方法について説明する。
図４は、ＯＣＶ−ＲＳＯＣの放電特性を近似する複数の近似曲線を示すグラフである。図中横軸は残容量比（ＲＳＯＣ）（％）を表し、縦軸は開放端子電圧（ＯＣＶ）（ｍＶ）を表す。図４では、太い実線で示されたＯＣＶ−ＲＳＯＣの放電特性を４つの区間に分け、夫々の区間をＯＣＶが低い方から、細い実線、破線、一点鎖線及び二点鎖線の夫々で示された近似曲線Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤによって近似している。本実施の形態１では近似曲線Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを二次曲線としているが、これに限定されるものではなく、例えば複数の直線を用いてＯＣＶ−ＲＳＯＣの放電特性を直線近似するようにしてもよい。

より具体的には、ＯＣＶ−ＲＳＯＣの放電特性のうち、ＯＣＶが３４００ｍＶより小さい領域を近似曲線Ａで近似する。以下同様に、ＯＣＶが３４００ｍＶより大きく３５６５ｍＶより小さい範囲、３５６５ｍＶより大きく３６６０ｍＶより小さい範囲、及び３６６０ｍＶより大きい範囲の夫々を、近似曲線Ｂ、Ｃ及びＤによって近似する。これにより、ＲＳＯＣが７％より小さい範囲、７％から２５％の範囲、２５％から５３％の範囲、及び５３％より大きい範囲の夫々が、近似曲線Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤによって近似される。

以下では、上述したパック電池１０の制御部５の動作を、それを示すフローチャートを用いて説明する。以下に示す処理は、ＲＯＭ５２に予め格納された制御プログラムに従ってＣＰＵ５１により実行される。
図５は、本発明の実施の形態１に係るパック電池１０でシャットダウンの復帰時にＲＳＯＣを算出するＣＰＵ５１の処理手順を示すフローチャートである。図５の処理は、２５０ｍ秒周期で起動されるが、これに限定されるものではない。図５の処理でＲＡＭ５３から読み出される最大セル電圧は、前述したように２５０ｍ秒周期でＲＡＭ５３に書き込まれたものである。

図５の処理が起動された場合、ＣＰＵ５１は、ＲＡＭ５３から最大セル電圧を読み出し（Ｓ１１）、読み出した最大セル電圧をカバーする１つの近似曲線を、図４に示す４つの近似曲線Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄのうちから特定する（Ｓ１２）。具体的には、図４で示されるように、３４００ｍＶより低電圧、３４００ｍＶから３５６５ｍＶ、３５６５ｍＶから３６６０ｍＶ、及び３６６０ｍＶより高電圧という各ＯＣＶの範囲に含まれる最大セル電圧について、夫々の範囲を近似する近似曲線Ａ、Ｂ、Ｃ、及び近似曲線Ｄを特定する。

その後、ＣＰＵ５１は、特定した近似曲線から、読み出した最大セル電圧に対応するＲＳＯＣを算出する（Ｓ１３）。具体的には、特定した近似曲線が表すＯＣＶ及びＲＳＯＣの関係式（二次関数）に対し、読み出した最大セル電圧をＯＣＶとして代入することによってＲＳＯＣを算出する。そして、ＣＰＵ５１は、算出したＲＳＯＣをＲＡＭ５３に記憶して（Ｓ１４）図５の処理を終了する。
以後、ＣＰＵ５１は、図示しない定周期（例えば２５０ｍ秒）の処理によって、ＲＡＭ５３に記憶したＲＳＯＣを逐次更新する。

次に、ＲＳＯＣのデータを通信部９から送信する処理と、シャットダウンを行う際の処理とについて説明する。
図６は、通信部９から受信したコマンドに応じた処理を行うＣＰＵ５１の処理手順を示すフローチャートである。図６の処理は、制御・電源部２１からのポーリング周期より短い周期（例えば１秒周期）で起動されるが、これに限定されるものではない。

図６の処理が起動された場合、ＣＰＵ５１は、通信部９でコマンドを受信したか否かを判定し（Ｓ２０）、受信していない場合（Ｓ２０：ＮＯ）、そのまま図６の処理を終了する。コマンドを受信した場合（Ｓ２０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５１は、受信したコマンドが残容量の問い合わせであるか否かを判定し（Ｓ２１）、問い合わせである場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、ＲＡＭ５３に記憶したＲＳＯＣを読み出して（Ｓ２２）ＲＳＯＣのデータ生成し（Ｓ２３）、生成したデータを通信部９から送信して（Ｓ２４）図６の処理を終了する。

ステップＳ２１で、受信したコマンドが残容量の問い合わせではない場合（Ｓ２１：ＮＯ）、ＣＰＵ５１は、受信したコマンドがシャットダウンの要求であるか否かを判定する（Ｓ２５）。シャットダウンの要求である場合（Ｓ２５：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５１は、通信部９から前記要求に対する応答を送信した（Ｓ２６）後に、Ｉ／Ｏポート５５を介してＭＯＳＦＥＴ６１のゲート電極にＨレベルのオフ信号を与える。これにより、ＭＯＳＦＥＴ６１がオフ状態となり、電源ＩＣ６と制御基板１００とが分離されて制御基板１００がシャットダウンされる（Ｓ２７）。その後、ＣＰＵ５１は図６の処理を終了する。

ステップＳ２５で、受信したコマンドがシャットダウンの要求ではない場合（Ｓ２５：ＮＯ）、ＣＰＵ５１は、受信したその他のコマンドに対応する処理を行い（Ｓ２８）、通信部９から応答を送信した（Ｓ２９）後に、図６の処理を終了する。

以上のように本実施の形態１によれば、ＲＳＯＣを算出する制御部が含まれる制御基板がシャットダウンから復帰した後に特定した最大セル電圧の高低に応じて、二次電池のＲＳＯＣを新たに算出する。つまり、制御部がシャットダウンされていた期間の長短に関わらず、シャットダウンからの復帰時のＯＣＶの高／低に応じてＲＳＯＣが大／小となるように算出される。
従って、シャットダウンして保存された後にシャットダウンから復帰した場合、実際の残容量とのずれが少ない残容量を算出することが可能となる。

また、シャットダウンからの復帰時に特定した最大セル電圧を、ＯＣＶの高／低とＲＳＯＣの大／小とを関連付ける放電特性と照合することにより、ＲＳＯＣを算出する。ここでは、電池セルの温度及び劣化度の何れもが、ＯＣＶに対するＲＳＯＣの放電特性に大きな影響を及ぼさないとの知見が得られている。
従って、二次電池の開放電圧と容量とが一定の関係にあることを利用して、シャットダウンからの復帰時の残容量を正確に算出することが可能となる。

更にまた、残容量算出装置によって二次電池の残容量が算出される。
従って、シャットダウンして保存された後にシャットダウンから復帰した場合に、実際の残容量とのずれが少ない残容量を算出することが可能な残容量算出装置をパック電池に適用することが可能となる。

更にまた、出荷前に充電して一旦立ち上げた制御基板をシャットダウンさせるように出荷調整するため、出荷後に使用されないまま長期間保管されていた場合であっても、使用開始時に残容量を正確に算出することが可能となる。

尚、本実施の形態１にあっては、残容量のデータとして生成したＲＳＯＣのデータを通信部９から送信したが、これに限定されるものではない。例えば、ＲＳＯＣにＦＣＣを乗じて得たＲＣから残容量のデータを生成して通信部９から送信するようにしてもよい。

（実施の形態２）
実施の形態１が、シャットダウンから復帰した場合、残容量を新たに算出する形態であるのに対し、実施の形態２は、シャットダウンの前後で取得した日時情報の差分に応じて、記憶してある残容量を削減する形態である。本実施の形態２では、パック電池１０の放電電流として電気機器２０で消費される消費電流が略一定であるため、電気機器２０に装着されたパック電池１０が使用可能な残時間を残容量として表す。

ところで、パック電池１０をシャットダウンして保存した場合、例えば２４ヶ月が経過する都度、二次電池１の自己放電により、電気機器２０で使用可能な時間に換算して約１７分だけ残容量が減少することが分かっている。そこで、シャットダウン期間中は１ヶ月あたり０．７分（≒１７／２４）ずつ残容量が減少するものとして残容量を補正する。換言すれば、（消費電流）×（時間）［Ａｈ］で表される容量が減少する方向に補正する。
このようにして算出及び補正される残容量は、電気機器２０での消費電流が略一定であることを前提としているため、この消費電流の設定が前提と異なる場合は、上述した０．７分／月という割合が変わることは言うまでもない。

本実施の形態２では、通信部９からシャットダウン要求を受信した場合、その時にＲＡＭ５３に記憶している残容量をＲＯＭ５２に保存すると共に、通信部９を介して日付情報を取得してＲＯＭ５２に保存した後に制御基板１００をシャットダウンさせる。一方、シャットダウンから復帰した場合、初回の残容量の問い合わせの際に通信部９を介して日付情報を取得し、取得した日付情報から保存した日付情報を減算して得たシャットダウン期間に０．７を乗じて補正容量を算出し、保存した残容量から補正容量を減算して残容量とする。
実施の形態２に係るパック電池１０の構成は、実施の形態１と同様であるため、その説明を省略する。

以下では、上述したパック電池１０の制御部５の動作を、それを示すフローチャートを用いて説明する。以下に示す処理は、ＲＯＭ５２に予め格納された制御プログラムに従ってＣＰＵ５１により実行される。
図７及び８は、本発明の実施の形態２に係るパック電池で通信部９から受信したコマンドに応じた処理を行うＣＰＵ５１の処理手順を示すフローチャートである。図７の処理は、制御・電源部２１からのポーリング周期より短い周期（例えば１秒周期）で起動されるが、これに限定されるものではない。ここで用いる初回フラグは、シャットダウンから復帰したときの初期化処理によって１にセットされるフラグである。また、シャットダウンフラグは、通信部９からシャットダウン要求を受信したときに１にセットされるフラグである。

図７の処理が起動された場合、ＣＰＵ５１は、通信部９でコマンドを受信したか否かを判定し（Ｓ３１）、受信していない場合（Ｓ３１：ＮＯ）、そのまま図７の処理を終了する。コマンドを受信した場合（Ｓ３１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５１は、受信したコマンドが残容量の問い合わせであるか否かを判定し（Ｓ３２）、問い合わせである場合（Ｓ３２：ＹＥＳ）、初回フラグが１にセットされているか否か、即ちシャットダウンから復帰した１回目の問い合わせの場合であるか否かを判定する（Ｓ３３）。

初回フラグが１にセットされていない場合（Ｓ３３：ＮＯ）、即ち２回目以降の残容量の問い合わせの場合、ＣＰＵ５１は、残容量（残時間）をＲＡＭ５３から読み出して（Ｓ３４）、残容量のデータを生成し（Ｓ３５）、生成したデータを通信部９から送信して（Ｓ３６）図７の処理を終了する。初回フラグが１にセットされている場合（Ｓ３３：ＹＥＳ）、即ちシャットダウンから復帰した１回目の残容量の問い合わせの場合、ＣＰＵ５１は、初回フラグをゼロクリアした（Ｓ３７）後に、通信部９から日付情報要求を送信して（Ｓ３８）図７の処理を終了する。

ステップＳ３２で、受信したコマンドが残容量の問い合わせではない場合（Ｓ３２：ＮＯ）、ＣＰＵ５１は、受信したコマンドがシャットダウンの要求であるか否かを判定する（Ｓ４１）。シャットダウンの要求である場合（Ｓ４１：ＹＥＳ）、ＣＰＵ５１は、シャットダウンフラグを１にセットし（Ｓ４２）、ＲＡＭ５３に記憶している残容量を、不揮発性メモリからなるＲＯＭ５２に保存した（Ｓ４３）後に、通信部９から日付情報要求を送信して（Ｓ４４）図７の処理を終了する。

次に図８の処理について説明する。ステップＳ４１で、受信したコマンドがシャットダウンの要求ではない場合（Ｓ４１：ＮＯ）、ＣＰＵ５１は、受信したコマンドが日付の設定であるか否かを判定し（Ｓ５１）、日付の設定である場合（Ｓ５１：ＹＥＳ）、通信部９から応答を送信する（Ｓ５２）。その後、ＣＰＵ５１は、シャットダウンフラグが１にセットされているか否か、即ちシャットダウン要求を既に受信しているか否かを判定し（Ｓ５３）、フラグが１にセットされている場合（Ｓ５３：ＹＥＳ）、日付の設定コマンドを受信して取得した日付情報をＲＯＭ５２に保存した（Ｓ５４）後に、ＭＯＳＦＥＴ６１をオフ状態にして制御基板１００をシャットダウンし（Ｓ５５）、図７の処理を終了する。

ステップＳ５３でシャットダウンフラグが１にセットされていない場合（Ｓ５３：ＮＯ）、ＣＰＵ５１は、日付の設定コマンドを受信して取得した日付情報からＲＯＭ５２に保存した日付情報を減算してシャットダウン期間を算出する（Ｓ５６）。次いで、ＣＰＵ５１は、算出したシャットダウン期間を月単位に丸めた値にして０．７を掛け算することにより、分単位の補正容量（残時間）を算出する（Ｓ５７）。更に、ＣＰＵ５１は、算出した分単位の補正容量をＲＯＭ５２に保存した残容量から減算して、残時間として表される残容量を算出し（Ｓ５８）、算出した残容量をＲＡＭ５３に記憶して（Ｓ５９）図７の処理を終了する。

ステップＳ５１で、受信したコマンドが日付の設定ではない場合（Ｓ５１：ＮＯ）、ＣＰＵ５１は、その他のコマンドに対応する処理を行い（Ｓ６１）、通信部９から応答を送信した（Ｓ６２）後に、図６の処理を終了する。

その他、実施の形態１に対応する箇所には同様の符号を付して、その詳細な説明を省略する。

以上のように本実施の形態２によれば、残容量を算出する制御部が含まれる制御基板がシャットダウンされる前に通信部から受信してＲＯＭに保存した日時情報と、シャットダウンから復帰した後に通信部から受信した日時情報との差分の大／小に応じて残容量の補正容量が大／小となるように算出し、シャットダウンされる前にＲＯＭに保存した残容量から補正容量を減算した容量を残容量とする。
従って、シャットダウンされていた期間の長／短に応じて、記憶していた残容量の減少分が大／小となるように算出することが可能となる。

尚、本実施の形態２にあっては、通信部９を介して日付情報を取得し、通信部９からシャットダウン要求を受信したときに、取得した日付情報をＲＯＭ５２に保存したが、これに限定されるものではない。例えば、二次電池１から常時給電される時計ＩＣを用意し、日付情報を前記時計ＩＣから取得し、制御基板１００がシャットダウンされている間は、前記時計ＩＣを待機（ＨＡＬＴ）状態にして日付情報を保持させるようにしてもよい。

今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

１ 二次電池
２ 電流検出抵抗
４ Ａ／Ｄ変換部（取得手段）
５ 制御部（算出部）
５１ ＣＰＵ
５２ ＲＯＭ（記憶する手段）
５３ ＲＡＭ
６ 電源ＩＣ
７ 遮断部
９ 通信部
１０ パック電池
２０ 電気機器

Claims (8)

1. オン／オフが切り替わる算出部で二次電池の残容量を算出する方法であって、
   前記算出部がオフからオンに切り替わった後に前記二次電池の開放電圧を取得し、
   取得した開放電圧に基づいて前記二次電池の残容量を算出すること
   を特徴とする残容量算出方法。
2. 前記二次電池の開放電圧と容量との関係を示す放電特性を記憶しておき、
   記憶した放電特性及び取得した開放電圧に基づいて前記二次電池の残容量を算出すること
   を特徴とする請求項１に記載の残容量算出方法。
3. 二次電池の残容量を記憶しておき、オン／オフが切り替わる算出部で二次電池の残容量を算出する方法であって、
   前記算出部がオフである状態の前後で日時情報を取得し、
   取得した日時情報の差分の大／小に応じて大／小となるように補正容量を算出し、
   記憶してある残容量から算出した補正容量を減算して前記二次電池の残容量を算出すること
   を特徴とする残容量算出方法。
4. 請求項１から３の何れか１項に記載の残容量算出方法を用いて二次電池の残容量を算出するパック電池を製造し、
   製造したパック電池に、出荷前に外部から充電して前記算出部をオンさせ、
   オンさせた算出部をオフに切り替えること
   を特徴とするパック電池の出荷前調整方法。
5. オン／オフが切り替わる算出部を備え、二次電池の残容量を算出する残容量算出装置であって、
   前記算出部がオフからオンに切り替わった後に前記二次電池の開放電圧を取得する取得手段を備え、
   該取得手段が取得した開放電圧に基づいて前記二次電池の残容量を算出するようにしてあること
   を特徴とする残容量算出装置。
6. 前記二次電池の開放電圧と容量との関係を示す放電特性を記憶する手段を備え、
   該手段が記憶した放電特性及び前記取得手段が取得した開放電圧に基づいて前記二次電池の残容量を算出するようにしてあること
   を特徴とする請求項５に記載の残容量算出装置。
7. 二次電池の残容量を記憶しておき、オン／オフが切り替わる算出部を備え、二次電池の残容量を算出する残容量算出装置であって、
   前記算出部がオフである状態の前後で日時情報を取得する手段と、
   該手段が取得した日時情報の差分の大／小に応じて大／小となるように補正容量を算出する算出手段とを備え、
   記憶してある残容量から、前記算出手段が算出した補正容量を減算して前記二次電池の残容量を算出するようにしてあること
   を特徴とする残容量算出装置。
8. 請求項５から７の何れか１項に記載の残容量算出装置と、該残容量算出装置によって残容量が算出される１又は複数の二次電池とを備えることを特徴とするパック電池。

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