JPH07143676A - 二次電池の容量表示回路 - Google Patents

二次電池の容量表示回路

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JPH07143676A
JPH07143676A JP28913493A JP28913493A JPH07143676A JP H07143676 A JPH07143676 A JP H07143676A JP 28913493 A JP28913493 A JP 28913493A JP 28913493 A JP28913493 A JP 28913493A JP H07143676 A JPH07143676 A JP H07143676A
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JP
Japan
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battery
capacity
secondary battery
remaining capacity
circuit
Prior art date
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Pending
Application number
JP28913493A
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English (en)
Inventor
Nobuo Shiojima
信雄 塩島
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FDK Twicell Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Battery Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH07143676A publication Critical patent/JPH07143676A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】二次電池の残容量を正確に求めることができ、
残容量の表示と充電制御のタイミングを合わせることが
できる二次電池の容量表示回路を提供する。 【構成】電池2の充放電電流を検出する電流検出回路
8,9と、電池2の満充電状態を検出する満充電検出回
路10と、満充電検出回路10満充電状態を検出した後
に電池2の端子電圧が所定値まで低下した時点の電池2
の残容量を電池容量として記憶する電池容量記憶回路1
1と、電流検出回路8,9で検出された充放電電流と電
池容量記憶回路11に記憶されている電池容量とから電
池2の残容量を求める残容量演算回路12と、残容量演
算回路12により求められた残容量を表示する表示回路
13とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、二次電池の容量表示回
路に係り、特に二次電池の充放電電流と電池容量から残
容量を求めて表示する容量表示回路に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、二次電池の残容量を検知して表示
する容量表示回路は種々のものが知られているが、その
一つとして特開平4−325834に記載されたものが
ある。この容量表示回路は、電池の充放電回路に挿入さ
れた低抵抗の両端に発生する電圧を増幅器を介してマイ
クロコントローラに入力して、A/D変換器によりディ
ジタル値に変換し、そのディジタル値から充電電流検出
回路あるいは放電電流検出回路により充電電流値あるい
は放電電流値を求め、これらの充電電流値あるいは放電
電流値から残容量演算回路により二次電池の残容量を求
めて、この残容量の値を表示回路で表示するものであ
る。
【0003】一方、二次電池の充電制御回路としては、
電圧検出回路、−ΔV検出回路、タイマー回路、ΔT検
出回路、温度上昇率検出回路および容量検出回路のいず
れか一つまたは任意の複数の組み合わせにより満充電状
態を検出して、充電電流を制御(制限)する方法が従来
より用いられていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術では二次電池の残容量表示と充電制御を別々のシス
テムで行っているため、残容量の表示と充電制御がタイ
ミング的に合わないことがある。すなわち、二次電池の
充電制御は上述したように電池が満充電状態になったと
き充電電流を制御することによって行われるが、残容量
の表示が100%(満充電)を示していても充電制御が
行われなかったり、逆に充電が完了し満充電であるにも
かかわらず残容量の表示が100%を示さないことがあ
った。
【0005】本発明は、このような従来の問題点を解消
するためになされたもので、二次電池の残容量を正確に
求めることができるようにして、残容量の表示と充電制
御のタイミングを合わせることができる二次電池の容量
表示回路を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る二次電池の容量表示回路は、二次電池
の充放電電流を検出する電流検出手段と、前記二次電池
の端子電圧を検出する電圧検出手段と、前記二次電池の
満充電状態を検出する満充電検出手段と、前記満充電検
出手段が満充電状態を検出した後に前記電圧検出手段に
より検出された端子電圧が所定値まで低下した時点の前
記二次電池の容量を該二次電池の電池容量として記憶す
る電池容量記憶手段と、前記電流検出手段により検出さ
れた充放電電流と前記電池容量記憶手段に記憶されてい
る電池容量とから前記二次電池の残容量を求める残容量
演算手段と、前記残容量演算手段により求められた残容
量を表示する表示手段とを具備することを特徴とする。
【0007】
【作用】このように構成された本発明の容量表示回路に
おいては、二次電池が満充電状態に達した後、放置され
て端子電圧が低下した場合は、それに伴って電池容量を
更新して記憶することにより、この電池容量を基準とし
た残容量を正確に求めて表示することが可能となる。こ
れにより、残容量の表示と充電制御のタイミングのずれ
を防止することができる。
【0008】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。図1は、本発明に係る二次電池の容量表示回路
を備えた電池パックの一実施例を示す回路図である。
【0009】図1において、電池パック1は二次電池
(以下、単に電池という)2、電流検出用抵抗3、電池
2の温度を検出するサーミスタ4、増幅回路5、マイク
ロコントローラ6および表示回路13からなる。この電
池パック1は、充電器20や負荷(使用機器)に対して
着脱自在に構成されている。
【0010】そして、電池パック1の端子15,16,
17が充電器20に接続されると電池2に充電電流が流
れ、また端子16,17が図示しない負荷に接続される
と、電池2から負荷に放電電流が流れるようになってい
る。
【0011】マイクロコントローラ6は、A/D変換器
7、充電電流検出回路8、放電電流検出回路9、満充電
検出回路10、電池容量記憶回路11および残容量演算
回路12によって構成され、残容量演算回路12により
求められた残容量が表示回路13に表示される。
【0012】増幅回路5は、この実施例では二つの差動
増幅器A1,A2からなり、差動増幅器A1,A2はそ
れぞれ電池2の充電時および放電時における電流検出用
抵抗2の端子電圧を増幅する。増幅器A1,A2の出力
はA/D変換器7によりディジタル値に変換された後、
充電電流検出回路8および放電電流検出回路9にそれぞ
れ入力される。充電電流検出回路8および放電電流検出
回路9は、それぞれ増幅器A1,A2の出力に対応する
A/D変換器7の出力ディジタル値から電池2の充電電
流Icおよび放電電流Idを求めて、残容量演算回路1
2に出力するものである。
【0013】また、A/D変換器7には電池2の端子電
圧が印加され、ここで電池2の端子電圧がディジタル値
に変換された後、残容量演算回路12に出力される。満
充電検出回路10は、本実施例ではサーミスタ4により
検出された電池の温度から電池2の温度上昇率が所定値
(例えば1℃/分)に達した時に満充電検出信号および
充電制御信号を発生する。満充電検出信号は残容量演算
回路12に入力され、また充電制御信号は充電制御スイ
ッチ22の制御入力に与えられる。
【0014】残容量演算回路12は、充電電流検出回路
8および放電電流検出回路9により求められた充電電流
Icおよび放電電流Idの値に基づいて電池2の充電量
および放電量を演算し、それらを電池容量記憶回路11
に既に記憶している電池2の電池容量に加算あるいは減
算して更新を行うことにより、電池2の残容量を演算
し、それを表示回路13に出力する。表示回路13はL
EDまたはLCD等からなり、残容量演算回路12で求
められた電池2の残容量を表示する。
【0015】電池容量記憶回路11は、満充電検出回路
10が満充電状態を検出した時点の残容量演算回路12
で求められた電池2の残容量と、電池2が放置状態のま
まあるいは放電して電池2の端子電圧が所定値まで低下
した時点において、残容量演算回路12で求められた残
容量との差を電池容量として記憶する。
【0016】充電器20は充電用電源21と充電制御ス
イッチ22とからなり、充電時には充電制御スイッチ2
2がオン状態とされることにより、充電用電源21〜ス
イッチ22〜端子16〜電池2〜電流検出用抵抗3〜端
子17〜充電用電源21の経路で電池2に充電電流を供
給する。
【0017】次に、図1の容量表示回路の動作を図2の
フローチャートを参照しながら説明する。マイクロコン
トローラ6が動作を開始すると、残容量演算回路12に
おいて残容量Cおよび放電容量CBが共に0に、また電
池容量CNが予め設定された値Kにそれぞれ初期設定さ
れる(ステップS1)。この後、Δt時間経過すると
(ステップS2でYES)、A/D変換器7に増幅器A
1,A2の出力が順次取り込まれてディジタル値に変換
され、充電電流検出回路8および放電電流検出回路9に
より、充電電流Icおよび放電電流Idが検出される
(ステップS3)。
【0018】次に、電池パック1が充電器20にも負荷
にも接続されない状態、すなわち電池2が放置状態にあ
れば(ステップS4でYES)、残容量演算回路12に
おいて、自己放電電流IHに基づいて放電容量CBが次
式(1)により求められる(ステップS5)。
【0019】 CB=CB+IH×Δt …(1) 次に、残容量演算回路12において、放電容量CBに基
づいて残容量Cが次式(2)により求められる(ステッ
プS6)。
【0020】 C=C−CB …(2) ここで、残容量演算回路12は電池2の端子電圧(電池
電圧)VBと予め設定された放電終了電圧VEとの関係
がVB≦VEであり(ステップS7でYES)、かつ電
池2が満充電状態に達した後の自己放電状態にあれば
(ステップS8でYES)、電池容量記憶回路11に電
池容量CNとして放電容量CBを記憶させる(ステップ
S9)。満充電状態検出後に放電または自己放電のみが
行われ、途中で満充電状態に至らない充電が行われた場
合は、ステップS9の動作は行われない。従って、電池
2の使用回数により電池容量が変化した場合でも、電池
容量記憶回路11に記憶される電池容量CNはそれに追
従して変化する。
【0021】そして、次に(2)式で求められた残容量
Cが表示回路13で表示される(ステップS15)。こ
の時、電池容量記憶回路11に記憶されている電池容量
CNの値を100%とし、残容量Cと電池容量CNとの
比を5個のLEDなどの表示素子を用いて5段階表示し
てもよい。
【0022】一方、電池パック1が充電状態、すなわち
電池2がスイッチ22を介して充電用電源21に接続さ
れた状態のときは(ステップS4でNO、ステップS1
0でYES)、残容量演算回路12において残容量Cが
次式(3)により求められる(ステップS12)。
【0023】 C=C+Ic×Δt …(3) 次に、充電が進んで充電末期に電池2の温度が上昇し、
温度上昇率が所定値(例えば1℃/分)に達すると、満
充電検出回路10が満充電状態を検出し(ステップS1
3)、充電制御信号を発生する(ステップS14)。こ
の充電制御信号により、充電制御スイッチ22がオフ状
態とされ、電池2の充電電流が遮断される。なお、充電
電流を完全に遮断せずに減少させるようにしてもよい。
また、このステップS14において、残容量演算回路1
2は残容量をC=CNとし、かつ放電容量をCB=0と
する。すなわち、例えば何らかの原因によりC<CNで
あるにもかかわらず満充電検出回路10が満充電状態を
検出した場合でも、C=CNとする。
【0024】一方、電池パック1が図示しない負荷に接
続された放電状態のときは(ステップS4でNO、ステ
ップS10でNO)、残容量演算回路12において放電
容量CBが次式により求められる(ステップS11)。
【0025】 CB=CB+Id×Δt …(4) そして、ステップS11の後は、電池パック1が放置状
態の場合と同様にステップS6に進む。
【0026】以上のように、満充電検出回路10が電池
2の満充電状態を検出した後、電池2の端子電圧が所定
値まで低下した時点の残容量を電池容量として電池容量
記憶回路11に記憶し、この電池容量と充放電電流から
残容量演算回路12で残容量を求めて表示回路13で表
示することにより、時間経過や電池の使用回数に伴う電
池容量の変化に対しても正確な残容量の表示が可能とな
るため、充電制御のタイミングとのずれのない残容量表
示を行うことができる。
【0027】本発明は、上記実施例に限定されるもので
はなく、次のように種々変形して実施することができ
る。 (1)充電効率、放電効率や自己放電特性は、温度によ
り異なることがあるので、残容量演算回路12で求めら
れた残容量の値をサーミスタ4などの温度検出系で測定
した電池温度により補正してもよい。このようにすると
残容量の表示精度がより高くなり、満充電時の充電電流
制御も正確に行われるので、過不足充電が起こりにくい
という利点がある。
【0028】(2)実施例では、満充電検出回路10は
a)充電末期の電池温度の温度上昇率を捉える温度微分
検出回路として説明したが、b)充電時の電池電圧が所
定値に達した時点で検出信号を発生する電圧検出回路、
c)充電時の電池電圧が最大値から所定値(ΔV)低下
した時点で検出信号を発生する−ΔV検出回路、d)充
電開始から所定時間経過後に検出信号を発生するタイマ
ー回路、e)電池温度が充電開始時から所定値(ΔT)
上昇した時点で検出信号を発生するΔT検出回路、f)
充電時の残容量が所定値(例えば110%)に達した時
点で検出信号を発生する容量検出回路、のいずれか一つ
または任意の複数の組み合わせで構成しても良い。この
ようにすると、満充電状態をより的確に検出することが
できるため、電池容量をより正しく記憶でき、電池容量
を基準とした残容量の表示が正確になると共に、充電制
御をより確実に行うことができる。その他、本発明は要
旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することが可能
である。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば二
次電池の満充電状態を検出した後に電池の端子電圧が所
定値まで低下した時点の残容量を電池容量として記憶
し、この電池容量と充放電電流から残容量を求めて表示
することにより、時間経過や電池の使用回数に伴う電池
容量の変化に対しても正確な残容量の表示が可能となる
ため、充電制御のタイミングとのずれのない残容量表示
を行うことができる。
【0030】すなわち、従来のように残容量の表示が1
00%を示していても充電制御が行われなかったり、逆
に充電が完了して満充電であるにもかかわらず残容量の
表示が100%を示さないという問題が解決される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る二次電池の容量表示回
路の構成を示すブロック図
【図2】同実施例の動作を説明するためのフローチャー
ト
【符号の説明】
1…電池パック 2…二次電池 3…電流検出用抵抗 4…サーミスタ 5…増幅回路 6…マイクロコン
トローラ 7…A/D変換器 8…充電電流検出
回路 9…放電電流検出回路 10…満充電検出回
路 11…電池容量記憶回路 12…残容量演算
回路 13…表示回路 20…充電器 21…充電用電源 22…充電制御ス
イッチ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】二次電池の端子電圧を検出する電圧検出手
    段と、 前記二次電池の充放電電流を検出する電流検出手段と、 前記二次電池の満充電状態を検出する満充電検出手段
    と、 前記満充電検出手段が満充電状態を検出した後に前記電
    圧検出手段により検出された端子電圧が所定値まで低下
    した時点の前記二次電池の容量を該二次電池の電池容量
    として記憶する電池容量記憶手段と、 前記電流検出手段により検出された充放電電流と前記電
    池容量記憶手段に記憶されている電池容量とから前記二
    次電池の残容量を求める残容量演算手段と、 前記残容量演算手段により求められた残容量を表示する
    表示手段とを具備することを特徴とする二次電池の容量
    表示回路。
  2. 【請求項2】前記満充電検出手段は、a)充電末期の電
    池温度の温度上昇率を捉える温度微分検出回路、b)充
    電時の二次電池の端子電圧が所定値に達した時点で検出
    信号を発生する電圧検出回路、c)充電時の二次電池の
    端子電圧が最大値から所定値低下した時点で検出信号を
    発生する−ΔV検出回路、d)充電開始から所定時間経
    過後に検出信号を発生するタイマー回路、e)電池温度
    が充電開始時から所定値上昇した時点で検出信号を発生
    するΔT検出回路、f)充電時の残容量が所定値に達し
    た時点で検出信号を発生する容量検出回路、のいずれか
    一つまたは任意の複数の組み合わせで構成されることを
    特徴とする請求項1記載の二次電池の容量表示回路。
JP28913493A 1993-11-18 1993-11-18 二次電池の容量表示回路 Pending JPH07143676A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002118983A (ja) * 2000-10-02 2002-04-19 Toshiba Battery Co Ltd 無停電電源装置
CN103441540A (zh) * 2013-08-12 2013-12-11 西安睿诺新能源有限公司 一种基于斩波的车载动力电瓶组充电器电路

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