(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
定電力で駆動する負荷装置に電力を供給する二次電池の残時間を算出する残時間算出装置であって、
前記二次電池の電圧を検出する電圧検出部と、
前記二次電池の放電電流を検出する電流検出部と、
異なる放電電流で前記二次電池を定電力放電させたときの前記放電電流に応じた前記二次電池の平均電圧を示す平均電圧情報を予め記憶する記憶部と、
前記二次電池の残容量を検出する残容量検出部と、
前記電流検出部により検出された放電電流に応じた平均電圧を、前記平均電圧情報を用いて特定し、前記電圧検出部により検出された電圧に対する特定した前記平均電圧の割合を基に、前記残容量検出部により検出された残容量を補正する補正部と、
前記補正部により補正された残容量を前記電流検出部により検出された放電電流で割ることで、前記二次電池の残時間を算出する残時間算出部とを備えることを特徴とする残時間算出装置。
【請求項２】
前記二次電池の温度を検出する温度検出部を更に備え、
前記平均電圧情報は、異なる放電電流及び異なる温度で前記二次電池を定電力放電させたときの前記放電電流及び前記温度に対する前記平均電圧を示し、
前記補正部は、前記電流検出部により検出された放電電流及び前記温度検出部により検出された温度に応じた平均電圧を、前記平均電圧情報を用いて特定し、特定した平均電圧を用いて前記割合を算出することを特徴とする請求項１記載の残時間算出装置。
【請求項３】
前記補正部は、補正後の残容量をＩｍＣａｐａ、前記残容量検出部により検出された残容量をＲＣ、前記平均電圧をＶａｖｅ、前記電圧検出部により検出された電圧をＶとすると、
ＩｍＣａｐａ＝（Ｖａｖｅ／Ｖ）・ＲＣ
により前記残容量を補正することを特徴とする請求項１または２に記載の残時間算出装置。
【請求項４】
定電力で駆動する負荷装置に電力を供給する二次電池の残時間を算出する残時間算出方法であって、
前記二次電池の電圧を検出する電圧検出ステップと、
前記二次電池の放電電流を検出する電流検出ステップと、
前記二次電池の残容量を検出する残容量検出ステップと、
前記電流検出ステップにより検出された放電電流に応じた平均電圧を、異なる放電電流で前記二次電池を定電力放電させることで予め得られた前記放電電流に応じた前記二次電池の平均電圧を示す平均電圧情報を用いて特定し、前記電圧検出ステップにより検出された電圧に対する特定した前記平均電圧の割合を基に、前記残容量検出ステップにより検出された残容量を補正する補正ステップと、
前記補正ステップにより補正された残容量を前記電流検出ステップにより検出された放電電流で割ることで、前記二次電池の残時間を算出する残時間算出ステップとを備えることを特徴とする残時間算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定電力で駆動する電気機器に電力を供給する二次電池の残時間を算出する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、定電力で駆動する電気機器に電力を供給する二次電池、つまり、定電力放電を行う二次電池の残時間は、二次電池の残容量（ｍＡｈ）を放電電流（ｍＡ）で割ることで算出されていた。
【０００３】
しかしながら、二次電池の放電電流は放電時間が経過するにつれて漸次増大するため、放電初期においては放電終了時に比べて放電電流が低く、従来の残時間の算出手法では、放電初期に算出した残時間が実際の残時間よりも大きな値で算出されていた。
【０００４】
したがって、ユーザは、電気機器の使用開始直後に、残時間が例えば１時間と報知されており、その報知を信じて電気機器を使用していると、１時間が経過するよりかなり前に残容量が０になり、予定していたより早くに電気機器を使用することができなくなるという問題があった。
【０００５】
そのため、従来、定電力放電を行う二次電池の残時間は、１５分、３０分、というように、大まかな値しか算出されておらず、１分というような細かい時間間隔で算出されていなかった。
【０００６】
なお、本発明に関連する技術として、特許文献１及び２が知られている。特許文献１では、放電電流が大きく変化しても正確にバッテリの残容量を検出することを目的として、所定時間内の平均放電電流から補正係数を決定し、この補正係数をバッテリの満充電容量に乗じることで放電可能容量を求め、放電可能容量から消費電気量を減じ、バッテリの残容量を算出する技術が開示されている。
【０００７】
また、特許文献２では、二次電池の温度特性や劣化を考慮した残容量を算出することを目的として、パワー特性対放電電力量の関係Ｗｈ（Ｐ）の近似式を、温度補正係数（α）、電気容量変化（β）、及び電池の内部抵抗変化（γ）を用いて補正し、補正後のＷｈ（Ｐ）を用いて、残容量を算出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３０７６１９２号公報
【特許文献２】特許第３５４３６４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、近年、ビデオカメラ等の電気機器においては、二次電池の残時間を１分というような細かい時間間隔で算出してほしいとの要望がある。
【００１０】
しかしながら、従来の残時間の算出手法では、上述したように単に残容量を放電電流で割ることで残時間が算出されているため、精度良く残時間を算出することができず、上記の要望に応えることができないという問題があった。
【００１１】
本発明の目的は、二次電池の残時間を精度良く算出することができる技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
（１）本発明の一局面による残時間算出装置は、定電力で駆動する負荷装置に電力を供給する二次電池の残時間を算出する残時間算出装置であって、前記二次電池の電圧を検出する電圧検出部と、前記二次電池の放電電流を検出する電流検出部と、異なる放電電流で前記二次電池を定電力放電させたときの前記放電電流に応じた前記二次電池の平均電圧を示す平均電圧情報を予め記憶する記憶部と、前記二次電池の残容量を検出する残容量検出部と、前記電流検出部により検出された放電電流に応じた平均電圧を、前記平均電圧情報を用いて特定し、前記電圧検出部により検出された電圧に対する特定した前記平均電圧の割合を基に、前記残容量検出部により検出された残容量を補正する補正部と、前記補正部により補正された残容量を前記電流検出部により検出された放電電流で割ることで、前記二次電池の残時間を算出する残時間算出部とを備える。
【００１３】
また、本発明の別の一局面による残時間算出方法は、定電力で駆動する負荷装置に電力を供給する二次電池の残時間を算出する残時間算出方法であって、前記二次電池の電圧を検出する電圧検出ステップと、前記二次電池の放電電流を検出する電流検出ステップと、前記二次電池の残容量を検出する残容量検出ステップと、前記電流検出ステップにより検出された放電電流に応じた平均電圧を、異なる放電電流で前記二次電池を定電力放電させることで予め得られた前記放電電流に応じた前記二次電池の平均電圧を示す平均電圧情報を用いて特定し、前記電圧検出ステップにより検出された電圧に対する特定した前記平均電圧の割合を基に、前記残容量検出ステップにより検出された残容量を補正する補正ステップと、前記補正ステップにより補正された残容量を前記電流検出ステップにより検出された放電電流で割ることで、前記二次電池の残時間を算出する残時間算出ステップとを備える。
【００１４】
これらの構成によれば、電圧検出部により検出された二次電池の電圧に対する、二次電池を定電力放電させた場合の二次電池の平均電圧の割合を基に、二次電池の残容量が補正され、補正された残容量が放電電流で割られ、二次電池の残時間が算出されている。そして、種々の放電電流で二次電池を定電力放電させたときの放電電流と平均電圧との関係を示す平均電圧情報が予め記憶されている。そして、残時間算出時における実際の放電電流に応じた平均電圧が平均電圧情報を参照することで特定され、特定した平均電圧を用いて割合が算出されている。そのため、放電時における実際の二次電池の状態を考慮して残時間を算出することができ、より正確に残時間を算出することができる。
【００１５】
ここで、二次電池の放電電流は放電時間が経過するにつれて漸次増大するため、満充電状態にある二次電池を定電力放電した場合、放電初期の二次電池の電圧は平均電圧に比べて値が大きくなる傾向にある。そのため、放電初期において、二次電池の電圧に対する平均電圧の割合は、分母が分子より大きくなり、１未満となる。
【００１６】
したがって、放電初期の二次電池の電圧に対する平均電圧の割合を用いて、二次電池の残容量を補正すると、補正後の残容量は補正前の残容量に比べて値が小さくなる。これにより、補正された残容量を放電初期の放電電流で割ることで求められた残時間は、補正される前の残容量を放電初期の放電電流で割ることで求められた従来の残時間に比べて小さくなる。
【００１７】
つまり、放電初期において、分母の放電電流が小さくなっている分を考慮して分子の残容量を小さくすることができ、残時間が実際の残時間よりも大きな値で算出されることを防止することができる。その結果、残時間を精度良く算出することができ、１分というような短い時間間隔で残時間を算出することが可能となる。
【００２０】
（２）前記二次電池の温度を検出する温度検出部を更に備え、前記平均電圧情報は、異なる放電電流及び異なる温度で前記二次電池を定電力放電させたときの前記放電電流及び前記温度に対する前記平均電圧を示し、前記補正部は、前記電流検出部により検出された放電電流及び前記温度検出部により検出された温度に応じた平均電圧を、前記平均電圧情報を用いて特定し、特定した平均電圧を用いて前記割合を算出することが好ましい。
【００２１】
この構成によれば、平均電圧情報は、種々の値の放電電流に加えて種々の温度で二次電池を定電力放電させたときの放電電流と平均電圧との関係を示している。そして、残時間算出時における実際の放電電流と温度とに応じた平均電圧が平均電圧情報を参照することで特定され、特定された平均電圧を用いて割合が算出されている。そのため、放電時における実際の二次電池の状態を考慮して残時間を算出することができ、より正確に残時間を算出することができる。
【００２２】
（３）前記補正部は、補正後の残容量をＩｍＣａｐａ、前記残容量検出部により検出された残容量をＲＣ、前記平均電圧をＶａｖｅ、前記電圧検出部により検出された電圧をＶとすると、
ＩｍＣａｐａ＝（Ｖａｖｅ／Ｖ）・ＲＣ
により前記残容量を補正することが好ましい。
【００２３】
この構成によれば、上記数式を用いて残容量が補正されているため、比較的簡便な処理により残時間を算出することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、二次電池の残時間を精度良く算出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る残時間算出装置を備えた電池パック、及びこの電池パックを定電力放電させる負荷装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】平均電圧情報の一例を示した図である。
【図３】満充電状態から残容量が０になるまで二次電池を定電力放電させたときの、従来の手法を用いて算出された残時間の時間的推移を示したグラフである。
【図４】満充電状態から残容量が０になるまで二次電池を定電力放電させたときの、本実施の形態の手法を用いて算出された残時間の時間的推移を示したグラフである。
【図５】図１に示す電気機器システムの動作を示すフローチャートである。
【図６】補正後の残容量まで電池パックが計算する場合のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明に係る実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の符号を付した構成は、同一の構成であることを示し、その説明を省略する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施の形態に係る残時間算出装置２１を備えた電池パック２、及びこの電池パック２を定電力放電させる負荷装置３の構成の一例を示すブロック図である。そして、図１に示す電池パック２と負荷装置３とが組み合わされて、電気機器システム１が構成されている。
【００２８】
ここで、負荷装置３としては、定電力で駆動するパソコン等の種々の電気機器を採用することができ、特に、本実施の形態では、ビデオカメラ等の主に動画像を撮像する電気機器を採用する。
【００２９】
電池パック２は、接続端子１１，１２，１３、組電池１４（二次電池）、電圧検出回路１５、電流検出抵抗１６（電流検出部）、温度センサ１７（温度検出部）、制御ＩＣ１８、及びスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を備えている。また、制御ＩＣ１８は、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換器２０１と、制御部２０２と、通信部２０３とを備えている。
【００３０】
また、組電池１４、電圧検出回路１５、温度センサ１７、電流検出抵抗１６、及び制御ＩＣ１８により残時間算出装置２１が構成される。
【００３１】
負荷装置３は、接続端子３１，３２，３３及び本体部３４を備えている。電池パック２及び負荷装置３は、給電を行う直流ハイ側の接続端子１１，３１と、通信信号用の接続端子１３，３３と、給電および通信信号のための接続端子１２，３２とによって相互に接続される。
【００３２】
電池パック２では、接続端子１１は、放電用のスイッチング素子Ｑ１と充電用のスイッチング素子Ｑ２とを介して組電池１４の正極に接続されている。スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２としては、例えばｐチャネルのＦＥＴ（Field Effect Transistor）が用いられる。
スイッチング素子Ｑ１は、寄生ダイオードのアノードが接続端子１１の方向にされている。また、スイッチング素子Ｑ２は、寄生ダイオードのアノードが組電池１４の方向にされている。
【００３３】
また、接続端子１２は、電流検出抵抗１６を介して組電池１４の負極に接続されており、接続端子１１からスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２、組電池１４、及び電流検出抵抗１６を介して接続端子１２に至る電流経路が構成されている。
【００３４】
電流検出抵抗１６は、組電池１４の充電電流及び放電電流を電圧値に変換する。組電池１４は、複数、例えば三個の二次電池１４１，１４２，１４３が直列に接続された組電池である。二次電池１４１，１４２，１４３は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池等の二次電池である。なお、組電池１４は、例えば単電池であってもよく、例えば複数の二次電池が並列接続された組電池であってもよく、直列と並列とが組み合わされて接続された組電池であってもよい。
【００３５】
温度センサ１７は、二次電池１４１，１４２，１４３の温度を検出する温度センサである。そして、二次電池１４１，１４２，１４３の温度は温度センサ１７によって検出され、制御ＩＣ１８内のアナログデジタル変換器２０１に入力される。また、組電池１４の端子電圧である電圧Ｖ、及び二次電池１４１，１４２，１４３の各端子電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３は電圧検出回路１５によってそれぞれ読取られ、制御ＩＣ１８内のアナログデジタル変換器２０１に入力される。さらにまた、電流検出抵抗１６によって検出された電流の電流値も、制御ＩＣ１８内のアナログデジタル変換器２０１に入力される。アナログデジタル変換器２０１は、各入力値をデジタル値に変換して、制御部２０２へ出力する。
【００３６】
アナログデジタル変換器２０１は、例えば、電流検出抵抗１６により検出された電流の電流値を、組電池１４を充電する方向の電流をプラス、組電池１４から放電される方向の電流をマイナスで表すものとする。
【００３７】
制御部２０２は、例えば所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、所定の制御プログラムが記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）と、これらの周辺回路等とを備えて構成されている。そして、制御部２０２は、ＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、充放電制御部２１１、残容量検出部２１２、平均電圧情報記憶部２１３、補正部２１４、及び残時間算出部２１５として機能する。
【００３８】
充放電制御部２１１は、電池パック２に充電装置が接続されている場合、例えばＣＣＣＶ充電、トリクル充電、パルス充電等の種々の充電方式を用いて、組電池１４を充電する。そして、充放電制御部２１１は、例えば組電池１４に流れる充電電流が充電終止電流値以下になると、組電池１４が満充電になったものと判定して充電を終了する。
【００３９】
また、充放電制御部２１１は、アナログデジタル変換器２０１からの各入力値から、接続端子１１，１２間の短絡や負荷装置３からの異常電流などの電池パック２の外部における異常や、組電池１４の異常な温度上昇等の異常を検出する。そして、充放電制御部２１１は、このような異常を検出した場合、スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をオフさせて、過電流や過熱等の異常から、組電池１４を保護する保護動作を行う。
【００４０】
残容量検出部２１２は、例えば、電流積算法により組電池１４の残容量ＲＣを検出する。具体的には、残容量検出部２１２は、電流検出抵抗１６によって検出された電流Ｉｃを一定の時間間隔（例えば１秒）で積算することによって、組電池１４に充電されている残容量ＲＣを算出する。この場合、組電池１４を充電する方向の電流がプラス、組電池１４から放電される方向の電流がマイナスで表されているので、ＲＣ’＝ＲＣ＋Ｉｃ×ｔによりＲＣを更新することで、組電池１４の残容量ＲＣが更新される。但し、ＲＣ’は更新後の残容量を示し、ｔは一定の時間間隔を示す。
【００４１】
なお、残容量検出部２１２は、充放電制御部２１１により組電池１４の満充電が検出された場合、予め定められた組電池１４の満充電容量値ＦＣＣを、現時点での残容量ＲＣとして設定する。ここで、残容量検出部２１２は、電流積算法以外の電圧測定法等の手法を用いて残容量ＲＣを算出してもよい。
【００４２】
平均電圧情報記憶部２１３は、組電池１４を定電力放電させたときの組電池１４の平均電圧を予め記憶する。具体的には、平均電圧情報記憶部２１３は、異なる放電電流及び異なる温度で組電池１４を定電力放電させることで予め得られた、放電電流及び温度に対する平均電圧の値を示す平均電圧情報を記憶する。
【００４３】
図２は、平均電圧情報の一例を示した図である。図２に示すように平均電圧情報は、温度の欄と放電電流の欄とを備える２次元の表形式のデータ構造を有している。
【００４４】
図２の例では、放電電流の欄は、「０（Ａ）〜」、「０．５（Ａ）〜」、「１．０（Ａ）〜」、「１．５（Ａ）〜」の４つの欄を備えている。ここで、「０（Ａ）〜」は、放電電流が、０（Ａ）以上、０．５（Ａ）未満であることを示している。「０．５（Ａ）〜」は、放電電流が０．５（Ａ）以上、１．０（Ａ）未満であることを示している。「１．０（Ａ）〜」は、放電電流が１．０（Ａ）以上、１．５（Ａ）未満であることを示している。「１．５（Ａ）〜」は、放電電流が１．５（Ａ）以上であることを示している。
【００４５】
また、図２の例では、温度の欄は、「〜０（℃）」、「０（℃）〜」、「１０（℃）〜」、「２０（℃）〜」の４つの欄を備えている。ここで、「〜０（℃）」は、組電池１４の温度が、０（℃）未満であることを示している。「０（℃）〜」は、組電池１４の温度が、０（℃）以上、１０（℃）未満であることを示している。「１０（℃）〜」は、組電池１４の温度が、１０（℃）以上、２０（℃）未満であることを示している。「２０（℃）〜」は、組電池１４の温度が、２０（℃）以上であることを示している。
【００４６】
そして、各升には、温度と電流とに対する平均電圧が格納されている。つまり、各升には、対応する温度の欄に規定された温度範囲内の温度と、対応する放電電流の欄に規定された電流範囲内の放電電流とで、満充電状態にある組電池１４を残容量ＲＣが０になるまで定電力放電させたときの平均電圧が格納されている。ここで、平均電圧は、例えば、放電開始時から放電終了時まで一定の時間間隔で測定された電圧Ｖを平均することで求められる。
【００４７】
なお、図２に示す温度の各欄の温度範囲及び放電電流の各欄の電流の範囲は一例に過ぎず、異なる値を採用してもよいし、行及び列の数を増やしてより細かな分解能で平均電圧を特定できるようにしてもよい。また、図２に示すに表に代えて、放電電流及び温度を入力とし、平均電圧を出力とする関数を予め求めておき、この関数を平均電圧情報として採用してもよい。
【００４８】
また、図２の例では、放電電流と温度とに対応する平均電圧が定められた２次元の表が採用されているが、これに限定されず、放電電流及び温度のいずれか一方と、平均電圧とが定められた一次元の表を採用してもよい。この場合、補正部２１４は、放電電流又は温度から平均電圧を特定することになる。
【００４９】
図１に戻り、補正部２１４は、電流検出抵抗１６により検出された放電電流Ｉｄｃと温度センサ１７により検出された温度とに対応する平均電圧Ｖａｖｅを、平均電圧情報を参照することで特定し、電圧検出回路１５により検出された電圧Ｖに対する組電池１４の平均電圧Ｖａｖｅの割合を基に、残容量ＲＣを補正する。
【００５０】
ここで、補正部２１４は、補正後の残容量をＩｍＣａｐａ、平均電圧をＶａｖｅ、電圧検出回路１５により検出された電圧をＶとすると、式（１）により残容量ＲＣを補正する。
【００５１】
ＩｍＣａｐａ＝（Ｖａｖｅ／Ｖ）・ＲＣ  ・・・（１）
残時間算出部２１５は、補正部２１４により算出されたＩｍＣａｐａを電流検出抵抗１６により検出された放電電流Ｉｄｃで割ることで、すなわち、式（２）の演算により、組電池１４の残時間Ｔを算出する。
【００５２】
Ｔ＝ＩｍＣａｐａ／Ｉｄｃ  ・・・（２）
なお、補正部２１４及び残時間算出部２１５は、充放電制御部２１１により組電池１４が放電状態にあることが検出されると、一定の時間間隔（例えば１分）でＩｍＣａｐａ及び残時間Ｔを算出する処理を実行する。
【００５３】
そして、残時間算出部２１５は、算出した残時間Ｔを、通信部２０３を介して負荷装置３へと送信する。そして、残時間Ｔを受信した負荷装置３は、残時間Ｔを例えば図略の表示部に表示する。これにより、ユーザは従来の残時間の算出手法に比べて、例えば１分というような細かな時間間隔で残時間Ｔの変化を認識することができる。
【００５４】
なお、残時間算出部２１５は、残時間Ｔを例えば１分よりも細かい例えば１秒というような時間間隔で算出し、放電開始時の残時間Ｔを基準として、算出した残時間Ｔが１分減少する毎に、算出した残時間Ｔを負荷装置３に送信するようにしてもよい。
【００５５】
これにより、負荷装置３は、残時間Ｔが確実に１分減ったときのみに、残時間Ｔを受信することになり、電池パック２及び負荷装置３間の通信トラフィックの軽減及び負荷装置３による残時間Ｔを表示するための処理負担の軽減を図ることができる。
【００５６】
図３は、満充電状態から残容量が０になるまで直列接続された複数個の二次電池を定電力放電させたときの、従来の手法を用いて算出された残時間の時間的推移を示したグラフである。図３において、左側の縦軸は残時間を示し、右側の縦軸は従来の手法で算出された残時間と理想の残時間との誤差を示している。また、横軸は放電時間を示している。
【００５７】
なお、左側及び右側の縦軸及び横軸とも単位は分である。但し、左側の縦軸は、点線で示す一区切りが５０分に設定されているが、右側の縦軸は、点線で示す一区切りが１０分に設定されている。なお、放電開始時において、二次電池は満充電状態にあったものとする。
【００５８】
また、従来の手法とは、残容量ＲＣを放電電流Ｉｄｃで割ることで、残時間を算出する手法である。また、図３において、グラフＧ１０は、従来の手法で算出された残時間の時間的推移を示し、グラフＧＲは、理想の残時間の時間的推移を示し、グラフＧＤ１０は、グラフＧ１０とグラフＧＲとの誤差を示している。
【００５９】
グラフＧＲにおいて、放電開始時の残時間は約２８５分であり、放電終了時の残時間も約２８５分となっている。また、グラフＧＲにおいて、例えば放電開始時から１００分経過した点Ｐ１での残時間は約１８５分であり、点Ｐ１の時刻から放電終了時までの時間も約１８５分となっている。つまり、理想の残時間の時間的推移を示すグラフは傾きが−１の直線であることが分かる。
【００６０】
一方、グラフＧ１０に示すように、放電開始時の残時間は本来的には約２８５分になるところを、約３４０分と算出されており、実際の残時間よりも５５分（正確には５３．４分）も大きな値が算出されていることが分かる。つまり、理想の残時間と従来の手法により算出された残時間とでは、最大５３．４分もの誤差が生じていることが分かる。
【００６１】
また、放電開始時から１００分経過した点Ｐ２においても、放電開始時に比べて誤差は縮まっているものの従来の手法により算出された残時間は理想の残時間よりもかなり大きな値となっている。
【００６２】
そして、グラフＧＤ１０に示すように、グラフＧ１０とグラフＧＲとの誤差は、放電時間が経過するにつれて小さくなっていることが分かる。つまり、放電初期において、従来の手法で算出された残時間は、理想の残時間から大きく乖離していることが分かる。
【００６３】
これは、背景技術でも説明したように、放電電流は、放電時間が経過して残容量が減少するにつれて、漸次増大する特性を持っているため、残容量を放電電流で割って残時間を求めた場合、放電初期では分母の放電電流の値が小さいために、残時間が理想の残時間よりも大きく算出されてしまうからである。
【００６４】
図４は、満充電状態から残容量が０になるまで直列接続された複数の二次電池を定電力放電させたときの、本実施の形態の手法（以下、「本手法」と記述する）を用いて算出された残時間の時間的推移を示したグラフである。図４において、縦軸及び横軸の単位及びスケールは、図３と同一である。
【００６５】
また、図４において、グラフＧ１は本手法を用いて算出された残時間の時間的推移を示し、グラフＧＲは図３のグラフＧＲと同一であり、グラフＧＤ１はグラフＧ１とグラフＧＲとの誤差を示している。
【００６６】
グラフＧ１とグラフＧＲとを対比すれば分かるように、本手法により算出された残時間は、理想の残時間に極めて近いことが分かる。特に放電初期における誤差が従来の手法に比べて大幅に小さくなっていることが分かる。
【００６７】
具体的には、グラフＧＤ１に示すように、グラフＧ１とグラフＧＲとの誤差は、放電期間の中間付近でピークを有する上に凸のカーブを描いて変化しており、誤差の最大値が、従来の手法では５３．４分であったのが、本手法では１０．９分と大幅に小さくなっていることが分かる。
【００６８】
これは、式（１）に示すＲＣをＶａｖｅ／Ｖで補正して、ＩｍＣａｐａを求め、このＩｍＣａｐａを式（２）に示すように放電電流Ｉｄｃで割ることで残時間Ｔを求めているからに他ならない。
【００６９】
つまり、二次電池の放電電流は放電時間が経過するにつれて漸次増大するため、満充電状態にある二次電池を定電力放電した場合、放電初期の二次電池の電圧Ｖは平均電圧Ｖａｖｅに比べて値が大きくなる。そのため、放電初期において、Ｖａｖｅ／Ｖは１未満となる。
【００７０】
したがって、放電初期のＶａｖｅ／Ｖを用いて、残容量ＲＣを補正すると、ＩｍＣａｐａは補正前の残容量ＲＣに比べて値が小さくなる。これにより、ＩｍＣａｐａを放電初期の放電電流Ｉｄｃで割ることで求められた残時間Ｔは、残容量ＲＣを放電初期の放電電流Ｉｄｃで割ることで求められた残時間に比べて小さくなる。
【００７１】
よって、ＩｍＣａｐａ／Ｉｄｃにおいて、分母の放電電流Ｉｄｃが小さくなっている分を考慮してＩｍＣａｐａが小さくされ、放電初期において、残時間が実際の残時間よりも大きな値で算出されることが防止されるのである。
【００７２】
図５は、図１に示す電気機器システム１の動作を示すフローチャートである。なお、本フローチャートを開始する前、組電池１４は満充電状態にあったものとする。まず、ステップＳ１において、充放電制御部２１１は、放電が開始されたか否かを判定する。ここで、充放電制御部２１１は、アナログデジタル変換器２０１がマイナスの値の電流を出力した場合に、組電池１４の放電が開始されたと判断すればよい。
【００７３】
そして、充放電制御部２１１により、放電が開始されたと判定された場合（ステップＳ１でＹＥＳ）、残時間算出部２１５は、残時間Ｔの算出タイミングに到達しているか否かを判定する（ステップＳ２）。一方、放電が開始されていない場合（ステップＳ１でＮＯ）、処理がステップＳ１に戻される。
【００７４】
ステップＳ２において、残時間算出部２１５は、残時間Ｔの算出タイミングに到達している場合（ステップＳ２でＹＥＳ）、処理をステップＳ５に進める。一方、残時間算出部２１５は、残時間Ｔの算出タイミングに到達していない場合（ステップＳ２でＮＯ）、処理をステップＳ３に進める。
【００７５】
ここで、残時間Ｔの算出タイミングとしては、放電開始時と、放電開始時から一定の時間間隔（例えば１分）が経過した時とを採用することができる。
【００７６】
ステップＳ３において、残容量検出部２１２は、残容量ＲＣの検出タイミングに到達しているか否かを判定し、残容量ＲＣの検出タイミングに到達している場合（ステップＳ３でＹＥＳ）、ＲＣ’＝ＲＣ＋Ｉ×ｔにより残容量ＲＣを更新し（ステップＳ４）、処理をステップＳ２に戻す。なお、残容量ＲＣが満充電状態でない場合に放電が開始された場合は、ＦＣＣとして、放電開始時の組電池１４の残容量を採用すればよい。
【００７７】
一方、残容量検出部２１２は、残容量の検出タイミングに到達していないと判定した場合（ステップＳ３でＮＯ）、処理をステップＳ２に戻す。
【００７８】
ここで、残容量ＲＣの検出タイミングとしては、放電開始時と、放電開始時から一定の時間間隔（例えば１秒）が経過した時とを採用することができる。
【００７９】
ステップＳ５において、残容量検出部２１２は、ステップＳ４と同様にして、残容量を検出する。
【００８０】
次に、補正部２１４は、電流検出抵抗１６により検出された放電電流Ｉｄｃと温度センサ１７により検出された組電池１４の温度とに対応する平均電圧Ｖａｖｅを、平均電圧情報を参照することで特定する（ステップＳ６）。
【００８１】
具体的には、補正部２１４は、例えば放電電流Ｉｄｃ＝１．２（Ａ）、温度＝１５（℃）が検出されたとすると、図２に示すテーブルの「１．０（Ａ）〜」の欄と「１０（℃）〜」の欄とがクロスする６．９０（Ｖ）を平均電圧として特定する。
【００８２】
次に、補正部２１４は、電圧検出回路１５により検出された組電池１４の電圧Ｖと、ステップＳ６で特定した平均電圧Ｖａｖｅと、ステップＳ５で検出した残容量ＲＣとを式（１）に代入して、ＩｍＣａｐａを算出し、残容量ＲＣを補正する（ステップＳ７）。
【００８３】
次に、残時間算出部２１５は、ステップＳ７で算出されたＩｍＣａｐａを、ステップＳ６で検出された放電電流Ｉｄｃで割り、残時間Ｔを算出する（ステップＳ８）。
【００８４】
次に、残時間算出部２１５は、ステップＳ８で算出された残時間Ｔを通信部２０３を介して負荷装置３に送信する（ステップＳ９）。
【００８５】
次に、放電が終了された場合（ステップＳ１０でＹＥＳ）、処理が終了され、放電が終了されていない場合（ステップＳ１０でＮＯ）、処理がステップＳ２に戻され、上記の処理が繰り返される。
【００８６】
このように、本実施の形態による残容量算出装置によれば、式（１）を用いて残容量ＲＣが補正され、ＩｍＣａｐａが算出され、このＩｍＣａｐａを用いて残時間Ｔが算出されているため、残時間Ｔを精度良く算出することができる。
【００８７】
なお、上記フローチャートでは、電池パック２が残時間Ｔまで計算しているが、これに限定されず、電池パック２が補正後の残容量（ＩｍＣａｐａ）まで算出し、補正後の残容量（ＩｍＣａｐａ）と放電電流Ｉｄｃとを負荷装置３に送信し、負荷装置３がＩｍＣａｐａ／Ｉｄｃにより残時間を算出するようにしてもよい。
【００８８】
この場合、下記のフローチャートを採用することができる。図６は、補正後の残容量までを電池パック２が計算する場合のフローチャートを示している。
【００８９】
まず、制御部２０２は、二次電池１４１〜１４３の温度、電圧、放電電流Ｉｄｃを確定する所定のタイミングになったか否かを判定し（ステップＳ２１）、所定のタイミングになったと判定した場合は（ステップＳ２１でＹＥＳ）、組電池１４の温度、二次電池１４１〜１４３のそれぞれの電圧、及び放電電流ＩｄｃをＡ／Ｄ変換器２０１から取得する（ステップＳ２２）。一方、所定のタイミングになっていない場合（ステップＳ２１でＮＯ）、処理がステップＳ２１に戻される。
【００９０】
次に、残容量検出部２１２は、ステップＳ２２で取得した放電電流Ｉｄｃから組電池１４の残容量ＲＣを算出する（ステップＳ２３）。
【００９１】
次に、補正部２１４は、放電中である場合（ステップＳ２４でＹＥＳ）、ステップＳ２２で取得した放電電流Ｉｄｃと組電池１４の温度とから図２に示す平均電圧情報を参照して、平均電圧Ｖａｖｅを特定する（ステップＳ２５）。一方、放電中でない場合（ステップＳ２４でＮＯ）、処理がステップＳ２１に戻される。
【００９２】
次に、補正部２１４は、ステップＳ２２で取得した二次電池１４１〜１４３のそれぞれの電圧から組電池１４の電圧Ｖを求め、ステップＳ２５で特定した平均電圧Ｖａｖｅと、ステップＳ２３算出した残容量ＲＣとを式（１）に代入して、補正後の残容量（ＩｍＣａｐａ）を算出する（ステップＳ２６）。
【００９３】
次に、通信部２０３は、補正部２１４により算出された補正後の残容量（ＩｍＣａｐａ）と、ステップＳ２２で取得した放電電流Ｉｄｃとを接続端子１３，３３を介して本体部３４に送信する（ステップＳ２７）。
【００９４】
そして、本体部３４は、電池パック２から送信された補正後の残容量（ＩｍＣａｐａ）を放電電流Ｉｄｃで割り、残時間Ｔを算出する。
【００９５】
なお、図６に示すフローチャートを採用した場合、電池パック２の残時間算出部２１５を負荷装置３の本体部３４に設ければよい。この場合、本発明に係る残時間算出装置は、負荷装置３に設けられた残時間算出部２１５及び図１に示す残時間算出装置２１とで構成されることになる。
【符号の説明】
【００９６】
１  電気機器システム
２  電池パック
３  負荷装置
１４  組電池
１５  電圧検出回路
１６  電流検出抵抗
１７  温度センサ
２１  残時間算出装置
１４１，１４２，１４３  二次電池
２０１  アナログデジタル変換器
２０２  制御部
２１１  充放電制御部
２１２  残容量検出部
２１３  平均電圧情報記憶部
２１４  補正部
２１５  残時間算出部
【図１】
0005395556.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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