(57)【要約】【課題】入出力電圧が一定である電池パックの残量を検知できる電池パック残量検知装置を提供することである。【解決手段】第１残量演算手段２０は、入出力電圧が一定である電池パック１１の放電時に電池パックの放電電流に基づいて電池パックの残量を演算し、第２残量演算手段２２は、電池パック１１の充電時に充電電流の増減方向及び充電電流の電流値に基づいて電池パックの充電開始時の電池パックの残量を演算するとともに、電池パックの充電に伴って変化する充電電流及び予め用意された充電電流プロファイルの特性曲線に基づいて電池パックの残量を演算し、第１残量演算手段２０は第２残量演算手段２２で演算した充電後の電池パックの残量から第１残量演算手段２０で放電電流に基づき演算した放電量を減算して電池パック１１の残量を演算する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入出力電圧が一定である電池パックの放電時に前記電池パックの放電電流を検出する放電電流検出手段と、
前記電池パックの放電時に前記放電電流検出手段で検出された放電電流に基づいて前記電池パックの残量を演算する第１残量演算手段と、
前記電池パックの充電時の充電電流と前記電池パックの残量との関係を示した特性曲線を予め充電電流プロファイルとして記憶した記憶部と、
前記電池パックの充電時に前記電池パックの充電電流を検出する充電電流検出手段と、
前記電池パックの充電時に前記充電電流検出手段で検出された充電電流の増減方向及び前記充電電流の電流値に基づいて前記電池パックの充電開始時の電池パックの残量を演算するとともに、前記電池パックの充電に伴って変化する充電電流及び充電電流プロファイルの特性曲線に基づいて前記電池パックの残量を演算する第２残量演算手段とを備え、前記第１残量演算手段は前記第２残量演算手段で演算した充電後の電池パックの残量から前記第１残量演算手段で放電電流に基づき演算した放電量を減算して電池パックの残量を演算することを特徴とする電池パック残量検知装置。
【請求項２】
前記電池パックの充電時に前記電池パックの充電が終了したときは第２残量演算手段で演算された前記電池パックの充電終了時の前記電池パックの残量を当該電池パックの残量とする残量初期化手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の電池パック残量検知装置。
【請求項３】
前記記憶部は、前記電池パックの充放電のサイクル数を記憶するとともに前記電池パックの充放電のサイクル数に応じた複数の前記充電電流プロファイルを予め記憶し、前記第２残量演算手段は、前記電池パックの充放電のサイクル数に応じて前記充電電流プロファイルを選択して前記電池パックの残量を演算することを特徴とする請求項１または２に記載の電池パック残量検知装置。
【請求項４】
前記電池パックの充電時に、前記充電電流検出手段で検出された充電電流の軌跡に基づいて充電電流プロファイルを作成する充電電流プロファイル作成手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の電池パック残量検知装置。
【請求項５】
前記電池パックがベース負荷のみに電流を供給しているとき、その放電電流が予め記憶したベース負荷電流と一致するように前記放電電流検出手段の増幅率を調整する残量補正手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の電池パック残量検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、定電圧充放電回路が内蔵された電池パックの残量を検知する電池パック残量検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、バッテリの残量状態を示す残量値は、バッテリの出力電圧に基づいて示されるが、バッテリの出力電圧は温度変化にともなって変動するので、出力電流や温度を検出し、出力電流値および検出温度に対して設定されているしきい値と出力電圧との比較によってバッテリの残量状態を正確に判定するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、実際の二次電池の端子電圧などを測定することなく、バッテリプロファイルと端末装置の稼働状態とに基づいて、仮想バッテリ残量を算出し、その算出された仮想バッテリ残量を使って残量表示を行うようにしたものがある（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
ここで、ロボットや携帯端末のように小型軽量が重要視される機器の電源として、エネルギー密度の高いリチウムイオン電池がよく使われている。リチウムイオン電池を使用する場合、安全性確保のための制御回路が必須であり、制御回路を備えた電池パックの状態で機器電源に用いるというニーズがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１８５４４５号公報
【特許文献２】特開２０１０−２０６７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、民生用のリチウムイオン電池の電池パックは、定電圧充放電回路が内蔵されたものが殆どであり、電池セルそのものの電圧を外部から知ることができない。また、そのために電池パックを分解することは、安全性や信頼性の低下につながる。このような電池パックでは入出力電圧が一定であるので、特許文献１のように出力電圧に基づいて電池パックの残量を知ることができない。
【０００７】
また、特許文献２にものは、実際の二次電池の端子電圧などを測定することなく、バッテリプロファイルと端末装置の稼働状態とに基づいて仮想バッテリ残量を算出するものであるが、新品の二次電池でない場合には、電池電圧などから実際のバッテリ残量を測定し、実際のバッテリ残量を取得することになり、バッテリ残量を知るには二次電池の端子電圧が必要となる。また、入出力電流の積算によって残量を求めることも考えられるが、その場合には残量の絶対値が分からない。
【０００８】
本発明の目的は、入出力電圧が一定である電池パックの残量を検知できる電池パック残量検知装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の電池パック残量検知装置は、入出力電圧が一定である電池パックの放電時に前記電池パックの放電電流を検出する放電電流検出手段と、前記電池パックの放電時に前記放電電流検出手段で検出された放電電流に基づいて前記電池パックの残量を演算する第１残量演算手段と、前記電池パックの充電時の充電電流と前記電池パックの残量との関係を示した特性曲線を予め充電電流プロファイルとして記憶した記憶部と、前記電池パックの充電時に前記電池パックの充電電流を検出する充電電流検出手段と、前記電池パックの充電時に前記充電電流検出手段で検出された充電電流の増減方向及び前記充電電流の電流値に基づいて前記電池パックの充電開始時の電池パックの残量を演算するとともに、前記電池パックの充電に伴って変化する充電電流及び充電電流プロファイルの特性曲線に基づいて前記電池パックの残量を演算する第２残量演算手段とを備え、前記第１残量演算手段は前記第２残量演算手段で演算した充電後の電池パックの残量から前記第１残量演算手段で放電電流に基づき演算した放電量を減算して電池パックの残量を演算することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、第１残量演算手段で放電時の電池パックの残量を演算するので、使用後の電池パックの残量を求めることができる。また、使用後の電池パックの充電開始時に、第２残量演算手段で充電開始時の電池パックの残量を予め定めた充電電流プロファイルに基づき演算するので、使用後の電池パックの残量を求めることができる。これらを比較することにより第１残量演算手段での演算誤差を検知することができる。従って、定電圧充放電回路を内蔵した電池パックを用いる場合にも、電池パックの残量を求めることができる。
【００１１】
また、第２残量演算手段で充電電流プロファイルに基づき充電後の電池パックの残量を求め、第１残量演算手段は第２残量演算手段で演算した充電後の電池パックの残量から第１残量演算手段で放電電流に基づき演算した放電量を減算して電池パックの残量を演算するので、第１残量演算手段での演算誤差を解消できる。従って、定電圧充放電回路を内蔵した電池パックを用いる場合にも、電池パックの残量をより正確に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電池パック残量検知装置の構成図。
【図２】リチウムイオン電池の充電特性を示すグラフ。
【図３】第１実施形態の電池パックの充電特性を示すグラフ。
【図４】充電電流プロファイルの説明図。
【図５】本発明の第２実施形態に係る電池パック残量検知装置の構成図。
【図６】充放電サイクルをパラメータとした充電電流プロファイルの説明図。
【図７】本発明の第３実施形態に係る電池パック残量検知装置。
【図８】充電電流プロファイル作成手段による充電電流プロファイルの作成の説明図。
【図９】本発明の第３実施形態に係る電池パック残量検知装置の構成図。
【図１０】遠隔操作ロボットに搭載される電池パックの放電電流の時間変化の一例を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を説明する。図１は本発明の第１実施形態に係る電池パック残量検知装置の構成図である。本発明の第１実施形態に係る電池パック残量検知装置は、電池パック１１の放電電流Ｉoutを検出する放電電流検出手段１２と、放電電流検出手段１２で検出した放電電流Ｉoutを増幅する増幅器１３と、電池パック１１の充電電流Ｉinを検出する充電電流検出手段１４と、演算部１５と、記憶部１６とからなる。演算部１５及び記憶部１６は、例えばマイコンで形成される。
【００１４】
電池パック１１は、電池セル１７の充電を行う充電器１８と電池セル１７の放電を行う放電器１９とからなる定電圧充放電回路を内蔵し、電池セル１７の入力電圧Ｖin及び出力電圧Ｖoutを一定に保つ。放電電流検出手段１２で検出された電池パック１１の放電電流Ｉoutは、増幅器１３で増幅されて演算部１５の第１残量演算手段２０に入力される。増幅器１３を設けているのは、放電電流検出手段１２として抵抗素子が用いられるので、電池パック１１の電力損失を小さくするために抵抗素子の抵抗値を小さくしているためである。つまり、抵抗素子の抵抗値が小さいので、検出電流を電圧に変換した値が小さいからである。
【００１５】
第１残量演算手段２０では電池パック１１の放電電流Ｉoutに基づいて電池パック１１の残量を演算する。具体的には、放電電流Ｉoutを積分して放電量を演算し、記憶部１６の第１残量記憶部２１に記憶された第１残量から放電量を減算して電池パック１１の残量を演算する。第１残量記憶部２１には、第１残量として、後述の第２残量演算手段２２で演算した充電後の電池パック１１の残量が初期値として記憶されており、充電後の残量から放電量を減算して電池パック１１の残量を演算し、第１残量記憶部２１に更新記憶する。これにより、第１残量記憶部２１には時々刻々変化する電池パック１１の残量が記憶されている。
【００１６】
一方、充電電流検出手段１４で検出された電池パック１１の充電電流Ｉinは、演算部１５の第２残量演算手段２２に入力される。充電時には電池パック１１の電力を消費しないので、充電電流検出手段１４の抵抗素子を大きくできることから図１では増幅器を設けていない。充電電流検出手段１４の抵抗素子を大きくすると計測精度を高くできる。また、増幅器を設けてもよく、その場合は、放電電流検出手段１２で検出した放電電流Ｉoutを増幅する増幅器１３よりも増幅率の小さい増幅器でよい。
【００１７】
第２残量演算手段２２は、電池パック１１の充電電流Ｉin及び記憶部１６の充電電流プロファイル記憶部２３に予め記憶された充電電流プロファイルに基づいて、電池パック１１の充電開始時の電池パック１１の残量を演算し第２残量記憶部２４に記憶する。また、電池パック１１の充電に伴って変化する充電電流Ｉin及び充電電流プロファイルの特性曲線に基づいて電池パック１１の残量を演算し、第２残量記憶部２４に第２残量として更新記憶する。これにより、第２残量記憶部２４には充電開始時の電池パック１１の残量、及び充電中の電池パック１１の残量が記憶され、最終的に充電後の電池パック１１の残量が記憶される。
【００１８】
残量初期化手段２５は、電池パック１１の充電が終了したとき、第２残量演算手段２２で演算された電池パック１１の充電終了時の残量を当該電池パック１１の残量とするものである。具体的には、残量初期化手段２５は、電池パック１１の充電が終了したときは、第２残量記憶部２４に記憶されている第２残量を第１残量記憶部２１に記憶させる。つまり、第１残量として、第２残量演算手段２２で演算した充電後の電池パック１１の残量が初期値として記憶される。なお、残量初期化手段２５は必ずしも設ける必要はなく、電池パック１１の充電が終了したときに、手動で第２残量記憶部２４の第２残量を第１残量記憶部２１に第１残量として記憶するようにしてもよい。
【００１９】
次に、充電電流プロファイルについて説明する。充電電流プロファイルは、予め同種の電池パックを用いて、残量０→１００％に充電するときの入力電流Ｉinの変化を求め、電池パック１１の充電時の充電電流Ｉinと電池パック１１の残量との関係を示した特性曲線で示されるファイルである。
【００２０】
ここで、リチウムイオン電池の充電には、通常、定電流−定電圧充電が用いられる。図２は、リチウムイオン電池の充電特性を示すグラフである。図２に示すように、リチウムイオン電池の残量がゼロの状態からの充電の場合、最初は定電流充電であるので、リチウムイオン電池の電池端入力電流Ｉは一定であり電池端入力電圧Ｖが徐々に増加していく。そして、リチウムイオン電池の電池端入力電圧Ｖがある定められた値Ｖ０になると定電圧充電に移行し充電電流が徐々に減少していく。
【００２１】
一方、本発明の第１実施形態の電池パック１１の充電の場合には、電池パック１１が定電圧充放電回路を内蔵していることから、定電流−定電圧充電の制御は定電圧充放電回路の充電器１８が行う。図３は第１実施形態の電池パック１１の充電特性を示すグラフである。図３に示すように、電池パック１１の入力電圧Ｖinには電圧変化は現れないが、入力電力は電池パック１１の内外で変わらないため、充電器１８の損失を無視すると入力電流Ｉinの変化として現れる。すなわち、電池パック１１の電圧セル１７の定電流充電時には電池パック１１の入力電流Ｉinは増加し、定電圧充電移行後は入力電流Ｉinは減少する。
【００２２】
そこで、予め同種の電池パックを用いて、残量０→１００％に充電するときの入力電流Ｉinの変化を充電電流プロファイルとして充電電流プロファイル記憶部２３に保存しておく。実際に電池パック１１を充放電する際には、電流の絶対値と増減方向を充電電流プロファイルと比較することにより、電池パック１１の残量を検知する。
【００２３】
図４は充電電流プロファイルの説明図である。縦軸は充電時の充電電流Ｉin、横軸は電池パック１１の残量であり、充電電流プロファイルは電池パック１１の充電時の特性曲線を示している。図４に示すように、電池パック１１の残量が０％のときの充電電流ＩinはＩ0であり、電池パック１１の残量が１００％のときの充電電流ＩinはＩ100である。そして、電池パック１１の電池セル１７が定電流充電のときは電池パック１１の充電電流Ｉinは単調増加特性となり、電池パック１１の電池セル１７が定電圧充電に切り替わると充電電流Ｉinは単調減少特性となる。この定電流充電から定電圧充電への切替点が変曲点Ｈである。
【００２４】
いま、電池パック１１の充電開始時の充電電流ＩinがＩ1であったとする。この場合、充電電流プロファイルの特性曲線には変曲点Ｈがあるので、充電電流Ｉ1に対応する残量は、変曲点Ｈを挟んだＫａ点（ａ１％）、Ｋｂ点（ｂ１％）の２箇所となり、充電開始時の電池パックの残量を判定することができない。そこで、第２残量演算手段２２は、充電開始時から所定の時間間隔で複数時点の充電電流Ｉinを取得し、充電電流Ｉinの増減方向を判定する。充電電流Ｉinが増加方向にあるときは変曲点Ｈより手前（定電流充電のとき）であり、充電電流Ｉinが減少方向にあるときは変曲点Ｈより先（定電圧充電のとき）である。例えば、充電開始時点ｔ１で充電電流Ｉ1を取得し、次の時点ｔ２で充電電流Ｉ2を取得したとすると、充電開始時の電池パックの残量はａ１％（Ｋａ点）であり、充電開始時点ｔ１で充電電流Ｉ1を取得し、次の時点ｔ２で充電電流Ｉ3を取得したとすると、充電開始時の電池パックの残量はｂ１％（Ｋｂ点）である。
【００２５】
このように、第２残量演算手段２２は、充電電流Ｉinの増減方向及び充電電流Ｉinの電流値に基づいて電池パック１１の充電開始時の電池パック１１の残量を演算する。また、電池パック１１の充電に伴って変化する充電電流Ｉin及び充電電流プロファイルの特性曲線に基づいて電池パック１１の残量を第２残量として演算する。例えば、所定間隔で取得した時点ｔｘの充電電流Ｉxにより電池パック１１の残量を求め、記憶部１６の第２残量記憶部２４に更新記憶する。通常は、満充電（１００％）まで充電するが、場合によっては満充電（１００％）前のＸ％で充電を終了することもある。そのときは、第２残量記憶部２４には残量としてＸ％が記憶されることになる。
【００２６】
本発明の第１実施形態によれば、第１残量演算手段２１で放電時の電池パックの残量を放電電流Ｉoutを積分して放電量を演算し、第１残量記憶部２１に記憶された第１残量から放電量を減算して電池パック１１の残量を演算するので、使用後の電池パックの残量を求めることができる。
【００２７】
また、使用後の電池パックの充電開始時に、第２残量演算手段２２で充電開始時の電池パック１１の残量を予め定めた充電電流プロファイルに基づき演算するので、第２残量演算手段２２でも使用後の電池パックの残量を求めることができ、第１残量演算手段２１で求めた使用後の電池パックの残量と比較することにより第１残量演算手段２１での演算誤差を検知することができる。
【００２８】
また、第２残量演算手段２２で充電電流プロファイルに充電後の電池パックの残量を求め、求めた充電後の電池パックの残量を、当該電池パックの初期値として第１残量記憶部２１に記憶するので、第１残量演算手段２０での演算誤差を解消できる。
【００２９】
特に、本発明の第１実施形態に係る電池パック残量検知装置を搭載した電池パックが、人間が入ることができない箇所の作業や調査を行う遠隔操作ロボットに搭載される場合には、電池パックの残量が少なくなると充電可能箇所まで引き戻す必要があることから、第１残量演算手段２０で演算した第１残量を遠隔操作部に送信するようにして電池パック１１の残量を監視している。従って、電池パックの充電開始時に第２残量演算手段２２で充電開始時の電池パック１１の残量を演算し、第１残量演算手段２１で求めた電池パックの残量と比較し、第１残量演算手段２１の演算誤差を検知することは、遠隔操作ロボットの作業や調査のためにも重要なことである。演算誤差が大きい電池パックを搭載した遠隔操作ロボットの場合には、早めに充電可能箇所まで引き戻すことができるので、残量不足で遠隔操作ロボットが走行不能になることを避けられる。
【００３０】
次に、本発明の第２実施形態を説明する。図５は本発明の第２実施形態に係る電池パック残量検知装置の構成図である。この第２実施形態は、図１に示した第１実施形態に対し、記憶部１６に充放電サイクル数記憶部２６を設け、この充放電サイクル数記憶部２６に電池パック１１の充放電のサイクル数を記憶するとともに、記憶部１６の充電電流プロファイル記憶部２３に電池パック１１の充放電のサイクル数に応じた複数の充電電流プロファイルを予め記憶しておき、第２残量演算手段２２は、電池パック１１の充放電のサイクル数に応じて充電電流プロファイルを選択して電池パック１１の残量を演算するようにしたものである。図１と同一要素には、同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００３１】
一般に、電池パック１１の電池セル１７は充放電サイクルを繰り返すことにより劣化する。電池パック１１の劣化が進むと、充電電流プロファイルは定電流充電時間が短くなる特性となる。図６は充放電サイクルをパラメータとした充電電流プロファイルの説明図である。図６の曲線Ｓ１は新品の電池パック１１の充電電流プロファイルの特性曲線であり、図６の曲線Ｓ２は充放電サイクルが多い劣化した電池パック１１の充電電流プロファイルの特性曲線である。
【００３２】
図６に示すように、電池パック１１の劣化が進むと定電圧充電時間が長くなることから、定電流充電から定電圧充電への切替点である変曲点がＨ１からＨ２に移動する。新品の電池パック１１の充電電流プロファイルの特性曲線では領域Ｅ１に示すように定電圧充電時の電流変化が大きく、充放電サイクル数の多い電池パック１１の充電電流プロファイルの特性曲線では領域Ｅ２に示すように定電圧充電時の電流変化が小さくなる。これにより、充放電サイクル数の多い電池パック１１ではトータルとして充電量が減少するという傾向となる。従って、定電流充電から定電圧充電に移行するポイントでの残量が実際は少ないなど、初期の充電電流プロファイル（新品の電池パックの充電電流プロファイル）では残量を正確に表現することができなくなる。
【００３３】
そこで、本発明の第２実施形態では、例えば、事前に同種の電池パックで充放電サイクルを繰り返して、劣化後の充電電流プロファイルも複数取得しておき、充電電流プロファイル記憶部２３に記憶しておく。また、充放電サイクル数記憶部２６には、電池パック１１の充電回数が充放電サイクル数として記憶される。この充放電サイクル数は充放電量を充電回数に換算した値である。これは、「充電量（蓄電量）０％→充電量（蓄電量）１００％→充電量（蓄電量）０％」のサイクルを繰り返すのと、「充電量（蓄電量）６０→充電量（蓄電量）８０％→充電量（蓄電量）６０」のサイクルを繰り返すのとでは、同じ１サイクルであっても、電池パック１１の劣化の度合いは変わってくるからである。そこで、例えば、充電量（蓄電量）１００％の電池パック１１を充電量（蓄電量）０％まで使用（放電）し、充電量（蓄電量）１００％に充電する場合を充放電サイクル数「１」とする。従って、充電量（蓄電量）８０％の電池パック１１を充電量（蓄電量）６０％まで使用し、充電量（蓄電量）８０％まで充電する場合は、充放電サイクル数を０．２サイクルと換算して更新記憶する。また、充電量（蓄電量）８０％の電池パック１１を充電量（蓄電量）６０％まで使用し、充電量（蓄電量）１００％に充電する場合は、充放電サイクル数を０．３サイクルと換算して更新記憶する。
【００３４】
電池パックの充電回数は、残量初期化手段２５により第２残量演算手段２２で演算された電池パック１１の充電終了時の残量を第１残量記憶部２１に記憶させる際に、充放電サイクル数記憶部２６の充放電サイクル数に加算して更新記憶する。
【００３５】
第２残量演算手段２２で、どの充電電流プロファイルを選択するかは、充放電サイクル数記憶部２６に記憶された充放電サイクルに基づいて判断する。充放電サイクル数が少ないときは、充放電サイクル数の少ない充電電流プロファイルを選択し、充放電サイクル数が多いときは、充放電サイクル数の多い充電電流プロファイルを選択する。これにより、電池パック１１がまだ新しく定電圧充電時の電流変化が大きい場合には充放電サイクル数の少ない充電電流プロファイルが選択され、電池が劣化して定電圧充電時の電流変化が鈍くなった場合には充放電サイクル数の多い充電電流プロファイルが選択される。このようにして、充放電サイクル数に対する残量補正を充電時に行うことができる。以上の説明では、充放電サイクル数に応じて充電電流プロファイルを選択するようにしたが、定電圧充電時の電流変化によって充電電流プロファイルを選択するようにしてもよい。
【００３６】
本発明の第２実施形態によれば、第１実施形態の効果に加え、電池パック１１の充放電のサイクル数に応じて適切な充電電流プロファイルを選択して電池パック１１の残量を演算できるので、電池パック１１の劣化の度合いに応じて電池パック１１の残量をより正確に演算できる。
【００３７】
次に、本発明の第３実施形態を説明する。図７は本発明の第３実施形態に係る電池パック残量検知装置の構成図である。この第３実施形態は、図５に示した第２実施形態に対し、電池パック１１の充電時に充電電流検出手段１４で検出された充電電流Ｉinの軌跡に基づいて充電電流プロファイルを作成する充電電流プロファイル作成手段２７を追加して設けたものである。図５と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００３８】
充電電流プロファイル作成手段２７は、電池パック１１の充電の際に充電電流検出手段１４で検出された充電電流Ｉinの軌跡に基づいて充電電流プロファイルを作成し、充電電流プロファイル記憶部２３に記憶する。充電電流プロファイル作成手段２７は、充電の度に起動してもよいが、充電の度に起動すると充電電流プロファイルが増加するので、所定回数毎に起動するようにしてもよい。
【００３９】
この充電電流プロファイル作成手段２７で作成された充電電流プロファイルは同種の別の電池パック１１に適用される。すなわち、第２実施形態で事前に同種の電池パックで充放電サイクルを繰り返して劣化後の充電電流プロファイルを複数取得することに代えて、実際の電池パック１１の運用で充電電流プロファイル作成手段２７により充電電流プロファイルを作成する。
【００４０】
図８は充電電流プロファイル作成手段２７による充電電流プロファイルの作成の説明図である。図８（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、充電電流プロファイル作成手段２７は、充電開始時から所定の時間間隔で複数時点の充電電流Ｉinを取得し充電電流Ｉinの軌跡を描いていく。この場合、横軸は残量を示しているが、充電時には時間の経過とともに残量も変化するので、充電電流Ｉinの軌跡に基づいて当該電池パック１１の充電電流プロファイルを作成できる。
【００４１】
本発明の第３実施形態によれば、事前に同種の電池パックで充放電サイクルを繰り返して劣化後の充電電流プロファイルを複数取得しなくても、実際の電池パック１１の運用で充電電流プロファイル作成手段２７により充電電流プロファイルを作成するで、例えば、遠隔操作ロボットに搭載した電池パック１１に即した充電電流プロファイルを作成できる。以上の説明では、図５に示した第２実施形態に対し、充電電流プロファイル作成手段２７を追加して設けた場合について説明したが、図１に示した第１実施形態に対し、充電電流プロファイル作成手段２７を追加して設けるようにしてもよい。
【００４２】
次に、本発明の第４実施形態を説明する。図９は本発明の第３実施形態に係る電池パック残量検知装置の構成図である。この第４実施形態は、図７に示した第３実施形態に対し、電池パック１１がベース負荷のみに電流を供給しているときのベース負荷電流を予め記憶したベース負荷電流記憶部２８と、電池パック１１がベース負荷のみに電流を供給しているとき、その放電電流Ｉoutが予めベース負荷電流記憶部２８も記憶したベース負荷電流と一致するように増幅器１３を調整する残量補正手段２９とを追加して設けたものである。図７と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００４３】
電池パック１１の放電時は、電池パックの電池セル１７を長時間の使用を持続させるために損失を低く抑えることが重要である。このことから、放電電流検出手段１２の検出抵抗は小さい値としたいが、抵抗値を小さくすると演算部１５のアナログ入力分解能に対して十分な精度の値を得ることができない。そこで、前述したように増幅器１３を設けている。放電電流検出手段１２の検出信号の増幅時には、オフセットやドリフトによる誤差が生じるのが一般的である。
【００４４】
遠隔操作ロボットに搭載される電池パック１１は、遠隔操作ロボットの走行用車輪を駆動する電動機や作業用機器を駆動する電動機、遠隔操作ロボットの駆動制御を行う制御装置（例えば、マイコン）や電子機器（例えば、カメラ、検出器）などに電力を供給する。電動機は消費電力の変動が大きい負荷であり、制御装置や電子機器は消費電力の変動の少ない負荷である。遠隔操作ロボットを走行させたり、作業用機器を駆動したりしているときは、電動機が起動されているので電池パック１１からの放電電流は大きくなる。一方、遠隔操作ロボットの走行及び作業用機器の駆動を停止すると、電動機の消費電力はゼロとなる。これに対し、制御装置や電子機器は、電動機が停止していても制御や監視のために動作状態を維持しなければならないので、定常的に電力を消費しており消費電力の変動の少ない負荷である。
【００４５】
図１０は遠隔操作ロボットに搭載される電池パックの放電電流Ｉoutの時間変化の一例を示すグラフである。遠隔操作ロボットに搭載される電池パック１１は、遠隔操作ロボットの消費電力に応じて放電電流Ｉoutが変化する。時点ｔ０〜時点ｔ１の期間Ｔ１、時点ｔ２〜時点ｔ３の期間Ｔ２、時点ｔ４〜時点ｔ５の期間Ｔ３においては、制御装置や電子機器が定常的に電力を消費しており、この消費電力はベース負荷電流に相当する。時点ｔ１〜時点ｔ２の期間、時点ｔ３〜時点ｔ４の期間、時点ｔ５〜の期間は、ベース負荷電流に加え、電動機が駆動されている期間である。
【００４６】
そこで、電池パック１１が制御装置や電子機器などのベース負荷の消費電力に着目し、ベース負荷の消費電力に対応するベース負荷電流を予め測定しておき、ベース負荷電流記憶部２８に記憶しておく。そして、残量補正手段２９は、制御装置が消費電力の変動の大きい負荷（例えば、電動機）を駆動していないときの放電電流Ｉoutとベース負荷電流記憶部２８に記憶されたベース負荷電流とを比較し、電池パック１１がベース負荷のみに電流を供給しているときの放電電流Ｉoutが予めベース負荷電流と一致するように増幅器１３の増幅率を調整する。これにより、放電電流検出手段１２の検出信号の誤差を補正し、第１残量演算手段２０で演算された電池パックの残量（第１残量）をより正確なものとすることができる。
【００４７】
以上の説明では、図７に示した第３実施形態に対し、ベース負荷電流記憶部２８と残量補正手段２９とを追加して設けた場合について説明したが、図１に示した第１実施形態、図５に示した第２実施形態に対し、ベース負荷電流記憶部２８と残量補正手段２９とを追加して設けるようにしてもよい。
【００４８】
また、以上の各々の実施形態において、電池パック１１に残量検知用の演算部１５及び記憶部１６を設けるようにしたが、遠隔操作ロボットに搭載される電池パックの場合には、遠隔操作ロボットを監視制御する監視制御装置（マイコン）に形成してもよい。また、遠隔操作ロボットに搭載されたマイコンに代えて、遠隔操作ロボットを遠隔操作する遠隔操作部に設けるようにしてもよい。
【００４９】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５０】
１１…電池パック、１２…放電電流検出手段、１３…増幅器、１４…充電電流検出手段、１５…演算部、１６…記憶部、１７…電池セル、１８…充電器、１９…放電器、２０…第１残量演算手段、２１…第１残量記憶部、２２…第２残量演算手段、２３…充電電流プロファイル記憶部、２４…第２残量記憶部、２５…残量初期化手段、２６…充放電サイクル数記憶部、２７…充電電流プロファイル作成手段、２８…ベース負荷電流記憶部、２９…残量補正手段
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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