(57)【要約】【課題】現在放電中の電源電圧を感知して、少なくとも２つの放電電圧レベルで完全充電容量を算出することにより、総完全充電容量を正確に算出することのできるハイブリットバッテリを提供する。  【解決手段】本発明のハイブリットバッテリは、第１電源１１００と、第２電源１２００と、第１電源または第２電源の電流情報を感知して出力するセンスレジスタ１３００と、第１電源または第２電源の電源電圧が第１放電電圧レベルまたは第２放電電圧レベルになった場合、センスレジスタからの電流情報を利用して第１累積放電量または第２累積放電量を算出し、この第１累積放電量または第２累積放電量に基づいて第１完全充電容量または第２完全充電容量を算出するフューエルゲージ回路１４００とを備えていることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自身の電圧情報を出力する第１電源と、
前記第１電源に並列に設置され、自身の電圧情報を出力する第２電源と、
前記第１電源及び前記第２電源に直列に設置され、前記第１電源または前記第２電源の電流情報を感知して出力するセンスレジスタと、
前記第１電源または前記第２電源のうち、現在放電中の電源の電圧が第１放電電圧レベルになった場合、それまでに前記センスレジスタから得た電流情報を利用して第１累積放電量を算出し、前記第１累積放電量に、前記第１放電電圧レベルにおける第１容量を加算して、第１完全充電容量を算出するフューエルゲージ回路と
を備えていることを特徴とするハイブリッドバッテリ。
【請求項２】
前記フューエルゲージ回路による第１容量は、前記第１放電電圧レベルに割当てられた百分率に前回の完全充電容量を乗算して得た値であることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッドバッテリ。
【請求項３】
前記フューエルゲージ回路は、前記第１放電電圧レベルよりも小さな値である第２放電電圧レベルになった場合、前記センスレジスタからそれまでに得た電流情報を利用して第２累積放電量を算出し、前記第２累積放電量に前記第２放電電圧レベルにおける第２容量を加算して、第２完全充電容量を算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のハイブリッドバッテリ。
【請求項４】
前記フューエルゲージ回路による第２容量は、前記第２放電電圧レベルに割当てられた百分率に前回の完全充電容量を乗算して得た値であることを特徴とする請求項３に記載のハイブリッドバッテリ。
【請求項５】
前記フューエルゲージ回路は、
前記第１電源の放電電圧レベルのうち互いに異なる少なくとも２つの放電電圧レベルを検出する第１放電電圧レベル検出部と、
前記第２電源の放電電圧レベルのうち互いに異なる少なくとも２つの放電電圧レベルを検出する第２放電電圧レベル検出部と、
前記センスレジスタの電流情報から累積放電量を算出する累積放電量算出部と、
前記第１放電電圧レベル検出部または前記第２放電電圧レベル検出部から得た放電電圧レベルがあらかじめ設定された放電電圧レベルになった場合、前記累積放電量算出部から得たそれまでの累積放電量に前記放電電圧レベルにおける容量を加算して、完全充電容量を算出する容量算出部と
を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のハイブリッドバッテリ。
【請求項６】
前記容量算出部による放電電圧レベルにおける容量は、前記放電電圧レベルに割当てられた百分率に前回の完全充電容量を乗算して得た値であることを特徴とする請求項５に記載のハイブリッドバッテリ。
【請求項７】
前記フューエルゲージ回路は、現在放電中の電源の完全充電容量を算出し、この完全充電容量に現在放電中ではない他の電源のあらかじめ格納された完全充電容量を加算して、新たに総完全充電容量を算出することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のハイブリッドバッテリ。
【請求項８】
前記第１電源及び前記第２電源は、充電可能なバッテリであることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のハイブリッドバッテリ。
【請求項９】
前記第１電源及び前記第２電源は、円筒型リチウムイオンバッテリ、角型リチウムイオンバッテリ、パウチ型リチウムポリマーバッテリ、パウチ型リチウムイオンバッテリの中から選択されたいずれか１つで構成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のハイブリッドバッテリ。
【請求項１０】
前記第１電源及び前記第２電源は、形状、化学的性質、容量または充放電電圧のうちの少なくともいずれか１つが互いに異なるバッテリであることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のハイブリッドバッテリ。
【請求項１１】
形状、化学的性質、容量、または充放電電圧のうちの少なくともいずれか１つが異なる第１電源と第２電源とから構成されるハイブリッドバッテリの完全充電容量算出方法であって、
前記第１電源が放電状態である場合には、その累積放電量を算出して１次放電電圧レベルであるかどうかを判断するステップと、
前記第１電源の累積放電量に前記１次放電電圧レベルにおける容量を加算して、前記第１電源の完全充電容量を算出する第１完全充電容量算出ステップと、
前記第１電源の累積放電量を算出し、前記１次放電電圧レベルよりも小さな２次放電電圧レベルであるかどうかを判断するステップと、
前記第１電源の累積放電量に前記２次放電電圧レベルにおける容量を加算して、前記第１電源の完全充電容量をさらに算出する第２完全充電容量算出ステップと
を含むことを特徴とするハイブリッドバッテリの完全充電容量算出方法。
【請求項１２】
前記容量は、前記放電電圧レベルに割当てられた百分率に前回の完全充電容量を乗算して得た値であることを特徴とする請求項１１に記載のハイブリッドバッテリの完全充電容量算出方法。
【請求項１３】
前記第１及び第２完全充電容量算出ステップの後に、前記第１電源の完全充電容量をメモリに格納するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載のハイブリッドバッテリの完全充電容量算出方法。
【請求項１４】
前記第１及び第２完全充電容量算出ステップの後に、前記第１電源の完全充電容量に現在放電中ではない前記第２電源のあらかじめ格納された完全充電容量を加算することによって、前記第１電源及び前記第２電源の総完全充電容量を算出するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１１乃至請求項１３のいずれか１項に記載のハイブリッドバッテリの完全充電容量算出方法。
【請求項１５】
形状、化学的性質、容量、または充放電電圧のうち少なくともいずれか１つが異なる第１電源と第２電源とで構成されるハイブリッドバッテリの完全充電容量算出方法であって、
前記第２電源が放電状態である場合には、その累積放電量を算出して１次放電電圧レベルであるかどうかを判断するステップと、
前記第２電源の累積放電量に前記１次放電電圧レベルにおける容量を加算して前記第２電源の完全充電容量を算出する第１完全充電容量算出ステップと、
前記第２電源の累積放電量を算出して前記１次放電電圧レベルよりも小さな２次放電電圧レベルであるかどうかを判断するステップと、
前記第２電源の累積放電量に前記２次放電電圧レベルにおける容量を加算して前記第２電源の完全充電容量をさらに算出する第２完全充電容量算出ステップと
を含むことを特徴とするハイブリッドバッテリの完全充電容量算出方法。
【請求項１６】
前記容量は、前記放電電圧レベルに割当てられた百分率に前回の完全充電容量を乗算して得た値であることを特徴とする請求項１５に記載のハイブリッドバッテリの完全充電容量算出方法。
【請求項１７】
前記第１及び第２完全充電容量算出ステップの後に、前記第２電源の完全充電容量をメモリに格納するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１５または請求項１６に記載のハイブリッドバッテリの完全充電容量算出方法。
【請求項１８】
前記第１及び第２完全充電容量算出ステップの後に、前記第２電源の完全充電容量に現在放電中ではない前記第１電源のあらかじめ格納された完全充電容量を加算することによって、前記第２電源及び前記第１電源の総完全充電容量を算出するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１５乃至請求項１７のいずれか１項に記載のハイブリッドバッテリの完全充電容量算出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッドバッテリ及びその完全充電容量算出方法に関し、より詳しくは、現在放電中のバッテリ電圧を感知して、少なくとも２つの放電電圧レベルを用いて完全充電容量をそれぞれ算出し、算出した放電中のバッテリの完全充電容量と、放電中ではないバッテリの完全充電容量とを合計して正確な残存容量を算出できるようにしたハイブリッドバッテリ及びその完全充電容量算出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に携帯用電子機器は、充電可能なバッテリにより電力が供給され、そのバッテリによる電源供給可能時間によってその携帯用電子機器の使用可能時間も決定される。このため、上記携帯用電子機器の使用可能時間を延長するためには、上記バッテリを随時充電しなければならない。
【０００３】
上記携帯用電子機器の使用可能時間を最大化するために、２つのバッテリを１つの携帯用電子機器に取り付ける方法が知られている。例えば、同じ大きさ及び同じ化学的性質を有する２つのバッテリを設け、これを１つの携帯用電子機器に取り付けたものである。
【０００４】
しかしながら、このような方法は、充電及び放電を制御するための回路をそれぞれのバッテリに形成する必要があると同時に、各バッテリの残存容量を算出するためのフューエルゲージ回路、またはマイクロコンピュータをそれぞれ設ける必要があることから、バッテリの値段が高くなるという問題点がある。
【０００５】
また、このような従来のバッテリは、各バッテリに取り付けられたバッテリセルの形状及び化学的性質が全く同じであるため、更なるスペースを必要とし、その結果、体積当りのエネルギー使用効率が低下するという問題点がある。
【０００６】
一方、バッテリの正確な残存容量ＲＣ（Remaining Capacity）を表示するための基準容量として、完全充電容量ＦＣＣ（Full Charge Capacity）の概念が使用されている。ここで、上記残存容量は、周知のように、相対的バッテリ充電状態ＲＳＯＣ（Relative State Of Charge）を現在の完全充電容量に対する百分率で表したものである。上記完全充電容量は、バッテリの充電可能な最大容量を表示したもので、これは知られているように、充放電サイクルの回数が増加するほど次第に小さくなる。
【０００７】
従って、上記完全充電容量は、バッテリの充放電サイクルの回数が増加するのに応じて算出（または補正）する必要があり、一般的に行なわれている算出方法では、バッテリが完全充電された状態で放電を開始し、バッテリの電圧がいわゆる１つの放電電圧レベルＥＤＶ（End Of Discharge Voltage Level）に逹するまで、つまり、バッテリの完全放電直前までに放電した容量を基準容量として上記完全充電容量を算出している。
【０００８】
ところが、上記従来のバッテリに対する完全充電容量は、完全放電前の１つの放電電圧レベルを用いて算出されたものであり、この完全充電容量を利用してバッテリの残存容量を算出しているため、バッテリが完全放電電圧に逹していない状態で充電を行うことになり、正確なバッテリの残存容量を算出することが困難になるという問題点がある。
【０００９】
さらに、少なくとも２つのバッテリを１つにした構成の場合には、バッテリごとに完全充電容量を算出し、これらを合計して総完全充電容量を算出しなければならないが、このような少なくとも２つのバッテリに対する完全充電容量の算出方法が未だ開発されていない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記のような従来の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、形状、化学的性質、容量、または充電電圧が互いに異なる２つ以上のバッテリを収容するとともに、容量算出及び電源管理は１つの回路で実現することのできるハイブリッドバッテリを提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、現在放電中のバッテリ電圧を感知して、少なくとも２つの放電電圧レベルを用いて完全充電容量を算出し、算出した放電中のバッテリの完全充電容量と、放電中ではないバッテリの完全充電容量とを合計して正確な残存容量を算出できるようにしたハイブリッドバッテリ及びその完全充電容量算出方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述の目的を達成するために、本発明に係るハイブリッドバッテリは、自身の電圧情報を出力する第１電源と、前記第１電源に並列に設置され、自身の電圧情報を出力する第２電源と、前記第１電源及び前記第２電源に直列に設置され、前記第１電源または前記第２電源の電流情報を感知して出力するセンスレジスタと、前記第１電源または前記第２電源のうち、現在放電中の電源の電圧が第１放電電圧レベルになった場合、それまでに前記センスレジスタから得た電流情報を利用して第１累積放電量を算出し、前記第１累積放電量に前記第１放電電圧レベルにおける第１容量を加算して、第１完全充電容量を算出するフューエルゲージ回路とを備えていることを特徴とする。
【００１３】
また、前記フューエルゲージ回路による第１容量は、前記第１放電電圧レベルに割当てられた百分率に前回の完全充電容量を乗算して得た値であることを特徴とする。
【００１４】
また、前記フューエルゲージ回路は、前記第１放電電圧レベルよりも小さな値である第２放電電圧レベルになった場合、前記センスレジスタからそれまでに得た電流情報を利用して第２累積放電量を算出し、前記第２累積放電量に前記第２放電電圧レベルにおける第２容量を加算して、第２完全充電容量を算出することを特徴とする。
【００１５】
また、前記フューエルゲージ回路による第２容量は、前記第２放電電圧レベルに割当てられた百分率に前回の完全充電容量を乗算して得た値であることを特徴とする。
【００１６】
また、前記フューエルゲージ回路は、前記第１電源の放電電圧レベルのうち互いに異なる少なくとも２つの放電電圧レベルを検出する第１放電電圧レベル検出部と、前記第２電源の放電電圧レベルのうち互いに異なる少なくとも２つの放電電圧レベルを検出する第２放電電圧レベル検出部と、前記センスレジスタの電流情報から累積放電量を算出する累積放電量算出部と、前記第１放電電圧レベル検出部または前記第２放電電圧レベル検出部から得た放電電圧レベルがあらかじめ設定された放電電圧レベルになった場合、前記累積放電量算出部から得たそれまでの累積放電量に前記放電電圧レベルにおける容量を加算して、完全充電容量を算出する容量算出部とを備えていることを特徴とする。
【００１７】
また、前記容量算出部による放電電圧レベルにおける容量は、前記放電電圧レベルに割当てられた百分率に前回の完全充電容量を乗算して得た値であることを特徴とする。
【００１８】
また、前記フューエルゲージ回路は、現在放電中の電源の完全充電容量を算出し、この完全充電容量に現在放電中ではない他の電源のあらかじめ格納された完全充電容量を加算して、総完全充電容量を新たに算出することができる。
【００１９】
また、前記第１電源及び前記第２電源は、充電可能なバッテリであることを特徴とする。
【００２０】
また、前記第１電源及び前記第２電源は、円筒型リチウムイオンバッテリ、角型リチウムイオンバッテリ、パウチ型リチウムポリマーバッテリ、パウチ型リチウムイオンバッテリの中から選択されたいずれか一つであることを特徴とする。
【００２１】
また、前記第１電源及び前記第２電源は、形状、化学的性質、容量、または充放電電圧のうちの少なくともいずれか１つが互いに異なるバッテリであることを特徴とする。
【００２２】
上述の目的を達成するために、本発明は、形状、化学的性質、容量、または充放電電圧のうちの少なくともいずれか１つが異なる第１電源と第２電源とから構成されるハイブリッドバッテリの完全充電容量算出方法であって、前記第１電源が放電状態である場合には、その累積放電量を算出して１次放電電圧レベルであるかどうかを判断するステップと、前記第１電源の累積放電量に前記１次放電電圧レベルにおける容量を加算して前記第１電源の完全充電容量を算出する第１完全充電容量算出ステップと、前記第１電源の累積放電量を算出し、前記１次放電電圧レベルよりも小さな２次放電電圧レベルであるかどうかを判断するステップと、前記第１電源の累積放電量に前記２次放電電圧レベルにおける容量を加算して、前記第１電源の完全充電容量をさらに算出する第２完全充電容量算出ステップとを含むことを特徴とする。
【００２３】
ここで、前記容量は、前記放電電圧レベルに割当てられた百分率に前回の完全充電容量を乗算して得た値であることを特徴とする。
【００２４】
また、前記第１及び第２完全充電容量算出ステップの後に、前記第１電源の完全充電容量をメモリに格納するステップをさらに含むことを特徴とする。
【００２５】
また、前記第１及び第２完全充電容量算出ステップの後に、前記第１電源の完全充電容量に現在放電中ではない前記第２電源のあらかじめ格納された完全充電容量を加算することによって、前記第１電源及び前記第２電源の総完全充電容量を算出するステップをさらに含むことを特徴とする。
【００２６】
上述の目的を達成するために、本発明は、形状、化学的性質、容量、または充放電電圧のうちの少なくともいずれか１つが異なる第１電源と第２電源とで構成されるハイブリッドバッテリの完全充電容量算出方法であって、前記第２電源が放電状態である場合には、その累積放電量を算出して１次放電電圧レベルであるかどうかを判断するステップと、前記第２電源の累積放電量に前記１次放電電圧レベルにおける容量を加算して前記第２電源の完全充電容量を算出する第１完全充電容量算出ステップと、前記第２電源の累積放電量を算出して前記１次放電電圧レベルよりも小さな２次放電電圧レベルであるかどうかを判断するステップと、前記第２電源の累積放電量に前記２次放電電圧レベルにおける容量を加算して前記第２電源の完全充電容量をさらに算出する第２完全充電容量算出ステップとを含むことを特徴とする。
【００２７】
また、前記容量は、前記放電電圧レベルに割当てられた百分率に前回の完全充電容量を乗算して得た値であることを特徴とする。
【００２８】
また、前記第１及び第２完全充電容量算出ステップの後に、前記第２電源の完全充電容量をメモリに格納するステップをさらに含むことを特徴とする。
【００２９】
また、前記第１及び第２完全充電容量算出ステップの後に、前記第２電源の完全充電容量に現在放電中ではない前記第１電源のあらかじめ格納された完全充電容量を加算することによって、前記第２電源及び前記第１電源の総完全充電容量を算出するステップをさらに含むことを特徴とする。
【００３０】
このように本発明のハイブリッドバッテリ及びその完全充電容量算出方法によれば、バッテリの完全充電容量を少なくとも２つの放電電圧レベルを用いて新たに算出するので、バッテリの残存容量をより正確に算出することができる。
【００３１】
また、現在放電中のバッテリの完全充電容量を算出した後に、これに現在放電中ではない他のバッテリのあらかじめ格納された完全充電容量を加算することによって、ハイブリッドバッテリ全体の完全充電容量を新たに算出できるようにしたので、ハイブリッドバッテリ全体の残存容量もより正確に算出することができる。
【発明の効果】
【００３２】
本発明に係るハイブリッドバッテリ及びその完全充電容量算出方法によれば、バッテリの完全充電容量を少なくとも２つの放電電圧レベルを用いて新たに算出するので、バッテリの残存容量をより正確に算出することができるという効果がある。
【００３３】
また、現在放電中のバッテリの完全充電容量を算出した後、これに現在放電中ではない他のバッテリのあらかじめ格納された完全充電容量を加算して、ハイブリッドバッテリ全体の完全充電容量を新たに算出できるようにしたので、ハイブリッドバッテリ全体の残存容量もより正確に算出できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の属する技術分野の通常の知識を有する者が容易に実施できるように、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
【００３５】
図１は、本発明に係るハイブリッドバッテリ１０００の一例を示すブロック図である。
【００３６】
図１に示すように、本発明に係るハイブリッドバッテリ１０００は、第１電源１１００と、第２電源１２００と、センスレジスタ１３００と、フューエルゲージ回路１４００とを備えている。
【００３７】
上記第１電源１１００はさらに、第１バッテリセル１１１０、第１主保護回路１１２０、第１予備充電/充電/放電スイッチ１１３０、第１補助保護回路１１４０、第１ヒューズ１１５０及び第１温度センサー１１６０を備えている。上記第１バッテリセル１１１０は、充電及び放電が可能な少なくとも１つの２次電池が直列または/及び並列に接続された形態で構成することができる。たとえば、このような２次電池は、円筒型リチウムイオン電池、角型リチウムイオン電池、パウチ型リチウムポリマー電池、パウチ型リチウムイオン電池、またはその等価物の中から選択されたいずれか１つであれば良いが、これらの例示したものに限定されるわけではない。
【００３８】
上記第１主保護回路１１２０は、上記第１バッテリセル１１１０の充電電圧または放電電圧を感知して、その値をフューエルゲージ回路１４００に伝達する役割をしている。また、上記第１主保護回路１１２０は、フューエルゲージ回路１４００の制御信号（つまり、充電停止信号、充電開始信号、放電停止信号及び放電開始信号）によって第１予備充電/充電/放電スイッチ１１３０をターンオンもしくはターンオフする役割を有する。さらに、このような第１主保護回路１１２０は、センスレジスタ１３００から電流信号を感知して、その感知結果の値を過電流と判断した場合には、第１予備充電/充電/放電スイッチ１１３０をターンオフする役割も有する。上記第１主保護回路１１２０及び第１予備充電/充電/放電スイッチ１１３０の有機的な結合関係を以下に述べる。
【００３９】
上記第１予備充電/充電/放電スイッチ１１３０は、第１バッテリセル１１１０の正極端子Ｂ＋とパック正極端子Ｐ＋との間の充放電経路に直列に接続されている３個のスイッチで構成することができる。このような第１予備充電/充電/放電スイッチ１１３０は、上記第１主保護回路１１２０からの制御信号によってターンオン及びターンオフする。なお、場合によっては上記第１予備充電スイッチは設けなくても良い。
【００４０】
上記第１補助保護回路１１４０は、例えば、上記第１主保護回路１１２０または第１予備充電/充電/放電スイッチ１１３０が正常に動作しない場合に、第１ヒューズ１１５０を切断することで充放電経路を遮断する役割を有する。
【００４１】
上記第１ヒューズ１１５０は、上記第１予備充電/充電/放電スイッチ１１３０とパック正極端子Ｐ＋との間の充放電経路に直列に接続されている。上述のように、上記第１ヒューズ１１５０は、上記第１補助保護回路１１４０の制御信号によって切断され、一度切断されれば再び回復しない特性を有している。
【００４２】
上記第１温度センサー１１６０は、上記第１バッテリセル１１１０の温度を感知して、それをフューエルゲージ回路１４００に出力する。上記フューエルゲージ回路１４００は、上記第１温度センサー１１６０から得た温度が許容温度以上である場合には、上記第１主保護回路１１２０に充電または放電停止信号を出力することで、該第１主保護回路１１２０が第１予備充電/充電/放電スイッチ１１３０のうちの少なくともいずれか１つをターンオフして充放電経路を遮断するように動作する。勿論、上記フューエルゲージ回路１４００は、上記第１温度センサー１１６０によって感知された温度を利用してバッテリの容量補正用として使用することもできる。このように、温度によってバッテリの容量を補正する方法は、当業者に周知の方法であるので、詳細な説明は省略する。
【００４３】
また、上記第２電源１２００も同様に、第２バッテリセル１２１０、第２主保護回路１２２０、第２予備充電/充電/放電スイッチ１２３０、第２補助保護回路１２４０、第２ヒューズ１２５０及び第２温度センサー１２６０を備えている。上記第２バッテリセル１２１０は、充電及び放電が可能な少なくとも１つの２次電池であって、直列または/及び並列に接続された形態で構成することができる。たとえば、このような２次電池は、円筒型リチウムイオン電池、角型リチウムイオン電池、パウチ型リチウムポリマー電池、パウチ型リチウムイオン電池、またはその等価物の中から選択されたいずれか１つで構成することが可能であるが、これらに限定されるわけではない。
【００４４】
ここで重要な点は、上記第１電源１１００の第１バッテリセル１１１０と第２電源１２００の第２バッテリセル１２１０とは、形状、化学的性質、容量、充電電圧、または充電電流などが互いに異なっていても良いことである。たとえば、上記第１バッテリセル１１１０が円筒型リチウムイオン電池である場合には、上記第２バッテリセル１２１０は角型リチウムイオン電池、パウチ型リチウムポリマー電池、パウチ型リチウムイオン電池、またはその等価物の中から選択されたいずれか１つであってもよい。また、上記第１電源１１００がリチウム系バッテリセルである場合には、上記第２バッテリセル１２１０は、ニッケル-カドミウム電池、ニッケル-水素電池、またはその等価物のいずれか一つであってもよい。また、上記第１電源１１００の容量と第２電源１２００の容量とが互いに異なっても良い。さらに、上記第１電源１１００の充電電圧及び充電電流と、第２電源１２００の充電電圧及び充電電流とが互いに異なっていても良い。
【００４５】
上記第２主保護回路１２２０は、上記第２バッテリセル１２１０の充電電圧または放電電圧を感知して、その結果をフューエルゲージ回路１４００に送信する。また、上記第２主保護回路１２２０は、フューエルゲージ回路１４００の制御信号（つまり、充電停止信号、充電開始信号、放電停止信号及び放電開始信号）によって第２予備充電/充電/放電スイッチ１２３０をターンオンまたはターンオフする役割を有する。さらに、このような第２主保護回路１２２０は、センスレジスタ１３００からの電流信号を感知して、その感知した結果により過電流と判断した場合には、第２予備充電/充電/放電スイッチ１２３０をターンオフする役割も有する。
【００４６】
上記第２予備充電/充電/放電スイッチ１２３０は、第２バッテリセル１２１０の正極端子Ｂ＋とパック正極端子Ｐ＋との間の充放電経路に直列に接続されている３個のスイッチで構成することができる。このような第２予備充電/充電/放電スイッチ１２３０は、上記第２主保護回路１２２０からの制御信号によってターンオン及びターンオフされる。勿論、上記第２予備充電スイッチは、場合によっては設けなくても良い。
【００４７】
上記第２補助保護回路１２４０は、たとえば、第２予備充電/充電/放電スイッチ１２３０が正常に動作しない場合に、第２ヒューズ１２５０を切断する役割を有する。
【００４８】
上記第２ヒューズ１２５０は、上記第２予備充電/充電/放電スイッチ１２３０とパック正極端子Ｐ＋との間の充放電経路に直列に接続されている。上述のように、上記第２ヒューズ１２５０は、上記第２補助保護回路１２４０からの制御信号によって切断され、一度切断されると再び回復しない特性を有している。
【００４９】
上記第２温度センサー１２６０は、上記第２バッテリセル１２１０の温度を感知して、それをフューエルゲージ回路１４００に出力する。上記フューエルゲージ回路１４００は、上記第２温度センサー１２６０から得た温度が許容温度以上である場合には、上記第２主保護回路１２２０に充電または放電停止信号を出力することにより、第２主保護回路１２２０が第２予備充電/充電/放電スイッチ１２３０のうちの少なくともいずれか一つをターンオフして充放電経路を遮断するように制御する。なお、上述のように、上記フューエルゲージ回路１４００は、上記第２温度センサー１２６０から得た温度を利用して容量補正を行うことも可能である。
【００５０】
ここで、上記第２ヒューズ１２５０（または第１ヒューズ１１５０）及び第２補助保護回路１２４０（第１補助保護回路１１４０）は、本発明の構成要素として採用しなくても良い。即ち、上記第１ヒューズ１１５０（または第２ヒューズ１２５０）をノードＮ１と、パック正極端子Ｐ＋との間に設置し、第１補助保護回路１１４０（または第２補助保護回路１２４０）が第１主保護回路１１２０または第２主保護回路１２２０などで異常動作があったときに動作するようにプログラムをセットアップすることで、上記第２ヒューズ１２５０（または第１ヒューズ１１５０）及び第２補助保護回路１２４０（第１補助保護回路１１４０）を省略することができる。
【００５１】
上記センスレジスタ１３００は、ノードＮ２とパック負極端子Ｐ−との間の充放電経路に直列に設けられている。このようなセンスレジスタ１３００は、それに印加される電圧を電流に換算してフューエルゲージ回路１４００、第１主保護回路１１２０及び第２主保護回路１２２０にそれぞれ送信する役割を有する。上述のように、上記センスレジスタ１３００は、過電流であるか否かを第１主保護回路１１２０及び第２主保護回路１２２０に知らせる役割を有するとともに、上記フューエルゲージ回路１４００に対して累積放電量を算出できるようにする役割も有する。
【００５２】
さらに、図１には、１個のセンスレジスタ１３００が設けられているが、実際は全部で３個設けることもできる。例えば、センスレジスタ１３００は、第１バッテリセル１１１０の負極端子Ｂ−とノードＮ２との間、第２バッテリセル１２１０の負極端子Ｂ−とノードＮ２との間、ノードＮ２とパック負極端子Ｐ−との間にそれぞれ設けることができる。このように、３個のセンスレジスタ１３００を設けることによって、第１バッテリセル１１１０及び第２バッテリセル１２１０にそれぞれ流れる過電流及び累積放電量をより正確に感知することができ、また第１バッテリセル１１１０と第２バッテリセル１２１０の全体に流れる過電流及び累積放電量もより正確に感知することができることになる。しかし、パックの製造コストが増加する短所がある。
【００５３】
上記フューエルゲージ回路１４００は、内部に中央処理装置（ＣＰＵ）、ラム（ＲＡＭ）またはロム（ＲＯＭ）のようなメモリ１４５０及び各種入出力ポートを有するフューエルゲージＩＣまたはマイクロコンピュータで構成することができる。このようなフューエルゲージ回路１４００は基本的に上述したように、第１電源１１００の第１主保護回路１１２０から第１バッテリセル１１１０の電圧情報を得ており、第２電源１２００の第２主保護回路１２２０から第２バッテリセル１２１０の電圧情報を得ており、また、上記センスレジスタ１３００から電流情報（累積放電量）を得ている。さらに、上記フューエルゲージ回路１４００は、第１電源１１００の第１温度センサー１１６０から第１バッテリセル１１１０の温度情報を得ており、第２電源１２００の第２温度センサー１２６０から第２バッテリセル１２１０の温度情報を得ている。
【００５４】
上記フューエルゲージ回路１４００は基本的に、上記センスレジスタ１３００から得た累積放電量に基づいてクーロンカウンタ（電流積算）を行なうことによって、第１電源１１００及び第２電源１２００の完全充電容量（ＦＣＣ）及び残存容量（ＲＣ）などを算出する。このバッテリの完全充電容量算出方法を以下に述べる。ただし、上記フューエルゲージ回路１４００は、第１電源１１００及び第２電源１２００の残存容量をそれぞれ算出し、２つのバッテリの残存容量を合計して外部システム１５００（負荷１５１０）にＳＭＢＵＳのような通信ラインを介して送信する。これにより、外部システム１５００、つまり、負荷１５１０を通してまるで１つのバッテリが接続されているように認識され、総容量を容易に確認することができる。
【００５５】
一方、上記フューエルゲージ回路１４００は、第１電源１１００の第１主保護回路１１２０から充電電圧情報及び放電電圧情報を得ており、充電電圧が過充電電圧と認識された場合には、充電停止信号を第１主保護回路１１２０に出力し、放電電圧が過放電電圧と認識された場合には、放電停止信号を第１主保護回路１１２０に出力する。勿論、上記第１主保護回路１１２０は、充電停止信号が入力されると、第１充電スイッチをターンオフし、放電停止信号が入力されると、第１放電スイッチをターンオフする。
【００５６】
なお、上記フューエルゲージ回路１４００は、第２電源１２００の第２主保護回路１２２０から充電電圧情報及び放電電圧情報を得ており、充電電圧が過充電と認識された場合には、充電停止信号を第２主保護回路１２２０に出力し、放電電圧が過放電電圧と認識された場合には、放電停止信号を第２主保護回路１２２０に出力する。勿論、上記第２主保護回路１２２０は、充電停止信号が入力されると、第２充電スイッチをターンオフし、放電停止信号が入力されると、第２放電スイッチをターンオフする。
【００５７】
また、上記フューエルゲージ回路１４００は、第１電源１１００または第２電源１２００のうちのいずれか１つのみから電力を外部システム１５００に供給するように制御する役割を有する。たとえば、上記フューエルゲージ回路１４００は、第１電源１１００のみから電力を負荷１５１０へ供給するようにした場合には、上記第２電源１２００に充電停止信号及び放電停止信号を出力して、上記第２電源１２００が第１電源１１００によって充電されないようにする。勿論、このようにすることで第２電源１２００の放電も遮断される。
【００５８】
また、上記フューエルゲージ回路１４００は、第２電源１２００のみから電力を負荷１５１０へ供給するようにした場合には、上記第１電源１１００に充電停止信号及び放電停止信号を出力して、上記第１電源１１００が第２電源１２００によって充電されないようにする。このようにすることで第１電源１１００の放電も遮断される。
【００５９】
ここで、前提としては、パック正極端子Ｐ＋及びパック負極端子Ｐ−に負荷１５１０が接続されている場合にのみこのような動作が実行される。即ち、パック正極端子Ｐ＋及びパック負極端子Ｐ−に充電回路１５２０が接続されている場合には、それと異なるメカニズムを有することもある。即ち、充電回路１５２０が接続された場合には、上記フューエルゲージ回路１４００は第１電源１１００と第２電源１２００が順に、または同時に充電されるように制御することができる。
【００６０】
また、上記フューエルゲージ回路１４００は、第１電源１１００の第１温度センサー１１６０から得た温度情報が許容温度より高いと判断した場合には、第１主保護回路１１２０に充電停止信号または放電停止信号を出力することにより、第１主保護回路１１２０が充放電経路を遮断するように制御する。すなわち、第１主保護回路１１２０が第１充電スイッチまたは第２放電スイッチをターンオフする。
【００６１】
また、上記フューエルゲージ回路１４００は、第２電源１２００の第２温度センサー１２６０から得た温度情報が許容温度より高いと判断した場合には、第２主保護回路１２２０に充電停止信号または放電停止信号を出力することにより、第２主保護回路１２２０が充放電経路を遮断するように制御する。すなわち、第２主保護回路１２２０が第１充電スイッチまたは第２放電スイッチをターンオフする。
【００６２】
図２ａは、本発明に係るハイブリッドバッテリ１０００のうち第１主保護回路１１２０及び第１予備充電/充電/放電スイッチ１１３０の関係を示した回路図であり、図２ｂは、第１補助保護回路１１４０とヒューズ１１５０の関係を示した回路図である。
【００６３】
図２ａには、第１電源１１００の第１主保護回路１１２０と第１予備充電/充電/放電スイッチ１１３０の構成を示している。このような構成は、第２電源１２００にそのまま適用可能である。よって、第２電源１２００に設けられている第２主保護回路１２２０及び第２予備充電/充電/放電スイッチ１２３０の詳細な構成及び作用に関する説明は省略する。
【００６４】
まず、第１バッテリセル１１１０の正極端子Ｂ＋とパック正極端子Ｐ＋の充放電経路に第１充電スイッチ１１３１、第１予備充電スイッチ１１３２及び第１放電スイッチ１１３３が順に接続されている。すなわち、上記第１充電スイッチ１１３１及び第１放電スイッチ１１３３は、充放電経路に直列に接続されており、上記予備充電スイッチ１１３２は、充放電経路に並列に接続されている。上記全てのスイッチ（１１３１、１１３２、１１３３）は、例えば、ドレイン（drain）からソース（source）方向に順方向の寄生ダイオード（parasite diode）を有するＰチャネル電界効果トランジスタ（P channel Field Effect Transistor）で構成することができるが、この半導体素子に本発明が限定されるものではない。
【００６５】
上記第１充電スイッチ１１３１のソースと第１放電スイッチ１１３３のソースは互いに接続されている。また、上記第１充電スイッチ１１３１のドレインは、第１バッテリセル１１１０の正極端子Ｂ＋に接続されており、上記第１放電スイッチ１１３３のドレインはパック正極端子Ｐ＋に接続されている。さらに、上記第１予備充電スイッチ１１３２は、ソースが上記第１充電スイッチ１１３１と第１放電スイッチ１１３３のソースにそれぞれ接続されており、ドレインは上記第１充電スイッチ１１３１のドレインに抵抗Ｒを経由して接続されている。図面の未説明符号Ｃは、電源変動抑制用として接続されたキャパシターである。
【００６６】
また、上記第１充電スイッチ１１３１、第１予備充電スイッチ１１３２及び第１放電スイッチ１１３３の各ゲートは、第１主保護回路１１２０によって制御される構成になっている。例えば、第１主保護回路１１２０がＣＦＥＴ端子を介してロー（low）信号を印加すると第１充電スイッチ１１３１がターンオンし、ＰＣＦＥＴ端子を介してロー信号を印加すると第１予備充電スイッチ１１３２がターンオンし、ＤＦＥＴ端子を介してロー信号を印加すると第１放電スイッチ１１３３がターンオンする。勿論、これと反対に、第１主保護回路１１２０がＣＦＥＴ端子を介してハイ（high）信号を印加すると第１充電スイッチ１１３１がターンオフし、ＰＣＦＥＴ端子を介してハイ信号を印加すると第１予備充電スイッチ１１３２がターンオフし、ＤＦＥＴ端子を介してハイ信号を印加すると第１放電スイッチ１１３３がターンオフする。なお、このような各スイッチ（１１３１、１１３２、１１３３）のゲート電圧制御のために、第１主保護回路１１２０にＦＥＴ制御回路１１２２が内蔵することも可能である。
【００６７】
このような構成により、上記第１主保護回路１１２０が第１充電スイッチ１１３１をターンオフすると、第１バッテリセル１１１０の充電が停止し（寄生ダイオードにより放電は可能）、第１放電スイッチ１１３３をターンオフすると、第１バッテリセル１１１０の放電が停止（寄生ダイオードにより充電は可能）する。勿論、周知のように、上記第１予備充電スイッチ１１３２は、例えば、第１バッテリセル１１１０の電圧が過放電電圧以下に低下した場合に、充電電流を低下させてバッテリセルに所定時間提供し、上記第１バッテリセル１１１０がファースト（fast）充電できる程度の電圧になるようにする。このような第１充電スイッチ１１３１、第１予備充電スイッチ１１３２及び第１放電スイッチ１１３３の動作は当業者に周知であるので、詳細な説明は省略する。
【００６８】
図２ｂに示した構成は、第１電源１１００の第１補助保護回路１１４０と第１ヒューズ１１５０であるが、このような構成は、第２電源１２００に対してそのまま適用可能である。従って、第２電源１２００の第２補助保護回路１２４０と第２ヒューズ１２５０に関する構成及び作用についての説明は省略する。
【００６９】
図示するように、第１バッテリセル１１１０の正極端子Ｂ＋とパック正極端子Ｐ＋との間の充放電経路に第１ヒューズ１１５０が設けられている。また、第１バッテリセル１１１０の負極端子Ｂ−とパック負極端子Ｐ−との間の充放電経路には、上記第１ヒューズ１１５０を動作させるための第１スイッチ１１４２が接続されている。さらに、上記第１スイッチ１１４２は、第１補助保護回路１１４０のＣＯ端子に接続されている。
【００７０】
ここで、上記第１ヒューズ１１５０は、少なくとも１つの温度ヒューズ１１５１と、上記温度ヒューズ１１５１を溶融して切断する加熱抵抗１１５２で形成することができる。また、上記第１スイッチ１１４２は、通常のＮチャネル電界効果トランジスタであっても良いが、これに限定されるわけではない。
【００７１】
従って、上記第１補助保護回路１１４０がＣＯ端子を介してハイ信号を印加すると、上記第１スイッチ１１４２がターンオンし、これによって充電電流または放電電流が正極端子Ｂ＋またはＰ＋から温度ヒューズ１１５１、加熱抵抗１１５２及びスイッチ１１４２のドレインソースを通って負極端子Ｂ−またはＰ−に流れることになる。このようにして、上記加熱抵抗１１５２が発熱して温度ヒューズ１１５１が切断され、充放電経路が永久に遮断される。ここで、上記第１補助保護回路１１４０は、第１主保護回路１１２０または第１予備充電/充電/放電スイッチ１１３０が正常に動作しない場合に動作する。
【００７２】
図３は、バッテリの完全充電容量算出方法を説明するためのグラフである。
【００７３】
このグラフにおいて、Ｘ軸は充放電時間を表し、Ｙ軸はＲＳＯＣ（Relative State Of Charge）、つまり相対的なバッテリ充電状態を表す。また、このグラフにおいて、ＲＣ（Remain Capacity）は残存容量を表し、ＤＣＲ（Discharge Counter Register）は累積放電量を表し、ＥＤＶ（End of Discharge Voltage）は放電電圧レベルを表している。
【００７４】
図示するように、完全充電時には残存容量と完全充電容量とが同一であり、また、新たに算出された完全充電容量（ＦＣＣｎｅｗ）は、所定放電電圧レベル（ＥＤＶ１）までの放電時の累積放電量（ＤＣＲ）と、ＥＤＶ１％×ＦＣＣｏｌｄとの合計である。これを下記式で表す。
ＦＣＣｎｅｗ＝ＤＣＲ＋ＥＤＶ１％×ＦＣＣｏｌｄ
【００７５】
ここで、上記ＥＤＶ１％は、所定放電電圧レベル（ＥＤＶ１）における残りの相対的なバッテリ充電状態の百分率を表し、ＦＣＣｏｌｄは、前回の完全充電容量を表す。
【００７６】
図４は、本発明に係るハイブリッドバッテリ１０００のフューエルゲージ回路１４００及びその周辺回路のみを示したブロック図である。
【００７７】
図示するように、第１電源１１００は、第１バッテリセル１１１０と、その電圧を感知して感知した電圧をフューエルゲージ回路１４００に出力する第１主保護回路１１２０を含んでいる。ここで、上記第１主保護回路１１２０は、アナログデジタルコンバータを内蔵していて、上記第１バッテリセル１１１０のアナログ電圧データをデジタル電圧データに変換して上記フューエルゲージ回路１４００に出力する。
【００７８】
また、第２電源１２００は、第２バッテリセル１２１０と、その電圧を感知して感知した電圧をフューエルゲージ回路１４００に出力する第２主保護回路１２２０を含んでいる。ここで、上記第２主保護回路１２２０は、アナログデジタルコンバータを内蔵していて、上記第２バッテリセル１２１０のアナログ電圧データをデジタル電圧データに変換し、上記フューエルゲージ回路１４００に出力する。
【００７９】
さらに、センスレジスタ１３００は、自身を通過する電荷をカウントしてフューエルゲージ回路１４００に出力する。ここで、上記センスレジスタ１３００は、アナログデータをフューエルゲージ回路１４００に出力し、上記フューエルゲージ回路１４００は内部でそれをデジタルデータに変換する。
【００８０】
上記フューエルゲージ回路１４００は、第１放電電圧レベル検出部１４１０と、第２放電電圧レベル検出部１４２０と、累積放電量算出部１４３０と、容量算出部１４４０と、メモリ１４５０と、通信処理部１４６０とを備えている。さらに勿論、このようなフューエルゲージ回路１４００には、第１電源１１００及び第２電源１２００の充電及び放電状態を制御するための各種回路がさらに設けられているが、本発明の要旨ではないので説明は省略する。
【００８１】
上記第１放電電圧レベル検出部１４１０は、上記第１電源１１００からの放電のうち少なくとも２つの放電電圧レベル（ＥＤＶ１、ＥＤＶ２）を検出して、それを容量算出部１４４０に送信する。勿論、このような第１放電電圧レベル検出部１４１０は、第１電源１１００が放電中ではない場合は、動作しないこともある。なお、上記放電電圧レベルＥＤＶ１は、他の放電電圧レベルＥＤＶ２よりも高い値に設定されている。
【００８２】
上記第２放電電圧レベル検出部１４２０は、上記第２電源１２００からの放電のうち少なくとも２つの放電電圧レベル（ＥＤＶ１、ＥＤＶ２）を検出して、それを容量算出部１４４０に送信する。勿論、このような第２放電電圧レベル検出部１４２０は、第２電源１２００が放電中ではない場合は、動作しないこともある。なお、上記放電電圧レベルＥＤＶ１は、他の放電電圧レベルＥＤＶ２よりも高い値に設定されている。
【００８３】
上記累積放電量算出部１４３０は、上記センスレジスタ１３００の電流情報から所定の放電電圧レベル（ＥＤＶ１、ＥＤＶ２）までの累積放電量を算出して、それを容量算出部１４４０に送信する。ここで、上記累積放電量算出部１４３０の前段には、上記センスレジスタ１３００からのアナログデータをデジタルデータに変換するためのアナログデジタルコンバータ１４３２を設けることが可能である。
【００８４】
上記容量算出部１４４０は、上記第１電源１１００または第２電源１２００の完全充電容量ＦＣＣを少なくとも２つの放電電圧レベル（ＥＤＶ１、ＥＤＶ２）に基づいて算出する。
【００８５】
すなわち、上記フューエルゲージ回路１４００内の容量算出部１４４０は、上記第１電源１１００または第２電源１２００のうち、現在放電中の電源電圧情報を参照して、第１放電電圧レベルＥＤＶ１になった場合、それまでに上記センスレジスタ１３００から得た電流情報を利用して第１累積放電量ＤＣＲ１を算出する。
【００８６】
次いで、上記容量算出部１４４０は、上記第１累積放電量ＤＣＲ１に上記第１放電電圧レベルＥＤＶ１における第１容量を加算して、第１完全充電容量ＦＣＣｎｅｗ１を算出する。ここで、上記第１容量は、上記第１放電電圧レベルＥＤＶ１に割当てられた百分率ＥＤＶ１％に前回の完全充電容量ＦＣＣｏｌｄを乗算して得た値である。
【００８７】
次に、上記フューエルゲージ回路１４００内の容量算出部１４４０は、上記第１放電電圧レベルＥＤＶ１よりも小さな値である第２放電電圧レベルＥＤＶ２になった場合、上記センスレジスタ１３００からそれまでに得た電流情報を利用して第２累積放電量ＤＣＲ２を算出する。
【００８８】
次いで、上記容量算出部１４４０は、上記第２累積放電量ＤＣＲ２に上記第２放電電圧レベルＥＤＶ２における第２容量を加算して第２完全充電容量ＦＣＣｎｅｗ２を算出する。ここで、上記第２容量は、上記第２放電電圧レベルＥＤＶ２に割当てられた百分率ＥＤＶ２％に前回の完全充電容量ＦＣＣｏｌｄを乗算して得た値である。
【００８９】
このように本発明は、２つの放電電圧レベル（ＥＤＶ１、ＥＤＶ２）で完全充電容量をそれぞれ算出することから、その完全充電容量の正確度が向上し、その結果、残存容量の算出もより正確になる。一方、このように算出された完全充電容量は、下記メモリ１４５０に格納される。
【００９０】
さらに、本発明に係るハイブリッドバッテリ１０００は、第１電源１１００または第２電源１２００のうちの選択されたいずれか１つだけを放電するため、実際に放電しているバッテリの完全充電容量のみを算出することになる。例えば、第１電源１１００が放電中であればその完全充電容量のみを算出し、第２電源１２００が放電中であればその完全充電容量のみを算出する。
【００９１】
さらに、上記容量算出部１４４０は、第１電源１１００が放電中である場合には、上記第１電源１１００の算出された完全充電容量（つまり、第１完全充電容量または第２完全充電容量）にあらかじめ算出して格納しておいた第２電源１２００の完全充電容量を加算することによって、ハイブリッドバッテリ１０００全体の完全充電容量を新たに算出する。勿論、上記容量算出部１４４０は、第２電源１２００が放電中である場合には、上記第２電源１２００で算出された完全充電容量（つまり、第１完全充電容量または第２完全充電容量）にあらかじめ算出して格納しておいた第１電源１１００の完全充電容量を加算することによって、ハイブリッドバッテリ１０００全体の完全充電容量を新たに算出する。
【００９２】
結果的に、放電中のバッテリに対する完全充電容量をより頻繁に算出することによって、放電中のバッテリに対する完全充電容量が正確になり、また、放電中のバッテリと放電中ではないバッテリの２つのバッテリの完全充電容量を合計してさらに算出することによって、ハイブリッドバッテリ全体の完全充電容量が正確になる。詳述しないが勿論、このようにすることによって残存容量の算出もより正確になることが予想できる。
【００９３】
上記メモリ１４５０は、第１電源１１００または第２電源１２００の完全充電容量を継続的に算出するのと同時に格納する。例えば、第１電源１１００の放電中には、その第１電源１１００の完全充電容量を継続的に算出して格納し、放電中ではない第２電源１２００の完全充電容量については、前回算出した値を引き続き格納する。また、上記第２電源１２００の放電中には、その第２電源１２００の完全充電容量を継続的に算出して格納し、放電中ではない第１電源１１００の完全充電容量については、前回算出した値を引き続き格納する。
【００９４】
また、上記メモリ１４５０は、上記容量算出部１４４０が放電中のバッテリに対する完全充電容量を算出して、これを放電中ではない他のバッテリの完全充電容量と合計しようとする際に、上記放電中ではないバッテリの完全充電容量データを提供する役割を有する。この他にも、上記メモリ１４５０には、各種アルゴリズムからなるプログラム、各種変数及び定数などが格納される。これは当業者に周知の内容であるので、説明は省略する。
【００９５】
上記通信処理部１４６０は、例えば、クロックラインとデータラインとを含むＳＭＢｕｓ、例えば、スマートバッテリ分野で主に使用されるインタフェース方式で構成することができる。このような通信処理部１４６０は、バッテリの電圧及び電流のみならず、完全充電容量及び残存容量などの情報を外部システム１５００（例えば、ノートパンコンのような負荷）に送信することによって、外部システム１５００を通して上記バッテリの残存容量情報などを使用者に知らせている。
【００９６】
図５ａ及び図５ｂは、本発明に係るハイブリッドバッテリ１０００の完全充電容量の算出方法を示したフローチャートである。
【００９７】
図５ａに示すように、本発明に係るハイブリッドバッテリ１０００の完全充電容量の算出方法は、第１電源１１００が放電状態であるかどうか判断するステップａ１と、第１電源１１００が放電状態である場合には、上記第１電源１１００の累積放電量を算出するステップａ２と、上記第１電源１１００が１次放電電圧レベルに逹したかどうかを判断するステップａ３と、上記第１電源１１００が１次放電電圧レベルに逹した場合には、第１電源１１００の完全充電容量を算出し、次いで、上記第１電源１１００の完全充電容量を格納するステップａ４と、上記算出された第１電源１１００の完全充電容量とあらかじめ格納された第２電源１２００の完全充電容量とを合計して、ハイブリッドバッテリ１０００全体の完全充電容量を算出するステップａ５と、上記第１電源１１００の累積放電量を継続的に算出するステップａ６と、上記第１電源１１００が２次放電電圧レベルに逹したかどうかを判断するステップａ７と、上記第１電源１１００が２次放電電圧レベルに逹した場合には、第１電源１１００の完全充電容量をさらに算出し、次いで、上記第１電源１１００の完全充電容量を新たに格納するステップａ８と、上記算出された第１電源１１００の完全充電容量とあらかじめ格納された第２電源１２００の完全充電容量とを合計して、ハイブリッドバッテリ１０００全体の完全充電容量をさらに算出するステップａ９とを含む。ここで、上記第１電源１１００が放電状態ではない場合は、図５ｂに示す「Ａ」へ進む。
【００９８】
次に、図５ｂに示すように、本発明に係るハイブリッドバッテリ１０００の完全充電容量の算出方法は、第２電源１２００が放電状態であるかどうかを判断するステップｂ１と、第２電源１２００が放電状態である場合には、上記第２電源１２００の累積放電量を算出するステップｂ２と、上記第２電源１２００が１次放電電圧レベルに逹したかどうかを判断するステップｂ３と、上記第２電源１２００が１次放電電圧レベルに逹した場合には、第２電源１２００の完全充電容量を算出し、次いで、上記第２電源１２００の完全充電容量を格納するステップｂ４と、上記算出された第２電源１２００の完全充電容量とあらかじめ格納された第１電源１１００の完全充電容量とを合計して、ハイブリッドバッテリ１０００全体の完全充電容量を算出するステップｂ５と、上記第２電源１２００の累積放電量を継続的に算出するステップｂ６と、上記第２電源１２００が２次放電電圧レベルに逹したかどうかを判断ステップｂ７と、上記第２電源１２００が２次放電電圧レベルに達した場合には、第２電源１２００の完全充電容量をさらに算出し、次いで、上記第２電源１２００の完全充電容量を新たに格納するステップｂ８と、上記算出された第２電源１２００の完全充電容量とあらかじめ格納された第１電源１１００の完全充電容量とを合計して、ハイブリッドバッテリ１０００全体の完全充電容量をさらに算出するステップｂ９とを含む。
【００９９】
図６は、本発明に係るハイブリッドバッテリ１０００の完全充電容量の算出方法を示したグラフである。
【０１００】
図６に示すように、本発明は、第１電源１１００または第２電源１２００の放電中に少なくとも２つの互いに異なる放電電圧レベル（ＥＤＶ１、ＥＤＶ２）で完全充電容量を算出している。これにより、本発明は、完全充電容量をより正確に算出することができ、これによって残存容量の算出がより正確になることが分かる。図６中の点線は、完全充電容量の計算が不正確で残存容量の算出に誤差が生じた状態を示し、実線は、完全充電容量の計算が正しくなされて残存容量の算出が正確な状態を示している。
【０１０１】
次に、本発明に係るハイブリッドバッテリ１０００の完全充電容量算出方法を図４に示すブロック図に基づいて詳しく説明する。
【０１０２】
まず、第１電源１１００が放電状態であるかどうかを判断するステップａ１において、フューエルゲージ回路１４００は、第１電源１１００が現在放電状態であるかどうかを判断する。たとえば、上記フューエルゲージ回路１４００は、第１主保護回路１１２０から入力される電圧が次第に小さくなっているか（放電状態）、次第に大きくなっているか（充電状態）を調べて、第１バッテリセル１１１０が放電中であるか、充電中であるかを判断することができる。勿論、上記第１バッテリセル１１１０の放電や充電がなされていない場合には、上記電圧の変化はない。
【０１０３】
次に、上記第１電源１１００が放電状態である場合、上記第１電源１１００の累積放電量を算出するステップａ２において、フューエルゲージ回路１４００は、センスレジスタ１３００を介して流れる電荷量をカウントして累積放電量を算出する。すなわち、充放電経路に直列に設けられているセンスレジスタ１３００が自身を通過する電流量を感知してアナログデジタルコンバータ１４３２に入力すると、上記アナログデジタルコンバータ１４３２がそれをデジタルデータに変換して累積放電量算出部１４３０に出力し、上記累積放電量算出部１４３０は、これを利用して累積放電量を算出して容量算出部１４４０に知らせる。
【０１０４】
次に、上記第１電源１１００が１次放電電圧レベルに逹したかどうかを判断するステップａ３において、フューエルゲージ回路１４００は、第１放電電圧レベル検出部１４１０を介して入力される情報を利用して、現在第１電源１１００が１次放電電圧レベルＥＤＶ１であるかどうかを判断する。
【０１０５】
次に、上記第１電源１１００が１次放電電圧レベルに逹した場合、第１電源１１００の完全充電容量を算出し、上記第１電源１１００の完全充電容量を格納するステップａ４において、フューエルゲージ回路１４００は、上記１次放電電圧レベルＥＤＶ１までの累積放電量と、上記１次放電電圧レベルＥＤＶ１％の百分率に前回の完全充電容量ＦＣＣｏｌｄを乗算して得た値とを合計して、完全充電容量ＦＣＣｎｅｗを新たに算出する。勿論、その後、容量算出部１４４０は、上記新たに算出した第１電源１１００の完全充電容量をメモリ１４５０に格納する。
【０１０６】
次に、上記算出した第１電源１１００の完全充電容量と、あらかじめ格納された第２電源１２００の完全充電容量とを合計して、ハイブリッドバッテリ１０００全体の完全充電容量を算出するステップａ５において、フューエルゲージ回路１４００は、上記の方法で算出した第１電源１１００の完全充電容量と、あらかじめメモリ１４５０に格納された第２電源１２００の完全充電容量とを合計して、ハイブリッドバッテリ１０００全体の完全充電容量を新たに算出する。
【０１０７】
次に、上記第１電源１１００の累積放電量を継続的に算出するステップａ６において、フューエルゲージ回路１４００は、センスレジスタ１３００を利用して、上記１次放電電圧レベルＥＤＶ１以下でも継続して第１電源１１００の累積放電量を算出する。
【０１０８】
次に、上記第１電源１１００が２次放電電圧レベルに逹したかどうかを判断するステップａ７において、フューエルゲージ回路１４００は、第１放電電圧レベル検出部１４１０を介して入力される情報を利用して、現在第１電源１１００が２次放電電圧レベルＥＤＶ２であるかどうかを判断する。
【０１０９】
次に、上記第１電源１１００が２次放電電圧レベルに達した場合には、第１電源１１００の完全充電容量をさらに算出し、上記第１電源１１００の完全充電容量を格納するステップａ８において、フューエルゲージ回路１４００は、上記２次放電電圧レベルまでの累積放電量と、上記２次放電電圧レベルＥＤＶ２％の百分率に前回の完全充電容量ＦＣＣｏｌｄを乗算して得た値とを合計して、完全充電容量ＦＣＣｎｅｗを新たに算出する。勿論、その後、容量算出部１４４０は、上記新たに算出した第１電源１１００の完全充電容量をメモリ１４５０に格納する。
【０１１０】
次に、上記算出した第１電源１１００の完全充電容量と、あらかじめ格納された第２電源１２００の完全充電容量とを合計して、ハイブリッドバッテリ１０００全体の完全充電容量を算出するステップａ９において、フューエルゲージ回路１４００は、上記方法で算出した第１電源１１００の完全充電容量と、あらかじめメモリ１４５０に格納された第２電源１２００の完全充電容量とを合計して、ハイブリッドバッテリ１０００全体の完全充電容量を新たに算出する。
【０１１１】
勿論、上記ハイブリッドバッテリ１０００の完全充電容量算出のステップの後には、上記フューエルゲージ回路１４００が上記バッテリの残存容量を補正して、これを通信処理部１４６０を介して外部システム１５００に知らせるが、このようなアルゴリズムは一般的な技術であるので、説明は省略する。
【０１１２】
一方、第１電源１１００が放電状態ではなく、第２電源１２００が放電状態である場合には、その第２電源１２００の完全充電容量算出方法は、上記と類似している。以下に詳細に説明する。
【０１１３】
まず、第２電源１２００が放電状態であるかどうかを判断するステップｂ１において、フューエルゲージ回路１４００は、第２電源１２００が現在放電状態であるかどうかを判断する。
【０１１４】
次に、上記第２電源１２００が放電状態である場合には、上記第２電源１２００の累積放電量を算出するステップｂ２において、フューエルゲージ回路１４００は、センスレジスタ１３００を介して流れる電荷量をカウントして累積放電量を算出する。
【０１１５】
次に、上記第２電源１２００が１次放電電圧レベルに逹したかどうかを判断するステップｂ３において、フューエルゲージ回路１４００は、第２放電電圧レベル検出部１４２０を介して入力される情報を利用して現在第２電源１２００が１次放電電圧レベルであるかどうかを判断する。
【０１１６】
次に、上記第２電源１２００が１次放電電圧レベルに達した場合には、第２電源１２００の完全充電容量を算出し、上記第２電源１２００の完全充電容量を格納するステップｂ４において、フューエルゲージ回路１４００は、上記１次放電電圧レベルまでの累積放電量と、上記１次放電電圧レベルの百分率に前回の完全充電容量を乗算して得た値とを合計することによって、完全充電容量を新たに算出する。勿論、その後、容量算出部１４４０は、上記新たに算出された第２電源１２００の完全充電容量をメモリ１４５０に格納する。
【０１１７】
次に、上記算出された第２電源１２００の完全充電容量と、あらかじめ格納された第１電源１１００の完全充電容量とを合計して、ハイブリッドバッテリ１０００全体の完全充電容量を算出するステップｂ５において、フューエルゲージ回路１４００は、上記方法で算出した第２電源１２００の完全充電容量と、あらかじめメモリ１４５０に格納された第１電源１１００の完全充電容量とを合計することによって、ハイブリッドバッテリ１０００全体の完全充電容量を新たに算出する。
【０１１８】
次に、上記第２電源１２００の累積放電量を継続的に算出するステップｂ６において、フューエルゲージ回路１４００は、センスレジスタ１３００を利用して上記１次放電電圧レベル以下でも継続して第２電源１２００の累積放電量を算出する。
【０１１９】
次に、上記第２電源１２００が２次放電電圧レベルに達したかどうかを判断するステップｂ７において、フューエルゲージ回路１４００は、第２放電電圧レベル検出部１４２０を介して入力される情報を利用して、現在第２電源１２００が２次放電電圧レベルであるかどうかを判断する。
【０１２０】
次に、上記第２電源１２００が２次放電電圧レベルに達した場合には、第２電源１２００の完全充電容量をさらに算出し、上記第２電源１２００の完全充電容量を格納するステップｂ８において、フューエルゲージ回路１４００は、上記２次放電電圧レベルまでの累積放電量と、上記２次放電電圧レベルの百分率に前回の完全充電容量を乗算して得た値とを合計することによって、完全充電容量を新たに算出する。勿論、その後、容量算出部１４４０は、上記新たに算出した第２電源１２００の完全充電容量をメモリ１４５０に格納する。
【０１２１】
次に、上記算出した第２電源１２００の完全充電容量と、あらかじめ格納された第１電源１１００の完全充電容量とを合計して、ハイブリッドバッテリ１０００全体の完全充電容量を算出するステップｂ９において、フューエルゲージ回路１４００は、上記方法で算出した第２電源１２００の完全充電容量と、あらかじめメモリ１４５０に格納された第１電源１１００の完全充電容量とを合計することによって、ハイブリッドバッテリ１０００全体の完全充電容量を新たに算出する。
【０１２２】
勿論、上記ハイブリッドバッテリ１０００の完全充電容量算出のステップの後に、上記フューエルゲージ回路１４００は、上記バッテリの残存容量を補正し、これを通信処理部１４６０を介して外部システム１５００に知らせるが、このようなアルゴリズムは一般的な技術であるので、説明は省略する。
【０１２３】
上記の内容は、本発明の係るハイブリッドバッテリ及びその完全充電容量算出方法を実施するための一実施形態に過ぎず、該当技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明に基づいて様々な変形及び均等な他の実施形態が可能であることを理解できるであろう。よって、本発明の真の技術的保護範囲は、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の多様な変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】本発明に係るハイブリッドバッテリの構成の一例を示したブロック図である。
【図２ａ】本発明に係るハイブリッドバッテリのうち予備充電/充電/放電スイッチと主保護回との間の関係を示した回路図である。
【図２ｂ】補助保護回路とヒューズとの間の関係を示した回路図である。
【図３】バッテリの完全充電容量算出方法を説明するためのグラフである。
【図４】本発明に係るハイブリッドバッテリにおけるフューエルゲージ回路及びその周辺回路のみを示したブロック図である。
【図５ａ】本発明に係るハイブリッドバッテリの完全充電容量算出方法を示したフローチャートである。
【図５ｂ】本発明に係るハイブリッドバッテリの完全充電容量算出方法を示したフローチャートである。
【図６】本発明に係るハイブリッドバッテリの完全充電容量算出方法を示したグラフである。
【符号の説明】
【０１２５】
１０００…ハイブリッドバッテリ
１１００…第１電源
１１１０…第１バッテリセル
１１２０…第１主保護回路
１１２２…ＦＥＴ制御回路
１１３０…第１予備充電/充電/放電スイッチ
１１３１…第１充電スイッチ
１１３２…第１予備充電スイッチ
１１３３…第１放電スイッチ
１１４０…第１補助保護回路
１１４２…第１スイッチ
１１５０…第１ヒューズ
１１５１…第１温度ヒューズ
１１５２…第１加熱抵抗
１１６０…第１温度センサー
１２００…第２電源
１２１０…第２バッテリセル
１２２０…第２主保護回路
１２３０…第２予備充電/充電/放電スイッチ
１２４０…第２補助保護回路
１２５０…第２ヒューズ
１２６０…第２温度センサー
１３００…センスレジスタ
１４００…フューエルゲージ回路
１５００…外部システム
１５１０…負荷
１５２０…充電回路
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５ａ】
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【図５ｂ】
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【図６】
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