(57)【要約】【課題】  低温環境使用下や充放電回数が多くなったバッテリでも、バッテリの特性によりバッテリセルから放電を終了するエンド電圧を変更して設定することにより、放電可能となる時間を延ばすことができる。【解決手段】  本発明のバッテリ装置１１は、リチウムイオン２次電池１４の放電特性によりリチウムイオン２次電池１４から放電を終了するエンド電圧を設定し、リチウムイオン２次電池１４の使用状況に応じてエンド電圧の設定を可変して制御するエンド電圧制御部２１を備える。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子機器に電源電圧を供給するために、充放電可能なバッテリセルの充放電を検出して動作を制御するバッテリ装置において、
上記バッテリセルの放電特性により上記バッテリセルから放電を終了するエンド電圧を設定するエンド電圧設定手段と、
上記バッテリセルの使用状況に応じて上記エンド電圧の設定を可変して制御するエンド電圧制御手段と
を備えることを特徴とするバッテリ装置。
【請求項２】
請求項１記載のバッテリ装置において、
上記エンド電圧制御手段は、
上記バッテリセルの充放電時のセルの電圧の変化を検出することにより充放電回数を検出する充放電回数検出手段と、
上記充放電回数検出手段により上記バッテリセルの擬似的な抵抗分の増加に応じた充放電回数を検出したときに、上記充放電回数に応じて上記エンド電圧の設定を低下して変更する第１のエンド電圧設定変更手段と
を備えることを特徴とするバッテリ装置。
【請求項３】
請求項１記載のバッテリ装置において、
上記エンド電圧制御手段は、
上記バッテリセルの周辺温度を検出する周辺温度検出手段と、
上記周辺温度検出手段により上記バッテリセルの擬似的な抵抗分の増加に応じた温度低下を検出したときに、上記温度低下に応じて上記エンド電圧の設定を低下して変更する第２のエンド電圧設定変更手段と
を備えることを特徴とするバッテリ装置。
【請求項４】
請求項１記載のバッテリ装置において、
上記エンド電圧制御手段は、
上記エンド電圧の可変設定情報を電子機器に供給する通信手段
を備えることを特徴とするバッテリ装置。
【請求項５】
請求項１記載のバッテリ装置において、
上記エンド電圧制御手段は、上記バッテリセルの使用状況に応じて変化する上記バッテリセルの放電特性のうち、上記バッテリセルの放電特性がなだらかに低下する範囲に上記エンド電圧を可変して設定することを特徴とするバッテリ装置。
【請求項６】
電子機器に電源電圧を供給するために、充放電可能なバッテリセルの充放電を検出して動作を制御するバッテリ装置の放電制御方法において、
上記バッテリセルの放電特性により上記バッテリセルから放電を終了するエンド電圧を設定するステップと、
上記バッテリセルの使用状況に応じて上記エンド電圧の設定を可変して制御するステップとを
備えることを特徴とするバッテリ装置の放電制御方法。
【請求項７】
請求項６記載のバッテリ装置の放電制御方法において、
上記エンド電圧の設定を可変して制御するステップは、
上記バッテリセルの充放電時の電圧変化を検出することにより上記バッテリセルの擬似的な抵抗分の増加に応じた充放電回数を検出するステップと、
上記充放電回数を検出するステップにより上記バッテリセルの擬似的な抵抗分の増加に応じた充放電回数を検出したときに、上記充放電回数に応じて上記エンド電圧の設定を低下して変更するステップと
を備えることを特徴とするバッテリ装置の放電制御方法。
【請求項８】
請求項６記載のバッテリ装置の放電制御方法において、
上記エンド電圧の設定を可変して制御するステップは、
上記バッテリセルの周辺温度を検出することにより上記バッテリセルの擬似的な抵抗分の増加に応じた温度低下を検出するステップと、
上記周辺温度低下を検出するステップにより上記バッテリセルの擬似的な抵抗分の増加に応じた温度低下を検出したときに、上記温度低下に応じて上記エンド電圧の設定を低下して変更するステップと
を備えることを特徴とするバッテリ装置の放電制御方法。
【請求項９】
請求項６記載のバッテリ装置の放電制御方法において、
上記エンド電圧の設定を可変して制御するステップは、
上記エンド電圧の可変設定情報を通信手段により電子機器に供給するステップ
を備えることを特徴とするバッテリ装置の放電制御方法。
【請求項１０】
請求項６記載のバッテリ装置の放電制御方法において、
上記エンド電圧の設定を可変して制御するステップは、上記バッテリセルの使用状況に応じて変化する上記バッテリセルの放電特性のうち、上記バッテリセルの放電特性がなだらかに低下する範囲に上記エンド電圧を可変して設定することを特徴とするバッテリ装置の放電制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充放電可能なバッテリセルを備えたバッテリパック等のバッテリ装置及びバッテリ装置の放電制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、リチウムイオン電池、ＮｉＣｄ電池、ニッケル水素電池等の２次電池としてのバッテリセルを有するバッテリパックが提供されている。このバッテリパックは、一般に、バッテリセルのバッテリ残量の計算やこのバッテリセルを電源とする電子機器との間の通信を行うためのマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」という。）と、このマイコンの周辺回路と、このマイコンによってバッテリの残量計算を行うために必要なバッテリセルの状態検出回路等とを備えている。
【０００３】
このようなバッテリパックの充放電をすることができる回数は、無限ではない。また、使用上許容される範囲の充放電特性を維持できる最大充放電回数は、バッテリセルの種類等に応じてある程度決定される。
【０００４】
本出願人により、バッテリ残量設定のために最大充放電回数をカウントするものとして、バッテリの充放電によりバッテリセルに劣化が生じたときに、その劣化に応じて充放電回数をカウントし、また、その劣化に応じてバッテリ残容量を正確に設定することができるバッテリパック及びその充放電カウント方法、バッテリパックのバッテリ残量設定方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００５】
また、本出願人により、バッテリ残容量を算出するものとして、バッテリセルに温度変化が生じても、その変化分に応じてバッテリ残容量を正確に算出することができるバッテリセル及びそのバッテリ残容量算出方法が提案されている（特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開2000-260486号公報
【特許文献２】特開2000-260488号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このようなバッテリを使用する電子機器に電源電圧を供給するために、バッテリ側のバッテリセルの電圧を検出して動作を制御するマイコンにおいて、バッテリセルの特性によりバッテリセルから放電を終了するエンド電圧を設定している。
【０００８】
ところが、リチウムイオン電池などのバッテリでは低温環境使用下や充放電回数が進むとバッテリセルのインピーダンスが高くなるという現象があることが実験によりわかった。このため、バッテリセルのインピーダンスが高くなると電圧の降下が発生してしまい、同じエンド電圧で使用機器の動作を完了させてしまうと、動作可能時間が短くなってしまうという問題が発生する。
【０００９】
以下に、使用状況によるバッテリセルのインピーダンスの上昇を説明する。
図９は、温度と充放電回数によるバッテリセルのインピーダンスを示す図である。
図９において、バッテリ９１のセル９３は内部に９２で示すように未使用時２５℃時１５０ｍΩのインピーダンス成分を含んでいて、これにより放電を行うとセル９３の電圧が低下する。これは実際にセル９３の中に抵抗があるのではなく、放電を行ったときの電圧降下より測定した擬似的なものである。９４で示すように、出力電圧の低下を測定すると１５０ｍΩの抵抗があるのと同等の電圧降下が発生するので、未使用時、常温での擬似的なインピーダンスを１５０ｍΩとする。
【００１０】
図１０は、低温（０℃）環境下で使用したときのバッテリセルのインピーダンスを示す図である。
図１０において、低温環境下で放電を行うと、バッテリ１０１のセル１０３の内部の化学反応が鈍くなり、出力電圧が低下する。１０４に示すように、電圧降下より内部抵抗値を擬似的に測定すると、１０２のようにセル１０３に２５０ｍΩの抵抗が付いているのと同等の特性となる。従って、低温時の擬似的なインピーダンスを２５０ｍΩとする。
【００１１】
図１１は、１００回充放電を行ったときのバッテリセルのインピーダンスを示す図である。
図１１において、放電回数が多くなりセル１１３が劣化してくると、バッテリ１１１のセル１１３の内部の化学反応が鈍くなり、出力電圧が低下する。１１４に示すように、電圧降下より内部抵抗値を擬似的に測定すると、１１２のようにセル１１３に２００ｍΩの抵抗が付いているのと同等の特性となる。従って、放電回数１００回時の擬似的なインピーダンスを２００ｍΩとする。
【００１２】
図１２は、１００回充放電を行ったバッテリを低温(0℃)で使用したときのバッテリセルのインピーダンスを示す図である。
図１２において、放電回数が多くなったバッテリを低温環境下で放電を行うと、さらにバッテリ１２１のセル１２３の内部の化学反応が鈍くなり、これによりさらに出力電圧が大きく低下する。１２４に示すように、電圧降下より内部抵抗値を擬似的に測定すると、１２２のようにセル１２３に３５０ｍΩの抵抗が付いているのと同等の特性となる。従って、充放電１００回後の低温時の擬似的なインピーダンスを３５０ｍΩとする。
【００１３】
そこで、本発明は、低温環境使用下や充放電回数が多くなったバッテリでも、バッテリの特性によりバッテリセルから放電を終了するエンド電圧を変更して設定することにより、放電可能となる時間を延ばすことができるバッテリ装置及びバッテリ装置の放電制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明のバッテリ装置は、バッテリセルの放電特性によりバッテリセルから放電を終了するエンド電圧を設定するエンド電圧設定手段と、バッテリセルの使用状況に応じてエンド電圧の設定を可変して制御するエンド電圧制御手段とを備えるものである。
【００１５】
これにより、電子機器に電源電圧を供給するバッテリ装置は、まず、エンド電圧設定手段は、バッテリセルの放電特性によりバッテリセルから放電を終了するエンド電圧を設定する。次に、エンド電圧制御手段は、バッテリセルの使用状況に応じてエンド電圧の設定を可変して制御する。このバッテリ装置は、例えば、内部にマイコン及び温度検出素子を有していて、バッテリ装置内部でバッテリセルの使用状況などの情報を通信により取得する。また、使用する電子機器とバッテリ装置との間で通信によりバッテリセルの使用状況などの情報をやりとりする。
もしくは、バッテリパック自身で電圧の変化により充放電回数をカウントする。
【００１６】
従って、バッテリセルの使用状況を検出して、バッテリセルの放電を終了するポイントを設定しているので、バッテリパック内部に放電終了とするエンド電圧を持つことにより、放電特性の異なるバッテリセルを使用したときもエンド電圧の設定を可変して制御して効果的に使用することができる。
【００１７】
また、本発明のバッテリ装置の放電制御方法は、バッテリセルの放電特性によりバッテリセルから放電を終了するエンド電圧を設定するステップと、バッテリセルの使用状況に応じてエンド電圧の設定を可変して制御するステップとを備えるものである。
【００１８】
これにより、バッテリ装置は、バッテリセルの使用状況の変化として、バッテリセルを使用する周辺温度が通常よりも低い時や、充放電の回数が進んだことを検出したとき、バッテリセルのインピーダンスが高くなるため通常よりもバッテリ電圧の低下が大きくなったと認識する。このとき、バッテリ装置は、バッテリンピーダンスが高くなるに応じてエンド電圧の設定を変更するように制御する。
【００１９】
従って、温度低下の検出及び充放電の回数の検出に基づいて、バッテリのインピーダンスが高いと認識したときに出力終了となるエンド電圧を下げることでバッテリを効果的に長時間使用可能とすることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、バッテリセルのインピーダンスが大きくなったバッテリパックなどのバッテリ装置において、電子機器で放電終了となるエンド電圧を低くすることで放電可能な時間を延ばすことが可能になる。
【００２１】
また、このとき、バッテリ温度及び充放電の回数を測定するバッテリパックなどのバッテリ装置において、それらを測定することでバッテリセルのインピーダンスが高くなっていると認識してエンド電圧の設定を変えるように制御することができる。
【００２２】
また、電子機器での放電を終了するエンド電圧をバッテリパックなどのバッテリ装置内のメモリに内部データとして持つことにより、バッテリセルの放電特性が異なるバッテリパックなどのバッテリ装置を使用しても、従来よりも効果的に長時間放電時間を長くすることができる。
【００２３】
また、バッテリセルの使用状況の変化を判定する基準として、例えば、バッテリセルを使用する周辺温度と充放電回数の閾値を内部のメモリ内に持つように設定する場合に限らず、バッテリセルを使用する周辺温度や充放電回数に応じて内部のマイコンにより計算でエンド電圧を計算することにより、さらに詳細に設定が可能となる。
【００２４】
また、上述に限らず、内部のマイコンにより実際にバッテリセルのインピーダンスを測定して、抵抗値に応じてエンド電圧を計算することにより、さらに詳細に設定が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施の形態例について、適宜図面を参照しながら説明する。
なお以下の実施の形態例では便宜上、マイコンを内蔵して使用する電子機器との間で情報をやりとりするインフォリチウムバッテリとそれを使用する電子機器としてデジタルスチルカメラを例に説明している。なお、本発明は、これらに限られることはない。
【００２６】
図１は、本発明の実施の形態に適用される装置本体とバッテリの接続を示す図である。
本発明の実施の形態は、例えば図１に示す装置側１のビデオカメラ装置に接続されるバッテリ側１１のバッテリパックに適用することができる。
【００２７】
このバッテリパック１１は、例えばビデオカメラ装置１のバッテリ装着部に通信路９を介して装着され、このビデオカメラ装置１に対してリチウムイオン２次電池１４から端子10を介して電源電圧を供給する。並びにメモリ１３、マイコン１２及び通信インターフェース１５を介して電池情報を通信する。
【００２８】
ここで、バッテリパック１１と使用機器であるビデオカメラ装置１との間では通信路９を介して、リチウムイオン２次電池１４からの電圧の他に、バッテリ残容量、バッテリエンド電圧などをやり取りしている。
【００２９】
これにより、バッテリパック１１のマイコン１２のエンド電圧制御部２１は、バッテリの残容量の計算や動作可能となる電圧範囲の設定を制御し、これに対応して、ビデオカメラ装置１のマイコン２のエンド電圧設定部２０は、装置内部の電源電圧供給のエンド電圧を設定すると共に、表示素子４や液晶表示素子５に残容量の表示やエンド電圧の表示を行う。
【００３０】
なお、ビデオカメラ装置１の装置内部に供給されるとして電源電圧は、例えば、マイコン２がメモリ３にデータを書き込み又はデータを読み出す際の制御電圧、図示しないカメラ部で撮像された画像データを図示しない記録部の記録媒体に記録する際の制御及び駆動電圧、及び図示しないカメラ部のレンズ収納又は引き出しの際の駆動電圧などがある。
【００３１】
ここで、本発明の実施の形態では、バッテリパック１１のマイコン１２のエンド電圧制御部２１は、バッテリセルであるリチウムイオン２次電池１４の放電特性によりバッテリセルであるリチウムイオン２次電池１４から放電を終了するエンド電圧を設定するエンド電圧設定手段と、バッテリセルであるリチウムイオン２次電池１４の使用状況に応じてエンド電圧の設定を可変して制御するエンド電圧制御手段の機能を有するように構成されている。
【００３２】
図２は、バッテリマイコンの構成図である。
つぎに、上記バッテリパック１１のバッテリマイコン１２の回路構成について説明する。このバッテリパック１１のマイコン１２は、図２に示すように、バッテリセル１４であるリチウムイオン２次電池と、リチウムイオン２次電池１４の正極と充放電電圧制御部１８を介して接続するプラス（＋）端子１９−１と、リチウムイオン２次電池１４の負極と電流検出用抵抗１６を介して接続するマイナス（−）端子１９−３、通信端子１９‐２とを備える。
【００３３】
リチウムイオン２次電池１４は、プラス（＋）端子１９−１及びマイナス（−）端子１９−３を介して、外部装置に対して電源電圧を供給する。また、リチウムイオン２次電池１４は、充放電電圧制御部１８により、過放電又は過充電が制御される。
【００３４】
また、このバッテリパック１１のマイコン１２のエンド電圧制御部２１は、電流検出用抵抗１６に流れる電流を測定して検出する検出回路と、充放電電流値やバッテリ電圧値をディジタル化するＡ／Ｄコンバータと、充放電した回数（以下、「充放電回数」という。）をカウントしたりバッテリ残容量を演算等する中央処理演算ユニット（Central Processing Unit：以下、「ＣＰＵ」という。）と、リチウムイオン電池の現在の電圧レベル等を一時記憶するランダム・アクセス・メモリ（Random Access Memory：以下、「ＲＡＭ」という。）と、ＣＰＵの制御プログラムが記憶されているリード・オンリー・メモリ（Read Only Memory：以下、「ＲＯＭ」という。）とを備えている。
【００３５】
電流検出回路は、充電時又は放電時に電流検出用抵抗１６に流れる電流を検出して、この電流値をＡ／Ｄコンバータに供給する。Ａ／Ｄコンバータは、電流検出回路からの電流値をディジタル化してＣＰＵに供給する。また、Ａ／Ｄコンバータは、リチウムイオン２次電池１４の両端電圧をディジタル化し、これをＣＰＵに供給する。
【００３６】
また、このバッテリパック１１の筐体には抵抗値の変化により周辺温度を測定するサーミスタ１７が設けられている。エンド電圧制御部２１は、サーミスタ１７の抵抗に流れる電流を測定して温度を検出する温度検出回路を備えている。温度検出回路は、充電時又は放電時に温度検出用抵抗に流れる電流を検出して、この電流値をＡ／Ｄコンバータに供給する。Ａ／Ｄコンバータは、温度検出回路からの電流値をディジタル化してＣＰＵに供給する。
【００３７】
このように構成されるエンド電圧制御部２１の本実施の形態における機能を説明する。
このエンド電圧制御部２１は、リチウムイオン２次電池１４のセル電圧31の電圧変化を検出することにより、リチウムイオン２次電池１４の擬似的な抵抗分の増加に応じた充放電回数を検出する充放電回数測定部２２と、充放電回数測定部２２により検出された充放電回数がリチウムイオン２次電池１４の擬似的な抵抗分の増加する範囲になったことを判定する充放電回数判定部２３と、充放電回数に応じてエンド電圧の設定を低下して変更するエンド電圧設定変更部２６とを備えるように構成されている。
【００３８】
また、エンド電圧制御部２１は、リチウムイオン２次電池１４の周辺温度を検出することによりリチウムイオン２次電池１４の擬似的な抵抗分の増加に応じた温度低下を検出する周辺温度測定部２４と、周辺温度測定部２４により検出された温度低下がリチウムイオン２次電池１４の擬似的な抵抗分の増加する範囲になったことを判定する周辺温度判定部２５と、温度低下に応じてエンド電圧の設定を低下して変更するエンド電圧設定変更部２６とを備えるように構成されている。
【００３９】
また、エンド電圧制御部２１は、エンド電圧の可変設定情報を通信端子１９−２を介して電子機器に供給するエンド電圧送信部２７を備えるように構成されている。
【００４０】
また、エンド電圧制御部２１は、リチウムイオン２次電池１４の使用状況に応じて変化するリチウムイオン２次電池１４の放電特性のうち、リチウムイオン２次電池１４の放電特性がなだらかに低下する範囲にエンド電圧を可変して設定するように構成されている。
【００４１】
このように構成されたバッテリパック１１のエンド電圧制御部２１による動作を説明する。
エンド電圧制御動作のフローチャートを図３に示す。
図３において、まず、図２に示した充放電回数測定部２２は充放電回数を測定する(ステップＳ１)。次に、図２に示した周辺温度判定部２３は周辺温度を測定する(ステップＳ２)。そこで、エンド電圧設定変更部２６はエンド電圧を３．２Ｖに設定する(ステップＳ３)。
【００４２】
ここで、周辺温度判定部２５は、周辺温度測定部２４により検出された温度低下がリチウムイオン２次電池１４の擬似的な抵抗分の増加する範囲になったか否かを判定する(ステップＳ４)。この温度判定で温度低下がある判定されたときは、エンド電圧設定変更部２６はエンド電圧を例えば０．１Ｖ下げるように制御する(ステップＳ５)。
【００４３】
次に、この温度判定で温度低下がないと判定されたとき及び、温度低下によりエンド電圧を０．１Ｖ下げるように制御した後は、充放電回数判定部２３は充放電回数が１００回以上であるか否かを判定する(ステップＳ６)。充放電回数が１００回以上のときは、エンド電圧設定変更部２６はエンド電圧を例えば0.05Ｖ下げるように制御する(ステップＳ７)。最後に、エンド電圧送信部２７はエンド電圧を使用機器に送信する。
【００４４】
このように充放電回数と温度を測定することで放電終了となるエンド電圧を変更して、使用する機器に通信する。このエンド電圧を変えて設定するように制御することにより、使用する機器では従来よりも長い時間機器を使用することができる。
【００４５】
例えば、図４に示す様な常温の２５℃で充放電回数０回の充放電特性を持ったバッテリを使用することを想定する。この場合、バッテリ使用終了後にデータの退避や終了処理を行うために若干の余力を持って使用を終了するのが望ましい。よって、４１に示す２５℃０回の充放電特性を持ったバッテリの場合、ここでは３．２Ｖをエンド電圧として設定する。４１に示す２５℃０回の充放電特性は３．２Ｖ〜３．０Ｖまでは急激に電圧が低下するため、この３．２Ｖの電圧で電子機器の使用を終了すると３．０Ｖになるまで２．０Ｗの負荷で1時間１４分から1時間１５分まで約1分間の余力を持った状態で終了することができる。
【００４６】
一方、同一のバッテリを常温の２５℃で充放電回数１００回の使用下ではバッテリのインピーダンスが上昇しているので、４２に示す２５℃１００回の充放電特性のように電圧の降下が大きくなっているのを確認することができる。つまり、４２に示す２５℃１００回の充放電特性を持ったバッテリを使用する場合、４２に示す２５℃１００回の充放電特性は３．２Ｖ〜３．０Ｖまではまだなだらかに電圧が低下するため、常温と同じ３．２Ｖをエンド電圧としてしまうと、３．０Ｖになるまでの時間は２．０Ｗの負荷で１時間０８分から１時間１０分まで約２分間の余力を持って終了してしまうことになる。そこで、４２に示す２５℃１００回の充放電特性を持ったバッテリを使用する場合には、３．１５Ｖをエンド電圧として変更して設定するように制御する。これにより、３．１５Ｖから３．０Ｖになるまでの時間は１時間０９分から１時間１０分まで約１分間の余力を持った状態で終了することができる。
なお、この場合、４２に示す２５℃１００回の充放電特性が急激に電圧が低下するのは３．０Ｖより低下した状態である。
【００４７】
同様に、同一のバッテリを図５に示す様な０℃の低温環境下で使用したときを想定する。バッテリの周辺温度が低下すると、バッテリセルのインピーダンスが上昇して５２に示す０℃０回の充放電特性になる。この場合も、充放電回数が進んだ時と同様に電圧降下が大きくなっている。同様に５１に示す常温の２５℃で充放電回数0回のバッテリの充放電特性と比較して、５２に示す０℃０回の充放電特性では、３．２Ｖをエンド電圧としてしまうと３．０Ｖになるまでの時間は２．０Ｗの負荷で０時間５４分から０時間５９分まで約５分間の余力を持って終了してしまうことになる。そこで、５２に示す０℃０回の充放電特性を持ったバッテリを使用する場合には、３．１０Ｖをエンド電圧として変更して設定するように制御する。これにより、３．１０Ｖから３．０Ｖになるまでの時間は０時間５７分から０時間５９分まで約２分間の余力を持った状態で終了することができる。
なお、この場合、５２に示す０℃０回の充放電特性が急激に電圧が低下するのは２.８Ｖより低下した状態である。
【００４８】
さらに図６に示すように充放電回数が１００回のバッテリを０℃の低温環境下で使用すると、さらに電圧降下が大きくなる。同様に６１に示す常温の２５℃で充放電回数0回のバッテリと比較して、３．２Ｖをエンド電圧としてしまうと３．０Ｖになるまでの時間は２．０Ｗの負荷で０時間３６分から０時間４５分まで約９分間の余力を持って終了してしまうことになる。そこで、６２に示す０℃１００回の充放電特性を持ったバッテリを使用する場合には、３．０５Ｖをエンド電圧として変更して設定するように制御する。これにより、３．０５Ｖから３．０Ｖになるまでの時間は０時間４３分から０時間４５分まで約２分間の余力を持った状態で終了することができる。
なお、この場合、６２に示す０℃１００回の充放電特性が急激に電圧が低下するのは２.８Ｖより低下した状態である。
【００４９】
このようにバッテリとしての余力を多く残して終了してしまうのは、バッテリとしての特性を出し切れていないので効率的でない。また、そのような環境下での使用時間が短くなってしまっている。
【００５０】
そこで、上述したように本実施の形態ではインピーダンスの高くなった状態でのエンド電圧を別途変更して設定するように制御する。例えば、図４に示す充放電回数が１００回以上の時はエンド電圧を３．１５Ｖとする。同様に３．０Ｖになるまでの時間は２．０Ｗの負荷で１分程度の余力に設定可能となり、使用可能時間も長くすることができる。
【００５１】
また、図５に示す０℃使用時のエンド電圧は３．１Ｖとする。これにより、３．０Ｖになるまでの時間は２．０Ｗの負荷で２分程度の余力になる。同時に、使用可能な時間も５４分から５７分に長くすることが可能となる。
【００５２】
さらに、図６に示す充放電回数が１００回以上で０℃環境下で使用するときはエンド電圧を３．０５Ｖとする。これにより３．０Ｖになるまでの時間は２．０Ｗの負荷で２分程度の余力に設定可能となり、使用可能時間も長くすることができる。
【００５３】
図７は、使用温度と充放電回数によるエンド電圧設定例を示す図である。
図７において、７１で示すように充放電０回で７３で示すように使用温度２５℃のときは、エンド電圧は３．２０Ｖである。７１で示すように充放電０回で７４で示すように使用温度０℃のときは、エンド電圧は３．１０Ｖである。また、７２で示すように充放電１００回で７３で示すように使用温度２５℃のときは、エンド電圧は３．１５Ｖである。７２で示すように充放電１００回で７４で示すように使用温度０℃のときは、エンド電圧は３．０５Ｖである。
【００５４】
図８は、エンド電圧変更後の動作時間を示す図である。
図８において、８１で示すように放電条件が０回２５℃のとき、８２で示すようにエンド電圧を３．２０Ｖとしたとき、放電時間８３は１時間１４分、０回２５℃との比較８４は１００％、３．０Ｖまでの余力は０時間０１分である。
【００５５】
８１で示すように放電条件が１００回２５℃のとき、８２で示すようにエンド電圧を３．２０Ｖとしたとき、放電時間８３は１時間０８分、０回２５℃との比較８４は９１．９％、３．０Ｖまでの余力は０時間０２分であるが、８６で示すようにエンド電圧を３．１５Ｖとしたとき、放電時間８３は１時間０９分、０回２５℃との比較８４は９３．２％、３．０Ｖまでの余力は０時間０１分となる。
【００５６】
８１で示すように放電条件が０回０℃のとき、８２で示すようにエンド電圧を３．２０Ｖとしたとき、放電時間８３は０時間５４分、０回２５℃との比較８４は７３．０％、３．０Ｖまでの余力は０時間０５分であるが、８６で示すようにエンド電圧を３．１０Ｖとしたとき、放電時間８３は０時間５７分、０回２５℃との比較８４は７７．０％、３．０Ｖまでの余力は０時間０２分となる。
【００５７】
８１で示すように放電条件が1００回０℃のとき、８２で示すようにエンド電圧を３．２０Ｖとしたとき、放電時間８３は０時間３６分、０回２５℃との比較８４は４８．６％、３．０Ｖまでの余力は０時間０９分であるが、８６で示すようにエンド電圧を３．０５Ｖとしたとき、放電時間８３は０時間４３分、０回２５℃との比較８４は５８．１％、３．０Ｖまでの余力は０時間０２分となる。
【００５８】
このように温度や使用回数によって、エンド電圧を変更することで、バッテリを効果的に長時間使用することが可能となる。特に、バッテリのインピーダンスが大きくなったときの効果がより大きくなる。
【００５９】
バッテリの充放電回数が多くなることで劣化が進んだり、低温環境下で使用をしようとするとバッテリセルのインピーダンスが高くなる特性がある。インピーダンスが高くなると、同一条件での出力電圧の降下も大きくなる。
【００６０】
よって、バッテリパックの充放電回数が多くなったり、低温環境下で使用している時はバッテリの放電を終了するエンド電圧を低くするように制御する。これにより、放電終了となる機器の動作時間を延ばすことが可能となり、従来よりも長い時間バッテリにて機器を駆動させることが可能となる。
【００６１】
また、このエンド電圧はバッテリセルの放電特性により異なってくる。よって、エンド電圧を電子機器が設定するのでなく、バッテリパック自身が設定して電子機器に通信で送ることにより、放電特性が異なるバッテリセルを使用しても効果的に使用することが可能となる。
【００６２】
本発明ではセルの周辺温度と充放電回数をカウントする事で擬似的なバッテリーのインピーダンス増加分を推測してエンド電圧を変更したが、周辺温度もしくは充放電回数どちらか片方のみを測定してエンド電圧を変更しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施の形態に適用される装置本体とバッテリの接続を示す図である。
【図２】バッテリマイコンの構成図である。
【図３】エンド電圧制御動作を示すフローチャートである。
【図４】２５℃充放電回数の１００回の充放電特性を示す図である。
【図５】０℃充放電回数の０回の充放電特性を示す図である。
【図６】０℃充放電回数の１００回の充放電特性を示す図である。
【図７】使用温度と充放電回数によるエンド電圧設定例を示す図である。
【図８】エンド電圧変更後の動作時間を示す図である。
【図９】温度と充放電回数によるバッテリセルのインピーダンスを示す図である。
【図１０】低温（０℃）環境下で使用したときのバッテリセルのインピーダンスを示す図である。
【図１１】１００回充放電を行ったときのバッテリセルのインピーダンスを示す図である。
【図１２】１００回充放電を行ったバッテリを低温で使用したときのバッテリセルのインピーダンスを示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１…装置側、２…マイクロコンピュータ、３…メモリ、４…表示素子、５…液晶表示素子、６…通信インターフェース、７…ＡＣアダプタ、８…充電回路、９…通信路、１０…充電路、１１…バッテリ側、１２…マイクロコンピュータ、１３…メモリ、１４…リチウムイオン２次電池、２１…エンド電圧制御部、２２…充放電回数測定部、２３…充放電回数判定部、２４…周辺温度測定部、２５…周辺温度判定部、２６…エンド電圧設定変更部、２７…エンド電圧送信部、
【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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【図１１】
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【図１２】
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