(57)【要約】  【課題】  より高い精度で残容量または残容量率を検出することができる二次電池の残容量率算出方法および電池パックを提供する。  【解決手段】  放電開始時には積算法による残容量率を用い、徐々に電圧法による残容量率に変化させていく。また、放電終止付近では電圧法による残容量検出を行い、放電終止時には完全に電圧法に切り替わるようにする。電圧法と積算法（電流積算または電圧積算）の切り替えは、電圧法信頼度というパラメータを設け、この電圧法信頼度に応じて電圧法残容量率と積算法残容量率とを重み付け加算して、最終的な残容量率を求める。このような電圧法充電率を使用した重み付け加算により、安定した検出が行われる。【選択図】  図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池の残容量率検出方法において、
上記二次電池の電流値または電力値を一定時間毎に積算することにより電池容量を算出する積算法を用いた上記二次電池の残容量率検出と、
上記二次電池の電圧値を測定し、前記電圧値と残容量率の相関性に基づいて残容量率を算出する電圧法を用いた上記二次電池の残容量率検出とを行い、
上記二次電池の残容量率に応じて、積算法で検出した残容量率と電圧法で検出した残容量率とを重み付け加算し、最終的な残容量率検出を行うことを特徴とする二次電池の残容量率検出方法。
【請求項２】
請求項１に記載の二次電池の残容量率検出方法において、
上記二次電池の残容量率が高いときは、積算法による残容量率検出を行い、上記二次電池の残容量率が低いときは、その残容量率に応じた重みを用いて積算法による残容量率と電圧法による残容量率とを重み付け加算することにより残容量率検出を行い、上記二次電池の放電末期では電圧法による残容量率検出を行うことを特徴とする二次電池の残容量率検出方法。
【請求項３】
請求項１に記載の二次電池の残容量率検出方法において、
上記重み付け加算に使用する重みは、上記二次電池の放電電圧から求めた放電電圧による信頼度係数と、上記電圧法から求めた電圧法残容量率による信頼度係数と、上記二次電池の電池温度から求めた温度による信頼度係数を組み合わせた電圧法信頼度から得られることを特徴とする二次電池の残容量率検出方法。
【請求項４】
二次電池の電池パックにおいて、
上記電池パックは二次電池の電圧および電流および温度を測定する測定部と、電池容量演算部とを有し、
上記電池容量演算部は、
上記二次電池の電流値または電力値を一定時間毎に積算することにより電池容量を算出する積算法を用いて、上記二次電池の残容量率を検出する検出手段と、
上記二次電池の電圧値を測定し、前記電圧値と残容量率の相関性に基づいて残容量率を算出する電圧法を用いて、上記二次電池の残容量率を検出する検出手段と、
上記二次電池の電圧法残容量率に応じて、積算法で検出した残容量率と電圧法で検出した残容量率とを重み付け加算し、最終的な残容量率検出を行う手段とを有することを特徴とする電池パック。
【請求項５】
請求項４に記載の電池パックにおいて、
上記電池容量演算部は、上記二次電池の残容量率が高いときは、積算法による残容量率検出を行い、上記二次電池の残容量率が低いときは、その残容量率に応じた重みを用いて積算法による残容量率と電圧法による残容量率とを重み付け加算することにより残容量率検出を行い、上記二次電池の放電末期では電圧法による残容量率検出を行うことを特徴とする電池パック。
【請求項６】
請求項４に記載の電池パックにおいて、
上記電池容量演算部は、上記重み付け加算に使用する重みを、上記二次電池の放電電圧から求めた放電電圧による信頼度係数と、上記電圧法から求めた電圧法残容量率による信頼度係数と、上記二次電池の電池温度から求めた温度による信頼度係数を組み合わせた電圧法信頼度から得られることを特徴とする電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、二次電池の残容量率算出方法および電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、充電池を用いて使用される電気、電子機器が増え、合わせて使用頻度も高くなっている。これらの機器は、ランプや液晶などを用いて電池容量が表されており、おおよその使用可能時間がユーザーにわかるようになっている。
【０００３】
二次電池の残容量を検出する方法として、電池電圧を測定することにより二次電池の残容量を検出する電圧法による検出方法と、電圧と電流を測定し、積算することにより、二次電池の残容量を求める積算法による検出方法などが挙げられる。
【０００４】
電圧法による残容量検出は、電池セルの端子電圧を測定し、二次電池の電圧と電池容量（残容量率）の相関性に基づいて残容量を算出するため、例えばリチウムイオン電池の場合は電池電圧が４．２Ｖ／セルで満充電、２．４Ｖ／セルになると過放電状態であると判別でき、測定が容易にできる。
【０００５】
また、積算法による残容量検出は、電流を測定し、一定時間毎に積算する電流積算と、電圧と電流を測定し、これらを掛け合わせることで電力量を算出し、さらに一定時間毎に電力量を積算する電力積算法がある。いずれも、放電電流量または放電電力量を求め、電池のもつ使用可能な電流量または電力量との割合から二次電池の残容量を求めることができるので、電圧の変動に左右されることなく、安定した残容量検出が可能となる。
【０００６】
しかしながら、放電時には、電圧法を用いると二次電池の中間電位で残容量の検出精度が非常に悪くなるという問題がある。これは、例えばリチウムイオン電池の場合、図１に示すように中間電位における電圧がほぼ一定であり、電圧差があまり生じないため、電圧による残容量検出が難しくなるからである。
【０００７】
また、積算法を用いた場合には、放電末期になると精度が悪くなるという問題がある。これは、電圧、電流の測定誤差や熱損失により、積算された電流または電力とともに誤差も蓄積されていき、放電末期には大きな誤差が発生するためであり、これが精度の悪化につながっている。
【０００８】
そこで、積算法と電圧法を併用して電池容量を検出する方法が用いられる。電圧法では、二次電池の電流が小さいときは容量算出精度が高く、電流が大きいときには電池内部Ｉｍｐ（インピーダンス）や環境温度による直流Ｉｍｐ変動などにより正確な開放電圧を得ることが出来ず、正確な電池容量を算出することができない。また、積算法では二次電池の電流が大きいときには容量算出精度が高く、電流が小さくなると積算誤差が大きくなり、容量算出精度が悪くなる。
【０００９】
以下の特許文献１に、電流積算法と電圧法を併用して電池容量の検出を行う方法が記載されている。特許文献１の発明は、あらかじめ設定された電流値より小さいときは電圧法を、大きいときは電流積算法を用いるものである。各方法を切り替えて電池容量を計測することにより、電池容量の算出精度を高めることが可能となる。
【特許文献１】国際公開第９８／０５６０５９号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述した方法において、積算法と電圧法とを切り替える際に、積算法で計測した電池容量と電圧法で計測した電池容量は必ずしも一致せず、測定値の切り替わりに違和感が生じる場合があった。
【００１１】
放電時の残容量検出精度が低い場合、機器に表示された残り使用可能時間や電池容量が急激に減り、予定の時間まで使えないといった問題が起こる。特に、電池パックを用いた業務用機器においては、残容量または残容量率の測定に誤差があった場合には業務に支障をきたすことも考えられ、非常に高い精度での残容量検出が求められる。
【００１２】
したがって、この発明の目的は、より高い精度で残容量または残容量率を検出することができる二次電池の残容量率算出方法および電池パックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、この発明の第１の態様は、二次電池の残容量率検出方法において、二次電池の電流値または電力値を一定時間毎に積算することにより電池容量を算出する積算法を用いた二次電池の残容量率検出と、二次電池の電圧値を測定し、電圧値と残容量率の相関性に基づいて残容量率を算出する電圧法を用いた二次電池の残容量率検出とを行い、二次電池の残容量率に応じて、積算法で検出した残容量率と電圧法で検出した残容量率とを重み付け加算し、最終的な残容量率検出を行うことを特徴とする二次電池の残容量率検出方法である。
【００１４】
また、この発明の第２の態様は、二次電池の電池パックにおいて、電池パックは二次電池の電圧および電流および温度を測定する測定部と、電池容量演算部とを有し、電池容量演算部は、二次電池の電流値または電力値を一定時間毎に積算することにより電池容量を算出する積算法を用いて、二次電池の残容量率を検出する検出手段と、二次電池の電圧値を測定し、電圧値と残容量率の相関性に基づいて残容量率を算出する電圧法を用いて二次電池の残容量率を検出する検出手段と、二次電池の電圧法残容量率に応じて積算法で検出した残容量率と電圧法で検出した残容量率とを重み付け加算し、最終的な残容量率検出を行う手段とを有することを特徴とする電池パックである。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、この発明によれば、電力積算法（または電流積算法）によって得られた電池残容量に誤差が生じても、放電終止付近になるにつれて電圧法による補正が行われるため、精度の高い残容量検出が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、この発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００１７】
図２は、この発明を適用することが可能なバッテリパックの構成の一例を模式的に示すものである。
【００１８】
このバッテリパックは、電気機器使用時には＋端子１と−端子２が機器の＋端子、−端子に接続され、放電が行われる。また、充電時には充電器に装着され、電気機器使用時と同様に＋端子１と−端子２がそれぞれ充電器の＋端子、−端子に接続され、充電が行われる。
【００１９】
バッテリパックは主に、電池セル７、マイクロコンピュータ１０、測定回路１１、保護回路１２、スイッチ回路４、通信端子３ａ，３ｂで構成されている。
【００２０】
電池セル７は、リチウムイオン電池等の二次電池で、４個の二次電池を直列に接続したものである。
【００２１】
マイクロコンピュータ１０は、測定回路１１から入力された電圧値、電流値を使用して電圧値の測定や電流値の積算を行うようになされている。また、参照符号８で示される温度検出素子（例えばサーミスタ）で測定した電池温度を取り込む。さらに、測定値等が参照符号１３で示される不揮発性メモリＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）に保存される。さらに、マイクロコンピュータ１０は電圧法信頼度の検出も随時行っている。
【００２２】
測定回路１１は、バッテリパック内の電池セル７の各セルの電圧を測定し、マイクロコンピュータ１０に測定値を供給する。また、電流検出抵抗９を使用して電流の大きさおよび向きを測定し、マイクロコンピュータ１０に測定値を送るものである。さらに、測定回路１１は、電池セル７の電圧を安定化して電源電圧を発生するレギュレータとしての機能も有する。
【００２３】
保護回路１２は、電池セル７のいずれかのセルの電圧が過充電検出電圧になったときや、電池セル７の電圧が過放電検出電圧以下になったとき、スイッチ回路４に制御信号を送ることにより、過充電、過放電を防止する。ここで、リチウムイオン電池の場合、過充電検出電圧が例えば４．２Ｖ±０．５Ｖと定められ、過放電検出電圧が２．４Ｖ±０．１Ｖと定められる。
【００２４】
スイッチ回路４は、参照符号５で示される充電制御ＦＥＴ（Field Effect Transistor）と、参照符号６で示される放電制御ＦＥＴとから構成されている。電池電圧が過充電検出電圧となったときは、充電制御ＦＥＴ５をＯＦＦとし、充電電流が流れないように制御される。なお、充電制御ＦＥＴ５のＯＦＦ後は参照符号５ａで示される寄生ダイオードを介することによって放電のみが可能となる。
【００２５】
また、電池電圧が過放電検出電圧となったときは、放電制御ＦＥＴ６をＯＦＦとし、放電電流が流れないように制御される。なお、放電制御ＦＥＴ６のＯＦＦ後は参照符号６ａで示される寄生ダイオードを介することによって充電のみが可能となる。
【００２６】
通信端子３ａ，３ｂは、電気機器、例えばカムコーダ（Camcorder: Camera and recorderの略）に装着された際、電池残容量の情報を機器に送信するためのものである。この情報を受け取った機器側では、液晶等の表示部に電池容量や、残容量率、残り使用可能時間などを表示する。
【００２７】
この発明では、残容量率（電池容量）の検出は積算法（電流積算または電圧積算）と電圧法を併用して行うが、ある閾値で積算法と電圧法を完全に切り替えるのではなく、常に積算法、電圧法の両方で残容量率の計測を行う。また、残容量率の値により、電圧法で求めた残容量率がどれだけ信頼できるかを定義した電圧法信頼度を算出し、その値に応じて電圧法で求められた残容量率と積算法で求められた残容量率とを重み付け加算して最終的な残容量率を求める。このような電圧法残容量率を使用した重み付け加算により、積算法から電圧法に徐々に移行する。
【００２８】
また、積算法で残容量率を算出する際、除算処理が加わるとデータ中の小数点以下の値が切り捨て等によって丸められ、桁落ちした値（電力値または電流値）を積算していくために、誤差が積算結果に累積される。その結果、積算値の精度が悪くなり、残容量率の検出の精度も悪くなる。
【００２９】
誤差の累積を防止するために、有効桁数を増やすことにより桁落ちによる誤差に対応する方法では、逆にマイクロコンピュータのメモリ使用量が増え、処理を圧迫することになる。また、マイクロコンピュータのメモリが足りない場合は有効桁数を増やすことができず、桁落ちしたデータを積算していくことになり、精度の悪化につながる。
【００３０】
そこで、桁落ちの影響を極力少なくするために、一実施形態では以下のような積算方法を用いる。
【００３１】
図３に示すように、電流値の測定時に入力端子２１とスイッチ２２を介して、ゲインが２４倍のアンプ２３とゲインが１２５倍のアンプ２４とを接続し、各アンプの出力電圧をマイクロコンピュータ１０のＡ／Ｄコンバータ２５に供給してデジタルデータへと変換する。各アンプは電流値によって使い分け、電流が２Ａより大きいときは２４倍のアンプを、２Ａ以下のときは１２５倍のアンプを使用する。この構成により、電流値が小さい場合と大きい場合での有効桁数の差を少なくすることが可能である。
【００３２】
ただし、２４倍アンプ２３を通った測定値と１２５倍アンプ２４を通った測定値は桁の重みが違うため、単純に足し合わせることができない。そこで、以下の方法により、桁落ちの影響が少なくなるようにする。
【００３３】
例えば、電流測定のハードウェア条件を以下のようにする。
Ａ／Ｄ基準電圧（ＡＶＲＥＦ）：  ３０００ｍＶ
Ａ／Ｄ分解能：  １０２４（１０Ｂｉｔ）
電流検出抵抗（図２の抵抗９）：  ５ｍΩ
【００３４】
このとき、電池セル７を流れる電流１ＡあたりのＡ／Ｄコンバータ２５に入力される電圧値は、
２４倍アンプ２３の場合：５ｍΩ×１Ａ×２４＝１２０（ｍＶ／Ａ）   ・・・（１）
１２５倍アンプ２４の場合：５ｍΩ×１Ａ×１２５＝６２５（ｍＶ／Ａ）・・・（２）
【００３５】
また、Ａ／Ｄコンバータ２５の１分解能あたりの電圧感度は、３０００ｍＶ／１０２４＝２.９３０（ｍＶ）となる。これを２４倍アンプ２３の使用時における電流感度に換算すると、２.９３０（ｍＶ）／１２０（ｍＶ／Ａ）×１０００≒２４.４１（ｍＡ）となる。
【００３６】
上述した値を元に、積算処理の流れを図４のフローチャートを参照して説明する。
【００３７】
まず、ステップＳ１で積算処理が開始されると、図２中の電流検出抵抗９でＡ／Ｄコンバータに入力する電流値を測定し、測定された電流値をマイクロコンピュータ１０にＡ／Ｄ入力値として供給する（ステップＳ２）。次に、ステップＳ３ではステップＳ２で計算された入力値を２４倍アンプ２３と１２５倍アンプ２４のどちらを用いて計測するかを決定する。電流検出抵抗９での電流値が２Ａより大きい場合は２４倍アンプ２３を、２Ａ以下の場合は１２５倍アンプ２４を使用する。
【００３８】
２４倍アンプ２３を用いる場合、Ａ／Ｄ入力電圧を上述の式（１）から算出する。例えば、放電電流が２．５Ａの場合、
Ａ／Ｄ入力電圧は、１２０（ｍＶ／Ａ）×２．５Ａ＝３００（ｍＶ）
となる。また、Ａ／Ｄ入力電圧をデジタルデータに変換すると、
Ａ／Ｄ変換後の入力値（積算値）は、３００（ｍＶ）／２．９３０（ｍＶ）≒１０２
となる。２４倍アンプ２３を使用した場合は、求めた積算値をそのまま積算エリアに加算する。
【００３９】
１２５倍アンプ２４を用いる場合、Ａ／Ｄ入力電圧を上述の式（２）から算出する。例えば、放電電流が０.８Ａの場合、
Ａ／Ｄ入力電圧は、６２５（ｍＶ／Ａ）×０．８Ａ＝５００（ｍＶ）
となる。また、
Ａ／Ｄ変換後の入力値（ＢＡＴＴ＿ＣＵＲＲＥＮＴ＿ＢＩＴ）は、３００（ｍＶ）／２．９３０（ｍＶ）≒１７０
となる。
【００４０】
１２５倍アンプ２４を用いた場合は、ステップＳ５で桁の重みが２４倍アンプ２３の使用時と同様になるように換算してから積算する（１回目の積算は前回剰余０とする）。Ａ／Ｄ変換後の入力値１７０を２４倍アンプ２３の使用時に換算すると、１７０／５.２０８＝３２  余り３．３４４となる。ステップＳ６で余りの小数点以下を切り捨てすることにより、積算値３２、剰余３と求められ、積算エリアには３２が加算される。
【００４１】
ここで、放電電流が０．８Ａのまま１０回積算した場合について説明する。剰余を無視し、剰余加算を行わない場合は  積算値３２×１０（回）＝３２０であるが、理論的には換算前の入力値１７０を用いて計算すると、｛１７０×１０（回）｝／５．２０８≒３２６となり、積算値に６のずれが生じる。
【００４２】
そこで、前回除算した時に求めた剰余を次の計算時に加算して積算処理を行う。つまり、２回目に求めた換算前の入力値１７０に１回目の剰余３を加算し、合計値を換算することで２回目の積算値を決定する。３回目以降は、２回目と同様に換算前の入力値に前回の剰余を加算してから全体を換算する。
【００４３】
１０回目までの積算処理の状況を図５に示す。剰余を加算する方法で積算処理が行われた結果、この例では積算エリアの値が３２６となり、誤差が発生しない。したがって、前回計算時の剰余をＡ／Ｄ入力値に加算してから除算することで、桁落ちの影響を極力なくすことが出来る。
【００４４】
また、有効桁数を増やす必要がないので、マイクロコンピュータ１０にて使用するメモリを最小限にとどめることができる。
【００４５】
この発明では、放電開始時には積算法による残容量率を用い、徐々に電圧法による残容量率に変化させていく。また、放電終止付近では電圧法による残容量検出を行い、放電終止時には確実にカットオフ電圧と残容量率０％が一致するようにするため、完全に電圧法に切り替わるようになされている。
【００４６】
残容量率検出の際の電圧法と積算法（電流積算または電圧積算）の切り替えは、電圧法信頼度というパラメータを設け、この電圧法信頼度に応じて電圧法により得られた残容量率と積算法により得られた残容量率とを重み付け加算して、最終的な残容量率を求める。このような電圧法残容量率を使用した重み付け加算により、残容量率が急激に変化することなく、安定した検出が行われる。
【００４７】
電圧法信頼度は、環境条件や負荷条件によって電圧法での測定値をどの割合で信頼し、検出に用いるかを判定するパラメータである。ここで、積算法の信頼度は｛１００（％）−電圧法信頼度（％）｝となる。電圧法信頼度は、放電電圧による信頼度係数、電圧法残容量率による信頼度係数、温度による信頼度係数をそれぞれ算出し、この３つの係数を組み合わせることで最終的な信頼度を算出する。
【００４８】
以下、放電電圧による信頼度係数、電圧法残容量率による信頼度係数、温度による信頼度係数の各係数の求め方と、電圧法信頼度の算出方法について説明する。
【００４９】
放電電圧による信頼度係数は、図６に示すように、電圧が低くなるにつれて信頼度係数が増加していくものであり、以下の式によって算出することができる。ここで、以下の式により得られた信頼度係数が１未満となった場合には、信頼度係数は１とする。
【００５０】
放電電圧による信頼度係数＝−０．００２×放電電圧（ｍＶ）＋３３
【００５１】
たとえば、放電電圧値が１２８００ｍＶの場合、放電電圧による信頼度係数＝−０．００２×１２８００＋３３＝７と求められる。
【００５２】
電圧法残容量率による信頼度係数は、図７に示すように、電圧法残容量率が低くなるにつれて信頼度係数は急激に増加するものであり、以下の式によって算出することができる。ここで、以下の式により得られた信頼度係数が１未満となった場合には、信頼度係数は１とする。なお、例えば電圧法残容量率が２０％であった場合、以下の式の電圧法残容量率には、２０％を１００倍した値２０００を代入することとする。
【００５３】
電圧法残容量率による信頼度係数＝（１００００−電圧法残容量率（％×１００））
／（電圧法残容量率（％×１００）×１．２）＋０．１
【００５４】
たとえば、電圧法残容量率が２０％の場合、電圧法残容量率による信頼度係数＝（１００００−２０００）／（２０００×１．２）＋０．１＝３．４３となる。
【００５５】
また、二次電池の内部抵抗は、温度が低くなるにつれて大きくなるため、温度による変化も考慮に入れる必要がある。例えば、二次電池を装着した電気機器を用いる環境温度は、３０℃以上の場合から氷点下まで変動することは十分に考えられる。この場合、内部抵抗は数倍以上になり、この差が残容量率測定精度を悪化させることになるからである。
【００５６】
温度による信頼度係数は、図８に示すように、温度の上昇に伴って線形的に増加するものであり、以下の式によって算出することが可能である。
【００５７】
温度による信頼度係数＝０．１６×温度（℃）−５．６
【００５８】
たとえば、温度が１５℃の場合、温度による信頼度係数＝０１６×１５−５．６＝−３．２となる。
【００５９】
以上の３つの信頼度係数を用いて、それぞれの係数を以下の式に代入することにより、で求めた値がどれだけ信頼できるかを定義した電圧法信頼度を算出する。
【００６０】
電圧法信頼度（％）＝（放電電圧による信頼度係数＋温度による信頼度係数）
×電圧法残容量率による信頼度係数
【００６１】
たとえば、放電電圧による信頼度係数が７、電圧法残容量率温度による信頼度係数が３．４３、温度による信頼度係数が−３．２の場合、電圧法信頼度（％）は（７−３．２）×３．４３＝１３．０３（％）となる。ここで、（放電電圧による信頼度係数＋温度による信頼度係数）が１以下となる場合は、この値を１とする。
【００６２】
上述の方法によって得られた電圧法残容量率（％）と電圧法信頼度（％）の関係を図９に示す。図９中の各グラフは、温度別に表示されている。電圧法信頼度を算出する式は、電圧法を用いた場合、中間電位での残容量測定精度が悪いことと、電力積算法を用いた場合、放電末期の測定精度が悪いという２点の特性を加味した上で、電圧法信頼度の特性が以下のようになるようになされている。なお、電圧法信頼度は０〜１００％の範囲で算出し、信頼度が高いほど電圧法の残容量率を高い割合で使用するものである。
【００６３】
１．残容量率１００〜３０％付近までは、電力積算法での残容量率検出結果を使用
２．残容量率３０〜５％付近では、電力積算法での残容量と電圧法での残容量率を、電圧法信頼度に基づく割合に応じて足し合わせた値を使用
３．残容量率５％以下では、電圧法での残容量率検出結果を使用
【００６４】
この発明では、図１０に示すように、放電開始時には積算法、放電末期には電圧法を用い、中間電位の区間では、上述の式から求められた電圧法信頼度に応じて、電圧法残容量率と積算法残容量率とを重み付け加算して、最終的な残容量率（％）を算出する。このような電圧法残容量率を使用した重み付け加算により、積算法から電圧法に徐々に移行する。
【００６５】
以下、図１１のフローチャートを参照して、上述したような電圧法信頼度を用いて電池パックの残容量を検出する方法について説明する。
【００６６】
残容量算出処理が開始されると、図２の電池セル７では放電電圧を、電流測定抵抗９では放電電流を、サーミスタ８では電池温度を測定し、各測定値をマイクロコンピュータ１０に供給する（ステップＳ１１）。
【００６７】
マイクロコンピュータ１０では、供給された電圧値を元に電圧法による残容量検出を行う（ステップＳ１２）。供給された測定電圧に（電流×インピーダンス）にて算出したドロップ電圧を加算することにより無負荷時の測定電圧を算出し、電圧と二次電池の残容量比率との関係を示す特性曲線のデータから二次電池の残容量を求める。電圧と二次電池の残容量比率との関係を表すデータは、事前に試験データから関係を導き出しておき、電圧と容量が対応したデータテーブルを用意し、電圧から対応した容量を算出する。
【００６８】
次に、マイクロコンピュータ１０内では、測定した電流、電圧から放電電力を算出する（電力＝電流×電圧）。算出した放電電力は一定時間毎に積算処理を行い、放電開始からの積算電力量を求める（ステップＳ１３）。ステップＳ１４では、ステップＳ１３で得られた積算電力量と、事前に試験データから得られた二次電池の放電可能電力に対しての割合から残容量率を算出する。具体的には、以下の式より、残容量率を得る。
【００６９】
残容量率（％）＝積算電力／放電可能電力×１００
【００７０】
次に、電圧法で算出した残容量率、電力積算法で算出した残容量率のどちらを優先的に使用するかを判定するための電圧法信頼度を算出する（ステップＳ１５）。電圧法信頼度は、放電電圧による信頼度係数、電圧法残容量率による信頼度係数、温度による信頼度係数を用いて算出する。
【００７１】
ステップＳ１５で電圧法信頼度が算出されたら、電圧法信頼度（％）を用いて（１−電圧法信頼度（％））を計算し、積算法信頼度（％）を求める。さらに、電圧法残容量率（％）に電圧法信頼度をかけた値と、積算法残容量率（％）に積算法信頼度をかけた値を加算することにより、最終的な残容量率を電圧法信頼度を用いた重み付け加算によって算出する（ステップＳ１６）。
【００７２】
たとえば、電圧法残容量率を３０％、電力積算法残容量率を４０％、電圧法信頼度を２０％とした場合、最終的な残容量率は、３０×０．２０＋４０×（１−０．２０）より３８％と求められる。
【００７３】
このような方法により残容量率を測定し、残容量率が０％となった時点で放電を終了する。
【００７４】
この方法を用いることにより、放電終止付近では電圧法を用いるため、高い精度で残容量率を検出することができるとともに、たとえばリチウムイオン電池を用いた場合、電圧法では精度が悪くなる中間電位付近では電力積算法（または電流積算法）による残容量検出ができるため、放電開始から放電終止まで常に高い精度で残容量率検出をすることが可能である。
【００７５】
以上、この発明の一実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【００７６】
例えば、上述の一実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。
【００７７】
また、この発明はリチウムイオン電池の他、Ｎｉ−Ｃｄ（ニッカド）電池、Ｎｉ−ＭＨ（ニッケル水素）電池など、種々の電池に適用可能である。
【００７８】
また、電池パックを構成するマイクロコンピュータが、保護回路の機能を持つようにしてもよい。
【００７９】
また、積算処理を行う際は、電力積算に限らず、電流積算を行い、予め求めた総電流量との割合から残容量率を求めてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】二次電池を放電した際の電圧と残容量率を示すグラフである。
【図２】この発明を適用することができるバッテリパックの構造の一例を示す略線図である。
【図３】より精密に電流積算または電力積算を行うために用いる構成の略線図である。
【図４】より精密に電流積算または電力積算を行うための処理の流れを表すフローチャートである。
【図５】剰余加算を行う積算法を用いた場合のデータ積算の一例を示す図である。
【図６】二次電池の放電電圧と、放電電圧による信頼度係数の関係を示すグラフである。
【図７】二次電池の電圧法残容量率と、電圧法残容量率による信頼度係数の関係を示すグラフである。
【図８】二次電池の温度と、温度による信頼度係数の関係を示すグラフである。
【図９】二次電池の電圧法残容量率と電圧法信頼度の関係を温度別に示したグラフである。
【図１０】放電中の二次電池の電圧と、残容量率と、この発明を適用して求められる電圧法信頼度および残容量の検出方法を示す図である。
【図１１】電圧法信頼度を用いて残容量を算出する方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８１】
４・・・スイッチ回路
５・・・充電制御ＦＥＴ
６・・・放電制御ＦＥＴ
５ａ，６ａ・・・寄生ダイオード
７・・・電池セル
８・・・温度検出素子
９・・・電流検出抵抗
２１・・・入力端子
２２・・・スイッチ
【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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