(57)【要約】      （修正有）【課題】従来よりも少ないデータに基づいて残容量補正電圧を算出し、二次電池の残容量の補正を精度良く行うことができる電池パック、および二次電池の残容量補正方法を提供する。【解決手段】電池パックは、二次電池７と、二次電池７使用時の電圧、電流、および内部抵抗を測定する測定部１２と、測定結果に基づいて二次電池７の残容量を検出する残容量検出部と、二次電池７の電圧が残容量補正電圧以下になったときに残容量検出部によって検出された残容量を補正する残容量補正部とを備える。残容量補正部は、測定された電流および内部抵抗を用いて二次電池７の放電が停止されるときの第１の開放電圧を算出し、第１の開放電圧から二次電池７の残容量補正を行うときの第２の開放電圧を算出し、第２の開放電圧と測定された二次電池７の電流および内部抵抗とから二次電池７の残容量補正を行うときの閉路電圧を算出することにより、残容量補正電圧を求める。【選択図】図１
2009097954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次電池と、
上記二次電池使用時の電圧、電流、および内部抵抗を測定する測定部と、
上記測定部によって測定された結果に基づいて、上記二次電池の残容量を検出する残容量検出部と、
測定された上記二次電池の電圧が残容量補正電圧以下になったときに、上記残容量検出部によって検出された上記残容量を補正する残容量補正部と、を備え、
上記残容量補正部は、
測定された上記二次電池の電流および内部抵抗を用いて、上記二次電池の放電が停止されるときの第１の開放電圧を算出し、
上記第１の開放電圧から、上記二次電池の残容量補正を行うときの第２の開放電圧を算出し、
上記第２の開放電圧と、測定された上記二次電池の電流および内部抵抗とから、二次電池の残容量補正を行うときの閉路電圧を算出することにより、上記残容量補正電圧を求める
ことを特徴とする電池パック。
【請求項２】
上記第２の開放電圧は、上記二次電池の開放電圧と放電深度とのデータに基づいて、上記第１の開放電圧に対応する第１の放電深度から、上記残容量補正を行うときの残容量を減算することにより第２の放電深度を求め、該第２の放電深度に対応する開放電圧を求めることにより得られる
ことを特徴とする請求項１記載の電池パック。
【請求項３】
上記二次電池の放電が停止されるときの上記二次電池の残容量率は０％であり、
上記二次電池の電圧が上記残容量補正電圧に達したときに、上記残容量検出部によって検出された残容量は、上記残容量補正を行うときの残容量に補正される
ことを特徴とする請求項２記載の電池パック。
【請求項４】
上記残容量補正電圧の算出は、一定時間毎に行われる
ことを特徴とする請求項３記載の電池パック。
【請求項５】
上記二次電池使用時の温度を測定し、
測定された上記温度に応じて、上記残容量補正電圧を変動させる
ことを特徴とする請求項４記載の電池パック。
【請求項６】
二次電池使用時の電圧、電流、および内部抵抗を測定するステップと、
測定された結果に基づいて、上記二次電池の残容量を検出するステップと、
測定された上記二次電池の電圧が残容量補正電圧以下になったときに、検出された上記残容量を補正するステップと、を備え、
上記残容量補正電圧は、
測定された上記二次電池の電流および内部抵抗を用いて、上記二次電池の放電が停止されるときの第１の開放電圧を算出し、
上記第１の開放電圧から、上記二次電池の残容量補正を行うときの第２の開放電圧を算出し、
上記第２の開放電圧と、測定された上記二次電池の電流および内部抵抗とから、二次電池の残容量補正を行うときの閉路電圧を算出することにより求められる
ことを特徴とする二次電池の残容量補正方法。
【請求項７】
上記第２の開放電圧は、上記二次電池の開放電圧と放電深度とのデータに基づいて、上記第１の開放電圧に対応する第１の放電深度から、上記残容量補正を行うときの残容量を減算することにより第２の放電深度を求め、該第２の放電深度に対応する開放電圧を求めることにより得られる
ことを特徴とする請求項６記載の二次電池の残容量補正方法。
【請求項８】
上記二次電池の放電が停止されるときの上記二次電池の残容量率は０％であり、
上記二次電池の電圧が上記残容量補正電圧に達したときに、上記残容量検出部によって検出された残容量は、上記残容量補正を行うときの残容量に補正される
ことを特徴とする請求項７記載の二次電池の残容量補正方法。
【請求項９】
上記残容量補正電圧の算出は、一定時間毎に行われる
ことを特徴とする請求項８記載の二次電池の残容量補正方法。
【請求項１０】
上記二次電池使用時の温度を測定し、
測定された上記温度に応じて、上記残容量補正電圧を変動させる
ことを特徴とする請求項９記載の二次電池の残容量補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電池パックおよび二次電池の残容量補正方法に関し、詳しくは、二次電池の開放電圧を用いて残容量補正電圧を算出する電池パックおよび二次電池の残容量補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池を含む電池パックは種々の電子機器の電源として広く使用されており、電子機器本体の発光ダイオードの点滅、液晶表示、アラームなどにより電池パックの残容量をユーザに知らせることが広くなされている。
【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、電圧と電流とを測定し、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、電池セルの使用時の端子電圧（閉路電圧、ＣＣＶ：Closed circuit voltage）を測定し、二次電池の電圧と電池容量（残容量率）との相関性に基づいて残容量を算出する。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、電圧および電流を測定し、これらを掛け合わせることで電力量を算出して一定時間毎に電力量を積算する電力積算方式とがある。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。
【０００６】
しかしながら、電圧法による残容量検出では、残量が同じであっても流れる電流や内部抵抗の変化により電池電圧が異なるため、精度良く残容量を検出することは困難である。また、例えばリチウムイオン電池の場合、二次電池の中間電位では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。
【０００７】
一方、積算法による残容量検出では、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くため、放電末期になると残容量検出の精度が悪くなるという問題がある。特に性能が劣化した二次電池では、精度の高い残容量の検出は困難となる。
【０００８】
二次電池を使用する電子機器によっては、残容量検出を精度よく行うことが求められる。そこで、以下の特許文献１には、劣化していない二次電池の蓄電量、開放電圧、および蓄電量と内部抵抗との関係の基礎データと、使用中の二次電池の電圧（閉路電圧）および電流値とを比較することで電池の内部状態を検出し、検出した内部状態に応じて残容量を算出する方法が開示されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−５０４１０号公報
【００１０】
ところで、例えばノート型のパーソナルコンピュータ（ＰＣ：Personal Computer）に用いられる電池パックでは、単セル当たりの閉路電圧ＣＣＶが放電停止電圧（例えば３．０Ｖ）に達すると、残容量が０％であると判断して放電を停止する。これは、電池電圧が満充電状態で残容量１００％とし、放電電流の積算に伴って残容量を減少させ、放電停止電圧３．０Ｖで残容量０％としたデータに基づくものである。このような管理は、電池パックに内蔵されるマイクロコンピュータ（Microcomputer、以下、マイコンと称する）、あるいはＣＰＵ（Central Processing Unit）などによってなされている。なお、この明細書において残容量とは、二次電池の放電停止電圧から満充電電圧までの容量を１００％とした場合の容量の割合（ＲＳＯＣ：Relative State Of Charge）をいう。
【００１１】
しかしながら、電池パックの使用による劣化で内部抵抗が増加すると、マイコンあるいはＣＰＵの管理している残容量と、積算法によって実際に検出される残容量との間にズレが生じてしまい、正確な残容量表示を行うことができなくなる。その結果、残容量がまだあると表示されているにも関わらずＰＣがシャットダウンしたり、ＰＣが休止状態への退去処理（ハイバネーション）を行えないまま突然電源が切れたりする現象が生じる。
【００１２】
このような現象を回避するため、放電末期に閉路電圧による残容量補正が行われている。図６を参照して、閉路電圧による残容量補正について説明する。図６において、横軸が放電時間を示し、縦軸が二次電池のセル電圧（閉路電圧ＣＣＶ）および残容量を示す。二次電池の残容量は電流積算によって算出されたものである。
【００１３】
放電末期の例えば、残容量５％で残容量補正を行う場合、残容量５％のとき（残容量補正ポイント）の残容量補正電圧Ｖａを算出し、図６中の矢印ａに示すように、セル電圧が残容量補正電圧Ｖａに達したときに、残容量補正を行う。残容量補正電圧Ｖａは、劣化していない状態の二次電池を各温度、各電流で放電したときの閉路電圧ＣＣＶ、および放電容量を基礎データとして、実際の放電中の閉路電圧ＣＣＶ、放電電流、および温度から算出される可変値である。ここでは、セル電圧が残容量補正電圧Ｖａに達したときに、残容量を５％に減少させることにより、積算法によって検出されている残容量の補正がなされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、残容量補正電圧Ｖａを算出するために用いられるデータは膨大なものとなり、算出処理が複雑になるという問題がある。また、二次電池の劣化、温度変化、放電電流の変動などにより、実際の残容量と一致した残容量補正電圧Ｖａを正確に算出することは難しい。そのため、図６中の矢印ｂに示すように、セル電圧が例えば約３１７０ｍＶの時点で残容量が０％になってしまう。すなわち、残容量補正を行ったにも関わらず、矢印ｃに示すように、補正後の残容量と、実際の残容量との間にズレが発生してしまう。
【００１５】
上述した特許文献１に記載のものは、電池パックの内部状態の検出処理が複雑で、残容量算出処理に用いられるデータが膨大になるという問題がある。また、特許文献１は、検出されている残容量の誤差の補正を行うものではない。
【００１６】
したがって、この発明の目的は、従来より少ないデータに基づいて、二次電池の残容量の補正を精度良く行うことができる電池パック、および二次電池の残容量補正方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上述の課題を解決するために、第１の発明は、二次電池と、
二次電池使用時の電圧、電流、および内部抵抗を測定する測定部と、
測定部によって測定された結果に基づいて、二次電池の残容量を検出する残容量検出部と、
測定された二次電池の電圧が残容量補正電圧以下になったときに、残容量検出部によって検出された残容量を補正する残容量補正部と、を備え、
残容量補正部は、
測定された二次電池の電流および内部抵抗を用いて、二次電池の放電が停止されるときの第１の開放電圧を算出し、
第１の開放電圧から、二次電池の残容量補正を行うときの第２の開放電圧を算出し、
第２の開放電圧と、測定された二次電池の電流および内部抵抗とから、二次電池の残容量補正を行うときの閉路電圧を算出することにより、残容量補正電圧を求める
ことを特徴とする電池パックである。
【００１８】
第２の発明は、二次電池使用時の電圧、電流、および内部抵抗を測定するステップと、
測定された結果に基づいて、二次電池の残容量を検出するステップと、
測定された二次電池の電圧が残容量補正電圧以下になったときに、検出された残容量を補正するステップと、を備え、
残容量補正電圧は、
測定された二次電池の電流および内部抵抗を用いて、二次電池の放電が停止されるときの第１の開放電圧を算出し、
第１の開放電圧から、二次電池の残容量補正を行うときの第２の開放電圧を算出し、
第２の開放電圧と、測定された二次電池の電流および内部抵抗とから、二次電池の残容量補正を行うときの閉路電圧を算出することにより求められる
ことを特徴とする二次電池の残容量補正方法である。
【００１９】
第１および第２の発明では、第２の開放電圧は、具体的には、二次電池の開放電圧と放電深度とのデータに基づいて、第１の開放電圧に対応する第１の放電深度から、残容量補正を行うときの残容量を減算することにより第２の放電深度を求め、第２の放電深度に対応する開放電圧を求めることにより得ることができる。
【００２０】
また、第１および第２の発明では、二次電池の放電が停止されるときの上記二次電池の残容量率は０％であり、二次電池の電圧が残容量補正電圧に達したときに、残容量検出部によって検出された残容量を、残容量補正を行うときの残容量に補正することができる。
【００２１】
また、第１および第２の発明では、残容量補正電圧の算出は、一定時間毎に行われることが好ましい。
【００２２】
また、第１および第２の発明では、二次電池使用時の温度を測定し、測定された温度に応じて、残容量補正電圧を変動させることが好ましい。
【００２３】
この発明では、二次電池の開放電圧を用いて残容量補正電圧を算出するので、二次電池の劣化に伴う内部抵抗の上昇などの影響を受けることなく、実際の残容量と一致した残容量補正電圧を求めることが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
この発明によれば、二次電池の開放電圧を用いて残容量補正電圧を算出することにより、二次電池の劣化やユーザの使用状況に関わらず、二次電池の残容量の補正を精度良く行うことができる。また、従来より少ないデータに基づいて残容量補正電圧を算出することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の一実施形態による電池パックの構成の一例を示すブロック図である。この電池パックは主に、二次電池７、過電圧検出部１０、測定部１２、ＣＰＵ１３、クロック端子３ａ、通信端子３ｂ、温度検出端子３ｃ、充放電制御スイッチ４で構成されている。電池パックの＋端子１は、過電圧保護ヒューズ１１および充放電制御スイッチ４を介して、二次電池７の＋端子と接続されている。一方、−端子２は、電流検出抵抗９を介して、二次電池７の−端子と接続されている。−端子２と温度検出端子３ｃとの間には、サーミスタ１４が接続されている。
【００２６】
なお、この発明の構成要素である測定部は測定部１２に対応し、残容量検出部および残容量補正部はＣＰＵ１３に対応している。
【００２７】
この電池パックは、電子機器使用時には＋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、電子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。電池パックは、接続される充電器、あるいは電子機器などの負荷との間で、通信端子３ｂを介して通信を行い、二次電池７の残容量などの情報を知らせることができるようになされている。なお、この情報を受け取った機器側では、液晶などの表示部に電池容量や残容量率などを表示する。
【００２８】
二次電池７は、リチウムイオン電池などの二次電池で、例えば２個の電池セルを並列に接続したセルブロック７ａ、セルブロック７ｂ、セルブロック７ｃを直列に接続した構成である。二次電池７には、例えば、単電池セル当たりの満充電電圧が４．２Ｖの二次電池を用いることができる。
【００２９】
測定部１２は、電池パック内のセルブロック７ａ、セルブロック７ｂ、セルブロック７ｃのそれぞれの電圧および内部抵抗を測定し、ＣＰＵ１３に測定値を供給する。なお、以下では、２個の単電池セルからなるセルブロック７ａ、セルブロック７ｂ、セルブロック７ｃのそれぞれの電圧をセル電圧と称する。
【００３０】
また、測定部１２は、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、ＣＰＵ１３に測定値を送るものである。さらに、測定部１２は、二次電池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。
【００３１】
測定部１２は、セルブロック７ａ、セルブロック７ｂ、セルブロック７ｃのうちいずれかのセル電圧が過充電検出電圧になったときや、いずれかのセル電圧が過放電検出電圧以下になったとき、充放電制御スイッチ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。
【００３２】
充放電制御スイッチ４は、充電制御ＦＥＴ（Field Effect Transistor ：電界効果型トランジスタ）５および放電制御ＦＥＴ６とから構成されている。充電制御ＦＥＴ５および放電制御ＦＥＴ６のそれぞれのドレイン・ソース間には、寄生ダイオード５ａおよび６ａが存在する。寄生ダイオード５ａは、＋端子１から二次電池７の方向に流れる充電電流に対して逆方向で、−端子２から二次電池７の方向に流れる放電電流に対して順方向の極性を有する。寄生ダイオード６ａは、充電電流に対して順方向で、放電電流に対して逆方向の極性を有する。
【００３３】
充電制御ＦＥＴ５および放電制御ＦＥＴ６のそれぞれのゲートには、測定部１２からの制御信号がそれぞれ供給される。通常の充電および放電動作では、制御信号がローレベルとされ、充電制御ＦＥＴ５および放電制御ＦＥＴ６がＯＮ状態とされる。なお、充電制御ＦＥＴ５および放電制御ＦＥＴ６はＰチャンネル型であるので、ソース電位より所定値以上低いゲート電位によってＯＮ状態となる。
【００３４】
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。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。
【００３５】
過電圧検出部１０は過電圧保護ヒューズ１１と接続され、二次電池７の各セル電圧が規定の電圧を超えた場合、二次電池７の＋端子と電池パックの＋端子１とを結ぶ＋側の電源ラインの接続を遮断することにより、二次電池１、機器本体、および電池パック内の回路等を保護する。
【００３６】
ＣＰＵ１３は、測定部１２から供給された電圧値、電流値を使用して電圧値の測定や電流値の積算を行い、二次電池７の残容量を算出する。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。これらの測定値などは、ＣＰＵ１３に内蔵される不揮発性メモリＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable and Programmable Read Only Memory）（図示せず）に保存される。
【００３７】
また、ＣＰＵ１３は、測定部１２から供給された電流値、内部抵抗を使用して、各セルブロックの開放電圧ＯＣＶを算出する。なお、開放電圧ＯＣＶの算出には、下記の式（１）が用いられる。
開放電圧ＯＣＶ＝閉路電圧ＣＣＶ−電流×内部抵抗・・・（１）
【００３８】
また、ＣＰＵ１３は、セル電圧が放電停止電圧（例えば３Ｖ）に達した場合、二次電池７の残容量が０％に達したものと判断して、電池パック内の放電を停止させる。このとき、二次電池７の劣化などにより内部抵抗が上昇すると、電流積算によって算出されている残容量と実際の残容量との間に誤差が生じてしまう。そこで、ＣＰＵ１３は、放電末期に残容量補正ポイントの閉路電圧ＣＣＶを残容量補正電圧として算出し、二次電池７のセル電圧が残容量補正電圧以下になったとき、二次電池７の残容量補正を行う。
【００３９】
この発明の一実施形態では、二次電池７の開放電圧ＯＣＶ（Open Circuit Voltage）と放電深度との標準データを基礎データとして用いることにより、残容量補正電圧を算出する。なお、放電深度とは、二次電池７の容量に対して取り出された容量の割合である。
【００４０】
図２に、開放電圧ＯＣＶと放電深度との標準データの一例を示す。図２に示すように、開放電圧ＯＣＶと放電深度との標準データは、満充電時の開放電圧ＯＣＶを放電深度０％とし、開放電圧ＯＣＶが３．０Ｖまで放電したときを放電深度１００％とした容量の割合を示すデータである。このような開放電圧ＯＣＶと放電深度との標準データは、内部抵抗の影響を受けないので、二次電池７の劣化や放電レートの変動などが生じてもこれらの対応関係は変化しない。このような開放電圧ＯＣＶと放電深度との標準データは、ＣＰＵ１３のＲＯＭ（Read Only Memory）に保存されている。
【００４１】
以下、図３を参照して、開放電圧ＯＣＶと放電深度との標準データを用いた残容量補正電圧の算出について具体的に説明する。図３は、開放電圧ＯＣＶと放電深度との標準データ、および二次電池７の放電時におけるセル電圧の一例をそれぞれ示すグラフである。横軸が放電深度（％）を示し、縦軸が電圧（ｍＶ）を示す。なお、開放電圧ＯＣＶと放電深度との標準データにおける電圧は開放電圧ＯＣＶの値を示し、二次電池７のセル電圧における電圧は閉路電圧ＣＣＶの値を示している。
【００４２】
ここで、この電池パックは、使用時のセル電圧が放電停止電圧である３Ｖに達すると、電池パック内の放電を停止させる。そこで、まず、現在の放電電流および内部抵抗において、セル電圧が放電停止電圧３Ｖに達したときの、開放電圧ＯＣＶ１の値を算出する。なお、以下では、セル電圧が放電停止電圧３Ｖに達したときの開放電圧ＯＣＶ１を、第１の開放電圧ＯＣＶ１と適宜称する。
【００４３】
第１の開放電圧ＯＣＶ１は、上述の式（１）を用いて算出される。具体例を挙げて説明すると、現在の放電電流が２８００［ｍＡ］、内部抵抗が１１８［ｍΩ］とし、放電停止電圧ＣＣＶを３．０Ｖとすると、第１の開放電圧ＯＣＶ１は、次式により求められる。なお、次式では、電流は放電電流であることから、マイナスの値とされる。
第１の開放電圧ＯＣＶ１＝３０００［ｍＶ］−（−２８００［ｍＡ］）×１１８［ｍΩ］
≒３３３１［ｍＶ］
【００４４】
求められた第１の開放電圧ＯＣＶ１から、図３に示す開放電圧ＯＣＶと放電深度との標準データを参照することにより、第１の開放電圧ＯＣＶ１に対応する放電深度ｃを求める。以下、第１の開放電圧ＯＣＶ１に対応する放電深度ｃを、第１の放電深度ｃと適宜称する。
【００４５】
例えば、第１の開放電圧ＯＣＶ１が３３３１ｍＶのとき、第１の放電深度ｃは９７．５％である。すなわち、放電深度９７．５％で二次電池の残容量が０％となる。
【００４６】
続いて、残容量補正ポイントにおける放電深度ｄを求める。以下、残容量補正ポイントにおける放電深度ｄを、第２の放電深度ｄと適宜称する。第２の放電深度ｄは、以下の式（２）によって求められる。
第２の放電深度ｄ＝第１の放電深度ｃ−残容量補正ポイントにおける残容量・・・（２）
【００４７】
したがって、例えば、残容量５％で残容量補正を行う場合、
第２の放電深度ｄ＝９７．５［％］−５［％］
＝９２．５［％］
となる。
【００４８】
求められた第２の放電深度ｄから、図３に示す開放電圧ＯＣＶと放電深度との標準データを参照することにより、残容量補正ポイントにおける開放電圧ＯＣＶ２を求める。以下、残容量補正ポイントにおける開放電圧ＯＣＶ２を、第２の開放電圧ＯＣＶ２と適宜称する。例えば、第２の放電深度ｄが９２．５％のとき、第２の開放電圧ＯＣＶ２は３５３２ｍＶである。
【００４９】
続いて、現在の放電電流および内部抵抗の値に基づいて、残容量補正ポイントの閉路電圧ＣＣＶ１を求める。残容量補正ポイントの閉路電圧ＣＣＶ１は、下記の式（３）を用いて算出される。
閉路電圧ＣＣＶ＝開放電圧ＯＣＶ＋電流×内部抵抗・・・（３）
【００５０】
具体的には、現在の放電電流が２８００［ｍＡ］、内部抵抗が１１８［ｍΩ］であり、残容量補正ポイントにおける第２の開放電圧ＯＣＶ２は３５３２ｍＶである場合、残容量補正ポイントの閉路電圧ＣＣＶ１は、次式により求められる。
残容量補正ポイントの閉路電圧ＣＣＶ１＝３５３２［ｍＶ］＋（−２８００［ｍＡ］）×１１８［ｍΩ］
≒３２０２［ｍＶ］
【００５１】
以上のようにして求められた残容量補正ポイントの閉路電圧ＣＣＶ１に基づいて、二次電池７のセル電圧が残容量補正ポイントの閉路電圧ＣＣＶ１以下になったときに、残容量補正が行われる。
【００５２】
なお、残容量補正ポイントの閉路電圧ＣＣＶ１は、一定周期で各電池セルの閉路電圧、温度、電流を測定した際に再計算が行われ、内部抵抗および電流の変動に対応して、残容量補正時の閉路電圧ＣＣＶ１は常に更新される。
【００５３】
また、温度検出素子８で測定した電池温度に応じて、残容量補正時の閉路電圧ＣＣＶ１を変動させることも可能である。例えば、温度の上昇により内部抵抗値が低くなることから残容量補正時の閉路電圧ＣＣＶ１を温度の上昇に合わせて増加させる。これによって、残容量補正電圧をより正確に求めることができる。
【００５４】
図４に、残容量補正ポイントの閉路電圧ＣＣＶ１で残容量補正を行ったときの、二次電池７の残容量、およびセル電圧の変化の一例を示す。横軸が放電時間を示し、縦軸がセル電圧および残容量を示す。
【００５５】
図４に示すように、電流値の積算により算出される残容量は、セル電圧が残容量補正ポイントの閉路電圧ＣＣＶ１に達したときに補正が行われる。すなわち、図４に示す例では、残容量が５％のときの残容量補正ポイントの閉路電圧ＣＣＶ１を算出したものであるので、セル電圧が残容量補正ポイントの閉路電圧ＣＣＶ１に達したときに、残容量を５％に低下させることによって補正が行われる。
【００５６】
このように残容量補正ポイントの閉路電圧ＣＣＶ１で補正を行うことで、図４中の矢印ｅで示すように、セル電圧が３０００ｍＶのときに、残容量が０％になるように調整することができる。
【００５７】
図５は、開放電圧ＯＣＶと放電深度との標準データに基づいて残容量補正電圧を算出し、残容量補正を行う処理の流れを概略的に示すフローチャートである。なお、特別な記載がない限り、以下の処理はＣＰＵ１３においてなされるものである。
【００５８】
まず、ステップＳ１において、測定部１２により、各セル電圧、電流、内部抵抗、温度が測定される。測定された値は、ＣＰＵ１３に供給される。
【００５９】
次に、ステップＳ２において、供給された現在の放電電流および内部抵抗の値に基づいて、セル電圧が放電停止電圧（例えば３Ｖ）に達したときの、第１の開放電圧ＯＣＶ１の値が算出される。なお、第１の開放電圧ＯＣＶ１の算出には、上述の式（１）が用いられる。
【００６０】
続いて、ステップＳ３において、開放電圧ＯＣＶと放電深度との標準データを参照して、ステップＳ２で求められた第１の開放電圧ＯＣＶ１から、放電停止となるときの第１の放電深度が求められる。
【００６１】
次に、ステップＳ４において、残容量補正ポイント（例えば、二次電池７の残容量が５％）における第２の放電深度ｄが算出される。なお、第２の放電深度ｄは、上述の式（２）を用いて求められる。
【００６２】
続いて、ステップＳ５において、開放電圧ＯＣＶと放電深度との標準データを参照して、ステップＳ４で求められた第２の放電深度ｄから、残容量補正ポイントにおける第２の開放電圧ＯＣＶ２が求められる。
【００６３】
次に、ステップＳ６において、現在の放電電流および内部抵抗の値に基づいて、残容量補正ポイントの閉路電圧ＣＣＶ１が算出される。なお、残容量補正ポイントの閉路電圧ＣＣＶ１の算出には、上述の式（３）が用いられる。
【００６４】
続いて、ステップＳ７において、残容量補正ポイントの閉路電圧ＣＣＶ１と、測定部１２によって測定された二次電池７のセル電圧のうち最小のセル電圧との比較を行う。残容量補正ポイントの閉路電圧ＣＣＶ１が二次電池７の最小セル電圧よりも大きいと判断されたときは、処理がステップＳ１に移行する。
【００６５】
一方、ステップＳ７において、残容量補正ポイントの閉路電圧ＣＣＶ１が二次電池７の最小セル電圧以下であると判断されたときは、処理がステップＳ８に移行する。ステップＳ８では、電流値の積算により検出されている残容量の補正を行う。例えば、残容量補正ポイントを二次電池の残容量が５％になるときにした場合は、電流値の積算により検出されている残容量を５％に補正する。
【００６６】
以上説明したように、この発明の一実施の形態では、従来のように各温度、各電流で放電したときの電圧および放電容量のデータに基づくのではなく、開放電圧ＯＣＶと放電深度との標準データに基づいて残容量補正ポイントの閉路電圧ＣＣＶ１を算出している。したがって、従来より少ない情報で、残容量補正ポイントの閉路電圧ＣＣＶ１を簡単に算出することができる。
【００６７】
また、二次電池の劣化やユーザの使用状況などの影響を受けることなく残容量補正ポイントの閉路電圧ＣＣＶ１を算出できるので、精度良く残容量補正を行うことができ、二次電池７のセル電圧が３．０Ｖに達したときの残容量の誤差を小さくすることができる。したがって、電子機器において残容量がまだあると表示されているにも関わらず、突然電源が切れたり、アラームがなったりするという不具合を解消することができる。さらに、残容量補正時に、残容量が急に変化してしまう、いわゆる容量飛びを小さくすることができる。
【００６８】
以上、この発明の一実施の実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の一実施の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。
【００６９】
例えば、上述の一実施の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。例えば、上述の一実施の形態では、残容量補正ポイントを二次電池７の残容量が５％になるときとしたが、残容量補正ポイントは残容量が５％になるときに限られず、任意の残容量で補正を行うことができる。
【００７０】
また、上述の一実施の形態では、二次電池７としてリチウムイオン電池を用いたが、二次電池７はこれに限られるものではなく、開放電圧ＯＣＶと放電深度とが１対１に対応するような特性を有するものであれば良く、例えば、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。
【００７１】
また、上述の一実施の形態では、電池パックに２本の並列の二次電池を３ブロック直列に設ける構成としたが、電池パックに設ける２次電池の数および構成は、特に限定されるものではない。
【００７２】
また、上述の一実施の形態では、電流値の積算によって二次電池の残容量を検出する構成としたが、測定された電流値および電圧値から電力量を算出して、電力量の積算によって二次電池の残容量を検出する構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】この発明の一実施の形態による電池パックの構造の一例を示す略線図である。
【図２】開放電圧と放電深度との標準データの一例を示すグラフである。
【図３】開放電圧と放電深度との標準データ、および使用時のセル電圧の変化の一例をそれぞれ示すグラフである。
【図４】この発明の一実施の形態による二次電池の残容量補正およびセル電圧との一例を示すグラフである。
【図５】残容量補正ポイントの閉路電圧の算出および残容量補正の処理の流れを表すフローチャートである。
【図６】従来の二次電池の残容量補正およびセル電圧の一例を示すグラフである。
【符号の説明】
【００７４】
１・・・＋端子
２・・・−端子
４・・・充放電制御スイッチ
５・・・充電制御ＦＥＴ
６・・・放電制御ＦＥＴ
７・・・二次電池
８・・・温度検出素子
９・・・電流検出抵抗
１０・・・過電圧検出部
１１・・・過電圧保護ヒューズ
１２・・・測定部
１３・・・ＣＰＵ
１４・・・サーミスタ
【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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