专利名称：电池组和电池剩余能量计算方法
技术领域：
本发明涉及用作诸如视频摄像机、便携式电话或者个人计算机的电子设备的电源的一种电池组，以及一种用于计算所述电池组中的电池的剩余容量的方法。
本申请要求基于2002年6月12日在日本提交的申请号2002-171828号和2002年8月22日在日本提交的申请号2002-242650号日本专利申请的优先权。通过引证而将这些申请应用于本申请。
背景技术：
迄今已经使用了具有作为能够充电的诸如锂离子电池、NiCd电池、氢镍电池等蓄电池的电池单元的电池组。将这样一种电池组用作诸如视频摄像机、便携式电话或者个人计算机等电子设备的电源。
例如，在用作电子设备电源的电池组中，合并了计算所述电池的剩余容量并和使用电池组作为电源的电子设备通信的微型计算机、所述微型计算机的外围电路、用于通过所述微型计算机计算所述电池的剩余容量所必需的电池单元的状态检测电路、以及在其中存储了计算所述电池的剩余容量所必需数据的非易失性存储器。
使用电池组的所述电子设备，例如，按时间显示由微型计算机计算的所述电池剩余容量。
能够用通过积分在充电和放电时流动的电流所获得的容量积分值Y来表达如上所述电池组的剩余容量。
例如，如同在日本专利申请公开号hei 9-285026中公开的那样，用以下这样一种方式来获得容量积分值Y，即用在每次对电池组充放电时将所述容量积分值复位为参考值(以后将其称作为参考容量积分值)Y0，并通过将该参考容量积分值Y0视作参考而对电流值积分。
作为参考容量积分值Y0，采用了当将所述电池组充电到例如发货(shipment)的完全充电的90％时的容量积分值。下面举例说明，在这样一种电池组中，作为用于将所述容量积分值Y复位为所述参考容量积分值Y0的方法的所述方法。即，将所述参考容量积分值Y0和在发货之前对所述电池组进行恒压充电操作以获得所述容量积分值Y＝所述参考容量积分值Y0时的电流值Ix一起存储在非易失性存储器中，并接着，当一旦使用而对所述电池组进行恒压充电操作以获得电流值Ix时，将所述容量积分值Y复位为所述参考容量积分值Y0。
已经知道，如上所述的电池组具有随着时间流逝而降低的容量，即，所述电池组退化。当所述电池组退化时，产生了由微型计算机所计算的电池剩余容量和所述电池组的实际剩余容量之间的差值。
因此，当所述电池组退化时，需要校正由所述微型计算机计算的容量积分值Y。
作为用于校正容量积分值Y的方法，例如，考虑了一种基于使得电池组退化的原因，用容量积分值Y乘以所规定的系数以校正容量积分值的方法。
作为使电池组退化的原因，可以作为例子举出充放电电池组的次数、所述电池组的使用和存储条件等等。
在所述电池组中，已经知道，随着所述电池组的充放电次数增加，所述电池组的退化就越厉害。例如，在锂离子电池中，已经知道，进行充放电操作500次，则具有60％的容量。
例如，由在日本专利申请公开号hei 9-243718等中披露的方法能够获得电池组充放电的次数。因此，能够根据电池组充放电的次数校正容量积分值Y。
已知，可根据使用条件或者存储条件改变电池组退化的方式。而且已知，例如，当长时间不停使用电池组时或者当在低温等使用电池组时，所述电池组很有可能退化。日本专利申请公开号2000-260488披露了一种根据温度变化计算电池剩余容量的方法。
不过，几乎掌握不了所有的电池组使用条件或存储条件。因此，根据电池组的使用条件或存储条件来校正所述容量积分值Y是困难的。
作为校正容量积分值Y的另一种方法，考虑了一种方法，其中实际测量退化电池组的退化程度，并根据退化的认可程度校正所述容量积分值。
通过称作为5小时(five-hour)方法测量所述电池组的退化程度。所述5小时方法是将所述电池组从空状态充电到完全充电状态后，将所述电池组放电大约5小时以测量所述电池组的退化程度的方法。
充电时间因电池容量的不同而不同。例如，在由索尼公司生产的数字摄像机中使用的“NP-FC10”(商标名称)电池组中，对所述电池组充电需要大约3小时。
如上所述，当实际测量所述电池组的退化程度时，要花费8小时。即，当实际测量电池组的退化程度并根据所认可的退化程度校正所述容量时，需要长时间来校正所述容量。为了用如上所述的方法来实际测量所述电池组的退化程度，每次需要进行对所述电池组进行充放电操作。所以，实际测量所述电池组的退化程度，以致进一步加速了电池组的退化。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种新电池组和一种能够解决实际电池组的如上所述问题的用于计算电池剩余容量的方法。
本发明的另一个目的是提供电池组和用于计算电池的剩余容量的方法，其中，能够简单地校正不仅基于充放电操作次数而且基于使用条件和存储条件等的容量降低，并能够检测作为最接近实际剩余容量值的所述电池剩余容量。
随着使用能够充电的电池单元的电池组进一步退化，内部阻抗将增加。因此，当新电池组进行恒压充电操作时，由于内部阻抗低，所以在开始充电操作时允许更多的电流流过，快速地降低了在充电操作期间流过的电流量并在短的充电时间(h1)对所述电池组完全地充电。另一方面，当退化电池组进行恒压充电操作时，因为内部阻抗高，所以在开始充电操作时允许少量电流流过，并且在充电操作期间流过的电流量会慢慢地降低从而要求长的充电时间(h2)。
本发明的发明人通过不断努力研究实现了如上所述目的。接着，它们意识到在退化电池组中，充电电流随着如图1的B所示的充电操作而变化，而在所述新电池组中，所述充电电流会随着如图1的A中所示的充电操作而变化，在充电电流达到参考电流值Ix之后电流流过的积分量在退化电池组中比在新电池组中多。
根据本发明的安装在外部设备上的电池组包括充放电的电池单元；电流检测装置，用于检测当对所述电池单元充放电时流过的电流；容量积分值计算装置，用于通过对电流积分而计算容量积分值；复位装置，用于当由电流检测装置检测的电流达到规定值时，将所述容量积分值复位为参考容量积分值；存储装置，用于存储最大容量积分值和所述参考容量积分值；以及数据计算装置，用于根据所述容量积分值，计算电池的剩余容量数据。所述容量积分值计算装置将该参考容量积分值作为参考而对电流进行积分。当由容量积分值计算装置计算的容量积分值小于最大容量积分值时，数据计算装置将由容量积分值计算装置计算的容量积分值确定为所述电池的剩余容量数据，而当由容量积分值计算装置计算的容量积分值不小于最大容量积分值时，数据计算装置将该最大容量积分值确定为所述电池的剩余容量数据。
根据本发明的安装在外部设备上的另一种电池组包括充放电的电池单元；电流检测装置，用于检测当对所述电池单元充放电时流过的电流；容量积分值计算装置，用于通过对电流积分而计算容量积分值；复位装置，用于当由电流检测装置检测的电流达到规定值时，将所述容量积分值复位为参考容量积分值；存储装置，用于存储最大容量积分值和所述参考容量积分值；到达时间计数装置，用于对由容量积分值计算装置计算的容量积分值达到最大容量积分值的次数进行计数；以及参考容量积分值校正装置，用于根据到达时间计数装置所计次数而校正参考容量积分值。所述容量积分值计算装置根据参考容量积分值对所述电流积分，以计算所述容量积分值，并将所述容量积分值确定为所述电池的剩余容量数据。
根据本发明的用于计算安装在外部设备上的电池组的电池剩余容量的方法包括电流检测步骤，用于检测当对所述电池组的电池单元充放电时流过的电流；容量积分值计算步骤，用于通过对电流积分而计算容量积分值；复位步骤，用于当所述电流达到规定值时，将所述容量积分值复位为参考容量积分值；以及数据计算步骤，用于根据所述容量积分值，计算电池的剩余容量数据。在所述容量积分值计算步骤中，根据所述参考容量积分值对所述电流进行积分。在所述数据计算步骤中，将在所述容量积分值计算步骤中计算的容量积分值与在存储装置中存储的最大容量积分值作比较，并且，当在容量积分值计算步骤中计算的容量积分值小于所述最大容量积分值时，将在容量积分值计算步骤计算的容量积分值确定为所述电池的剩余容量数据，而当在容量积分值计算步骤中计算的容量积分值大于所述最大容量积分值时，将所述最大容量积分值确定为所述电池的剩余容量数据。
根据本发明的用于计算安装在外部设备上的电池组的电池剩余容量的另一种方法包括电流检测步骤，用于检测当对所述电池组内的电池单元充放电时流过的电流；容量积分值计算步骤，用于通过对电流积分而计算容量积分值；复位步骤，用于当所述电流达到规定值时，将所述容量积分值复位以获得参考容量积分值；到达时间计数步骤，用于对由容量积分值计算步骤计算的容量积分值达到在存储装置中存储的最大容量积分值的次数进行计数；以及第一参考容量积分值校正步骤，用于根据在到达时间计数步骤所计次数而校正在所述存储装置中存储的所述参考容量积分值。在所述容量积分值计算步骤，根据参考容量积分值对所述电流积分，以计算所述容量积分值，并将所述容量积分值确定为所述电池的剩余容量数据。
根据下面参照附图描述的实施例的解释，本发明的其他目的及由本发明获得的具体优点将更明显。
图1是显示在电池组继续退化的状态下对电池组充电时，容量积分值变化的示意图。
图2是显示根据本发明的电池组的具体结构的方框图。
图3是显示当对新电池组充电时，容量积分值、最大容量积分值和参考容量积分值变化的示意图。
图4是显示当对电池组充电时所述容量积分值的变化和当流过第7电阻的电流值是Ix时将容量积分值设置为参考容量积分值的状态的示意图。
图5是显示当对电池组进行恒压充电操作时，流过该第7电阻的电流量变化的示意图。
图6是显示当所述容量积分值不小于最大容量积分值时，微型计算机输出作为电池剩余容量数据的最大容量积分值的示意图。
图7是显示当根据达到次数而校正参考容量积分值时，所述电池的剩余容量数据变化的示意图。
图8是显示当所述微型计算机对达到次数计数时的处理流程的流程图。
图9是显示当所述微型计算机校正所述参考容量积分值时的处理流程的流程图。
图10是显示当所述微型计算机除了根据达到次数外还根据充放电操作次数校正所述参考容量积分值Y0时，所述电池剩余容量数据变化的示意图。
图11是显示根据校正改变参考容量积分值的示意图。
具体实施例方式
现在，将更详细地描述根据本发明的电池组和用于计算电池的剩余容量的方法。
如图2所示，根据本发明的电池组1包括充放电电池单元2，用于检测对电池单元2进行充放电的电流的充放电电流检测电路3，通信电路4，微型计算机5，微型计算机的电源6，温度传感器7，电压检测电路8，非易失性存储器9和双输入NAND门10。
将电池组1连接或者合并到诸如视频摄像机、便携式电话或者个人计算机的电子设备，并用作所述电子设备的电源。
在根据本发明的电池组1中，将电池单元2的阴极连接到电池组1的正端TM+，而将电池单元2的阳极通过如下所述的第7电阻连接到电池组1的负端TM-。
所述充放电电流检测电路3检测当对所述电池组1充放电时流过的电流，以将所述电流提供给所述微型计算机5。所述充放电电流检测电路3包括具有第一电阻11、第二电阻12、第三电阻13、第一开关晶体管14和用于充电电流的运算放大器15的充电电流检测部分16，具有第4电阻21、第5电阻22、第6电阻23、第二开关晶体管24和用于放电电流的运算放大器25的放电电流检测部分26，和第7电阻27。下面描述充放电电流检测电路3的详细操作。
所述通信电路4包括用于输入数据的缓冲放大器31和用于输出数据的缓冲放大器32。将用于输入所述数据的缓冲放大器31连接到在微型计算机5中提供的数据输入端51。将用于输出数据的缓冲放大器32连接到在微型计算机5中提供的数据输出端52。所述通信电路4通过用于输出所述数据的缓冲放大器32输出从数据输出端52输出的数据Sout。将从所述通信电路4输出的数据提供给诸如电子设备的外部设备(未示出)。而且，所述通信电路4将从所述外部设备提供的数据Sin经过用于输入数据的缓冲放大器31提供给所述数据输入端51。
微型计算机5生成显示所述电池组1状态的数据。所述微型计算机5对充放电电流检测电路3检测的电流积分以计算显示所述电池组1的剩余容量的容量积分值Y。所述微型计算机5对电池组1的充放电次数计数。而且，所述微型计算机5进行在所述外部设备和微型计算机之间的通信，例如，将电池的剩余容量数据输出到所述外部设备。随后将详细描述所述微型计算机5的细节。
所述微型计算机电源6用作所述微型计算机5的电源。所述微型计算机电源6包括串联稳压器或者复位电路等等。将所述微型计算机电源6连接到在所述微型计算机5中提供的电源端子53，以便将电源V通过所述电源端子53提供给微型计算机5。
例如，温度传感器7由温度检测电热调节器(thermistor)组成。将温度传感器7安排在电池单元2附近的位置，或者和所述电池单元2接触。将温度传感器7的温度检测值DT提供给所述微型计算机5的温度检测输入端54。因此，所述微型计算机5能够根据提供给温度检测输入端54的温度检测值DT识别出电池单元2的温度。
电压检测电路8通过由第8电阻35和第9电阻36组成的分压电阻检测电池单元2的端子之间的电压。将来自电源检测电路8的电压检测值DV提供给所述微型计算机5的电压检测输入端55。因此，所述微型计算机5能够根据提供给所述电压检测输入端55的电压检测值DV识别出在电池单元2的端子之间的电压。
所述非易失性存储器9存储最大容量积分值Ym、参考容量积分值Y0和参考电流值Ix。将非易失性存储器9连接到在微型计算机5中提供的循环数据输入端56。将在所述非易失性存储器9中存储的最大容量积分值Ym、参考容量积分值Y0和参考电流值Ix输入到该循环数据输入端56。如图3所示，采用略微大于作为新产品的电池组1容量的值作为最大容量积分值Ym。在本发明中，作为当通过利用参考容量积分值Y0对作为发货时还没有充电的新产品的电池组1充电时获得的容量积分值Y，使用90％完全充电的容量积分值。而且，在根据本发明的电池组1中，当对作为发货时还没有充电的新产品的电池组1充电以获得等于参考容量积分值Y0的容量积分值Y时，使用作为参考电流值Ix的电流值I。
在双输入NAND门10中，将两个输入端中的一个连接到用于充电电流的运算放大器15的输出端。将两个输入端中的另一个连接到用于放电电流的运算放大器25的输出端。该双输入NAND门10具有通过第10电阻37连接到电源端53的输出端。该双输入NAND门切换微型计算机5的运行模式。
现在详细描述充放电电流检测电路3。
将用于充电电流的运算放大器15的非反相输入端经过第三电阻13和第7电阻27连接到电池单元2的阳极。将反相输入端连接到作为用于设置放大因数的负反馈电阻的第二电阻12和第一电阻11。而且，将用于充电电流的运算放大器15连接到充电电流检测输入端57。因此，从用于充电电流的运算放大器15的输出端输出一电压值，该电压值通过按照第一电阻11的电阻值与第二电阻12的电阻值之比放大充电时在电池组1中流动的电流值而获得。将所输出电压值提供给充电电流检测输入端57。
将用于充电电流的运算放大器25的非反相输入端经过第6电阻23和第7电阻27连接到电池单元2的阳极。将反相输入端连接到作为用于设置放大因数的负反馈电阻的第5电阻22和第4电阻21。而且，将用于放电电流的运算放大器25连接到放电电流检测输入端58。因此，从用于放电电流的运算放大器25的输出端输出一电压值，该电压值通过按照第4电阻21的电阻值跟第5电阻22的电阻值之比放大放电时在电池组1中流动的电流值而获得。将所输出电压值提供给放电电流检测输入端58。
例如，第一开关晶体管14由场效应晶体管组成，并具有连接到微型计算机5的开关控制输出端59的栅极。在该第一开关晶体管14的漏极和源极之间连接第一电阻11。因此，例如，当来自微型计算机5的开关控制输出端59的信号电平变为高(H)电平时，所述第一开关晶体管14导通。因此，第一电阻11的电阻值仅仅由基本上为0的第一开关晶体管14的电阻组成，并且用于充电电流的运算放大器15的放大因数增大。另一方面，例如，当来自微型计算机5的开关控制输出端59的信号电平变为低(L)电平时，所述第一开关晶体管14截止，并且用于充电电流的运算放大器15的放大因数是满足第一电阻11的电阻值与第二电阻12的电阻值之比的放大因数，即，放大因数比在第一开关晶体管14导通时更小。
同样第二开关晶体管24也由场效应晶体管组成，并具有连接到微型计算机5的开关控制输出端60的栅极。在第二开关晶体管24的漏极和源极之间连接第4电阻21。因此，例如，当来自微型计算机5的开关控制输出端60的信号电平变为高(H)电平时，所述第二开关晶体管24导通。因此，第4电阻21的电阻值仅仅由基本上为0的第二开关晶体管24的电阻组成，并且所述运算放大器25的放大因数增大。另一方面，例如，当来自微型计算机5的开关控制输出端60的信号电平变为低(L)电平时，所述第二开关晶体管24截止，并且用于放电电流的运算放大器25的放大因数是满足第4电阻21的电阻值与第5电阻22的电阻值之比的放大因数，即，放大因数比在第二开关晶体管24导通时更小。
这里，在正常运行模式期间(在运行期间)，微型计算机5一直监控充电电流检测输入端57和放电电流检测输入端58的电平。当充电电流检测输入端57和放电电流检测输入端58的电平不比规定电平低时，微型计算机5将所述开关控制输出端59和60的信号电平都设置为低(L)电平。因此，所述第一开关晶体管14和所述第二开关晶体管24两者都截止，以致用于充电电流的运算放大器15的放大因数和用于放电电流的运算放大器25的放大因数降低。因此，在正常运行模式(正在运行时)中的微型计算机5可以使用来自低放大因数的用于充电电流的运算放大器15和用于放电电流的运算放大器25的输出值，以测量在充电或者放电时在所述电池组1中流动的电流值。因此，测量了在充电和放电操作时流动的电流值，以致能够计算出充放电电流积分值。
另一方面，在正常运行模式(正在运行)，当在所述电池组1中流动的充放电电流变为其电流值为规定值的小电流或者更小电流时，来自低放大因数的用于充电电流的运算放大器15和用于放电电流的运算放大器25的输出同样也降低。即，充电电流检测输入端57和放电电流检测输入端58的电平同样也都变低。当充电电流检测输入端57和放电电流检测输入端58的电平为规定电平或者比规定电平更低，并且这种状态持续规定时间时，所述微型计算机5判决这种状态为非加载(non-load)状态，从而切换到省电模式(睡眠模式)。在省电模式时消耗的电力低于正常运行模式，以致能够节省电路的能量。
所述微型计算机5在省电模式下将所述开关控制输出端59和60的信号电平设置为高(H)电平。因此，第一开关晶体管14和第二开关晶体管24导通，并且用于充电电流的运算放大器15和用于放电电流的运算放大器25的放大值增大。因此，所述微型计算机5在所述省电模式下，通过利用来自放大因数高的用于充电电流的运算放大器15和用于放电电流的运算放大器25的输出值，能够测量在充电或者放电时流经电池组1的小电流的电流值。
这里，在省电模式，当所述充电或者放电电流的电流值变为规定值或者更高时，来自低放大因数的用于充电电流的运算放大器15和用于放电电流的运算放大器25的输出同样也都增加。即，双输入NAND门10的两个输入端的电平变为高电平，以致双输入NAND门10的输出变为低电平。如上所述，当提供给中断输入端的双输入NAND门10的输出电平变为低电平时，微型计算机5释放省电模式以切换到正常运行模式。
如上所述，因为所述电池组1具有在省电模式比在正常运行模式更低的能耗，所以能够节约所述电路的能量。而且，在所述电池组1中，微型计算机5通过输入到开关控制输出端59的开关控制输出SW1而控制第一开关晶体管14的导通/截止，并通过输入到开关控制输出端60的开关控制输出SW2而控制第二开关晶体管24的导通/截止。因此，在电池组1中，能够改变用于充电电流的运算放大器15和用于放电电流的运算放大器25的放大因数。因此，能够在省电模式检测到小电流，而且通过如上所述的结构同时在正常运行模式也能够测量所述电流值。
现在，下面将详细地描述微型计算机5。
将所述微型计算机5的充电电流检测输入端57连接到用于充电电流的运算放大器15的输出端，并将放电电流检测输入端58连接到用于放电电流的运算放大器25的输出端。而且，将微型计算机5的中断输入端63连接到双输入NAND门10的输出端，该双输入NAND门10具有分别连接到用于充电电流的运算放大器15的输出端和用于放电电流的运算放大器25的输出端的两个输入端。而且，通过第10电阻37将双输入NAND门10的输出端连接到电源端53。而且，将微型计算机5的温度检测输入端54连接到温度传感器7的输出端72。将循环数据输入端56连接到非易失性存储器9的输出端73，并将接地端62连接到电池单元2的阳极。
所述微型计算机5根据存储在非易失性存储器9中的参考容量积分值Y0来计算所述容量积分值Y，并根据该容量积分值Y计算电池的剩余容量数据。而且，微型计算机5将所计算的电池剩余容量输出到外部设备。而且，微型计算机5根据所述容量积分值Y达到最大容量积分值Ym的次数和电池组1充放电的次数来校正所述参考容量积分值Y0。
所述微型计算机5计算所述电流值以计算所述容量积分值Y。如图4所示，所述微型计算机5每次在恒压充电操作之后的充电电流Io的电流值变为Ix时，将所述容量积分值Y复位为所述参考容量积分值Y0，以计算出容量积分值Y。而且，所述微型计算机5确定当容量积分值Y小于最大容量积分值Ym时所计算的容量积分值Y，作为所述电池的剩余容量数据。当所述容量积分值Y不小于最大容量积分值Ym时，所述微型计算机5将所述最大容量积分值Ym确定为所述电池的剩余容量数据。
下面描述在所述微型计算机5中计算的所述容量积分值Y变为所述最大容量积分值Ym或者更大的原理。
在根据本发明的所述电池组1中，随着所述电池组的不断退化，所述电池单元2的内部电阻将增大。即，当所述新电池组1进行恒压充电操作时，所述电池单元2的内部阻抗是低的。从而，在开始如图5的A所示的充电操作时，将大量的电流提供给第7电阻27。所提供的电流量将迅速降低并在规定时间(h1)完成充电操作。另一方面，当退化的电池组1进行恒压充电操作时，因为所述电池单元2的内部阻抗高，所以在开始充电操作时提供给第7电阻27的电流量是小的。所提供的电流量的降低变慢，并且它将花费比以上规定时间(h1)更长的时间(h2)，直至完成如图5的B所示的充电操作。
所以，当对退化电池组1进行恒压充电操作时，当所述电流值达到Ix时，所述电池组1还没有达到完全充电的90％。而且，当所述退化电池组1进行恒压充电操作时，在所述电流值达到Ix之后提供给第7电阻27的电流量比所述新电池组1的更大。
根据上述理由，当所述微型计算机5在每次进行恒压充电操作后所述电流值达到Ix时，将所述容量积分值Y复位为所述参考容量积分值Y0，以便计算出所述容量积分值Y，在所述退化电池组1中的所述容量积分值在进行充电操作时将按如图1的D所示变化，而在所述新电池组1中的所述容量积分值将按如图1的C所示变化。即，在所述退化电池组1中，当完全充电所述电池组时获得的容量积分值Y比所述新电池组1的更大。当对所述新电池组1完全充电时，将最大容量积分值Ym设置为略大于所述容量积分值Y的值。因此，随着所述电池组1的继续退化，所述容量积分值Y在完全充电时高于所述最大积分值Ym，已达到最大容量积分值Ym。
因此，当所述容量积分值Y是最大容量积分值Ym或者更高时，所述微型计算机5将作为所述电池的剩余容量数据的所述最大容量积分值Ym输出到所述外部设备。因此，如图6的E所示，输出所述电池组1的电池剩余容量数据，以防止所述最大容量积分值远远地大于所述新电池组1的容量。结果，例如，当在电子设备中显示所述电池组1的剩余容量时，能够防止所显示的所述电池组1的剩余容量远远地高于在完全对所述新电池组1充电时获得的所述容量。
而且，所述微型计算机5根据所述容量积分值Y达到所述最大容量积分值Ym的次数(随后称作为达到次数)来校正所述参考容量积分值Y0。
如上所述，因为在所述退化电池组1中的所述电池单元2的内部阻抗高，所以将降低开始充电操作时提供给第7电阻27的电流量，从而使得所提供的电流量的降低变慢。因此，当所述电流值达到Ix时，所述电池组还没有达到完全充电的90％。即，在所述电池组1中，随着所述电池组1的进一步退化，当所述电流值达到Ix时所获得的实际容量积分值将小于所述参考容量积分值Y0。
而且，当所述电池组1进一步退化时，在完全充电时的所述容量积分值Y将大于所述最大容量积分值Ym，以致所述容量积分值Y达到所述最大容量积分值Ym的次数增多。即，所述达到次数表示所述电池组1的退化程度。
所以，根据所述达到次数用这样一种方法对参考容量积分值Y0校正，以致例如，每次电池组1的达到次数增加10次时，对所述参考容量积分值Y0的值校正以便具有所述校正之前值的95％。这样，在所述电池组1中，能够根据所述电池组1的实际容量校正所述电池的剩余容量数据。由此，在所述电池组1中，能够根据由于存储条件或者使用条件以及充放电操作次数而导致的退化来校正所述电池的剩余容量数据。如图7的F所示，在所述电池组1中，能够对所述电池的剩余容量校正，以致和所述电池组1的电池实际剩余容量接近。
而且，在所述电池组1中，进行下面所提及的两种校正。即，进行所述电池的剩余容量数据的校正，以致当所述容量积分值Y变为最大容量积分值Ym或者更大时，为外部设备存储作为所述电池剩余容量数据的最大容量积分值Ym。基于达到次数执行对参考容量积分值Y0的校正。因此，由微型计算机5输出的剩余容量数据被确定为更精确校正的参考容量校正值Yh，并具有更接近所述电池组1的电池实际剩余容量的值。
在本发明中，将根据达到次数校正的参考容量积分值Y0存储在非易失性存储器9中。
下面描述用于计数在微型计算机5中的达到次数的方法。
如图8所示，在步骤ST1，首先检测充电电流是否提供给了第7电阻27。当将充电电流提供给了所述电阻时，流程进行到步骤ST2。当没有将充电电流提供给所述电阻时，完成达到次数的计数。
接着，在步骤ST2，检测所述容量积分值Y是否小于所述最大积分值Ym。当所述容量积分值Y小于所述最大容量积分值Ym时，完成达到次数的计数。当所述容量积分值Y不小于所述最大容量积分值Ym时，流程进行到步骤ST3。
接着，在步骤ST3，检测在放电操作之后所述容量积分值Y是否开始达到所述最大容量积分值Ym。当所述容量积分值Y在放电操作之后开始达到所述最大容量积分值Ym时，流程进行到步骤ST4。当所述容量积分值Y在放电操作之后有开始达到所述最大容量积分值Ym时，完成达到次数的计数。
接着，在步骤ST4，将用于计数达到次数的计数器数目加1。
而且，微型计算机5根据在所述电池组1中的充放电操作次数对所述参考容量积分值Y0进行校正。
作为所述电池组1的退化原因，举例说明电池组1的充放电次数、所述电池组1的使用和存储条件等。因此，用这样的方法根据在所述电池组1中充放电操作次数来校正所述参考容量积分值Y0，以致每次在所述电池组1中的充放电操作次数增加例如50次时，校正所述参考容量积分值Y0的值，以便具有在所述校正之前的值的95％。因此，能够校正所述电池组1的所述剩余容量，以致接近所述电池组1的电池实际剩余容量。举例说明在例如日本专利申请公开号hei 9-243718中披露的一种方法，作为用于计数对电池组1充放电次数的方法。
下面描述在所述电池组1中，用于校正所述参考容量积分值Y0的方法。
如图9所示，在步骤ST11，首先判决提供给第7电阻27的电流值是否是Ix。当提供给第7电阻27的电流值是Ix时，流程进行到步骤ST12。当提供给第7电阻27的电流值不是Ix时，完成所述参考容量积分值Y0的校正。
接着，在步骤ST12，判决所述达到次数是否是用于校正参考容量积分值Y0的次数。当所述达到次数是用于校正参考容量积分值Y0的次数时，流程进行到步骤ST13。当所述达到次数不是用于校正参考容量积分值Y0的次数时，流程进行到步骤ST14。
在步骤ST13，在根据达到次数而校正所述参考容量积分值Y0之后，所述流程进行到步骤ST14。
接着，在步骤ST14，判决所述充放电操作次数是否是用于校正参考容量积分值Y0的次数。当所述充放电操作次数是用于校正参考容量积分值Y0的次数时，所述流程进行到步骤ST15。当所述充放电操作次数不是用于校正参考容量积分值Y0的次数时，完成参考容量积分值Y0的校正。
接着，在步骤ST15，在根据充放电操作的次数校正所述参考容量积分值Y0之后，完成所述参考容量积分值Y0的校正。
尽管上述实施例是作为仅仅对所述参考容量积分值Y0进行校正的结构来描述的，但除此之外还可以校正最大容量积分值Ym。在此例子中，假定所述最大容量积分值Ym的值是例如将所述参考容量积分值Y0的大约15％添加到所述参考容量积分值Y0的值，则根据所述参考容量积分值Y0的校正，可以校正所述最大容量积分值Ym。
如上所述，在所述电池组1中，所述微型计算机5根据充放电操作次数以及达到次数来校正所述参考容量积分值Y0，以便获得在所述校正之后的参考容量积分值Yh。因此，在所述电池组1中，由所述微型计算机5计算的所述电池的剩余容量数据如同图10的G所示那样被精确校正，以致所述剩余容量能够更接近所述电池组1的电池实际剩余容量。
而且，在所述电池组1中，所述微型计算机5校正所述参考容量积分值Y0。即，在所述电池组1中，修改软件以致能够校正所述电池的剩余容量数据，并在不增加成本的情况下能够校正所述电池的剩余容量数据。
如图11所示，最好提供更低的极限来校正所述参考容量积分值Y0。为校正所述参考容量积分值Y0而提供更低极限。因此，能够防止对所述容量积分值Y的过度校正。
如上所述，在所述电池组1中，将所述最大容量积分值Ym存储在非易失性存储器9中。当所计算的容量积分值Y小于最大容量积分值Ym时，所述微型计算机5将所计算的容量积分值Y确定为所述电池的剩余容量数据。当所计算的容量积分值Y不小于最大容量积分值Ym时，所述微型计算机5将最大容量积分值Ym确定为所述电池的剩余容量数据。因此，在所述电池组1中，能够防止由所述微型计算机5输出的所述电池剩余容量数据远远大于所述新电池组1的所述容量。
而且，在所述电池组1中，所述微型计算机5根据达到次数来校正所述参考容量积分值Y0。特别是，在所述电池组1中，能够根据所述电池组1的退化程度来校正所述电池的剩余容量数据。因此，在所述电池组1中，能够根据不仅由于所述充放电操作次数，而且由于存储条件或者使用条件导致的退化程度来校正所述电池的剩余容量数据。能够更精确地校正由所述微型计算机5计算的所述电池的剩余容量数据，以致所述电池的剩余容量能够更接近所述电池组1的电池实际剩余容量。
本发明不限于参考所述附图解释的上述实施例。显然，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离所附权利要求及其精髓的范围的情况下可以做出各种修改、替代或者等同。
工业实用性如上所述，在根据本发明的电池组中，所述数据计算装置当由所述容量积分值计算装置计算的容量积分值小于所述最大容量积分值时，将由所述容量积分值计算装置计算的容量积分值确定为所述电池的剩余容量数据，而当由所述容量积分值计算装置计算的容量积分值不小于所述最大容量积分值时，将所述最大容量积分值确定为所述电池的剩余容量数据。因此，在根据本发明的电池组中，能够防止所述电池的剩余容量数据远远大于所述新电池组的容量。
在根据本发明的电池组中，所述参考容量积分值校正装置根据所述容量积分值达到所述最大容量积分值的次数来校正所述参考容量积分值。因此，在根据本发明的电池组中，能够根据所述退化程度来校正所述电池的剩余容量数据。即，在根据本发明的电池组中，能够根据不仅由于所述充放电操作次数，而且由于存储条件或者使用条件导致的退化程度来校正所述电池的剩余容量数据。因此，所述电池的剩余容量数据能够更接近电池的实际剩余容量。
而且，在用于计算根据本发明的电池剩余容量的方法中，当由所述容量积分值计算步骤计算的容量积分值小于所述最大容量积分值时，将由所述容量积分值计算步骤计算的容量积分值确定为所述电池的剩余容量数据，而当由所述容量积分值计算步骤计算的容量积分值大于所述最大容量积分值时，将所述最大容量积分值确定为所述电池的剩余容量数据。因此，根据用于计算本发明的电池的剩余容量的方法，能够防止所述电池的输出剩余容量数据远远大于所述新电池组的所述容量。
而且，还是在用于计算根据本发明的电池的剩余容量的方法中，在第一参考容量积分值校正步骤中，根据在达到次数计数步骤中计数的次数对存储在所述存储装置的参考容量积分值进行校正。因此，在根据本发明的用于计算电池组的剩余容量的方法中，能够根据不仅由于所述充放电操作次数，而且由于存储条件或者使用条件导致的退化程度来校正所述电池的剩余容量数据。因此，所述电池的剩余容量数据能够更接近所述电池的实际剩余容量的值。
权利要求
1.一种安装在外部设备上的电池组，所述电池组包括充放电的电池单元；电流检测装置，用于检测当对所述电池单元充放电时流过的电流；容量积分值计算装置，用于通过对该电流进行积分来计算容量积分值；复位装置，用于当由该电流检测装置检测的电流达到规定值时，将所述容量积分值复位为参考容量积分值；存储装置，用于存储最大容量积分值和所述参考容量积分值；以及数据计算装置，用于根据所述容量积分值，计算电池的剩余容量数据，其中，所述容量积分值计算装置通过将参考容量积分值作为参考而对电流进行积分，当由所述容量积分值计算装置计算的所述容量积分值小于所述最大容量积分值时，该数据计算装置将由所述容量积分值计算装置计算的容量积分值判定为所述电池的剩余容量数据，而当由所述容量积分值计算装置计算的容量积分值不小于该最大容量积分值时，所述数据计算装置将最大容量积分值判定为所述电池的剩余容量数据。
2.如权利要求1所述的电池组，还包括到达时间计数装置，用于对由容量积分值计算装置计算的容量积分值达到最大容量积分值的次数进行计数；以及参考容量积分值校正装置，用于根据所述到达时间计数装置所计数的次数来校正所述参考容量积分值。
3.如权利要求2所述的电池组，其中，由所述参考容量积分值校正装置校正的所述参考容量积分值是规定值或者比规定值更大的值。
4.如权利要求1所述的电池组，还包括数据输出装置，用于将所述电池的剩余容量数据输出到所述外部设备。
5.如权利要求1所述的电池组，还包括充放电时间计数装置，用于对电池充放电次数进行计数，其中，该参考容量积分值校正装置根据由所述充放电时间计数装置所计次数来校正所述参考容量积分值。
6.一种安装在外部设备上的电池组，所述电池组包括充放电的电池单元；电流检测装置，用于检测当对所述电池单元充放电时流过的电流；容量积分值计算装置，用于通过对所述电流积分来计算容量积分值；复位装置，用于当由该电流检测装置检测的电流达到规定值时，将所述容量积分值复位为参考容量积分值；存储装置，用于存储最大容量积分值和所述参考容量积分值；到达时间计数装置，用于对该容量积分值达到最大容量积分值的次数进行计数；以及参考容量积分值校正装置，用于根据所述到达时间计数装置所计次数来校正该参考容量积分值，其中所述容量积分值计算装置根据所述参考容量积分值对所述电流积分，以计算所述容量积分值，并将所述容量积分值确定为电池的剩余容量数据。
7.如权利要求6所述的电池组，其中，由所述参考容量积分值校正装置校正的所述参考容量积分值是规定值或比规定值更大的值。
8.如权利要求6所述的电池组，还包括数据输出装置，用于将所述电池的剩余容量数据输出到所述外部设备。
9.如权利要求6所述的电池组，还包括充放电时间计数装置，用于对电池充放电次数进行计数，其中，该参考容量积分值校正装置根据由所述充放电时间计数装置所计次数来校正所述参考容量积分值。
10.一种用于计算安装在外部设备上的电池组的电池剩余容量的方法，所述方法包括电流检测步骤，用于检测当对该电池组内的电池单元充放电时流过的电流；容量积分值计算步骤，用于通过对该电流积分而计算容量积分值；复位步骤，用于当所述电流达到规定值时，将所述容量积分值复位为参考容量积分值；以及数据计算步骤，用于根据所述容量积分值，计算电池的剩余容量数据，其中，在所述容量积分值计算步骤中，根据所述参考容量积分值对所述电流进行积分，并在所述数据计算步骤中，将在所述容量积分值计算步骤中计算的容量积分值与在存储装置中存储的最大容量积分值比较，并且，当在容量积分值计算步骤中计算的容量积分值小于所述最大容量积分值时，将在容量积分值计算步骤中计算的容量积分值确定为所述电池的剩余容量数据，而当在容量积分值计算步骤中计算的容量积分值大于所述最大容量积分值时，将所述最大容量积分值确定为所述电池的剩余容量数据。
11.如权利要求10所述的用于计算电池剩余容量的方法，还包括到达时间计数步骤，用于对该容量积分值计算步骤中计算的容量积分值达到该最大容量积分值的次数进行计数；以及第一参考容量积分值校正步骤，用于根据在该到达时间计数步骤所计次数而校正所述参考容量积分值。
12.如权利要求11所述的用于计算电池剩余容量的方法，其中，由所述第一参考容量积分值校正步骤校正的所述参考容量积分值是规定值或比规定值更大的值。
13.如权利要求10所述的用于计算电池剩余容量的方法，还包括数据输出步骤，用于将所述电池的剩余容量数据输出到所述外部设备。
14.如权利要求10所述的用于计算电池剩余容量的方法，还包括充放电时间计数步骤，用于对该电池单元充放电次数进行计数，以及第二参考容量积分值校正步骤，用于根据由所述充放电时间计数步骤所计次数而校正所述参考容量积分值。
15.如权利要求14所述的用于计算电池剩余容量的方法，其中，由所述第二参考容量积分值校正步骤校正的所述参考容量积分值是规定值或比规定值更大的值。
16.一种用于计算安装在外部设备上的电池组的电池剩余容量的方法，所述方法包括电流检测步骤，用于检测当对该电池组内的电池单元充放电时流过的电流；容量积分值计算步骤，用于通过对该电流积分而计算容量积分值；复位步骤，用于当所述电流达到规定值时，将所述容量积分值复位以获得参考容量积分值；到达时间计数步骤，用于对由该容量积分值计算步骤计算的容量积分值达到在存储装置中存储的最大容量积分值的次数进行计数；以及第一参考容量积分值校正步骤，用于根据在该到达时间计数步骤中所计次数而校正在所述存储装置存储的所述参考容量积分值，其中在所述容量积分值计算步骤，根据该参考容量积分值对所述电流积分，以计算所述容量积分值，并将所述容量积分值确定为所述电池的剩余容量数据。
17.如权利要求16所述的用于计算电池剩余容量的方法，其中，由所述第一参考容量积分值校正步骤校正的所述参考容量积分值是规定值或比规定值更大的值。
18.如权利要求16所述的用于计算电池剩余容量的方法，还包括数据输出步骤，用于将所述电池的剩余容量数据输出到所述外部设备。
19.如权利要求16所述的用于计算电池剩余容量的方法，还包括充放电时间计数步骤，用于对该电池单元充放电次数进行计数，以及第二参考容量积分值校正步骤，用于根据由所述充放电时间计数步骤所计次数而校正在所述存储装置中存储的所述参考容量积分值。
20.如权利要求19所述的用于计算电池剩余容量的方法，其中，由所述第二参考容量积分值校正步骤校正的所述参考容量积分值是规定值或比规定值更大的值。
全文摘要
一种具有计算可充电电池单元剩余能量的功能的电池组。合并在电池组中的微型计算机(5)计算能量积分值Y。如果所述能量积分值Y在最大能量积分值Ym之下，则所述微型计算机(5)将它用作电池剩余能量数据，而如果所计算的能量积分值Y是该最大能量积分值或更多，则将该最大能量积分值Ym用作电池剩余能量数据。所述微型计算机(5)根据所述能量积分值Y达到所述最大能量积分值Ym的次数而校正参考能量积分值Yo。
文档编号H01M10/44GK1547786SQ0380092
公开日2004年11月17日 申请日期2003年6月11日 优先权日2002年6月12日
发明者土谷之雄, 佐藤秀幸, 幸, 田代圭 申请人:索尼株式会社