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TWI261679B - Battery pack and remaining battery power calculation method - Google Patents

Battery pack and remaining battery power calculation method Download PDF

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TWI261679B
TWI261679B TW093134733A TW93134733A TWI261679B TW I261679 B TWI261679 B TW I261679B TW 093134733 A TW093134733 A TW 093134733A TW 93134733 A TW93134733 A TW 93134733A TW I261679 B TWI261679 B TW I261679B
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Yukio Tsuchiya
Hideyuki Sato
Kazuyasu Nawa
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Sony Corp
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Description

1261679 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於-種電池包裝體及電池殘量計算方法，特 別有關於δ十异對應使用時的溫度之電池殘量之電池包裝體 及電池殘量計算方法。 【先前技術】 〜以鐘離子電池作為開始之電池包裝體（二次電池），其特 徵為由各個電池包裂體決定其電容，對應使用之溫度 容改變。 於低溫使用時，因為電池單元的内部阻抗變高，流過相 同電流值時，電壓下降變大’電池包裝體的電容減少。 圖6係為顯示於^、^《的電池包裝體的放電特性 之圖。橫軸為時間，縱軸為電壓。 設定2.0W放電、端電壓3.35V之情況，如圖6，例如於饥 的環境下，以可放電電容為1〇〇%後’可得到於1〇。〇的環境 下约80 /〇之測疋結果’ 〇 C的環境下，可放電電容約6〇%之 測定結果。 先前，作為於低溫使用下電池電容降低的修正，使用溫 度感應器以檢測電池包裝體的溫度，使用所謂修正電池殘 量之方法。（例如參照專利文獻丨）。 此種情況，測定現在的熱阻器的溫度，於現在的溫度環 境下修正可使用時間。隨之，於低溫環境下，可使用時間 的顯示比起常溫時，有變短之傾向。 【專利文獻1】 95911-950127.doc 1261679 特開2〇〇〇_260488號公報（段落號碼[〇〇38]〜[〇〇72]) 【發明内容】 仁疋，使用先前的熱阻器方法，因為難以於電池單元的 内卩扣載熱阻裔，只能測定電池單元的基板上的溫度與電 池單元的表面溫度。實際的電池電容降低係依賴於電池單 兀的内部溫度（位於内部之電極的溫度）。因此，有所謂不能 正確進行修正之問題。 又，近年來搭載電池之攝影機與數位相機，小型化之傾 向正增強中，電池内裝於使用機器之情況亦正增加。一般 而言’該等機器使用便發熱，藉由該熱，冑出現所謂電池 包裝4體的表面溫度亦變高之影響。但是，於該時點，只有 熱阻器的溫度上升，到電池單元的内部溫度並未上升。作 為電池可使用之電容亦一直降低。 亦即，於低溫下開始電池的使用之後，熱阻器的溫度上 升，殘量顯示亦變多’於未加溫至電池内部之情形，計算 之電池殘量與實際可使用電容之間，發生所謂誤差產生： 問題。 本發明係鑒於前述之點而形成，其目的在於提供一種可 減輕電池殘量的計算誤差之電池包裝體及電池殘量計算方 法。 於本發明為解決前述問題，提供一種電池包裝體，其係 於計算對應❹時的溫度之電池殘量者，其特徵在於具有 於溫度測定機構，其係敎電池單元的溫度：敎溫度履 歷§己憶機構’其係記憶測定之前述溫度的履歷；電池單元 95911-950127.doc 1261679 〜度推測機構，其係 低溫度，以前述最低溫度二=:的前述履歷取出最 者’及殘量計算機構，其係以推 -度推測 為基礎，計算電池殘量者。 以電池早兀内溫度 對應δ亥專構成’藉由 —
芦 里又/'疋機構測定之電池單元的、、W 度，屺憶於記憶溫度履歷 早兀的値 留— /、疋/里度履歷記憶機構。電池 早凡内溫度推測機構係由測 苒電，也 丁时列疋/皿度履歷記憶 ^ 賴 *4寺疋 σσ 一 & 联低μ度，以該溫度作為現在的電池 早凡内溫度推測。殘量蚪曾她 坟里汁^機構係以推測之電池單元内溫 又^礎’計算電池殘量。不直接使用測定之溫度於電池 殘I計算’因為使用推測之電池單元内溫度，即使測定之 溫度急遽地上升，防止所謂計算之電池殘量瞬間增加之現 象。 若是對應本發明的電池包裝體，不直接使用測定之溫度 於電池殘量計[由料時間部分的履歷取出最低溫度， 推測該溫度為現在的電池單元内溫度，使用於電池殘量計 算，即使測定之溫度急遽地上升，亦可防止所謂計算之電 池殘量瞬間增加之現象。 【實施方式】 以下’參照圖面，詳細地說明本發明的實施方式。 圖1係為顯示本發明的實施方式之電池包裝體的原理之 功能區塊圖。 本發明實施方式之電池包裝體10係具有溫度測定機構 1 2 ’其係測定電池單元的溫度者；測定溫度履歷記憶機構 95911-950127.doc 1261679 7其係記憶測定之溫度的履歷者；電池單元内溫度推測 機t14，其係由特定時間部分的履歷取出最低溫度，以最 -X作為現在的電池單元内溫度推測者；殘量計算機構 -系以推測之電池單元内溫度為基礎，計算電池殘量 者；及通訊機構16，其係通知至未圖示計算之電池殘量之 連接機器者。 “電池單元11 ’例如係為㈣子電池。溫度測定機構12, 二係為熱阻器’安裝於電池單元表面與基板上。又，測 疋溫度履歷記憶機構13，例如係為eepr + 記憶體)。電池單元内温度推測機構二 r機構1 5，例如藉由微控制器實現。 阻疋時間係界定為：電池單元内溫度到達例如以熱 阻為於某時點測定得 w 度為止的時間，藉由電池單元 11的熱電壓特性與位於電池單 平 .. #早兀10内，係為溫度測定機構 …、阻器的配置場所而改變。 說明電池包裝體10的動作。 ，如，連接電池包裝體1()至攝影機與數位相機等 機裔，開始借用；^ #丄 安 的溫声。此昧測定機構12測定電池單元 體_的溫度。於此測定之、、：二表面或是電池包裝 偉機構。… 度，把憶於測定溫度履歷記 ,。枝構^池早元内溫度測定機構14 記憶機構"，由特定時間部分的履歷取出最== ，皿度作為現在的電池單元内溫度㈣。殘二 以推測之電池單元内溫度為基礎，計算電、、也殘Γ、15係 电池殘Ϊ。通訊機 95911-950I27.doc 1261679 構6係於連接之攝影機與數位相機等’通知可顯示可使用 之殘留時間計算之電池殘量。 如此，不直接使用測定之溫度於電池殘量計算，因為使 用推測之電池單元内溫度，即使測定之溫度急遽地上升， 亦可防止所謂計算之電池殘量瞬間地增加之現象。 次之，詳細說明本發明的實施方式。 圖2係為本發明的實施方式的電池包裝體的硬體構成例。 電池包裝體50係具有電池單元51、周邊電路52、微控制 夯53、熱阻器54及通訊電路55。 電池單元5 1，例如係為鋰離子電池、鎳氫電池、鋰聚合 物電池等。 電池單元51的正極連接至正極端子61，負極經由具備電 流檢測電阻RS、P〇WERM〇SFET (金屬_氧化物_半導體場效 電晶體）及二極體之充電控制開關SW1及放電控制開關 SW2，連接至負極端子62。 周圍電路52係成為以電壓比較器（c〇mparat〇r)為主之電 路構成’具有檢測流過電流檢測電阻Rs之充放電電流值之 機能與從過充電、過放電、及過電流保護電池單元5 1之保 護機能。具體地，電池單元5丨的電壓成為設定電壓以上之 後’以關閉充電控制開關SW1停止充電，防止過充電。又， 電池單元5 1的電壓低於設定電壓後，以關閉放電控制開關 SW2停止放電，防止過放電。 Μ控制器53係累計藉由周邊電路52檢測之充放電電流， 對應使用時的溫度，計算電池殘量。又，控制熱阻器54， 95911-950127.doc l26l679 作為記憶以熱阻器54測定之溫度的履歷之測定溫度履歷記 憶機構，例如，内裝EEPR0M。又，具有控制通訊電路Μ， 通知計算之電池殘量至連接機器之機能。 說明電池包裝體5 〇的動作。 例如，連接電池包裝體50的正極端子61、負極端子“至 攝影機與數位相機、充電器等的連接機器開始使用後，藉 由微控制器53累計藉由周邊電路52檢測之充放電電流值， 計算電池殘量。此時’微控制器53’ #由以熱阻器54測定 之溫度修正電池殘量。 圖3係為顯示於電池使用時之熱阻器溫度與電池單元内 (内部電極）溫度的關係之一例之圖。 榼軸為經過時間，縱軸為溫度[。〇]。 士歧圖所不，電池單元内部溫度，熱阻器溫度即使上升， 不馬上上升至該；；盈|，電池單元内部電極溫度經過某程度 的時間’顯示如同到達於某時點敎之熱阻器溫度之特 一；忒例、力經過24分之後，電池單元内部電極溫度顯 示近似於熱阻器溫度之值。 =本發明的實施方式之電池包裝體5()，以熱阻器Μ測定 又°己丨心於彳放控制器53之未圖示ram或是EEPROM。 微控制器53，現在測定之溫度，於儲存於EEPRQM之特定 夺1 P刀的履歷中’若不是為最低，由該履歷取出最低溫 度’使該溫度為現在的電池單元内溫度。例如，如圖3的情 、由4刀之間的履歷取出最低溫度，以該溫度作為現在 的電池單元内溫度推測。 95911-950127.doc 1261679 0 4係為於圖3加人於^彳!®» 4， ^ .、 於過去24分之間之熱阻器溫度的最低 溫度之履歷。 橫軸為經過時間，縱軸為溫度rc]。 士圖取侍過去24分之最低溫度的履歷之後，可得到近 似於電池單元内部電極溫度之值。 ⑷工制⑤53係以推測之電池單元内溫度為基礎，累計藉 由周邊電路52檢測之電流值，修正計算之電池殘量。微控 制器5_3的控制下，通訊電路55通知如此計算之電池殘量至 未圖不之連接機器，例如，於攝影機與數位相機等，對於 使用者卩提不近似於現在環境下的實際地可放電時間之 值。 又，藉由急遽變化溫度，熱阻器的溫度即使上升，可迴 避所謂瞬時殘留時間之顯示增加之問題。 最後’本發明的實施方式的電池包裝體的處理综示於流 程圖。 圖5係為顯示本發明的實施方式的電池包裝體的處理的 流程之流程圖。 步驟S1 :溫度測定藉由熱阻器54，測定電池單元51的溫 度。 步驟S2 :測定溫度履歷記憶微控制器53記憶測定之溫度 的履歷於例如EEPROM。 步驟S3 :電池單元内溫度推測控制器53由特定時間部分 的履歷，從EEPROM取出最低溫度’將其最低溫度推測為 現在的電池單元内溫度。 959ll-950127.doc -12- 1261679
又’現在測定之溫度’於履歷中若為最低，以其值作為 電池單元内溫度使用。 步驟S4:電池殘量計算微控制器53,以推測之電池單元 内溫度為基礎’修正累計藉由周邊電路52檢測之電流值而 計算之值，計算電池殘量。 步驟S5:電池殘量通知微控.制器53,控制通訊電路”， 通知s十异之電池殘量至未圖示之連接機器。
又，於前述本發明的實施方式，保#過去的最低溫度的 履歷，推測現在的電池單元内溫度，亦保持最高溫度的履 歷’由溫度變化推測現在的溫度亦佳。如此，可更正確地 推測電池單元内的溫度，殘留時間顯示亦可接近實際的值。 又’前述的處理内容，因為可藉由微控制器53軟體實現， 故對於現有物品可不增加成本而實現。 [產業上可利用性] J可適用於連接至攝影機、數位相機、及充電器之 電池包裝體。
【圖式簡單說明】 圖1係為顯示本發日月的音 + S月的貫轭方式的電池包裝體的原理之 功能區塊圖。 圖2係為本發明的實施方式的電池包裝體的硬體構成例 圖3係為顯示熱阻器溫度及電池單元内（内部電極）溫, 的關係的一例。 圖4係為於圖3加入於過， 、心去24刀間之熱阻器溫度的最低、 度的履歷。 一’ 95911-950127.doc -13 - 1261679 圖5係為顯示本發明的實施方式的電池包裝體的處理過 程之流程圖。 圖6係為顯示於25°c、1〇。(：、0°C的電池包裝體的放電特性 之圖。 【主要元件符號說明】 10 電池包裝體 11 電池單元 12 溫度測定機構 13 測定溫度履歷記憶機構 14 電池單元内溫度測定機構 15 殘量計算機構 16 通訊機構 95911-950127.doc -14-

Claims (1)

  1. _ (更)正本
    、申请專利範圍： :種電池包裝體，其係計算對應使用時的溫度之電池殘 量者，其特徵在於具有： 溫度測定機構，其係測定電池單元的溫度； 測定溫度履歷記憶機構，其係記憶測定之前述溫度的 履歷； 7 、、電池單元内溫度推測機構，其係由特定時間部分的前 这，歷取出最低溫度，將前述最低溫度推測為現在的電 池單元内溫度者；及 、殘量計算機構’其係以推測出之前述電池單元内溫度 為基礎，計算電池殘量者。 2. 2清未項1之電池包裝體，其中前述特定時間係界定為： :述電池單元内溫度到達某時點測定之前述溫度為止的 時間。 」月求項1之電池包裝體，其中具有將計算之前述電池殘 里通知連接機器之通訊機構。 種電池殘量計算方法’其係計算對應使料的溫度之 ’池殘量者，其特徵在於： /則定電池單元的溫度； "己憶測定之前述溫度的履歷； 特定時間部分的前述履歷取出最低溫度，將前述最 低溫度；、、日丨4 、 '為現在的電池單元内溫度；及 乂推測之前述電池單元内溫度為基礎，計算電池殘量 95911-950127.doc
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