專利名稱：電池組件、充放電計(jì)數(shù)和設(shè)置電池組件剩余電量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池組件、一種用于計(jì)數(shù)充電/放電次數(shù)的方法和一種用于設(shè)置電池組件的剩余電量的方法。
到目前為止，已經(jīng)提供了一種具有作為二次電池的電池單元(battery cell)的電池組件，例如鋰離子電池、NiCd電池或鎳氫電池。
這種電池組件通常包括一個(gè)微型計(jì)算機(jī)，用于進(jìn)行電池單元的剩余電池電量的計(jì)算或與一個(gè)具有作為電源的電池單元的電子裝置進(jìn)行通信；微型計(jì)算機(jī)的外圍設(shè)備；和一個(gè)在進(jìn)行剩余電池電量的計(jì)算中必需的電池單元狀態(tài)檢測(cè)電路。
電池組件的充電/放電的周期次數(shù)是有限的。另一方面，根據(jù)電池單元的種類等，實(shí)際能夠維持可接受的充電/放電特性的充電/放電周期的最大次數(shù)被限定到某一范圍。
在傳統(tǒng)的電池組件中，對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，識(shí)別能夠?qū)嶋H地維持可接受的充電/放電特性的充電/放電周期的最大次數(shù)是困難的，也就是識(shí)別電池單元的使用壽命是困難的。隨著充電/放電被重復(fù)進(jìn)行，用戶只能夠識(shí)別該電池單元的使用壽命接近結(jié)束，即使該電池單元已經(jīng)被充電到它的全部電量，只能識(shí)別出電池電量以更快的速度被減小。
為了讓用戶容易地識(shí)別電池單元的使用壽命，本申請(qǐng)人在日本專利公開號(hào)平9-243718中已經(jīng)建議了一種電池組件和一種用于顯示電池狀態(tài)的方法，在下面稱為第一公知技術(shù)。
在

圖1中所示的第一公知技術(shù)檢測(cè)到電池單元的電壓已經(jīng)超過(guò)第一閾值電壓，并且還檢測(cè)到該電壓比一個(gè)第二閾值電壓更低。假設(shè)在檢測(cè)到另一個(gè)電壓狀態(tài)之后檢測(cè)電壓狀態(tài)中的一個(gè)狀態(tài)時(shí)出現(xiàn)一個(gè)充電或放電周期的情況下，該第一公知技術(shù)計(jì)數(shù)充電/放電的次數(shù)。
另一方面，在具有多個(gè)電池單元的電池組件中，一個(gè)電池單元與另一個(gè)電池單元的最大充電電壓是不同的。因此，本申請(qǐng)人在日本專利公開號(hào)平9-285026中建議了一種電池充電方法和裝置以及一個(gè)電池組件，在下面稱為第二公知技術(shù)。
在第二公知技術(shù)中，根據(jù)電池單元的充電和在電池單元中存儲(chǔ)的初始值計(jì)算剩余電池電量。
電池組件被裝載在一個(gè)電子裝置上，例如一個(gè)攝像機(jī)裝置，以便給該電子裝置提供電流。如果該電源已經(jīng)耗盡，那么電池組件被充電。該電池組件具有一個(gè)電池單元，作為一個(gè)可充電和可放電的二次電池；和一個(gè)微型計(jì)算機(jī)，用于檢測(cè)該電池單元的電壓以便計(jì)算剩余電池電量。
由于剩余電池電量隨著溫度有可察覺(jué)的變化，所以利用一個(gè)與電池單元的溫度相關(guān)的系數(shù)來(lái)計(jì)算剩余電池電量，例如在日本專利公開號(hào)平9-297166中所述的。這個(gè)與溫度相關(guān)的剩余電量校正系數(shù)在下面被稱為修正系數(shù)。由于隨著溫度的不同校正系數(shù)的大小不同，所以每個(gè)10℃增量的校正系數(shù)被存儲(chǔ)在一個(gè)非易失的存儲(chǔ)器中，例如一個(gè)ROM(只讀存儲(chǔ)器)。微型計(jì)算機(jī)利用在該非易失的存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的并與當(dāng)前溫度對(duì)應(yīng)的校正系數(shù)來(lái)計(jì)算剩余電池電量。
然而，在第一公知技術(shù)中，只有當(dāng)電池單元的電壓下降到低于第二閾值時(shí)，進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)，這樣，如果在電池單元的電壓下降到低于第二閾值之前對(duì)電池單元進(jìn)行充電，那么不進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)。因此，產(chǎn)生了這樣一個(gè)問(wèn)題即使由于充電/放電引起電池單元被劣化，但是相應(yīng)地不對(duì)該周期計(jì)數(shù)。盡管可以試圖把第二閾值設(shè)置到一個(gè)更高的值，然而就會(huì)出現(xiàn)在還剩有足夠的電池電力時(shí)就進(jìn)行計(jì)數(shù)，以致于不能正確地進(jìn)行遞增計(jì)數(shù)。
另一方面，傳統(tǒng)的電池組件被這樣地設(shè)計(jì)，以致于一旦充電到90％，這個(gè)90％充電就被認(rèn)為是充滿電，以便吸收在充電中在電流檢測(cè)等中的誤差。因此在該電池組件中，在90％充電時(shí)的剩余電池電量的積分(integrated)值預(yù)先被存儲(chǔ)在ROM中，并且如果證實(shí)已經(jīng)充電到90％，那么該電池電量被設(shè)置為積分的剩余電池電量值。
然而，如果充電/放電被重復(fù)進(jìn)行，那么電池單元性能劣化，以致于能夠?qū)嶋H被取出的電池電量被減小。由于電池單元的性能劣化，在90％充電時(shí)的積分剩余電池電量被降低，因此在90％充電時(shí)在非易失存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的積分剩余電池電量和實(shí)際的積分剩余電池電量之間產(chǎn)生一個(gè)差值。
如果根據(jù)在充電時(shí)存儲(chǔ)在電池單元中的初始值計(jì)算剩余電池電量，那么根據(jù)第二公知技術(shù)會(huì)存在一個(gè)不能正確地計(jì)算剩余電池電量的問(wèn)題。
因此本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種電池組件，其中如果由于充電/放電使電池單元性能劣化，那么根據(jù)這種劣化來(lái)計(jì)數(shù)充電/放電周期的次數(shù)，并且根據(jù)這種劣化能夠精確地設(shè)置剩余電池電量。
本發(fā)明的另外一個(gè)目的是提供一種用于計(jì)數(shù)在電池組件中充電/放電的次數(shù)，和一種用于設(shè)置電池組件的剩余電池電量的方法。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供一個(gè)電池組件，該電池組件包括電壓檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)一個(gè)電池單元的電壓；存儲(chǔ)裝置，用于儲(chǔ)存一個(gè)校正系數(shù)以便對(duì)于一個(gè)預(yù)先設(shè)置的溫度計(jì)算剩余電池電量；溫度檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)電池單元的溫度；和計(jì)算裝置。計(jì)算裝置這樣地工作，使得如果一個(gè)與由溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)的溫度相關(guān)的校正系數(shù)被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中，那么計(jì)算裝置讀出該校正系數(shù)以便根據(jù)該校正系數(shù)和由電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)的電壓來(lái)計(jì)算剩余電池電量。計(jì)算裝置還進(jìn)行這樣的工作，使得如果一個(gè)與由溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)的溫度相關(guān)的校正系數(shù)沒(méi)有被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中，計(jì)算裝置從該存儲(chǔ)裝置中讀出一個(gè)與在檢測(cè)溫度之前和之后的一個(gè)預(yù)先設(shè)置的溫度相關(guān)的校正系數(shù)，以便根據(jù)每個(gè)讀出的校正系數(shù)來(lái)計(jì)算一個(gè)與檢測(cè)的溫度相關(guān)的校正系數(shù)，由此根據(jù)計(jì)算的校正系數(shù)和由電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)到的電壓來(lái)計(jì)算剩余電池電量。
根據(jù)另一個(gè)方面，本發(fā)明提供一種方法，該方法用于計(jì)算一個(gè)與一個(gè)預(yù)先設(shè)置溫度相關(guān)的電池組件的剩余電池電量，該方法包括儲(chǔ)存一個(gè)校正系數(shù)，用于計(jì)算相對(duì)于一個(gè)預(yù)先設(shè)置溫度的剩余電池電量；和檢測(cè)該電池單元的溫度，其中，如果一個(gè)與由溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)的溫度相關(guān)的校正系數(shù)被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中，那么校正系數(shù)被讀出并且根據(jù)該校正系數(shù)和由電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)的電壓計(jì)算剩余電池電量。同樣，如果一個(gè)與檢測(cè)溫度相關(guān)的校正系數(shù)沒(méi)有被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中，那么從該存儲(chǔ)裝置中讀出一個(gè)與在檢測(cè)溫度之前和之后的一個(gè)預(yù)先設(shè)置的溫度相關(guān)的校正系數(shù)，以便根據(jù)每個(gè)讀出的校正系數(shù)來(lái)計(jì)算一個(gè)與檢測(cè)的溫度相關(guān)的校正系數(shù)，由此根據(jù)計(jì)算的校正系數(shù)和由電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)到的電壓來(lái)計(jì)算剩余電池電量。
圖1示出了在相關(guān)技術(shù)中計(jì)數(shù)周期數(shù)的方式。
圖2是在電池單元性能劣化的情況下表示積分的剩余電池電量的線性特性變化的曲線圖。
圖3示出了在一個(gè)攝像機(jī)裝置上裝載根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)電池組件的狀態(tài)。
圖4是一個(gè)電池組件的透視圖。
圖5是表示電池組件的后側(cè)的一個(gè)透視圖。
圖6是設(shè)置在攝像機(jī)裝置中的電池裝載單元的一個(gè)透視圖。
圖7示出了該電池組件的電路結(jié)構(gòu)。
圖8示出了電壓電平與電池電平之間的關(guān)系。
圖9是一個(gè)用于說(shuō)明電池電平設(shè)置和周期計(jì)數(shù)的操作內(nèi)容的流程圖。
圖10示出了周期數(shù)的計(jì)算。
圖11示出了相對(duì)于該周期數(shù)的積分剩余電池電量變化的一個(gè)例子。
圖12示出了相對(duì)于該周期數(shù)的積分剩余電池電量變化的另外一個(gè)例子。
圖13示出了一個(gè)電池組件的電路結(jié)構(gòu)。
圖14是一個(gè)用于說(shuō)明在計(jì)算校正系數(shù)中的主例程的流程圖。
圖15是一個(gè)用于說(shuō)明在計(jì)算校正系數(shù)中的子例程的流程圖。
圖16示出了校正系數(shù)的計(jì)算結(jié)果。
圖17示出了在一個(gè)ROM中對(duì)于每2.5℃的增量的校正系數(shù)的存儲(chǔ)狀態(tài)。
圖18示出了在相關(guān)技術(shù)中校正系數(shù)的步長(zhǎng)寬度。
下面參照附圖來(lái)詳細(xì)地說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
本發(fā)明適用于一個(gè)例如在圖3中所示的電池組件1。這個(gè)電池組件1例如被裝載在一個(gè)攝像機(jī)裝置2的一個(gè)電池裝載單元3中，以便給該攝像機(jī)裝置2提供電源。另一方面，該電池組件1能夠被裝載在一個(gè)用于充電的充電裝置(沒(méi)有示出)上。
電池組件1包括一個(gè)如在圖4中所示的外殼19。在該外殼19中容納一個(gè)電池單元，在該圖中沒(méi)有示出該電池單元。
電池組件1的外殼19例如是由一種合成樹脂材料構(gòu)成的。在該外殼19的寬度方向的兩個(gè)橫向邊上形成了導(dǎo)引槽26，26，該導(dǎo)引槽用于相對(duì)于電池裝載單元3導(dǎo)引電池組件的裝載。在各自橫向側(cè)邊中的導(dǎo)引槽26，26在外殼19的底部表面24中的一端上是開口的，并且沿著外殼19的長(zhǎng)度方向并列地被形成。
在沿著相對(duì)于電池裝載單元3的裝載方向的前表面20上的外殼19的寬度方向的兩個(gè)橫向側(cè)邊上設(shè)置有一個(gè)第一輸入/輸出端子21和一個(gè)第二輸入/輸出端子22。在沿著寬度方向的一個(gè)中間部分上設(shè)置有一個(gè)通信端子23。
第一和第二輸入/輸出端子21，22通過(guò)電池裝載單元3給攝像機(jī)裝置1的一個(gè)主體部分提供電源。通信端子23給攝像機(jī)裝置1的主體部分輸出信息信號(hào)，例如像電池單元的剩余電能這樣的信號(hào)。輸入/輸出端子21，22的一端和面向外的通信端23被定位在基本上為矩形的凹槽中，該凹槽在外殼19的前表面20中形成，從而防止由于與除了連接端之外的電池裝載裝置的其它部分觸接而引起的毀壞。
在外殼19的底部表面24的前表面?zhèn)戎?，也就是在沿著長(zhǎng)度方向的前表面中形成一對(duì)控制凹槽28，29?？刂瓢疾?8，29在寬度方向上相對(duì)于一個(gè)中線(沒(méi)有示出)線對(duì)稱地被構(gòu)成，如在圖3中所示。在裝載時(shí)，控制凹槽28，29通過(guò)電池裝載單元3的控制凸件(沒(méi)有示出)被嚙合，以便限制在外殼19的底部表面24的寬度方向上相對(duì)于電池裝載單元3傾斜。
每個(gè)控制凹槽28，29基本上是一個(gè)L形狀，該形狀由垂直于外殼19的底部表面24的一個(gè)第一部分和一個(gè)垂直于該第一部分的第二部分組成，如在圖5中所示的。
在外殼19的底部表面24的中間部分形成一個(gè)基本上為矩形的識(shí)別凹槽30，用于識(shí)別該電池裝載單元是否是一個(gè)合適單元。
識(shí)別凹槽30被定位在這樣一個(gè)位置上，該位置位于在外殼19的寬度方向的中線上并且處于從外殼19的底部表面24的中點(diǎn)到靠近前表面20的位置上。在識(shí)別凹槽30之內(nèi)的底部表面中形成一個(gè)基本上為矩形的識(shí)別槽32，該識(shí)別槽32基本上在沿著外殼19的寬度方向的中線上延伸到凹槽30的兩個(gè)縱向端。在外殼19的底部表面24的寬度方向上的兩側(cè)邊上，在識(shí)別槽30中形成臺(tái)階。識(shí)別槽30在寬度方向大小為Wo。
靠近通信端23形成一個(gè)第一導(dǎo)引槽34，該導(dǎo)引槽34與外殼19縱向方向平行地延伸。第一導(dǎo)引槽34的一端在外殼19的前表面20上開口，而其另一端形成為延伸到識(shí)別凹槽30。在第一導(dǎo)引槽34中接近外殼19的前表面20處形成一個(gè)臺(tái)階35，該臺(tái)階35在對(duì)應(yīng)于垂直于外殼19的底部表面24的方向的深度方向上具有不同的深度。該第一導(dǎo)引槽34相對(duì)于電池裝載單元3導(dǎo)引電池組件的裝載方向。
在外殼19的底部表面24中形成面對(duì)第一導(dǎo)引槽34的一個(gè)第二導(dǎo)引槽36，通信端23位于第一導(dǎo)引槽34與第二導(dǎo)引槽36之間。第二導(dǎo)引槽36與外殼19的底部表面24的縱向方向平行地被形成，使得在外殼19的前表面20中第二導(dǎo)引槽36具有一個(gè)開口端。
在外殼19的寬度方向上的兩個(gè)橫向側(cè)邊中形成控制槽37，37，該控制槽靠近第一和第二輸入/輸出端子21，22?？刂撇?7，37在前表面20上被開口，在基本上與外殼19的底部表面24平行的方向上延伸，以便限制相對(duì)于電池裝載單元3在底部表面24的寬度方向上的傾斜。
在外殼19的底部表面24中形成一個(gè)第一鎖定凹槽38和一個(gè)第二鎖定凹槽39，在把電池組件裝載在電池裝載單元3上時(shí)通過(guò)電池裝載單元3來(lái)嚙合第一鎖定凹槽38和第二鎖定凹槽39。第一鎖定凹槽38在外形上基本上是矩形的，并且位于外殼19的寬度方向的中線上靠近識(shí)別凹槽30。第二鎖定凹槽39在外形上基本上是矩形的，并且在尺寸上比第一鎖定凹槽38稍微大一些。第二鎖定凹槽39在外殼19的寬度方向的中線上靠近沿著裝載方向看去的后側(cè)被形成。
另一方面，在攝像機(jī)裝置2上設(shè)置的電池裝載單元3在尺寸上比外殼19的底部表面24稍微大點(diǎn)。電池裝載單元3在其面對(duì)電池組件1的寬度方向的兩個(gè)橫向側(cè)邊上設(shè)置有一對(duì)與電池組件1的導(dǎo)引槽26，26嚙合的導(dǎo)引凸件47。
當(dāng)在電池裝載單元3上裝載電池組件時(shí)，導(dǎo)引凸件47被插入到外殼19的導(dǎo)引槽26，26中，以便導(dǎo)引插入方向，保持電池組件1的外殼19的底部表面與定位表面45基本上平行。
在面向電池組件1的前表面20的電池裝載單元3的支承(abutting)表面46的側(cè)面構(gòu)成一個(gè)端接部分44。這個(gè)端接部分44由第一到第三連接端子51到53和一個(gè)蓋部件60構(gòu)成。
第一和第二連接端子51，52在沿著電池裝載單元3的寬度方向的兩側(cè)上被設(shè)置，以便分別與第一和第二輸入/輸出端子21，22連接。第三連接端子53設(shè)在電池裝載單元3的寬度方向上的中點(diǎn)上，以便與電池組件1的通信端23連接。第一到第三連接接頭51到53在與電池組件1的底部表面24和電池組件1的縱向方向平行的電池裝載單元3的支承表面46上設(shè)置。
蓋部件60被安裝在電池裝載單元3上，以便在由箭頭a1，a2表示的方向上旋轉(zhuǎn)，由此防止第一到第三連接端子51到53受外部的破壞。
蓋部件60例如是由一種合成樹脂材料構(gòu)成的，并且是由一個(gè)基本為矩形的保護(hù)部件61和用于支承保護(hù)部件61的支承部件62組成的。面向電池裝載單元3的定位表面45的蓋部件60的保護(hù)部件61的表面形成有相對(duì)于寬度方向傾斜的表面。當(dāng)電池組件1被裝載在電池裝載單元3上時(shí)，外殼19壓著保護(hù)部件61以便允許蓋部件60在由箭頭a2表示的方向上容易地旋轉(zhuǎn)。利用電池裝載單元3的支承表面46來(lái)支承蓋部件60的支承部件62，62，以便繞一個(gè)樞軸(沒(méi)有示出)旋轉(zhuǎn)。在蓋部件60的樞軸的外周邊上設(shè)置一個(gè)螺旋彈簧(沒(méi)有示出)。該螺旋彈簧一端由電池裝載單元3的支承表面46來(lái)保持，而它的另外一端由蓋部件60的支承部件62來(lái)保持。因此，在螺旋彈簧的彈力的作用下蓋部件60在由箭頭a1表示的方向上移動(dòng)，以便覆蓋第一到第三連接端子51到53。
電池裝載單元3形成有一對(duì)控制凸件65，66，該控制凸件65，66跨接支承表面46和定位表面45，基本上相對(duì)于中心線對(duì)稱，以便在電池組件1的控制凹槽28，29中被嚙合。
每個(gè)控制凸件65，66基本上是一個(gè)L形狀，該形狀由一個(gè)垂直于定位表面45的第一部分和一個(gè)垂直于第一部分的第二部分組成?？刂仆辜?5，66限制電池組件1的底部表面24的相對(duì)于電池裝載單元3的定位表面45在寬度方向上的傾斜。
電池裝載單元3也形成有一個(gè)靠近第三連接端子53的第一導(dǎo)引凸件68，該第一導(dǎo)引凸件68跨接支承表面46和定位表面45，以便導(dǎo)引電池組件1的插入。第一導(dǎo)引凸件68與定位表面45的縱向方向平行地被形成，以便嚙合于正在裝載的電池組件1的底部表面24的第一導(dǎo)引槽34中，如在圖4中示出的。
電池裝載單元3也形成有一個(gè)第二導(dǎo)引凸件54，該第二導(dǎo)引凸件54跨接支承表面46和定位表面45，用于導(dǎo)引電池組件1的裝載方向。該第二導(dǎo)引凸件54與定位表面45作為一個(gè)整體被形成，該定位表面45與第二導(dǎo)引凸件的縱向方向平行。第二導(dǎo)引凸件54與電池組件1的第二導(dǎo)引槽36接合以便導(dǎo)引裝載方向。
沿著電池裝載單元3的寬度方向的兩個(gè)橫向側(cè)邊與控制凸爪55，55作為一個(gè)整體被形成，其中控制凸爪55，55與控制槽37，37接合?？刂仆棺?5，55與定位表面45和電池組件1的縱向方向是平行的。
在電池裝載單元3的定位表面45的中間部分上形成有一個(gè)識(shí)別凸件56，該識(shí)別凸件56與第一電池組件6的識(shí)別凹槽30接合。該識(shí)別凸件56在外形上基本上是矩形的。識(shí)別凸件56的末端與一個(gè)識(shí)別凸塊(lug)57形成在一起，該識(shí)別凸塊57與電池組件1的識(shí)別槽32接合。識(shí)別凸件56具有與定位表面45的寬度平行的寬度W1，該寬度W1小于電池組件1的識(shí)別凹槽30的寬度Wo，以致于識(shí)別凸件56能夠被插入到識(shí)別凹槽30中，如在圖6中示出的。識(shí)別凸件56在與支承表面46隔開一段距離L1的一個(gè)位置上在垂直方向上被形成。
根據(jù)上面描述的電池裝載單元3的結(jié)構(gòu)，電池組件1能夠被裝載在電池裝載單元3上。
用于對(duì)電池組件1充電的充電裝置也設(shè)置有構(gòu)造類似于電池裝載單元3的電池裝載單元。
以下說(shuō)明電池組件1的電路結(jié)構(gòu)。
參照?qǐng)D7，電池組件1設(shè)置有作為兩個(gè)串聯(lián)連接的電池單元的鋰離子電池171，172；一個(gè)第一輸入/輸出端121，該第一輸入/輸出端121通過(guò)一個(gè)電阻器R101與鋰離子電池171的正端連接；和一個(gè)第二輸入/輸出端子122，該第二輸入/輸出端子122與鋰離子電池172的負(fù)電極連接。
鋰離子電池171，172通過(guò)第一和第二輸入/輸出端子121，122由外部充電或?qū)ν獠糠烹?。鋰離子電池171，172與串聯(lián)連接的電阻器101，102并聯(lián)連接。也就是，鋰離子電池171的正電極與電阻器R101連接，同時(shí)鋰離子電池172的負(fù)電極與電阻器102連接。
電池組件1還設(shè)置有一個(gè)電流檢測(cè)電路173，用于檢測(cè)流過(guò)電阻器103的電流；一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器174，用于使充電/放電電流值和電池電壓值數(shù)字化，和一個(gè)中央處理器(CPU)175，用于計(jì)數(shù)充電/放電的次數(shù)，下面稱為周期數(shù)，和用于計(jì)算剩余的電池電量。電池組件1還包括一個(gè)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)176，用于暫時(shí)儲(chǔ)存鋰離子電池171，172的當(dāng)前電壓電平；和一個(gè)只讀存儲(chǔ)器(ROM)177，在該只讀存儲(chǔ)器177中存儲(chǔ)有用于CPU 175的控制程序。
在充電或放電期間電流檢測(cè)電路173檢測(cè)流過(guò)電阻器103中的電流，以便把檢測(cè)的電流傳遞給一個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器174。
A/D轉(zhuǎn)換器174把來(lái)自電流檢測(cè)電路173的電流值數(shù)字化以便把數(shù)字化的電流傳遞給CPU 175。A/D轉(zhuǎn)換器174把電阻器101和102的一個(gè)連接端的電壓值數(shù)字化，該連接端在下面被稱為中點(diǎn)連接端，也就是串聯(lián)連接的鋰離子電池171和172的端電壓的R102/(R101+R102)分壓值，以便把數(shù)字化電壓傳遞給CPU 175。
CPU 175設(shè)置有一個(gè)用于計(jì)數(shù)周期數(shù)的計(jì)數(shù)器175a。CPU 175把中點(diǎn)連接端X上的電壓電平分成從電池電平0到電池電平3的四級(jí)電平，最高的電池電平是電池電平3而最小的電池電平是電池電平0。電池電平每次減少一級(jí)，CPU 175由計(jì)數(shù)器175a計(jì)數(shù)加一。
具體地，CPU 175根據(jù)在圖9中示出的流程圖設(shè)置電池電平以便計(jì)數(shù)周期數(shù)。
當(dāng)電流檢測(cè)電路173檢測(cè)到充電電流或放電電流時(shí)，CPU 175進(jìn)到步驟ST1，以便通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器174在中點(diǎn)連接端X上獲得電池電壓。然后CPU進(jìn)入到步驟ST2。
在步驟ST2上，CPU 175根據(jù)電流檢測(cè)電路173的一個(gè)檢測(cè)輸出來(lái)檢驗(yàn)是否正在進(jìn)行充電或正在進(jìn)行放電。如果CPU 175證實(shí)充電正在進(jìn)行，CPU進(jìn)入到步驟ST3。如果CPU 175證實(shí)放電正在進(jìn)行，CPU進(jìn)入到步驟ST9。
在步驟ST3，CPU 175檢測(cè)在中點(diǎn)連接端X上的電壓電平是否比電池電平3的更高。如果檢測(cè)結(jié)果是YES，CPU 175進(jìn)入到步驟ST4，否則CPU175進(jìn)入步驟ST5。
在步驟ST4，CPU 175假定當(dāng)前電壓電平是電池電平3，以便把該電平寫入在RAM 176中，以終止該程序。
在步驟ST5，CPU 175檢測(cè)在中點(diǎn)連接端X上的電壓電平是否比電池電壓電平2更高。如果檢測(cè)結(jié)果是YES，CPU 175進(jìn)入到步驟ST6，否則CPU 175進(jìn)入步驟ST7。
在步驟ST6，CPU 175假定當(dāng)前電壓電平是電池電平2，以便把該電平寫入在RAM 176中，由此終止該程序。
在步驟ST7，CPU 175檢測(cè)在中點(diǎn)連接端X上的電壓電平是否比電池電壓電平1更高。如果檢測(cè)結(jié)果是YES，CPU 175進(jìn)入到步驟ST8，否則CPU 175假定電池電壓電平是電池電平0，以便把該電平寫入到RAM 176中，由此終止該程序。
在步驟ST8，CPU 175假定當(dāng)前電壓電平是電池電平1以終止該程序。
在步驟ST9，其中當(dāng)證實(shí)在步驟ST2放電正在進(jìn)行時(shí)CPU 175進(jìn)入到該步驟ST9，CPU 175檢驗(yàn)在中點(diǎn)連接端X上的電壓電平是否比電池電壓電平1更低，也就是電池電平是否已經(jīng)從1轉(zhuǎn)變到0。如果檢測(cè)結(jié)果是YES，CPU 175進(jìn)入到步驟ST10，否則CPU 175進(jìn)入步驟ST11。
在步驟ST10，CPU 175假定當(dāng)前電壓電平是電池電平0，以便把該電平寫入在RAM 176中。然后CPU進(jìn)入到步驟ST15。
在步驟ST11，CPU 175檢驗(yàn)在中點(diǎn)連接端X上的電壓電平是否小于電池電壓電平2，也就是電池電平是否已經(jīng)從電平2轉(zhuǎn)移到電平1。如果檢測(cè)結(jié)果是YES，CPU進(jìn)入到步驟ST12，否則CPU進(jìn)入到步驟ST13。
在步驟ST12，CPU 175假定當(dāng)前電壓電平是電池電平1，以便把該電平寫入在RAM 176中。然后CPU進(jìn)入到步驟ST15。
在步驟ST13，CPU 175檢驗(yàn)在中點(diǎn)連接端X上的電壓電平是否小于電池電壓電平3，也就是電池電平是否已經(jīng)從電平3轉(zhuǎn)變到電平2。如果檢測(cè)結(jié)果是YES，CPU進(jìn)入到ST14，否則CPU終止該程序。
在步驟ST14，CPU 175假定當(dāng)前電壓電平是電池電平0，以便把該電平寫入在RAM 176中。然后CPU進(jìn)入到步驟ST15。
在步驟ST15，CPU 175把計(jì)數(shù)器175a的周期數(shù)計(jì)數(shù)增加1/3以終止該處理。
也就是，在充電和放電時(shí)CPU 175檢測(cè)電壓電平屬于哪個(gè)級(jí)的電池電平，并且由于放電使每次電壓電平被降低時(shí)計(jì)數(shù)增加1/3，使得三個(gè)閾值中的任何一值被超過(guò)。因此，如果鋰離子二次電池頻繁地被充電/放電，那么能夠響應(yīng)于鋰二次電池的實(shí)際劣化的狀態(tài)來(lái)增加計(jì)數(shù)的周期數(shù)。
電池電平每次從3轉(zhuǎn)換到2、從2轉(zhuǎn)換到1和從1轉(zhuǎn)換到0，周期數(shù)被遞增計(jì)數(shù)。如果在通過(guò)充電使電池電平是3之后再一次出現(xiàn)放電，那么電池電平每次從3轉(zhuǎn)換到2和從2轉(zhuǎn)換到1時(shí)周期數(shù)被遞增計(jì)數(shù)。如果在電池電平等于1時(shí)再一次產(chǎn)生充電，以致于電池電平轉(zhuǎn)換到3，然后再一次產(chǎn)生放電，則電池電平數(shù)每次被遞減時(shí)周期數(shù)被遞增計(jì)數(shù)。同時(shí)，在圖10中所示的周期數(shù)的1/3表示實(shí)際的周期數(shù)。
如果CPU 175的計(jì)數(shù)器175a的周期數(shù)超過(guò)鋰離子電池171，172的充電/放電計(jì)數(shù)的最大數(shù)，那么可以認(rèn)為鋰離子電池171，172已經(jīng)劣化并且它的使用壽命已經(jīng)結(jié)束。
在本實(shí)施例中電池電平被分成四級(jí)?；蛘?，電池電平能夠被分成n(＞2)級(jí)并且每次超過(guò)該(n-1)閾值中的一個(gè)閾值時(shí)周期數(shù)能夠被遞增計(jì)數(shù)。
同樣，在本實(shí)施例中隨著電壓電平被降低，也就是在放電期間周期數(shù)被遞增?；蛘?，隨著電壓電平被遞增，也就是在充電期間周期數(shù)能夠被計(jì)數(shù)。還可以是，在充電和放電的兩個(gè)期間周期數(shù)都能夠被計(jì)數(shù)。
以下說(shuō)明在ROM 177中存儲(chǔ)的積分剩余電池電壓值。對(duì)于每個(gè)周期數(shù)在充電到90％的時(shí)候能夠被放電的積分剩余電池電壓[mAh]被存儲(chǔ)在ROM177中，90％充電在下面稱為90％積分剩余值，如在圖11中所示的。此時(shí)，90％積分剩余值以10個(gè)周期的間隔被存儲(chǔ)，具體是用于周期數(shù)從0到10、從11到20、從21到30，...的間隔。
例如，從11到20個(gè)周期的90％積分剩余值是從0到10個(gè)周期的90％積分剩余值減去由11到20個(gè)周期產(chǎn)生的鋰離子電池171，172的劣化電量。類似地，從11到20個(gè)周期的90％積分剩余值是從0到10個(gè)周期的90％積分剩余值減去由21到30個(gè)周期產(chǎn)生的鋰離子電池171，172的劣化電量。
因此，如果根據(jù)積分剩余電池值的初始值來(lái)計(jì)算在放電中的剩余電池值，那么電池組件1能夠利用90％積分剩余值作為根據(jù)周期數(shù)的設(shè)置值來(lái)進(jìn)行計(jì)算。也就是，由于作為用于計(jì)算剩余電池值的一個(gè)初始值的90％累計(jì)剩余值能夠被設(shè)置與由鋰離子電池171，172的充電/放電引起的劣化值一致，所以能夠比用傳統(tǒng)的方法更精確地計(jì)算出剩余電池值。
90％累計(jì)剩余值也可以在每32個(gè)周期中被存儲(chǔ)在ROM 177中，如在圖12中所示的。例如，如果周期數(shù)不小于0并且不大于32，那么非校正的90％累計(jì)剩余值作為參考電量被儲(chǔ)存，如果周期數(shù)不小于32并且不大于64，那么參考電量減去校正數(shù)據(jù)(恒定值)后被存儲(chǔ)，如果周期數(shù)不小于64并且不大于96，那么參考電量減去兩倍的校正數(shù)據(jù)后被存儲(chǔ)，如果周期數(shù)不小于96并且不大于128，那么參考電量減去三倍的校正數(shù)據(jù)后被存儲(chǔ)。也就是，如果劣化的電量是線性的，那么90％積分剩余值可以根據(jù)該算法被存儲(chǔ)。
根據(jù)本發(fā)明，利用上面描述的電池組件和計(jì)算電池組件的充電/放電的次數(shù)，其中由可充電/可放電電池單元來(lái)檢測(cè)電壓，多個(gè)電池電平被設(shè)置并且對(duì)已經(jīng)轉(zhuǎn)換成不同的電壓電平的檢測(cè)電壓的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，即使由于充電/放電使電池單元有劣化，根據(jù)電池單元的劣化程度也能夠正確地計(jì)算周期數(shù)。
利用根據(jù)本發(fā)明的電池組件和剩余電池電量設(shè)置方法，其中相對(duì)于可充電/可放電電池單元的充滿電，充電到一個(gè)預(yù)先設(shè)置比例時(shí)的積分剩余電池電量以一個(gè)預(yù)先設(shè)置的周期數(shù)的間隔被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中，計(jì)數(shù)電池單元已經(jīng)被充電/放電的次數(shù)，并且對(duì)應(yīng)于計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)，對(duì)于預(yù)先設(shè)置的周期數(shù)，在存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)的積分剩余電池電量被設(shè)置為在電池單元充滿電時(shí)的剩余電池電量，在充電到的相應(yīng)于周期數(shù)的預(yù)先設(shè)置比例時(shí)的積分剩余電池電量值能夠被設(shè)置。由于這樣能夠使在充電時(shí)的初始值被設(shè)置成與由電池單元的充電/放電引起的劣化相一致，所以能夠比利用傳統(tǒng)的電池組件更精確地計(jì)算出剩余電池電量。
圖13示出了電池組件1的一個(gè)特定的電路結(jié)構(gòu)。
電池組件1由一個(gè)具有兩個(gè)電池單元的電池單元塊70和一個(gè)電池保護(hù)電路塊80組成，其中電池保護(hù)電路塊80用于防止電池單元塊70過(guò)充電或過(guò)放電。
電池單元方塊70包括作為兩個(gè)電池單元的鋰離子電池71，72，兩個(gè)電池71，72串聯(lián)連接；和一個(gè)溫度傳感器76，用于檢測(cè)鋰離子電池71，72的溫度。鋰離子電池71，72的正電極和負(fù)電極分別與一個(gè)正端73和一個(gè)負(fù)端74連接。鋰離子電池71，72的連接點(diǎn)與一個(gè)中點(diǎn)電位端75連接。溫度傳感器76檢測(cè)電池71，72的溫度以便把檢測(cè)結(jié)果傳送給電池保護(hù)電路塊80。
電池保護(hù)電路塊80包括一個(gè)與正端73連接的端VH；一個(gè)與負(fù)端74連接的端VSS；一個(gè)與中點(diǎn)電位端75連接的端VL；電阻器R1至R6，用于對(duì)各端上的電壓進(jìn)行分壓；一個(gè)電阻器RS和一個(gè)第一開關(guān)S1。
端子VH，VL通過(guò)串聯(lián)連接的電阻器R1至R3被彼此連接。串聯(lián)連接的電阻器R1至R3的總電阻是電阻Rb1，例如該電阻Rb1可以是20MΩ。
端子VL，VSS通過(guò)串聯(lián)連接的電阻器R4至R6被彼此連接。端子VL，VSS通過(guò)互相串聯(lián)連接的電阻器RS和第一開關(guān)S1被彼此連接。同時(shí)，串聯(lián)連接的電阻器R4至R6的總電阻是Rb2，例如Rb2可以是20MΩ。也就是，電阻器Rb1的電阻值等于電阻器Rb2的電阻值。電阻器RS的電阻值是390KΩ，該電阻值遠(yuǎn)小于電阻器Rb1和Rb2的總電阻值。第一開關(guān)S1通常是斷開的，只有在中點(diǎn)電位確認(rèn)控制信號(hào)TS被提供期間第一開關(guān)S1是導(dǎo)通。
電池保護(hù)電路塊80包括第一和第二齊納二極管81，82，用于產(chǎn)生一個(gè)參考電壓；第一至第四比較器83至86，用于檢測(cè)在各個(gè)電阻器之間的電位差以便檢測(cè)過(guò)充電或過(guò)放電；一個(gè)充電控制電路89，用于在過(guò)充電時(shí)關(guān)斷一個(gè)第三開關(guān)SWC；和一個(gè)放電控制電路90，用于在過(guò)放電時(shí)斷開一個(gè)第二開關(guān)SWD。
第一比較器83具有一個(gè)與第一齊納二極管81的負(fù)極連接的反相輸入端，而齊納二極管81的正極與端子VL連接。第一比較器83具有一個(gè)與電阻器R1，R2的連接點(diǎn)連接的非反相輸入端子。第一比較器83檢測(cè)鋰離子電池71是否已經(jīng)被過(guò)充電。第一比較器83在檢測(cè)到鋰離子電池71的電壓Vb1超過(guò)4.25V時(shí)輸出一個(gè)邏輯信號(hào)H，而在檢測(cè)到鋰離子電池71的電壓Vb1小于4.25V時(shí)輸出一個(gè)邏輯信號(hào)L。
第二比較器84具有一個(gè)與第一齊納二極管81的負(fù)極連接的反相輸入端。第二比較器84具有一個(gè)與電阻器R2和R3之間的連接點(diǎn)連接的非反相輸入端子。第二比較器84檢測(cè)鋰離子電池71是否是在過(guò)放電狀態(tài)。因此，如果鋰離子電池71的電壓Vb1小于2.45V，第二比較器84輸出一個(gè)邏輯信號(hào)H，如果電壓Vb1大于2.45V，輸出一個(gè)邏輯信號(hào)L。
第三比較器85具有一個(gè)與第二齊納二極管82的負(fù)極連接的反相輸入端，而齊納二極管82的正極與端子VSS連接。第三比較器85具有一個(gè)與電阻器R4和R5之間的連接點(diǎn)連接的非反相輸入端。第三比較器85檢測(cè)鋰離子電池72是否是在過(guò)充電狀態(tài)。因此，在檢測(cè)到鋰離子電池72的電壓Vb2超過(guò)4.25V時(shí)第三比較器85輸出一個(gè)邏輯信號(hào)H，而如果電壓Vb2小于4.25V，第三比較器85輸出一個(gè)邏輯信號(hào)L。
第四比較器86具有一個(gè)與第二齊納二極管82的負(fù)極連接的反相輸入端。第四比較器86具有一個(gè)與電阻器R5和R6之間的連接點(diǎn)連接的非反相輸入端子。第四比較器86檢測(cè)鋰離子電池72是否是在過(guò)放電狀態(tài)。具體地，如果鋰離子電池72的電壓Vb2小于2.45V，第二比較器86輸出一個(gè)邏輯信號(hào)H，如果電壓Vb2大于2.45V，輸出一個(gè)邏輯信號(hào)L。
一個(gè)第一或門87取第一和第三比較器83，85的輸出的邏輯和，以便把所得結(jié)果傳送給充電控制電路89。一個(gè)或門88取第二和第四比較器84，86的輸出的邏輯和，以便把所得結(jié)果傳送給放電控制電路90。
充電控制電路89對(duì)第三開關(guān)SWC進(jìn)行控制，如果由第一或門87提供邏輯信號(hào)H或邏輯信號(hào)L，則斷開或閉合第三開關(guān)SWC。放電控制電路90對(duì)第二開關(guān)SWD進(jìn)行控制，如果由第二或門88提供邏輯信號(hào)H或邏輯信號(hào)L，則斷開或閉合第二開關(guān)SWD。
應(yīng)該注意的是第二和第三開關(guān)SWD和SWC互相串聯(lián)連接。第二和第三開關(guān)SWD，SWC中的一個(gè)開關(guān)與第二輸入/輸出端子22連接，而另一個(gè)開關(guān)通過(guò)電阻器R7與端子VSS連接。
電池組件1還包括一個(gè)充電/放電電流檢測(cè)電路91，用于檢測(cè)電池組件是否正在充電或正在放電；一個(gè)微型計(jì)算機(jī)92，用于控制第一開關(guān)S1的導(dǎo)通/關(guān)斷和一個(gè)通信接口93，用于與外部進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送/接收。
充電/放電電流檢測(cè)電路91包括第一和第二運(yùn)算放大器911，912，和類似環(huán)狀墊圈(Ring-like gasket)的電阻器R11至R16。
第一運(yùn)算放大器911具有一個(gè)經(jīng)過(guò)電阻器R13與端子VSS連接的非反相輸入端子和一個(gè)通過(guò)電阻器R12和R7與端子VSS連接的反相輸入端。一個(gè)電阻器R11連接在第一運(yùn)算放大器911的反相輸入端和輸出端之間。當(dāng)放電電流流經(jīng)電阻器R7，第一運(yùn)算放大器911輸出一個(gè)與電阻器R12與電阻器R11的電阻比成比例的電壓給微型計(jì)算機(jī)92和一個(gè)第三或門913。如果充電電流流經(jīng)電阻器R7，第二運(yùn)算放大器912輸出一個(gè)與電阻器R15與電阻器R14的電阻比成比例的電壓給微型計(jì)算機(jī)92和一個(gè)第三或門913。第三或門913取邏輯信號(hào)和，以便把所得結(jié)果提供給微型計(jì)算機(jī)92。也就是，充電/放電電流檢測(cè)電路91檢測(cè)流過(guò)電阻器R7的電流方向，以便檢測(cè)充電/放電是否正在進(jìn)行，如果檢測(cè)到充電或放電正在進(jìn)行，充電/放電電流檢測(cè)電路91把檢測(cè)結(jié)果提供給微型計(jì)算機(jī)92，同時(shí)也把充電電流值或放電電流值提供給微型計(jì)算機(jī)92。
如果由充電/放電電流檢測(cè)電路91已經(jīng)檢測(cè)到充電/放電，或如果在一個(gè)通信接口93上已經(jīng)接收到數(shù)據(jù)，那么微型計(jì)算機(jī)92被編程開始工作，否則進(jìn)入休眠狀態(tài)。如果在起動(dòng)之后二秒或三秒之內(nèi)沒(méi)有充電/放電電流流過(guò)或沒(méi)有數(shù)據(jù)通信，微型計(jì)算機(jī)92也被編程進(jìn)入一個(gè)休眠狀態(tài)。
微型計(jì)算機(jī)92不間斷的檢測(cè)端子VL的電壓并且根據(jù)由溫度傳感器76檢測(cè)到的鋰離子電池71，72的溫度讀出在ROM 94中存儲(chǔ)的最佳校正系數(shù)，以便計(jì)算鋰離子電池71，72的剩余電池電量。
如在上述關(guān)于圖18所討論的，在ROM 94中不僅以每10℃的間隔存儲(chǔ)了校正系數(shù)，而且也存儲(chǔ)了一個(gè)用于完善校正系數(shù)的控制程序或一個(gè)用于計(jì)算剩余電池電量的控制程序。
以每10℃的間隔在ROM 94中存儲(chǔ)的校正系數(shù)是五個(gè)校正系數(shù)，即一個(gè)校正系數(shù)1(＝0.6)、用于10℃或更低的溫度；校正系數(shù)2(＝0.8)，用于10℃至20℃；校正系數(shù)3(＝1.0)，用于20℃至30℃；校正系數(shù)4(＝1.2)，用于30℃至40℃；和一個(gè)校正系數(shù)5(＝1.4)，用于40℃或更高的溫度。
為了根據(jù)這些校正系數(shù)來(lái)更詳細(xì)的計(jì)算校正系數(shù)，微型計(jì)算機(jī)92執(zhí)行如在圖14中所示流程圖從步驟ST101開始的程序。在此，用于20℃至30℃的校正系數(shù)被采用作為一個(gè)實(shí)例，四個(gè)校正系數(shù)以每10℃的間隔被計(jì)算。
在步驟ST101，微型計(jì)算機(jī)92把在ROM 94中存儲(chǔ)的校正系數(shù)設(shè)置為用于25.0℃至27.5℃的校正系數(shù)3-3。也就是，校正系數(shù)3-3被設(shè)置到1.0。然后微型計(jì)算機(jī)92進(jìn)入到步驟ST102。
在步驟ST102，微型計(jì)算機(jī)92從存儲(chǔ)在ROM 94中的校正系數(shù)2和3中計(jì)算在20.0℃至22.5℃上的校正系數(shù)3-1。微型計(jì)算機(jī)92轉(zhuǎn)換到在圖15中所示的子例程處理，以便計(jì)算兩個(gè)校正系數(shù)(步驟ST111)的中間值。特別地，微型計(jì)算機(jī)92把0.9計(jì)算為校正系數(shù)2和3的中值，以便把校正系數(shù)3-1設(shè)置到0.9。然后微型計(jì)算機(jī)進(jìn)入到步驟ST103。
在步驟ST103，微型計(jì)算機(jī)92執(zhí)行在圖15中所示的步驟ST111的子例程，以便從校正系數(shù)3-1至3-3中計(jì)算用于22.5℃至25.0℃的校正系數(shù)3-2。也就是，微型計(jì)算機(jī)92把校正系數(shù)3-1(＝0.9)和校正系數(shù)3-3(＝1.0)的中值0.95設(shè)置為校正系數(shù)3-2。然后微型計(jì)算機(jī)92進(jìn)入至步驟ST104。
在步驟ST104，微型計(jì)算機(jī)92執(zhí)行圖15中的步驟ST111的子例程，以便由存儲(chǔ)在ROM 94中的校正系數(shù)3和4來(lái)計(jì)算用于30.0℃至32.5℃的校正系數(shù)4-1。也就是，微型計(jì)算機(jī)92把校正系數(shù)3和4的中值1.1設(shè)置為校正系數(shù)4-1。然后微型計(jì)算機(jī)92進(jìn)入至步驟ST105。
在步驟ST105，微型計(jì)算機(jī)92執(zhí)行圖15中的步驟ST111的子例程，以便由校正系數(shù)3-3和4-1計(jì)算用于27.5℃至30.0℃的校正系數(shù)3-4。也就是，微型計(jì)算機(jī)92把校正系數(shù)3-3和4-1的中值1.05設(shè)置為校正系數(shù)3-4。然后微型計(jì)算機(jī)92終止該處理。
根據(jù)上述處理，微型計(jì)算機(jī)92獲得用于20.0℃至22.5℃的校正系數(shù)3-1(＝0.90)、用于22.5℃至25.0℃的校正系數(shù)3-2(＝0.95)、用于27.5℃至30.0℃的校正系數(shù)3-3、和用于30.0℃至32.5℃的校正系數(shù)4-1(＝1.1)，如在圖16中所示的。
如在圖17中所示的，微型計(jì)算機(jī)92執(zhí)行除了20.0℃至30.0℃之外的溫度范圍的類似處理，以便以每2.5℃的間隔計(jì)算校正系數(shù)。
由于微型計(jì)算機(jī)92能夠以小步長(zhǎng)寬度利用這些校正系數(shù)，所以即使鋰離子電池71，72經(jīng)歷溫度改變，根據(jù)端子VL上的電壓也能夠精確地計(jì)算剩余電池電量。
如果當(dāng)正在執(zhí)行在圖14中所示的步驟ST101的處理時(shí)微型計(jì)算機(jī)92對(duì)應(yīng)于由溫度傳感器76檢測(cè)的溫度已經(jīng)計(jì)算了校正系數(shù)，那么微型計(jì)算機(jī)92能夠中斷該處理以便利用這些校正系數(shù)來(lái)計(jì)算剩余電池電量。
例如，如果微型計(jì)算機(jī)92已經(jīng)檢測(cè)到26℃的溫度，那么微型計(jì)算機(jī)92在已經(jīng)執(zhí)行了步驟ST101的處理時(shí)能夠獲得用于25.0℃至27.5℃的校正系數(shù)3-3(＝1.0)。因此微型計(jì)算機(jī)92能夠從步驟ST102停止該處理，以便計(jì)算剩余電池電量。
同樣，如果微型計(jì)算機(jī)92已經(jīng)檢測(cè)到23℃，那么微型計(jì)算機(jī)92能夠執(zhí)行步驟ST101到ST103的程序，以便根據(jù)校正系數(shù)3-2和端子VL上的電壓精確地計(jì)算鋰離子電池71，72的剩余電池電量。
同時(shí)，利用在日本專利特許公開平9-297166中公開的一種技術(shù)也能夠計(jì)算出該剩余電池電量，而不受任何特殊限制。然而使用該技術(shù)必需是利用依賴溫度的校正系數(shù)或鋰離子電池71，72的電壓來(lái)計(jì)算剩余電池電量。
利用電池組件1，其中只需在ROM 94中存儲(chǔ)最小的校正系數(shù)，并且如果檢測(cè)到鋰離子電池71，72的溫度，那么僅對(duì)被檢測(cè)的溫度范圍來(lái)計(jì)算校正系數(shù)，所以根據(jù)溫度的變化能夠精確地計(jì)算出校正系數(shù)。
同樣，在步驟ST102至步驟ST105的程序中，反復(fù)地執(zhí)行在圖15中所示的子例程。從而，不必執(zhí)行復(fù)雜的處理就能夠容易地計(jì)算最佳校正系數(shù)。
在本實(shí)施例中，已經(jīng)說(shuō)明了假設(shè)以每10℃的間隔存儲(chǔ)校正系數(shù)，如在圖18中所示的。然而，校正系數(shù)可以預(yù)先以每2.5℃的間隔被存儲(chǔ)，如在圖17中所示的。同樣在本實(shí)施例中，已經(jīng)說(shuō)明了假設(shè)10℃的范圍被分成四級(jí)，以使用每2.5(10/4)℃的間隔計(jì)算校正系數(shù)。然而，也能夠以更細(xì)的步長(zhǎng)分隔溫度范圍以便更精確地計(jì)算校正系數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的電池組件和剩余電池電量的計(jì)算方法，如果一個(gè)與由溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)的溫度相關(guān)的校正系數(shù)被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中，那么根據(jù)該校正系數(shù)和由電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)的電壓讀出校正系數(shù)并且計(jì)算剩余電池電量。如果一個(gè)與檢測(cè)溫度相關(guān)的校正系數(shù)沒(méi)有被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中，一個(gè)與在檢測(cè)溫度之前和之后的一個(gè)預(yù)先設(shè)置溫度相關(guān)的校正系數(shù)從存儲(chǔ)裝置中被讀出，以便根據(jù)每個(gè)讀出的校正系數(shù)來(lái)計(jì)算一個(gè)與檢測(cè)的溫度相關(guān)的校正系數(shù)，由此根據(jù)計(jì)算的校正系數(shù)和由電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)到的電壓來(lái)計(jì)算剩余電池電量。因此，如果在電池單元中產(chǎn)生一個(gè)溫度變化，那么能夠正確地獲得一個(gè)與這種變化相一致的校正系數(shù)，以便在任何時(shí)候能夠使剩余電池電量被精確地計(jì)算。
權(quán)利要求
1.一種電池組件，包括可充電/可放電電池單元；電壓檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)所述電池單元在充電/放電中的電壓；和計(jì)數(shù)器，用于設(shè)置多個(gè)電池電平并且用于計(jì)數(shù)在充電/放電中由所述電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)的電壓被轉(zhuǎn)換成不同的電池電平的次數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的電池組件，還包括驗(yàn)證裝置，用于當(dāng)由所述計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的次數(shù)已經(jīng)超過(guò)最大充電/放電計(jì)數(shù)的最大次數(shù)時(shí)，驗(yàn)證所述電池單元的使用壽命已經(jīng)終止。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的電池組件，其中所述計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)由所述電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)的電壓被增加并且被轉(zhuǎn)換成不同的電池電平的次數(shù)，或計(jì)數(shù)由所述電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)電壓被減小并且被轉(zhuǎn)換成不同的電池電平的次數(shù)。
4.一種用于計(jì)數(shù)電池組件的充電/放電次數(shù)的方法，該方法包括檢測(cè)一個(gè)可充電/可放電電池單元的電壓；設(shè)置多個(gè)電池電平；和計(jì)數(shù)檢測(cè)的電壓轉(zhuǎn)換成不同的電池電平的次數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中當(dāng)所述計(jì)數(shù)的次數(shù)已經(jīng)超過(guò)最大充電/放電計(jì)數(shù)的最大次數(shù)時(shí)驗(yàn)證所述電池單元的使用壽命已經(jīng)終止。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中所述次數(shù)是由所述電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)的電壓被增加并被轉(zhuǎn)換成不同的電池電平的次數(shù)，或是由所述電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)電壓被減小并被轉(zhuǎn)換成不同的電池電平的次數(shù)。
7.一種電池組件，包括可充電/可放電電池單元；存儲(chǔ)裝置，用于在充電到一個(gè)相對(duì)于所述電池單元的充滿電的預(yù)先設(shè)置的比例時(shí)對(duì)于每個(gè)預(yù)先設(shè)置的周期數(shù)儲(chǔ)存一個(gè)積分剩余電池電量；計(jì)數(shù)器，用于計(jì)數(shù)所述電池單元已經(jīng)被充電/放電的次數(shù)；和設(shè)置裝置，用于與由所述計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的次數(shù)相對(duì)應(yīng)，將對(duì)于在所述存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)的一個(gè)預(yù)先設(shè)置的周期數(shù)的積分剩余電池電量設(shè)置成在電池單元充滿電時(shí)的剩余電池電量。
8.一種用于設(shè)置電池組件的剩余電池電量的方法，該方法包括當(dāng)相對(duì)于一個(gè)可充電/可放電電池單元的充滿電，該電池單元已經(jīng)被充電到一個(gè)預(yù)先設(shè)置的比率時(shí)，把對(duì)于每個(gè)預(yù)先設(shè)置的周期數(shù)的積分剩余電池電量?jī)?chǔ)存在存儲(chǔ)裝置中；計(jì)算所述電池單元已經(jīng)被充電/放電的次數(shù)；將與在所述存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)的一個(gè)預(yù)先設(shè)置的周期次數(shù)對(duì)應(yīng)的積分電池電量設(shè)置成在電池單元充滿電時(shí)的剩余電池電量，其中所述累計(jì)剩余電池電量值與由所述計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)的次數(shù)相對(duì)應(yīng)。
9.一種電池組件，包括電壓檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)電池單元的電壓；存儲(chǔ)裝置，用于儲(chǔ)存校正系數(shù)以便對(duì)于一個(gè)預(yù)先設(shè)置的溫度來(lái)計(jì)算剩余電池電量；溫度檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)所述電池單元的溫度；和計(jì)算裝置；所述計(jì)算裝置進(jìn)行操作，使得如果一個(gè)與由所述溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)的溫度相關(guān)的校正系數(shù)被存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)裝置中，那么所述計(jì)算裝置讀出所述校正系數(shù)以便根據(jù)所述校正系數(shù)和由所述電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)的電壓來(lái)計(jì)算剩余電池電量；所述計(jì)算裝置還進(jìn)行以下操作，使得如果一個(gè)與由所述溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)的溫度相關(guān)的校正系數(shù)沒(méi)有被存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)裝置中，所述計(jì)算裝置從所述存儲(chǔ)裝置中讀出一個(gè)與在檢測(cè)溫度之前和之后的預(yù)先設(shè)置的溫度相關(guān)的校正系數(shù)，以便根據(jù)每個(gè)讀出的校正系數(shù)來(lái)計(jì)算與該檢測(cè)的溫度相關(guān)的校正系數(shù)，由此根據(jù)所計(jì)算的校正系數(shù)和由所述電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)到的電壓來(lái)計(jì)算剩余電池電量。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的電池組件，還包括程序存儲(chǔ)裝置，在其中存儲(chǔ)有一個(gè)程序，用于計(jì)算在一個(gè)給定溫度和另一個(gè)溫度之間的校正系數(shù)，該校正系數(shù)是從與所述給定溫度相關(guān)的校正系數(shù)和與所述另一個(gè)溫度相關(guān)的一個(gè)校正系數(shù)來(lái)計(jì)算的；所述計(jì)算裝置根據(jù)在所述程序存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)的程序，利用從所述存儲(chǔ)裝置讀出的每個(gè)校正系數(shù)重復(fù)地執(zhí)行計(jì)算校正系數(shù)的操作，并且對(duì)于在由所述溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)的溫度之前和之后的一個(gè)溫度，利用如此計(jì)算的校正系數(shù)和已經(jīng)從該存儲(chǔ)裝置讀出的校正系數(shù)來(lái)進(jìn)一步地計(jì)算一個(gè)新的校正系數(shù)，以便計(jì)算出一個(gè)與該檢測(cè)溫度相關(guān)的校正系數(shù)。
11.一種用于計(jì)算與一個(gè)預(yù)先設(shè)置溫度相關(guān)的電池組件的剩余電池電量的方法，該方法包括儲(chǔ)存校正系數(shù)，用于計(jì)算對(duì)于預(yù)先設(shè)置溫度的剩余電池電量；檢測(cè)所述電池單元的溫度；其中，如果一個(gè)與由溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)的溫度相關(guān)的校正系數(shù)被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)裝置中，那么所述校正系數(shù)被讀出并且根據(jù)所述校正系數(shù)和由所述電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)的電壓計(jì)算剩余電池電量；如果一個(gè)與所檢測(cè)溫度相關(guān)的校正系數(shù)沒(méi)有被存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)裝置中，則從所述存儲(chǔ)裝置中讀出與在檢測(cè)溫度之前和之后的一個(gè)預(yù)先設(shè)置的溫度相關(guān)的校正系數(shù)，以便根據(jù)每個(gè)讀出的校正系數(shù)來(lái)計(jì)算與該檢測(cè)溫度相關(guān)的校正系數(shù)，由此根據(jù)所計(jì)算的校正系數(shù)和由電壓檢測(cè)裝置檢測(cè)到的電壓來(lái)計(jì)算剩余電池電量。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，包括在程序存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)一個(gè)程序，用于計(jì)算在一個(gè)給定溫度和另一個(gè)溫度之間的一個(gè)校正系數(shù)，該校正系數(shù)是從與所述給定溫度相關(guān)的校正系數(shù)和與所述另一個(gè)溫度相關(guān)的校正系數(shù)來(lái)計(jì)算的；根據(jù)在所述程序存儲(chǔ)裝置中存儲(chǔ)的程序，利用從所述存儲(chǔ)裝置讀出的每個(gè)校正系數(shù)來(lái)計(jì)算一個(gè)校正系數(shù)；和對(duì)于在由所述溫度檢測(cè)裝置檢測(cè)的溫度之前和之后的一個(gè)溫度，利用如此計(jì)算的校正系數(shù)和已經(jīng)從該存儲(chǔ)裝置讀出的校正系數(shù)來(lái)進(jìn)一步地計(jì)算一個(gè)新的校正系數(shù)；以及重復(fù)地執(zhí)行所述計(jì)算校正系數(shù)的操作和計(jì)算新的校正系數(shù)的操作，以計(jì)算一個(gè)與該檢測(cè)溫度相關(guān)的校正系數(shù)。
全文摘要
電池組件和剩余電池電量計(jì)算方法。如與由溫度檢測(cè)單元檢測(cè)的溫度相關(guān)的校正系數(shù)被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中,則校正系數(shù)被讀出并且根據(jù)該校正系數(shù)和由電壓檢測(cè)單元檢測(cè)的電壓計(jì)算剩余電池電量;否則,從該存儲(chǔ)單元中讀出一個(gè)與在檢測(cè)溫度之前和之后的一個(gè)預(yù)先設(shè)置的溫度相關(guān)的校正系數(shù),以根據(jù)每個(gè)讀出的校正系數(shù)計(jì)算與檢測(cè)溫度相關(guān)的校正系數(shù),并根據(jù)計(jì)算的校正系數(shù)和檢測(cè)的電壓來(lái)計(jì)算剩余電池電量。它能夠正確地獲得與電池溫度變化相一致的校正系數(shù),在任何時(shí)候能夠使剩余電池電量被精確地計(jì)算。
文檔編號(hào)H01MGK1266991SQ0010702
公開日2000年9月20日 申請(qǐng)日期2000年3月5日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月5日
發(fā)明者鈴木守, 佐藤秀幸 申請(qǐng)人:索尼公司