JP2002507826A - スマート・バッテリの性能強化方法及びデバイス - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 充電式バッテリ及びバッテリ・パック（バッテリ／パックと）に、動的な放電電圧終わり（ＥＯＤＶ）を持たせる方法とデバイスを提供する。この動的なＥＯＤＶは、例えば、環境、動作条件、温度、残留容量、セルの化学物質、セルの大きさ、形状係数、放電率、バッテリの過去の充電/放電サイクル数等に基づいて調節することができる。本発明は、バッテリ/パックの各放電サイクルから、より長い稼働時間を得ることができ、「ディスクへの保存」動作のための適切な電力を保証しつつ、より正確な「ディスクへの保存」の警報を与えることができる。また、バッテリ/パックの寿命を延長することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 （技術分野） この発明は、充電式バッテリ及びバッテリ・パック（バッテリ／パック）に関
し、特に、スマート・バッテリ／パックに関し、バッテリ・パック容量、残存容
量及び残存稼働時間の判定精度の改良に関する。

【０００２】 （背景技術） 充電式バッテリ／パックは、例えば、ラップトップ型コンピュータのように、
ユーザの用途に係わる或る種の情報を保持するために、バッテリ／パックからの
電力供給を必要とする場合に使用されることが多い。このような使用状況で、バ
ッテリが、継続して必要とされる電力を供給できなくなると、この情報の一部ま
たは全部が消失することになる。従って、デバイスの設計者及び製造者は、ユー
ザに警告する手段を組み込んだり、バッテリ/パックの残存容量に関する信号を ホストデバイスに送って、ラップトップコンピュータに情報の消失を防止するた
めの、例えば、「ディスクへの保存」（save-to-disk）のルーチンを開始させた
りしてきた。バッテリ/パックが、保存ルーチンを実行するための容量しか残っ ていない残存容量点に接近してきたときに、ユーザに警告することによって、ユ
ーザは、残された時間内に、大切な情報の喪失を避けるための保存ルーチンを実
行することができる。ここで、誤差を考慮に入れた適度な余裕をもって保存ルー
チンを行えるだけの容量がまだ残存し、しかも、バッテリ/パックの未使用残存 容量が最小限になるような放電中の時点で、これらの保存ルーチンを開始するの
が目標である。

【０００３】 更に、バッテリ/パックが所定の出力電圧レベルに達し、残存する電荷がその 所定の出力電圧レベルと相関していると推定されるときに、他の動作を開始させ
ることもある。例えば、燃料計作動、シャットダウン、及び、ホストデバイス又
はユーザとの残存容量に関する他の情報交換を、バッテリ/パックのその出力電 圧レベルに基づいて開始させることができる。

【０００４】 典型的には、バッテリ/パックの作動及び充電アルゴリズムには、固定ＥＯＤ Ｖ（End of Discharge Voltage：放電電圧終わり）が使用される。このＥＯＤＶ
とは、バッテリ／パックの電圧出力であって、その値に達した場合、バッテリ・
パックの、何らかの終了動作に必要な容量を超える使用可能容量のうち、ほぼ全
容量が既に消費されていることを示す値をいう。従って、例えばスマート・バッ
テリ/パックの場合、この固定ＥＯＤＶに達すると、シャットダウンしてバッテ リ/パックを再充電するように、ホストデバイス又はユーザに指示が与えられる 。更に、ＥＯＤＶで、容量が実質的にゼロ又は他の固定有限量であると断定でき
るように、この固定ＥＯＤＶは、バッテリ/パックの容量値を決定するための極 限値として利用されることが多い。従って、このＥＯＤＶが正確であることは、
バッテリ／パックの性能にとって非常に重要である。

【０００５】 例えば、セルや相互接続線による内部抵抗（ＩＲ）の低下によって、固定ＥＯ
ＤＶは、前述の目的のためには、不正確であることが多い。接触抵抗、セル被覆
抵抗、ワイヤ抵抗、トレース抵抗、電極抵抗、電極/電解液界面抵抗、電解液抵 抗及び保護回路に起因するこのような内部抵抗（ＩＲ）の低下は、バッテリ/パ ックの電極の真のポテンシャルを誤って判定させることになりかねない。特に、
高放電率での放電中には、このような内部抵抗（ＩＲ）の低下が、放電率の関数
としてのバッテリ/パック放電曲線を変えることがあり、また、固定ＥＯＤＶを 使用したために、バッテリ/パックが、まだ多量の容量を供給可能であっても、 供給可能な全容量を既に供給し尽くしたという判断に導くことがある。更に、こ
の内部抵抗（ＩＲ）の低下は、例えば、固定ＥＯＤＶがゼロ又はゼロに近い値の
容量を示すのに用いられているときに、種々の異なる放電率において、燃料計の
精度や再現性を低減させることがある。

【０００６】 これに加えて、バッテリ／パックの充電及び放電の回数が増すにつれて、固定
ＥＯＤＶは、不正確な容量判断を招くことがある。充電式バッテリ／パックの場
合、その電圧分布は、容量に関連しているため、サイクル寿命の関数として変化
する。具体的には、バッテリ/パックの種類によっては、充電サイクル数が増加 するにつれて、固定ＥＯＤＶに達した時点におけるバッテリ/パックの現に供給 可能な容量が、充電サイクル数のまだ少ないバッテリ／パックに同じ固定ＥＯＤ
Ｖに達した時点で残っているものに比べて、次第に多くなる。

【０００７】 更に、温度、セルの化学的性質、形状係数、残留容量、動作条件等の他の要因
が、容量判断の精度に影響を及ぼすことがある。このように、充電式バッテリ／
パックにとって、より正確に残存容量を測定でき、より正確に放電電圧終わりを
決定できることが望ましい。本発明者は、意外にも放電電圧終わりを特定の基準
上に調整することによってこれを達成できることを発見した。

【０００８】 （発明の開示） 従って、本発明は、第１の観点によれば、放電サイクル期間中に、充電式バッ
テリ/パックから、ユーザまたはホストデバイスが利用できる使用可能な容量の 量を増大するための方法であって、 （ａ）充電式バッテリ/パックの充電/放電サイクル数または放電率を監視する
段階と、 （ｂ）放電サイクルの終わりに、バッテリ/パックに残留する未使用容量を最 小にするように、充電/放電サイクル数又は放電率に基づく前記バッテリ/パック
の放電電圧終わりを調節する段階と、 （ｃ）充電式バッテリ/パックの満量又はほぼ満量の表示として放電電圧終わ りを使用する段階と、 を含むことを特徴とする方法を提供する。

【０００９】 第１の第１の観点による実施の形態は、充電/放電サイクル数に依存する動的 なＥＯＤＶが使用される。この観点の他の実施の形態では、放電率に依存する動
的なＥＯＤＶが使用される。

【００１０】 本発明は、第２の観点によれば、放電中に、充電式バッテリ/パックから、ユ ーザまたはホストデバイスが利用できる使用可能な容量の量を増大するための方
法であって、放電サイクル中の放電電圧終わりにおける残存容量がほぼ一定とな
るように、バッテリ/パックの寿命を通じて放電電圧終わりの値を調節し、残存 容量についてユーザまたはホストデバイスに指摘するために、放電電圧終わりを
利用することを特徴とする方法を提供する。

【００１１】 本発明は、第３の観点によれば、充電式バッテリ/パックの残存容量を決定す る方法であって、 （ａ）サイクル計数値、放電レート、及び温度の内の、1つ以上を監視する段 階と、 （ｂ）段階（ａ）の監視の結果に基づいて、バッテリ／パックの学習された容
量から測定された既使用容量を差し引いた値である残存容量の初期値を調節する
段階と、 （ｃ）ユーザまたはホストデバイスに、残存容量を知らせる段階と、 を含むことを特徴とする方法を提供する。

【００１２】 本発明は、更に別の観点によれば、上述の方法を備えたデバイスと、このよう
なデバイスを備えたスマート・バッテリ／パックを提供する。

【００１３】 本発明は、バッテリ/パックの寿命を通じて、また、種々の動作条件や環境に おいて、充電式バッテリ/パックの性能を高めるために、動的な充電電圧終わり を利用することができ、これによって、バッテリ/パックのユーザが、バッテリ/
パックの各充電容量から、より多くの使用可能な容量を得ることができ、より正
確にバッテリ/パックの容量を知ることができる。

【００１４】 すなわち、本発明の利点は、バッテリ/パックの各放電サイクルから、より長 い稼働時間が得られることにある。もう一つの利点は、たとえば、「ディスクへ
の保存」動作のための適切な電力を保証しつつ、「ディスクへの保存」の警報を
、より正確なタイミングで与えることができることにある。更に別の利点は、バ
ッテリ/パックの寿命を延長することにある。

【００１５】 （発明を実施するための最良の形態） 以下、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。

【００１６】 本発明は、充電式バッテリ/パック（この明細書において、用語「バッテリ」 と「バッテリ・パック」はその範囲内に電池をも含む）に対して動的な放出電圧
終わり（End of Discharge Voltage（ＥＯＤＶ）を設けることによって、固定的
ではなく、動的な充電式バッテリ及びバッテリ／パックの容量、残存容量及び残
存稼働時間の判定精度を改善することを意図している。この動的なＥＯＤＶは、
たとえば、環境、動作条件、温度、残留容量、セル化学、セル寸法、形状係数、
放電率、及び／又はバッテリ/パックの過去の充電/放電サイクル数に基づいて調
節することができる。

【００１７】 バッテリ/パックの状態を表示するに当たり、ユーザまたはホストデバイスが 、本発明に従ってＥＯＤＶを利用できるだろう。この表示としては、終了操作を
開始するようにユーザに警告するものであってもよく、及び／又は、ホストデバ
イスに信号を送って、所定の仕事、典型的には、「ディスクへの保存」 （save-to-disk）動作のような終了動作を実行させるものであってもよい。この
ように、本発明は、ユーザまたはホストデバイスに、バッテリ/パックの使用可 能範囲を増大するための実用的な用法を提供する。

【００１８】 この明細書では、「ホストデバイス」の用語は、ＥＯＤＶを利用して或る動作
を実行又は開始することのできるあらゆるデバイスまたは回路、例えば、自動車
電話、携帯用コンピュータまたはカメラ、またはバッテリ/パックが組込み又は 結合された回路をいう。

【００１９】 ＥＯＤＶを動的に変えるための多くの方法が、本発明に従って利用可能である
。本発明の第１の観点による実施例では、例えば、充電／放電サイクルの回数に
依存する動的ＥＯＤＶが利用される。図１に、充電／放電サイクルの回数が２回
、２００回、３００回、４００回である場合の、一つのリチウム（Ｌｉ）イオン
電池の典型的な各放電曲線を示す。バッテリ／パックは、充電／放電サイクルが
繰り返されるにつれて、放電曲線が変化する。図１は、リチウム（Ｌｉ）イオン
電池に典型的にみられる放電曲線を示しているが、他の電池材料から成る電池の
場合も、放電曲線が充電／放電サイクルの関数として形を変えることもある。例
えば、本発明は、Ｌｉイオン、ＮｉＣｄ、ＮｉＭＨ、Ｌｉポリマー、Ｌｉイオン
系、その他、現在及び将来の全ての充電式電池用材料に適用できる。

【００２０】 また、図１には、「ディスクへの保存」動作を始動させるために、３．０Ｖの
固定電圧を使用する効果を示している。このＬｉ−イオン電池は、最小臨界動作
電圧である２．７ボルトを下回るまで放出させたくはないので、供出可能な残存
容量は、横軸から読みとれるように、曲線が３．０ボルトに達する点とと、２．
７ボルトに達する点との差に当たる容量値である。この例では、２サイクル後に
、この差が約４０ｍＡｈの容量になる。４００サイクル後に、この差は約１８０
ｍＡｈの容量になる。「ディスクへの保存」（save-to-disk）動作を実行するの
に約４０ｍＡｈが必要であって、「ディスクへの保存」動作が３．０ボルトで始
動するとすると、バッテリ/パックの場合の未使用容量は、２サイクル直後には 実質的にゼロであるが、４００サイクル後には、約１４０ｍＡｈの未使用容量が
残る。

【００２１】 ４００サイクルを経た電池について、「ディスクへの保存」動作が２．８ボル
トで始動する場合、約４０ｍＡｈの残存容量が残る。従って、４００サイクルの
サイクル/放電を経験したバッテリ/パックの場合、「ディスクへの保存」動作が
３．０ボルトではなく約２．８ボルトの電圧で始動すると、未使用容量の残留量
が低減する。このように、３．０ボルトの代わりに２．８ボルトで「ディスクへ
の保存」動作を開始させることで、ユーザに、より長い稼働時間を提供できる。

【００２２】 本発明の具体的実施例では、充電/放電サイクルの回数に基づいて直線近似に よって決定されるＥＯＤＶを利用した図１のＬｉイオンバッテリ/パックが使用 される。この実施例では、放電曲線が図１の直線近似によって示されるＬｉイオ
ン・バッテリ/パックについて、ＥＯＤＶが定められる。

【００２３】 ＥＯＤＶ＝ＥＯＤＶo−（定数）（サイクル数） …（１） ３１００ｍＶ−（０．７５ｍＶ／サイクル）（サイクル数）…（２）

【００２４】 この実施例でＥＯＤＶを設定するには、４００サイクルに達するまでは、式（
２）が使用される。４００サイクルを超えた範囲では、ＥＯＤＶは、この電池材
料の最小臨界動作電圧である２．７ボルトに達することがないように、２．８ボ
ルトに保持される。これはまた、たとえば、ＥＯＤＶに達したときには、既に「
ディスクへの保存」動作に不十分な容量しか残っていないといった点までＥＯＤ
Ｖが達するのを防止することができる。直線近似に対する初期のＥＯＤＶ、ＥＯ
ＤＶoの傾きは、各バッテリ/パック毎に、実験的及び／又は理論的に決定するこ
とができ、電池材料、温度、放電率、残留容量及び物理的構造によって変えるこ
とができる。例えば、種々のファクタの組合せと、その組み合わせの元でＥＯＤ
Ｖの決定に取り入れらる各放電曲線毎に、測定を行うことができる。

【００２５】 更に、他の実施例として、例えば、二次、３次又は対数関数的な近似を使用す
ることもできる。好ましい実施例では、放電曲線上の点に対して、各サイクル計
数毎に、必要なシャットダウン、「ディスクへの保存」、その他の放電終わりの
ための動作を実行するのに十分な残存容量を残す、最適合致曲線を利用すること
ができる。更に他の実施例として、バッテリ/パックの性能を強化し、且つ、記 憶容量等のシステム上の他の制約に合致する、段階的なＥＯＤＶ関数や他の関数
を使用することができる。

【００２６】 例えば、バッテリ/パックの終点電圧（terminal voltage）を監視して、ＥＯ ＤＶに達ときに、例えば、「ディスクへの保存」ルーチンを始動させるため、例
えば、スマート・バッテリ・パック内のモニタ回路を利用することができる。例
えば、終点電圧が、回路に「ディスクへの保存」ルーチンを開始させるＥＯＤＶ
よいか、これに等しいときに、状態ビットを設定することができる。モニタ回路
が、また、方程式（１）に入れるための充電/放電サイクル数を監視するモニタ 回路を使用することもできる。

【００２７】 本発明の第一の観点に従う他の実施例は、放電率に依存する動的なＥＯＤＶを
利用する。固定ＥＯＤＶを使う場合と比較して、この動的なＥＯＤＶは、バッテ
リ/パックの残存容量をより正確に示すことができる。図２Ａのバッテリ/パック
に関して、ＥＯＤＶは、ドレイン率（ドレインレート）が高くなる程、低くなる
。この実施例では、ＥＯＤＶは、内部抵抗成分が内在するために、瞬間的なドレ
イン率の関数になる。固定ＥＯＤＶがＣレート放電に基づいて選択され、バッテ
リ/パックが３Ｃで稼働するならば、バッテリ/パック電圧が高い放電率で低下す
るので、ＥＯＤＶでは、より多くの容量がバッテリ/パックに残されることにな る。逆に、高いレート、例えば３Ｃで放電されるときに、固定ＥＯＤＶが所望の
容量をバッテリに残すように選ばれ、バッテリ/パックが３Ｃで放電されるなら ば、バッテリ/パックには、少ない容量しか残らないことになり、終了動作が完 了しないかもしれない。実際の放電電流に基づく動的なＥＯＤＶを使えば、残留
容量をより正確に推定することができる。通常行われている手法は保守的であり
、例えば１Ｃ又はそれ以下の低放電レートに対応する固定ＥＯＤＶを選んでいる
ので、それよりも早い放電レートつまり放電率でＥＯＤＶまで放電したときに、
バッテリ/パックに未使用容量が残留することになる。

【００２８】 図２Ｂは、異なる放電率、すなわち０．２Ｃ、１Ｃ、２Ｃと３Ｃについて、典
型的なＮｉＭＨセルの各放電曲線間ので関係を示す。異なる放電率についての放
電曲線の変動は、少なくとも部分的には、セル接点と相互接続線のような抵抗成
分に起因することがある。バッテリ/パックをＥＯＤＶまで放電（ドレイン）さ せ、その後、バッテリ/パックを充電することによって、残量計による測定が行 われる場合、ドレインレートに適したＥＯＤＶを使用すれば、この残量計による
測定を正確にすることができる。例えば、バッテリ/パックが固定ＥＯＤＶにド レインされて、その後に充電された場合、ＥＯＤＶでの残存容量がゼロであると
仮定すると、時間と充電電流との積分値を、バッテリ/パックのための新たに学 習された容量として使用することができる。

【００２９】 学習された静電容量の測定を開始するために固定ＥＯＤＶに至るまでバッテリ
/パックを放電すると、ＥＯＤＶでのバッテリ/パックにおける残留容量の量は、
その放電率と関連づけられることになろう。これは勿論、バッテリ/パックが保 持可能な追加充電量に影響し、以て、学習された容量に反映されるだろう。次に
、バッテリ/パックは、ユーザによって、学習された容量測定用の放電率とは異 なるレートで放電されるので、学習された容量測定の開始時における残存容量と
は異なる残存容量を有する放電曲線上の点で、固定ＥＯＤＶに達するだろう。

【００３０】 従って、異なる放電率に対する放電曲線の変動と、異なる放電率毎の固定ＥＯ
ＤＶにおけるバッテリ/パックの対応する残存容量の差は、残存容量の予測や固 定ＥＯＤＶに到達時の未使用残存容量の不正確性、及び／又は、必要となり得る
何らかの終了作業を実行するための十分な残存容量の無い固定ＥＯＤＶに達する
不都合を招くことがある。

【００３１】 放電率の関数として変化する本発明の動的なＥＯＤＶは、残量測定動作をより
正確にすることができ、これにより、ユーザが、各放電サイクルにおいて、バッ
テリ/パックのより多くの容量を利用できるようにする。具体例として、、バッ テリが１Ｃレートで放電され、その後に充電されて、その充電量が、バッテリ/ パックの新たに学習された容量を設定するために計測されることを仮定しよう。
バッテリ/パックが放電されるにつれて、残量計は、例えば、今、学習された容 量の何パーセントが残っているかを決定するために、時間と放電電流とを積分す
ることによって、満量よりも少ない量を示すようになる。残量計は、これに代え
て、例えば、残り時間、残留容量、或いは、他の何らかの所望の事項を示すこと
ができるだろう。

【００３２】 放電率が１Ｃ以上であり、固定ＥＯＤＶが使用される場合、残量計が残存容量
としてゼロを示す前に、固定ＥＯＤＶに達するだろう。そして、プロトコルによ
っては、ユーザに、シャットダウンしてバッテリに充電すべきことを、指示又は
要求することができるだろう。これにより、未使用の残存容量がバッテリ/パッ クに残され、不正確なゼロ残存容量が次の学習された容量として設定され、バッ
テリ/パックの使用中に、残存容量について不正確な情報がユーザに与えられる だろう。しかし、本発明に従う動的なＥＯＤＶを利用すれば、より高い放電率に
対してＥＯＤＶを下げることができ、これによって、残存容量の内、より多くの
量を使用できるようになり、残量計の表示を正確にし、正確なゼロ残存容量を、
次の学習された容量として設定することができる。

【００３３】 バッテリ/パックが１Ｃより低い放電率、例えば０．２Ｃで放電され、且つ、 固定ＥＯＤＶが使用されるならば、残量計は、固定ＥＯＤＶに達するまでは、バ
ッテリ/パックから放電されることを示すだろう。その場合、使われるプロトコ ルによっては、ユーザは、シャットダウンすることを指示又は要求されることが
ある。実際に残存容量があったときに新しい学習された容量がゼロになったので
、燃料計は残存容量が無いことを示しており、これに応じて、残量計にバッテリ
/パックの実際の容量を過小評価させることになる。この場合にも、残量計が残 存容量が無いと示したときにユーザがシャットダウンすると、未使用の残存容量
がバッテリに残される。しかし、本発明に従う動的なＥＯＤＶを使用すれば、始
めに１Ｃの放電率で、新たに学習された容量を開始したＥＯＤＶは、もっと低く
なったであろうし、新たに学習された容量は、より高くなったであろう。従って
、残量計は、残存容量を正確に示し、ユーザが、バッテリ/パックのもっと多く の残存容量を使うことを可能にしたであろう。

【００３４】 好ましい実施例では、図２Ａで示すように、放電率の関数としてのＥＯＤＶの
決定を、直線近似の使用によって行うことができる。図２Ａは、ＥＯＤＶをどの
ように放電率に依存させることができるかを示す。直線近似のための傾斜と線分
は、実験及び／又は理論によって導くことができ、セルの化学物質、温度、残留
容量、サイクル数、物理的構成に応じて変えることができる。他の実施例では、
例えば、２次、３次又は対数関数的な近似を使用することができる。更に他の具
体例では、最適合致曲線を利用することができる。

【００３５】 本発明の更なる実施例では、充電/放電サイクル数、放電率、温度、残留容量 、セルの化学物質、形状係数、物理的構成等のファクタの内の、１又は２以上の
ものの関数として、ＥＯＤＶを調節することができる。放電曲線の測定は、ファ
クタの種々の組合せと、これに対応して形成される放電曲線に取り入れることが
できる。これらの曲線は、バッテリ/パックのＥＯＤＶを調節するためのアルゴ リズムに組み込むことができる。既に述べたように、これらのアルゴリズムには
、所望のファクタを組み込んだ方程式を利用することができる。それに加えて、
参照テーブルを利用することができる。具体例では、多次元参照テーブルを考慮
すべきファクタのそれぞれに１つの次元を相関させて使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 Ｌｉ−イオン電池作用を有する電池における、充電/放電サイクルの関数とし ての放電曲線を示す。

【図２Ａ】 本発明の一実施例における、放電率の関数としての動的放電電圧終わりの直線
近似を概略的に示す。

【図２Ｂ】 典型的なＮｉＭＨ電池における、放電率の関数としての放電曲線を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，Ｎ Ｏ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ， ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ (72)発明者 セアー ソーフィン アメリカ合衆国 ノースカロライナ州 27612 ラーレイ ウォーターフォード ポイント ドライヴ 4900 (72)発明者 ベインズ ネイト アメリカ合衆国 フロリダ州 32605 ゲ インズヴィル ノースウェスト サーティ セヴンス ストリート 3371 (72)発明者 ラーマン セイド アメリカ合衆国 オレゴン州 97124 ヒ ルズボロ ノースウェスト ジョン オル セン アベニュー 3120−＃20−301 (72)発明者 プラカシュ ジェイ アメリカ合衆国 イリノイ州 60654 ネ イパーヴィル アマランス 1275 Ｆターム(参考） 5G003 BA01 DA02 EA06 5H030 AA04 AS06 BB21 FF22 FF41 FF44 FF51 FF52

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 放電サイクル期間中に、充電式バッテリ/パックから、ユー ザまたはホストデバイスが利用できる使用可能な容量を増大するための方法であ
   って、 （ａ）充電式バッテリ/パックの充電/放電サイクル数または放電率を監視する
   段階と、 （ｂ）放電サイクルの終わりに、バッテリ/パックに残留する未使用容量を最 小にするように、充電/放電サイクル数又は放電率に基づく前記バッテリ/パック
   の放電電圧終わりを調節する段階と、 （ｃ）充電式バッテリ/パックの満量又は満量に近いことの表示として放電電 圧終わりを使用する段階と、 を含むことを特徴とする方法。
2. 【請求項２】 （ｄ）バッテリ/パックの寿命を通じて、段階（ａ）、段階 （ｂ）及び段階（ｃ）を繰り返す段階を更に含むことを特徴とする、請求項１に
   記載の方法。
3. 【請求項３】 放電電圧終わりは、最初の放電電圧終わりが充電/放電サイ クル数又は放電レートを掛けた定数によって調節されるように、直線近似に基づ
   いて調節されることを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の方法。
4. 【請求項４】 放電電圧終わりが、二次方程式近似に基づいて調節されるこ
   とを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の方法。
5. 【請求項５】 放電電圧終わりが、最適合致二次方程式近似に基づいて調節
   されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の方法。
6. 【請求項６】 放電電圧終わりは、バッテリ/パックが最小臨界動作電圧に 達するのを回避するように、所定の充電/放電サイクル数の後、又は、放電率が 予定の値に達した後に、一定に保持されることを特徴とする、請求項１から請求
   項５の何れか一項に記載の方法。
7. 【請求項７】 充電式バッテリ/パックが放電電圧終わりに達したとき、バ ッテリ/パックの容量がが終了動作を実行するために不十分な容量になる前に、 ユーザまたはホストデバイスが終了動作を実行できるように、ユーザまたはホス
   トデバイスに警告または信号が送られることを特徴とする、請求項１から請求項
   ６の何れか一項に記載の方法。
8. 【請求項８】 前記終了動作がディスクへの保存の動作であることを特徴と
   する、請求項７に記載の方法。
9. 【請求項９】 充電式バッテリ/パックが放電電圧終わりに達したとき、バ ッテリ/パックは、残量計の読取り、残り時間の読取り、放電終わりの緊急通報 、ＳＭＢｕｓ規格に基づく放電終わりの警報、及び、残存容量の読取りの内の、
   1つ以上の手段を備えることを特徴とする、請求項１から請求項８の何れか一項 に記載の方法。
10. 【請求項１０】 放電中に、充電式バッテリ/パックから、ユーザまたはホ ストデバイスが利用できる使用可能な容量の量を増大するための方法であって、
    放電サイクル中の放電電圧終わりにおける残存容量がほぼ一定になるように、バ
    ッテリ/パックの寿命を通じて放電電圧終わりの値を調節し、 残存容量についてユーザまたはホストデバイスに知らせるために、放電電圧終
    わりを利用することを特徴とする方法。
11. 【請求項１１】 前記放電電圧終わりが、充電式バッテリ/パックの過去の 充電/放電サイクル数、充電式バッテリ/パックの放電率、及び充電式バッテリ/ パックの温度の内の1つ以上に基づいて調節されることを特徴とする、請求項１ ０に記載の方法。
12. 【請求項１２】 充電式バッテリ/パックの残存容量を決定する方法であっ て、 （ａ）サイクル計数、放電レート、及び温度の内の、1つ以上を監視する段階 と、 （ｂ）段階（ａ）の監視の結果に基づいて、バッテリ／パックの学習された容
    量から測定された既使用容量を差し引いた値である残存容量の初期値を調節する
    段階と、 （ｃ）ユーザまたはホストデバイスに、残存容量を知らせる段階と、 を含むことを特徴とする方法。
13. 【請求項１３】 残存容量の判定が、終了動作を開始するのに間に合う点を
    選択するために利用されることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
14. 【請求項１４】 終了動作が、ユーザへの警告と、ホストデバイスにおける
    ディスクへの保存の動作との何れか一方又は両方であり、前記ディスクへの保存
    の動作は、前記残存容量がディスクへの保存の動作を実行するのに必要な容量と
    実質的に等しいときに開始されることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
15. 【請求項１５】 残存容量の判定が、残量計の読取り、残り時間の読取り、
    、放電終わりの緊急通報、ＳＭＢｕｓ規格に基づく放電終わりの警報、及び、残
    存容量の読取りの内の、1つ以上を可能にするために利用されることを特徴とす る、請求項１２に記載の方法。
16. 【請求項１６】 請求項１から請求項１５の何れか一項による方法を実施す
    るようになっているデバイス。
17. 【請求項１７】 請求項１６に記載されたデバイスを備えたスマート・バッ
    テリ／パック。