特開 2015-99042 電池残量推定装置およびそれを用いた電源システム、電子機器

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-99042(P2015-99042A)

(43)【公開日】2015年5月28日

(54)【発明の名称】電池残量推定装置およびそれを用いた電源システム、電子機器

(51)【国際特許分類】

   G01R 31/36 20060101AFI20150501BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20150501BHJP

   H02J 7/00 20060101ALI20150501BHJP

【ＦＩ】

   G01R31/36 A

   H01M10/48 P

   H02J7/00 X

【審査請求】未請求

【請求項の数】21

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】23

(21)【出願番号】特願2013-237934(P2013-237934)

(22)【出願日】2013年11月18日

(71)【出願人】

【識別番号】000116024

【氏名又は名称】ローム株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】504160781

【氏名又は名称】国立大学法人金沢大学

(74)【代理人】

【識別番号】100105924

【弁理士】

【氏名又は名称】森下 賢樹

(74)【代理人】

【識別番号】100133215

【弁理士】

【氏名又は名称】真家 大樹

(72)【発明者】

【氏名】河村 明展

(72)【発明者】

【氏名】小林 芳樹

(72)【発明者】

【氏名】木村 慰作

(72)【発明者】

【氏名】中山 謙二

(72)【発明者】

【氏名】平野 晃宏

【テーマコード（参考）】

2G016

5G503

5H030

【Ｆターム（参考）】

2G016CB00

2G016CB01

2G016CB21

2G016CB31

2G016CC01

2G016CC03

2G016CC04

2G016CC13

2G016CC16

2G016CC20

2G016CC26

2G016CF06

5G503AA01

5G503BA01

5G503BB01

5G503CA10

5G503EA05

5G503GD06

5H030AA01

5H030AA10

5H030AS03

5H030AS11

5H030FF22

5H030FF41

5H030FF42

5H030FF43

5H030FF44

(57)【要約】

【課題】高精度に電池残量を推定可能な電池残量推定装置を提供する。
【解決手段】複数Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の推定器３０２＿１〜３０２＿Ｎには、異なる残量範囲が担当範囲として割り当てられており、各推定器は、同じ入力データおよび同じ手法にもとづいて二次電池の残量の推定値を示す中間推定値Ｓ１を生成するよう構成されている。出力制御部３１０は、Ｎ個の推定器３０２＿１〜３０２＿Ｎにより生成されたＮ個の中間推定値Ｓ１＿１〜Ｓ１＿Ｎのうちひとつを選択し、選択された中間推定値Ｓ１に応じた最終推定値Ｓ２を出力する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

二次電池の残量推定装置であって、
複数Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の推定器であって、各推定器には異なる残量範囲が担当範囲として割り当てられており、各推定器は、同じ入力データおよび同じ手法にもとづいて前記二次電池の残量の推定値を示す中間推定値を生成するよう構成されている、複数の推定器と、
前記Ｎ個の推定器により生成されたＮ個の中間推定値のうちひとつを選択し、選択された前記中間推定値に応じた最終推定値を出力する出力制御部と、
を備えることを特徴とする残量推定装置。

【請求項2】

前記出力制御部は、前記Ｎ個の推定器のうち少なくともひとつを基準推定器とし、当該基準推定器により生成された中間推定値にもとづいて、前記Ｎ個の推定器により生成されたＮ個の中間推定値のうちひとつを選択することを特徴とする請求項１に記載の残量推定装置。

【請求項3】

前記出力制御部は、前記基準推定器が生成した前記中間推定値が、ｊ番目（１≦ｊ≦Ｎ）の推定器の担当範囲に含まれるとき、ｊ番目の推定器が生成した前記中間推定値に応じた前記最終推定値を出力することを特徴とする請求項２に記載の残量推定装置。

【請求項4】

ｉ番目（１≦ｉ＜Ｎ）と（ｉ＋１）番目の推定器は、担当範囲がオーバーラップするよう構成されることを特徴とする請求項２に記載の残量推定装置。

【請求項5】

前記残量推定装置は、
（Ｎ−１）個の平均部であって、ｉ番目の平均部は、ｉ番目の推定器からの中間推定値と（ｉ＋１）番目の推定器からの中間推定値の平均である平均推定値を生成するよう構成される、（Ｎ−１）個の平均部をさらに備え、
前記出力制御部は、前記基準推定器により生成された中間推定値にもとづいて、前記Ｎ個の推定器により生成されたＮ個の中間推定値および前記（Ｎ−１）個の平均部により生成された（Ｎ−１）個の平均推定値のうちひとつを選択し、選択された推定値に応じた最終推定値を出力することを特徴とする請求項４に記載の残量推定装置。

【請求項6】

前記出力制御部は、前記基準推定器が生成した前記中間推定値が、ｊ番目（１≦ｊ≦Ｎ）の推定器のみが割り当てられる単独範囲に含まれるとき、ｊ番目の推定器が生成した前記中間推定値を、前記最終推定値として出力することを特徴とする請求項４または５に記載の残量推定装置。

【請求項7】

前記出力制御部は、前記基準推定器が生成した前記中間推定値が、ｊ番目（１≦ｊ＜Ｎ）と（ｊ＋１）番目の推定器のオーバーラップ範囲に含まれるとき、ｊ番目の平均部により生成された前記平均推定値を、前記最終推定値として出力することを特徴とする請求項５に記載の残量推定装置。

【請求項8】

前記出力制御部は、
（i）前記基準推定器が生成した前記中間推定値が、ｊ番目（１≦ｊ＜Ｎ）と（ｊ＋１）番目の推定器のオーバーラップ範囲に含まれ、かつｊ番目の平均部により生成された前記平均推定値がそのオーバーラップ範囲に含まれるとき、ｊ番目の平均部により生成された前記平均推定値を、前記最終推定値として出力し、
（ii）前記基準推定器が生成した前記中間推定値が、ｊ番目（１≦ｊ＜Ｎ）と（ｊ＋１）番目の推定器のオーバーラップ範囲に含まれ、かつｊ番目の平均部により生成された前記平均推定値がｋ番目のみが割り当てられる単独範囲に含まれるとき、ｋ番目の推定器により生成された前記中間推定値を、前記最終推定値として出力することを特徴とする請求項５に記載の残量推定装置。

【請求項9】

前記残量推定装置は、
（Ｎ−１）個の加重平均部であって、ｉ番目の加重平均部は、ｉ番目の推定器からの中間推定値と（ｉ＋１）番目の推定器からの中間推定値の加重平均である平均推定値を生成するよう構成される、（Ｎ−１）個の加重平均部と、
（Ｎ−１）個の単純平均部であって、ｉ番目の単純平均部は、ｉ番目の推定器からの中間推定値と（ｉ＋１）番目の推定器からの中間推定値の単純平均値を生成するよう構成される、（Ｎ−１）個の単純平均部と、
をさらに備え、
前記出力制御部は、前記基準推定器により生成された中間推定値および前記（Ｎ−１）個の単純平均部により生成された（Ｎ−１）個の単純平均値にもとづいて、前記Ｎ個の推定器により生成されたＮ個の中間推定値および前記（Ｎ−１）個の加重平均部により生成された（Ｎ−１）個の平均推定値のうちひとつを選択し、選択された推定値に応じた最終推定値を出力することを特徴とする請求項４に記載の残量推定装置。

【請求項10】

前記出力制御部は、
（i）前記基準推定器が生成した前記中間推定値が、ｊ番目（１≦ｊ≦Ｎ）の推定器のみが割り当てられた単独範囲に含まれるとき、ｊ番目の推定器が生成した前記中間推定値を、前記最終推定値として出力し、
（ii）前記基準推定器が生成した前記中間推定値が、ｊ番目（１≦ｊ＜Ｎ）と（ｊ＋１）番目の推定器のオーバーラップ範囲に含まれ、かつｊ番目の単純平均部により生成された前記単純平均値がそのオーバーラップ範囲に含まれるとき、ｊ番目の加重平均部により生成された前記平均推定値を、前記最終推定値として出力し、
（iii）前記基準推定器が生成した前記中間推定値が、ｊ番目（１≦ｊ＜Ｎ）と（ｊ＋１）番目の推定器のオーバーラップ範囲に含まれ、かつｊ番目の単純平均部により生成された前記単純平均値がｋ番目の推定器のみが割り当てられた単独範囲に含まれるとき、ｋ番目の推定器により生成された前記中間推定値を、前記最終推定値として出力することを特徴とする請求項９に記載の残量推定装置。

【請求項11】

前記Ｎ個の推定器には、前記入力データが同時に入力されることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の残量推定装置。

【請求項12】

前記Ｎ個の推定器の前段に設けられ、前記入力データを受け、前記Ｎ個の推定器に選択的に出力するゲート回路をさらに備えることを特徴とする請求項１から１０のいずれかに記載の残量推定装置。

【請求項13】

Ｎ＝３であり、２番目の推定器が、前記基準推定器であることを特徴とする請求項２から１０のいずれかに記載の残量推定装置。

【請求項14】

前記基準推定器は、予め定められていることを特徴とする請求項２から１０のいずれかに記載の残量推定装置。

【請求項15】

前記基準推定器は、前記Ｎ個の推定器の中から動的に選択されることを特徴とする請求項２から１０のいずれかに記載の残量推定装置。

【請求項16】

前記Ｎ個の推定器は、ニューラルネットワークを用いて構成されることを特徴とする請求項１から１５のいずれかに記載の残量推定装置。

【請求項17】

前記Ｎ個の推定器はそれぞれ、それぞれの担当範囲において、所望の精度が得られるように、内部のパラメータが個別にチューニングされていることを特徴とする請求項１から１６のいずれかに記載の残量推定装置。

【請求項18】

前記入力データは、少なくとも、電池電圧、電池の電流、温度および、異なる時刻における前記電池電圧の差分を含むことを特徴とする請求項１から１７のいずれかに記載の残量推定装置。

【請求項19】

前記二次電池の残量を、前記Ｎ個の推定器よりも低い精度で推定可能な補助推定器をさらに備え、
前記出力制御部は、前記補助推定器により生成された推定値にもとづいて、前記Ｎ個の推定器により生成されたＮ個の中間推定値のうちひとつを選択することを特徴とする請求項１に記載の残量推定装置。

【請求項20】

二次電池パックと、
請求項１から１９のいずれかに記載の残量推定装置と、
を備えることを特徴とする電源システム。

【請求項21】

二次電池パックと、
請求項１から１９のいずれかに記載の残量推定装置と、
を備えることを特徴とする電子機器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、二次電池の残量推定装置に関する。

【背景技術】

【0002】

携帯電話端末、デジタルカメラ、タブレット端末、ノート型パーソナルコンピュータをはじめとするさまざまな電池駆動型の電子機器において、システム制御や信号処理を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、液晶パネル、無線通信モジュール、その他のアナログ、デジタル回路などの各電子回路は、二次電池からの電力供給を受けて動作する。

【0003】

電池駆動型の電子機器では、電池残存容量（以下、単に残量ともいう）の検出が欠かせない機能となっている。電池の残存容量の検出方法としては、電荷積算による手法と、電池状態からの推定による手法と、の２つが知られている。

【0004】

電荷積算による手法は、電池の充放電電流を検出し、充放電電流を積算（時間積分）することにより、電池に流入し、電池から流出する電荷量を計算する。
電池状態からの推定による手法では、たとえば電池電圧などの情報と、電池の相対残量の対応関係をあらかじめ取得しておき、取得された情報から、相対残量を推定する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特表２０１２−５３３７５９号公報

【特許文献2】特開２０１１−０６４４７１号公報

【特許文献3】特開２０１０−０１９７５８号公報

【特許文献4】特開平５−３２３００１号公報

【特許文献5】特開２０１１−１２３０３３号公報

【特許文献6】特開２０１２−３２２６７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

電池の相対残量を推定する方法としては、具体的には、電池の等価回路をモデリングし、等価回路から電池の開放電圧（Open Circuit Voltage：OCVともいう）を計算し、ＯＣＶから電池残量を推定する手法などが知られている。しかしながら従来では、０〜１００％の広範な範囲にわたり、高精度に電池残量を推定することは困難であった。

【0007】

本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、高精度に電池残量を推定可能な電池残量推定装置の提供にある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明のある態様は、二次電池の残量推定装置に関する。電池残量推定装置は、複数Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の推定器と、出力制御部と、を備える。Ｎ個の推定器は異なる残量範囲が担当範囲として割り当てられており、各推定器は、同じ入力データおよび同じ手法にもとづいて二次電池の残量の推定値を示す中間推定値を生成するよう構成されている。出力制御部は、Ｎ個の推定器により生成されたＮ個の中間推定値のうちひとつを選択し、選択された中間推定値に応じた最終推定値を出力する出力制御部と、を備える。

【0009】

この態様によると、２次電池の残量を複数の範囲に分割し、それらを複数の推定器に割り当て、各推定器を、対応する担当範囲において高精度となるよう構成することにより、幅広い範囲において高精度で電池残量を推定できる。

【0010】

出力制御部は、Ｎ個の推定器のうち少なくともひとつを基準推定器とし、当該基準推定器により生成された中間推定値にもとづいて、Ｎ個の推定器により生成されたＮ個の中間推定値のうちひとつを選択してもよい。
この態様によると、高精度な中間推定値にもとづいて、使用する推定器を選択することができるため、高精度で電池残量を推定できる。

【0011】

出力制御部は、基準推定器が生成した中間推定値が、ｊ番目（１≦ｊ≦Ｎ）の推定器の担当範囲に含まれるとき、ｊ番目の推定器が生成した中間推定値に応じた最終推定値を出力してもよい。

【0012】

ｉ番目（１≦ｉ＜Ｎ）と（ｉ＋１）番目の推定器は、担当範囲がオーバーラップするよう構成されてもよい。

【0013】

残量推定装置は、（Ｎ−１）個の平均部をさらに備えてもよい。ｉ番目の平均部は、ｉ番目の推定器からの中間推定値と（ｉ＋１）番目の推定器からの中間推定値の平均である平均推定値を生成するよう構成されてもよい。出力制御部は、基準推定器により生成された中間推定値にもとづいて、Ｎ個の推定器により生成されたＮ個の中間推定値および（Ｎ−１）個の平均部により生成された（Ｎ−１）個の平均推定値のうちひとつを選択し、選択された中間推定値に応じた最終推定値を出力してもよい。

【0014】

出力制御部は、基準推定器が生成した中間推定値が、ｊ番目（１≦ｊ≦Ｎ）の推定器の担当範囲に含まれるとき、ｊ番目の推定器が生成した中間推定値を、最終推定値として出力してもよい。

【0015】

出力制御部は、基準推定器が生成した中間推定値が、ｊ番目（１≦ｊ＜Ｎ）と（ｊ＋１）番目の推定器のオーバーラップ範囲に含まれるとき、ｊ番目の平均部により生成された平均推定値を、最終推定値として出力してもよい。
各推定器は、それぞれに割り当てられた範囲の中央において精度が高く、範囲の境界付近、すなわちオーバーラップ範囲において精度が悪化する場合がある。この場合に、オーバーラップ範囲については、２つの推定器の推定値の平均値を用いることにより、精度を高めることができる。また推定器の切りかえにともなう不連続変化を緩和できる。

【0016】

出力制御部は、（i）基準推定器が生成した中間推定値が、ｊ番目（１≦ｊ＜Ｎ）と（ｊ＋１）番目の推定器のオーバーラップ範囲に含まれ、かつｊ番目の平均部により生成された平均推定値がそのオーバーラップ範囲に含まれるとき、ｊ番目の平均部により生成された平均推定値を、最終推定値として出力してもよい。また出力制御部は、（ii）基準推定器が生成した中間推定値が、ｊ番目（１≦ｊ＜Ｎ）と（ｊ＋１）番目の推定器のオーバーラップ範囲に含まれ、かつｊ番目の平均部により生成された平均推定値がｋ番目の推定器のみが割り当てられる単独範囲に含まれるとき、ｋ番目の推定器により生成された中間推定値を、最終推定値として出力してもよい。

【0017】

残量推定装置は、（Ｎ−１）個の加重平均部と、（Ｎ−１）個の単純平均部と、をさらに備えてもよい。ｉ番目の加重平均部は、ｉ番目の推定器からの中間推定値と（ｉ＋１）番目の推定器からの中間推定値の加重平均である平均推定値を生成するよう構成される。ｉ番目の単純平均部は、ｉ番目の推定器からの中間推定値と（ｉ＋１）番目の推定器からの中間推定値の単純平均値を生成するよう構成される。
出力制御部は、基準推定器により生成された中間推定値および（Ｎ−１）個の単純平均部により生成された（Ｎ−１）個の単純平均値にもとづいて、Ｎ個の推定器により生成されたＮ個の中間推定値および（Ｎ−１）個の加重平均部により生成された（Ｎ−１）個の平均推定値のうちひとつを選択し、選択された推定値に応じた最終推定値を出力してもよい。

【0018】

出力制御部は、（i）基準推定器が生成した中間推定値が、ｊ番目（１≦ｊ≦Ｎ）の推定器のみが割り当てられる単独範囲に含まれるとき、ｊ番目の推定器が生成した中間推定値を、最終推定値として出力してもよい。また出力制御部は、（ii）基準推定器が生成した中間推定値が、ｊ番目（１≦ｊ＜Ｎ）と（ｊ＋１）番目の推定器のオーバーラップ範囲に含まれ、かつｊ番目の単純平均部により生成された単純平均値がそのオーバーラップ範囲に含まれるとき、ｊ番目の加重平均部により生成された平均推定値を、最終推定値として出力してもよい。また出力制御部は、（iii）基準推定器が生成した中間推定値が、ｊ番目（１≦ｊ＜Ｎ）と（ｊ＋１）番目の推定器のオーバーラップ範囲に含まれ、かつｊ番目の単純平均部により生成された単純平均値がｋ番目の推定器のみが割り当てられた単独範囲に含まれるとき、ｋ番目の推定器により生成された中間推定値を、最終推定値として出力してもよい。

【0019】

Ｎ個の推定器には、入力データが同時に入力されてもよい。

【0020】

ある態様の電池残量推定装置は、Ｎ個の推定器の前段に設けられ、入力データを受け、Ｎ個の推定器に選択的に出力するゲート回路をさらに備えてもよい。
この場合、電池残量に応じて、必要最低限の推定器のみを使用することにより、演算コスト、消費電力を低減できる。

【0021】

Ｎ＝３であり、２番目の推定器が、基準推定器であってもよい。

【0022】

基準推定器は、予め定められていてもよい。

【0023】

基準推定器は、Ｎ個の推定器の中から動的に選択されてもよい。

【0024】

Ｎ個の推定器は、ニューラルネットワークを用いて構成されてもよい。

【0025】

Ｎ個の推定器はそれぞれ、それぞれの担当範囲において、所望の精度が得られるように、内部のパラメータが個別にチューニングされていてもよい。

【0026】

入力データは、少なくとも、電池電圧、電池の電流、温度および、異なる時刻における電池電圧の差分を含んでもよい。
異なる時刻における電池電圧を考慮することにより、電池の劣化を反映させることができる。

【0027】

ある態様の残量推定装置は、二次電池の残量を、Ｎ個の推定器よりも低い精度で推定可能な補助推定器をさらに備えてもよい。出力制御部は、補助推定器により生成された推定値にもとづいて、Ｎ個の推定器により生成されたＮ個の中間推定値のうちひとつを選択してもよい。

【0028】

本発明の別の態様は、電源システムに関する。電源システムは、二次電池パックと、上述のいずれかの電池残量推定装置と、を備えてもよい。

【0029】

本発明の別の態様は、電子機器に関する。電子機器は、二次電池パックと、上述のいずれかの電池残量推定装置と、を備えてもよい。

【0030】

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

【発明の効果】

【0031】

本発明のある態様によれば、高精度に電池残量を推定できる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】実施の形態に係る残量推定装置を備える電源システムのブロック図である。

【図2】第１の実施例に係る残量推定装置の構成を示すブロック図である。

【図3】２番目の推定器の残量推定値（中間推定値）を示す図である。

【図4】第１の実施例の残量推定のアルゴリズムを示すフローチャートである。

【図5】第３の実施例に係る残量推定装置の構成を示すブロック図である。

【図6】第３の実施例の残量推定のアルゴリズムを示すフローチャートである。

【図7】第４の実施例の残量推定のアルゴリズムの一部を示すフローチャートである。

【図8】第５の実施例に係る残量推定装置の構成を示すブロック図である。

【図9】第５の実施例の残量推定のアルゴリズムの一部を示すフローチャートである。

【図10】第６の実施例に係る残量推定装置の構成を示すブロック図である。

【図11】図１１（ａ）、（ｂ）は、第６の実施例の残量推定のアルゴリズムの一部を示すフローチャートである。

【図12】第７の実施例に係る残量推定装置の構成を示すブロック図である。

【図13】電源システムを備える電子機器の斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

【0034】

本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合や、部材Ａと部材Ｂが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。

【0035】

また本明細書において、電圧信号、電流信号、あるいは抵抗に付された符号は、必要に応じてそれぞれの電圧値、電流値、あるいは抵抗値を表すものとする。

【0036】

図１は、実施の形態に係る電源管理システム１００を備える電子機器５００のブロック図である。
電源システム１００は、電池駆動型の電子機器５００に搭載される。電源システム１００は、二次電池パック２００、充電回路１０４、電流検知抵抗器１０６、抵抗１０８、バッテリマネージメント回路１１０、パワーマネージメント回路１２０、残量推定装置３００を備える。

【0037】

二次電池パック２００は、たとえばリチウムイオン電池であり、電池セル（単電池）２０２と、保護回路２０４と、サーミスタ２０６を含み、電池セル２０２の電力出力を外部に取り出すため、正極端子２０８と、負極端子２１０を有する。

【0038】

サーミスタ２０６の一端は電池セルの負極端子２１０に接続され、他方は温度検知端子２１２に接続されている。このようにサーミスタ２０６を二次電池パック２００に内蔵するのは一例であり、電池セル２０２の温度を計測するために、機器の電池ホルダ側にサーミスタまたは他の種類の温度センサ等を、電池パックに接触するように取り付けることも可能である。

【0039】

直流（ＤＣ）電力入力端子１０２には、外部電源（電源アダプタともいう、不図示）が着脱可能となっている。外部電源が接続された状態において、ＤＣ電力入力端子１０２には外部ＤＣ電圧VEXTが供給される。

【0040】

パワーマネージメント回路１２０は、二次電池パック２００からの電池電圧VBATおよび外部電源からのＤＣ電圧VEXTを受け、図示しないメインプロセッサやその他の周辺回路に電源電圧を供給する。

【0041】

パワーマネージメント回路１２０は、ひとつ、あるいは複数チャンネルＣＨ１〜ＣＨＮの電源回路を含む。各チャンネルの電源回路は、負荷ごとに設けられており、電池電圧VBATおよびＤＣ電圧VEXTの一方をシステム電圧VSYSとして選択し、それを所定レベルに安定化し、対応する負荷にＤＣ電源電圧を供給する。たとえば、第１チャンネルＣＨ１の電源回路は、メインプロセッサに対して電源電圧VDDを供給する。別のチャンネルの電源回路は、図示しない液晶ドライバに電源電圧を供給する。電源回路は、リニアレギュレータ、ＤＣ／ＤＣコンバータ、チャージポンプ回路などでありえる。

【0042】

またパワーマネージメント回路１２０は、複数のチャンネルＣＨ１〜ＣＨＮそれぞれの電圧出力の起動・停止タイミングや供給電力の管理を行う。

【0043】

充電回路１０４は、ＤＣ電力入力端子１０２に有効な外部ＤＣ電圧VEXTが供給された状態において、電池セル２０２の残存容量が減少した場合には、ＢＡＴ＋端子を介して電池セル２０２に充電電流ICHGを供給することにより、二次電池パック２００を充電する。

【0044】

充電回路１０４は、充電電流ICHGを一定に安定化する定電流（ＣＣ：Constant Current）モードと、電池電圧VBATを一定値に安定化させる定電圧（ＣＶ：Constant Voltage）モードと、が切りかえ可能となっている。充電回路１０４はリニア電源で構成してもよいし、スイッチング電源で構成してもよく、その構成は限定されない。

【0045】

バッテリマネージメント回路１１０は、電池セル２０２の出力電圧（電池電圧）VBAT、電池セル２０２への充電・放電電流（以下、充放電電流ともいう）IBAT、電池セル２０２の温度Tを計測し、デジタルデータに変換する。これらのデータは、残量推定装置３００に入力される。

【0046】

バッテリマネージメント回路１１０は、その内部のＡ／Ｄ変換器（不図示）を使用して、ＢＡＴ＋端子とＢＡＴ−端子の間に生ずる電池電圧VBATを、デジタル値に変換する。バッテリマネージメント回路１１０は、このデジタル値を、電池電圧VBATを示す電池電圧値DVとして取得する。

【0047】

電流検知抵抗器１０６は、電池セル２０２の充放電電流IBATの経路上に、電池セル２０２と直列に挿入される。本実施の形態において電流検知抵抗器１０６は、負極端子２１０と接地ラインの間に設けられるが、その場所は特に限定されない。たとえば電流検知抵抗器１０６は、正極端子２０８側に設けられてもよい。

【0048】

電池セル２０２の充放電電流IBATは、電流検知抵抗器１０６を流れる。その結果、電流検知抵抗器１０６の両端には、充放電電流IBATに比例した電圧降下（電流検出電圧という）VIが発生する。バッテリマネージメント回路１１０は、電圧降下VIをデジタル値に変換する。

【0049】

電流検知抵抗器１０６の抵抗値は既知である。そこで二次電池パック２００は、電流検出電圧VIに応じたデジタル値と電流検知抵抗器１０６の抵抗値にもとづいて、充放電電流IBATを示す電流検出値DIを生成する。電流検出値DIの大きさは充放電電流IBATの大きさを、電流検出値DIの符号は充放電電流IBATの向きを表す。

【0050】

二次電池パック２００の温度検知端子２１２は、外部の抵抗１０８を介して一定電圧にプルアップされる。この抵抗１０８を介して、二次電池パック２００に内蔵されるサーミスタ２０６に電流が流れることにより、サーミスタ２０６の両端間、つまり温度検知端子２１２と負極端子２１０の間には、サーミスタ２０６の抵抗値に応じた温度検出電圧VTが発生する。サーミスタ２０６の抵抗値は、電池セル２０２の温度変化に応じて変化するため、温度検出電圧VTは、電池セル２０２の温度と１対１で対応づけられる。バッテリマネージメント回路１１０は、ＴＨ端子とＢＡＴ−端子の間の温度検出電圧VTを、電池セル２０２の温度を示すデジタルの温度値DTに変換する。

【0051】

バッテリマネージメント回路１１０は、電池電圧VBAT、電流検出電圧VI、温度検出電圧VTごとにＡ／Ｄコンバータを含んでもよいし、単一のＡ／Ｄ変換器を３つの電圧に対して時分割で共用してもよい。また、電力損失を低減するために電流検知抵抗器１０６の抵抗値は極力小さく設計されることが好ましい。したがって充放電電流IBATが小さいとき、電流検知抵抗器１０６の両端間に生ずる電流検出電圧VIは微少となる。そこでＡ／Ｄコンバータの前段には、電流検出電圧VIを増幅するアンプを挿入してもよい。

【0052】

バッテリマネージメント回路１１０により測定された計測値、すなわち電池セルの出力電圧値DV、充放電電流値DI、電池セルの温度値DTは、充電回路１０４に出力され、充電動作制御に利用される。またこれらのデータは、残量推定装置３００に入力され、二次電池パック２００の残量の推定に利用される。

【0053】

そのほか、バッテリマネージメント回路１１０は、（i）二次電池パック２００を着脱したときの装着検出および脱離検出、（ii）電池セル２０２の出力である電池電圧VBATの過剰な低電圧検出、（iii）電池セル２０２の使用可・不可検出（デッドバッテリ検出）などを行い、検出した電池セル２０２の状態を、充電回路１０４などに伝達する。充電回路１０４は、この電池セル２０２の状態情報をもとに、充電動作を制御してもよい。

【0054】

残量推定装置３００は、バッテリマネージメント回路１１０により取得されたデータ、すなわち、電池電圧VBAT、電池電流IBAT、温度Tにもとづいて、電池残量を推定する。

【0055】

以上が電源システム１００の全体構成である。続いて残量推定装置３００の構成について、いくつかの実施例をもとに説明する。

【0056】

（第１の実施例）
図２は、第１の実施例に係る残量推定装置３００の構成を示すブロック図である。
残量推定装置３００は、入力データDV、DI、DTにもとづいて、二次電池パック２００の残量を推定する。残量推定装置３００は、複数Ｎ個（Ｎは２以上の整数）の推定器３０２＿１〜３０２＿Ｎと、出力制御部３１０と、を備える。本実施の形態では、Ｎ＝３の場合を説明する。

【0057】

推定器３０２＿１〜３０２＿Ｎはそれぞれ、異なる残量範囲が、担当範囲として割り当てられる。言い換えれば、Ｎ個の推定器３０２＿１〜３０２＿Ｎはそれぞれ、それぞれの担当範囲において、所望の精度が得られるように設計されている。たとえば所望の精度は２％程度としてもよい。

【0058】

本実施例において、Ｎ個の推定器３０２＿１〜３０２＿Ｎそれぞれの担当範囲は、オーバーラップせずに定められる。たとえば、１番目の推定器３０２＿１の担当範囲ＲＮＧ１は０〜２５％であり、２番目の推定器３０２＿２の担当範囲ＲＮＧ２は２５〜７５％であり、３番目の推定器３０２＿３の担当範囲ＲＮＧ３は７５〜１００％となるよう設計される。

【0059】

推定器３０２＿１〜３０２＿Ｎは、同じ入力データおよび同じ手法にもとづいて、二次電池２００の残量の推定値を示す中間推定値Ｓ１＿１〜Ｓ１＿Ｎを生成するよう構成されている。推定器３０２の構成、アルゴリズムは特に限定されないが、たとえばニューラルネットワークを用いて構成してもよい。
「同じ手法」とは、具体的な回路構成や、計算式中のパラメータが同一であることを要求するものではなく、たとえばニューラルネットワークを用いた手法が共通していれば、隠れユニットの個数が推定器ごとに異なっていてもよいし、ユニット間の結合係数や内部関数が異なっていてもよい。

【0060】

この場合、ｉ番目の推定器３０２＿ｉの内部のパラメータは、ｉ番目の残量範囲ＲＮＧｉにおいて誤差が設計値（たとえば２％）より小さくなるようにチューニングされることとなる。

【0061】

推定器３０２は、入力データとして、DV、DI、DTすなわち、電池電圧VBAT、電池に流れる充放電電流IBAT、温度Tを受ける。推定器３０２は、その内部において、異なる時刻における電池電圧VBATの差分deltaDV=DV_k-DV_k-1(=VBAT_k-VBAT_k-1)を演算する。DVkは、離散的な時間系列におけるｋ番目の時刻t = k * dTにおけるDVの値を表す。たとえばdTはサンプリング周期である。deltaDVは、電池電圧VBATの時間変動を表しており、以下、電圧降下とも称する。なおdeltaDVは、推定器３０２の内部ではなく、図１のバッテリマネージメント回路１１０において計算してもよい。

【0062】

推定器３０２は、DV,DI,DT,deltaDVを入力、相対残量S1を出力とするニューラルネットワークを用いて構成される。そして、ｉ番目の推定器３０２＿ｉは、ｉ番目の残量範囲ＲＮＧｉにおいて誤差が設計値以下となるように、結合係数や内部関数が、事前の学習によりチューニングされる。具体的には、電池のサンプルを用いて、DV,DI,DT,deltaDVの異なる組み合わせと、それに対応する相対残量を多数測定し、測定結果を用いてチューニングが行われる。

【0063】

図３は、２番目の推定器３０２＿２の残量推定値（中間推定値）を示す図である。横軸は、電池の正しい正規化残量（相対残量）を、縦軸は、電流量が0.8C以下における、推定器３０２＿ｉにより生成される中間推定値Ｓ１＿２を示す。図に示されるプロットは、DV,DT,DI,deltaDVの組み合わせを示す。推定誤差がゼロのとき、中間推定値Ｓ１と正規化残量の関係は、傾き１の直線となるが、現実的には、有限の誤差が発生することが理解される。図３の例では、推定器３０２＿２の担当範囲ＲＮＧ２において、中間推定値Ｓ１＿２は、±１．８％の精度を有している。担当範囲ＲＮＧ２の外側（すなわち別の推定器３０２＿１、３０２＿３の担当範囲）において、推定器３０２＿２の精度は悪化する。

【0064】

出力制御部３１０は、Ｎ個の推定器３０２＿１〜３０２＿Ｎにより生成されたＮ個の中間推定値Ｓ１＿１〜Ｓ１＿Ｎのうちひとつを選択し、選択された中間推定値に応じた最終推定値Ｓ２を出力する。

【0065】

出力制御部３１０は、Ｎ個の推定器３０２のうち少なくともひとつを基準推定器とし、当該基準推定器により生成された中間推定値にもとづいて、Ｎ個の推定器により生成されたＮ個の中間推定値Ｓ１＿１〜Ｓ１＿Ｎのうちひとつを選択する。

【0066】

基準推定器は、あらかじめ定められてもよい。本実施の形態では、Ｎ＝３個の推定器３０２のうち、中央すなわち２番目の推定器３０２＿２が基準推定器（３０２＿Ｒとも記す）として使用される。

【0067】

出力制御部３１０は、基準推定器３０２＿２が生成した中間推定値Ｓ１＿２（基準推定値Ｓ１＿Ｒともいう）が、ｊ番目（１≦ｊ≦Ｎ）の推定器３０２＿ｊの担当範囲ＲＮＧｊに含まれるとき、ｊ番目の推定器３０２＿ｊが生成した中間推定値Ｓ１＿ｊに応じた最終推定値Ｓ２を出力する。

【0068】

最終推定値Ｓ２は、選択された中間推定値Ｓ１＿ｊそのものでもあってもよいし、中間推定値Ｓ１＿ｊに対して所定の演算処理を施した値であってもよい。以下では、説明の簡潔化と理解の容易化のため、Ｓ２＝Ｓ１＿ｊとする。

【0069】

以上が残量推定装置３００の構成である。続いてその動作を説明する。

【0070】

図４は、第１の実施例の残量推定のアルゴリズムを示すフローチャートである。フローチャートの処理の順序は、信号処理に支障をきたさない範囲において入れ替え可能である。

【0071】

はじめに、入力データDV,DI,DTおよびdeltaDVが取得される（Ｓ１００）。続いて、推定器３０２＿１〜３０２＿Ｎそれぞれにおいて中間推定値Ｓ１＿１〜Ｓ１＿Ｎが生成される（Ｓ１０２）。

【0072】

そして、基準推定器３０２＿２が生成した基準推定値Ｓ１＿２が、それ自身の担当範囲ＲＮＧ２に含まれるとき（Ｓ１０４のＹ）、中間推定値Ｓ１＿２が選択され、最終推定値Ｓ２とされる（Ｓ１０６）。

【0073】

基準推定値Ｓ１＿２が、担当範囲ＲＮＧ１に含まれるとき（Ｓ１０４のＮ、Ｓ１０８のＹ）、推定器３０２＿１が生成した中間推定値Ｓ１＿１が選択され、最終推定値Ｓ２とされる（Ｓ１１０）。また基準推定値Ｓ１＿２が、担当範囲ＲＮＧ３に含まれるとき（Ｓ１０８のＮ）、推定器３０２＿３が生成した中間推定値Ｓ１＿３が選択され、最終推定値Ｓ２とされる（Ｓ１１２）。

【0074】

以上が残量推定装置３００の動作である。
この残量推定装置３００によれば、２次電池の残量を複数の範囲に分割し、それらを複数の推定器に割り当て、各推定器を、対応の担当範囲において高精度となるよう構成することにより、幅広い範囲において高精度で電池残量を推定できる。

【0075】

加えて本実施例では、使用すべき推定器の選択に、高精度な推定器により生成される中間推定値を利用する点にも留意すべきである。つまり、仮に各推定器が生成する中間推定値が高精度であったとしても、中間推定器の選択を誤ると、最終推定値の誤差は大きくなってしまう。この観点に関して本実施例では、推定器の選択に、高精度な中間推定値を使用しているため、最適な推定器、つまり最適な中間推定値を正確に選択することができる。

【0076】

また、推定器３０２の入力データとして、電池電圧VBATの時間変動成分deltaDVを含めることにより、電池の劣化を、推定値に反映させることができる。
（第２の実施例）
第２の実施例では、隣接する２個の推定器の担当範囲はオーバーラップ（重複）している。一般化すれば、ｉ番目（１≦ｉ＜Ｎ）と（ｉ＋１）番目の推定器それぞれの担当範囲ＲＮＧｉとＲＮＧ（ｉ＋１）は、オーバーラップしている。

【0077】

たとえば、１番目の推定器３０２＿１の担当範囲ＲＮＧ１は、０〜３０％、２番目の推定器３０２＿２の担当範囲ＲＮＧ２は２５〜７５％、３番目の推定器３０２＿３の担当範囲ＲＮＧ３は７０〜１００％としてもよい。

【0078】

担当範囲をオーバーラップさせることにより、より高精度な残量推定が可能となる。

【0079】

（第３の実施例）
図５は、第３の実施例に係る残量推定装置３００ａの構成を示すブロック図である。残量推定装置３００ａは、図２の残量推定装置３００に加えて、（Ｎ−１）個の平均部３０４＿１〜３０４＿Ｎ−１を備える。本実施例ではＮ＝３であるから、２個の平均部３０４が設けられる。
ｉ番目の平均部３０４＿ｉは、ｉ番目の推定器３０２からの中間推定値Ｓ１＿ｉと（ｉ＋１）番目の推定器３０２＿（ｉ＋１）からの中間推定値Ｓ１＿（ｉ＋１）の平均である平均推定値Ｓ３＿ｉを生成するよう構成される。

【0080】

平均部３０４は、単純平均を計算してもよい。

【0081】

あるいはより精度を高めるために、重み付け平均（加重平均）を計算してもよい。

【0082】

出力制御部３１０ａは、基準推定器３０２＿Ｒにより生成された中間推定値Ｓ１＿２にもとづいて、Ｎ個の推定器３０２＿１〜３０２＿Ｎにより生成されたＮ個の中間推定値Ｓ１＿１〜Ｓ１＿Ｎおよび（Ｎ−１）個の平均部３０４＿１〜３０４＿（Ｎ−１）により生成された（Ｎ−１）個の平均推定値Ｓ３＿１〜Ｓ３＿（Ｎ−１）のうちひとつを選択し、選択された中間推定値に応じた最終推定値Ｓ２を出力する。

【0083】

より具体的には、出力制御部３１０ａは、基準推定器３０２＿Ｒが生成した中間推定値Ｓ１＿２が、ｊ番目（１≦ｊ≦Ｎ）の推定器３０２＿ｊのみが割り当てられる担当範囲（単独範囲ともいう）に含まれるとき、ｊ番目の推定器３０２＿ｊが生成した中間推定値Ｓ１＿ｊを、最終推定値Ｓ２として出力する。

【0084】

また出力制御部３１０ａは、基準推定器３０２＿Ｒが生成した中間推定値Ｓ１＿２が、ｊ番目（１≦ｊ＜Ｎ）と（ｊ＋１）番目の推定器３０２＿ｊ、３０２＿（ｊ＋１）のオーバーラップ範囲に含まれるとき、ｊ番目の平均部３０４＿ｊにより生成された平均推定値Ｓ３＿ｊを、最終推定値Ｓ２として出力する。

【0085】

以上が残量推定装置３００ａの構成である。続いてその動作を説明する。図６は、第３の実施例の残量推定のアルゴリズムを示すフローチャートである。

【0086】

処理Ｓ２００、Ｓ２０２は、図４のＳ１００、Ｓ１０２と同様である。

【0087】

基準推定値Ｓ１＿２が、２番目の範囲ＲＮＧ２に含まれ（Ｓ２０４のＹ）、かつ１番目の範囲ＲＮＧ１にも含まれるとき（Ｓ２０６のＹ）、平均推定値Ｓ３＿１が計算され（Ｓ２０８）、その値が最終推定値Ｓ２となる（Ｓ２１０）。

【0088】

基準推定値Ｓ１＿２が、２番目の範囲ＲＮＧ２に含まれ（Ｓ２０４のＹ）、かつ３番目の範囲ＲＮＧ３にも含まれるとき（Ｓ２０６のＮ、Ｓ２１２のＹ）、平均推定値Ｓ３＿２が計算され（Ｓ２１４）、その値が最終推定値Ｓ２となる（Ｓ２１６）。

【0089】

基準推定値Ｓ１＿２が、２番目の推定器３０２＿２の単独範囲に含まれるとき（Ｓ２０４のＹ、Ｓ２０６のＹ、Ｓ２１２のＮ）、基準推定値Ｓ１＿２が、最終推定値Ｓ２となる（Ｓ２１８）。

【0090】

基準推定値Ｓ１＿２が、１番目の推定器３０２＿１の単独範囲に含まれるとき（Ｓ２０４のＮ、Ｓ２２０のＹ）、中間推定値Ｓ１＿１が最終推定値Ｓ２となる（Ｓ２２２）。

【0091】

基準推定値Ｓ１＿２が、３番目の推定器３０２＿３の単独範囲に含まれるとき（Ｓ２０４のＮ、Ｓ２２０のＮ）、中間推定値Ｓ１＿３が最終推定値Ｓ２となる（Ｓ２２４）。

【0092】

以上が残量推定装置３００ａの動作である。
各推定器により生成される中間推定値は、その担当範囲の両端において精度が低下する場合がある。この場合には、隣接する推定器の担当範囲をオーバーラップさせ、オーバーラップ範囲において、２つの推定器により生成された中間推定値の平均値を使用することにより、さらに精度を高めることができる。

【0093】

（第４の実施例）
第４の実施例に係る残量推定装置３００は、第３の実施例に係る残量推定装置３００ａと同様に構成され、出力制御部３１０による最終推定値の生成アルゴリズムが異なっている。

【0094】

第４の実施例において、出力制御部３１０は、基準推定器３０２＿２が生成した中間推定値Ｓ１＿２が、ｊ番目（１≦ｊ＜Ｎ）と（ｊ＋１）番目の推定器３０２＿ｊ、３０２＿（ｊ＋１）のオーバーラップ範囲に含まれ、かつｊ番目の平均部３０４＿ｊにより生成された平均推定値Ｓ３＿ｊが、ｋ番目の推定器３０２＿ｋのみが割り当てられた単独範囲に含まれるとき、ｋ番目の推定器により生成された中間推定値Ｓ１＿ｋを、最終推定値Ｓ２として出力する。

【0095】

図７は、第４の実施例の残量推定のアルゴリズムの一部を示すフローチャートである。

【0096】

ステップＳ２０８において、平均推定値Ｓ３＿１が計算される。そして、平均推定値Ｓ３＿１が、第１推定器３０２＿１と第２推定器３０２＿２のオーバーラップ範囲に含まれる場合（Ｓ３００のＹ）、Ｓ２＝Ｓ３＿１とされる（Ｓ２１０）。
平均推定値Ｓ３＿１が、第１推定器３０２＿１と第２推定器３０２＿２のオーバーラップ範囲に含まれない場合（Ｓ３００のＮ）、言い換えれば、平均推定値Ｓ３＿１が、第１推定器３０２＿１の単独範囲に含まれる場合、中間推定値Ｓ１＿１が最終推定値Ｓ２となる（Ｓ２２２）。図７には図示しないが、平均推定値Ｓ３＿１が、第２推定器３０２＿２の単独範囲に含まれる場合、中間推定値Ｓ１＿２を最終推定値Ｓ２としてもよい（図６のＳ２１８）。

【0097】

同様に、ステップＳ２１４において、平均推定値Ｓ３＿２が計算される。そして平均推定値Ｓ３＿２が、第２推定器３０２＿２と第３推定器３０２＿３のオーバーラップ範囲に含まれる場合（Ｓ３０２のＹ）、Ｓ２＝Ｓ３＿２とされる（Ｓ２１６）。

【0098】

平均推定値Ｓ３＿２が、第２推定器３０２＿２と第３推定器３０２＿３のオーバーラップ範囲に含まれない場合（Ｓ３０２のＮ）、言い換えれば、平均推定値Ｓ３＿２が、第３推定器３０２＿３の単独範囲に含まれる場合、中間推定値Ｓ１＿３が最終推定値Ｓ２となる（Ｓ２２４）。図７には図示しないが、平均推定値Ｓ３＿２が、第２推定器３０２＿２の単独担当に含まれる場合、中間推定値Ｓ１＿２を、最終推定値Ｓ２としてもよい（図６のＳ２１８）。

【0099】

基準推定器３０２＿２の基準推定値Ｓ１＿２が、隣接する推定器とのオーバーラップ範囲に含まれるとき、基準推定値Ｓ１＿２の精度がそれほど高くない場合がある。この場合には、基準推定値Ｓ１＿２が、オーバーラップ範囲に含まれていたとしても、残量の真の値が、必ずしもオーバーラップ範囲に含まれているとは限らない。そこで、第４の実施例のように、平均推定値がオーバーラップ範囲から逸脱する場合には、平均推定値が含まれる単独範囲に対応する推定器３０２が生成した中間推定値を使用することにより、さらに精度を高めることができる。

【0100】

（第５の実施例）
図８は、第５の実施例に係る残量推定装置３００ｂの構成を示すブロック図である。残量推定装置３００ｂにおいて、平均部３０４＿ｊは、中間推定値Ｓ１＿ｊとＳ１＿（ｊ＋１）の単純平均値Ｓ４＿ｊを計算する単純平均部３０６と、中間推定値Ｓ１＿ｊとＳ１＿（ｊ＋１）の加重平均である平均推定値Ｓ３＿ｊを計算する加重平均部３０８を含む。

【0101】

出力制御部３１０ｂは、基準推定器３０２＿２により生成された中間推定値Ｓ１＿２および（Ｎ−１）個の単純平均部３０６＿１〜３０６＿（Ｎ−１）により生成された（Ｎ−１）個の単純平均値Ｓ４＿１〜Ｓ４＿（Ｎ−１）にもとづいて、Ｎ個の推定器３０２＿１〜３０２＿Ｎにより生成されたＮ個の中間推定値Ｓ１＿１〜Ｓ１＿Ｎおよび（Ｎ−１）個の加重平均部３０８＿１〜３０８＿（Ｎ−１）により生成された（Ｎ−１）個の平均推定値Ｓ３＿１〜Ｓ３＿（Ｎ−１）のうちひとつを選択し、選択された推定値に応じた最終推定値を出力する。

【0102】

出力制御部３１０ｂは、セレクタ３１２およびコントローラ３１４を含む。セレクタ３１２には、Ｎ個の中間推定値Ｓ１＿１〜Ｓ１＿Ｎおよび（Ｎ−１）個の平均推定値Ｓ３＿１〜Ｓ３＿（Ｎ−１）が入力され、コントローラ３１４により指示されたひとつを選択する。コントローラ３１４には、基準推定値Ｓ１＿２および（Ｎ−１）個の単純平均値Ｓ４＿１〜Ｓ４＿（Ｎ−１）が入力され、それらの値にもとづいて、セレクタ３１２を制御する。

【0103】

具体的には出力制御部３１０ｂのコントローラ３１４は、（i）基準推定器３０２＿２が生成した基準推定値Ｓ１＿２が、ｊ番目（１≦ｊ≦Ｎ）の推定器３０２＿ｊの単独範囲に含まれるとき、ｊ番目の推定器３０２＿ｊが生成した中間推定値Ｓ１＿ｊを、最終推定値Ｓ２として出力する。

【0104】

また出力制御部３１０ｂは、（ii）基準推定値Ｓ１＿２が、ｊ番目（１≦ｊ＜Ｎ）と（ｊ＋１）番目の推定器３０２＿ｊ、３０２＿（ｊ＋１）のオーバーラップ範囲に含まれ、かつｊ番目の単純平均部３０６＿ｊにより生成された単純平均値Ｓ４＿ｊがそのオーバーラップ範囲に含まれるとき、ｊ番目の加重平均部３０８＿ｊにより生成された平均推定値Ｓ３＿ｊを、最終推定値として出力する。

【0105】

また出力制御部３１０ｂは、（iii）基準推定値Ｓ１＿２が、ｊ番目（１≦ｊ＜Ｎ）と（ｊ＋１）番目の推定器３０２＿ｊ、３０２＿（ｊ＋１）のオーバーラップ範囲に含まれ、かつｊ番目の単純平均部３０６＿ｊにより生成された単純平均値Ｓ４＿ｊがｋ番目の推定器３０２＿ｋの単独範囲に含まれるとき、ｋ番目の推定器３０２＿ｋにより生成された中間推定値Ｓ１＿ｋを、最終推定値Ｓ２として出力する。

【0106】

この実施例によれば、最終推定値の候補としては、加重平均値を利用し、最終推定値の選択情報として単純加算を利用することにより、高精度な残量推定が可能となる。

【0107】

図９は、第５の実施例の残量推定のアルゴリズムの一部を示すフローチャートである。
処理Ｓ２０８ｂにおいて、単純平均部３０６＿１により単純平均値Ｓ４＿１が計算される。そして、単純平均値Ｓ４＿１が、第１推定器３０２＿１と第２推定器３０２＿２のオーバーラップ範囲に含まれる場合（Ｓ３００ｂのＹ）、加重平均部３０８＿１により加重平均を用いて平均推定値Ｓ３＿１が計算され（Ｓ２０９）、Ｓ２＝Ｓ３＿１とされる（Ｓ２１０）。
単純平均値Ｓ４＿１が、第１推定器３０２＿１と第２推定器３０２＿２のオーバーラップ範囲に含まれない場合（Ｓ３００ｂのＮ）、言い換えれば、単純平均値Ｓ４＿１が、第１推定器３０２＿１の単独範囲に含まれる場合、中間推定値Ｓ１＿１が最終推定値Ｓ２となる（Ｓ２２２）。図９には図示しないが、単純平均値Ｓ４＿１が、第２推定器３０２＿２の単独範囲に含まれる場合、中間推定値Ｓ１＿２を最終推定値Ｓ２としてもよい（図６のＳ２１８）。

【0108】

同様に、ステップＳ２１４ｂにおいて、単純平均部３０６＿２により単純平均値Ｓ４＿２が計算される。そして単純平均値Ｓ４＿２が、第２推定器３０２＿２と第３推定器３０２＿３のオーバーラップ範囲に含まれる場合（Ｓ３０２ｂのＹ）、加重平均部３０８＿２により加重平均を用いて平均推定値Ｓ３＿２が計算され（Ｓ２１５）、Ｓ２＝Ｓ３＿２とされる（Ｓ２１６）。

【0109】

単純平均値Ｓ４＿２が、第２推定器３０２＿２と第３推定器３０２＿３のオーバーラップ範囲に含まれない場合（Ｓ３０２ｂのＮ）、言い換えれば、単純平均値Ｓ４＿２が、第３推定器３０２＿３の単独範囲に含まれる場合、中間推定値Ｓ１＿３が最終推定値Ｓ２となる（Ｓ２２４）。図９には図示しないが、単純平均値Ｓ４＿２が、第２推定器３０２＿２の単独担当に含まれる場合、中間推定値Ｓ１＿２を、最終推定値Ｓ２としてもよい（図６のＳ２１８）。

【0110】

基準推定器３０２＿２の基準推定値Ｓ１＿２が、隣接する推定器とのオーバーラップ範囲に含まれるとき、基準推定値Ｓ１＿２の精度がそれほど高くない場合がある。この場合には、基準推定値Ｓ１＿２が、オーバーラップ範囲に含まれていたとしても、残量の真の値が、必ずしもオーバーラップ範囲に含まれているとは限らない。そこで、第４の実施例のように、平均推定値がオーバーラップ範囲から逸脱する場合には、平均推定値が含まれる単独範囲に対応する推定器３０２が生成した中間推定値を使用することにより、さらに精度を高めることができる。

【0111】

（第６の実施例）
図１０は、第６の実施例に係る残量推定装置３００ｃの構成を示すブロック図である。残量推定装置３００ｃは、図８の残量推定装置３００ｂに加えてゲート回路３２０をさらに備える。

【0112】

ゲート回路３２０は、Ｎ個の推定器３０２＿１〜３０２＿Ｎの前段に設けられ、入力データDV,DI,DTを受け、Ｎ個の推定器３０２＿１〜３０２＿Ｎに選択的に出力する。ゲート回路３２０による出力先の選択は、出力制御部３１０ｃのコントローラ３１４ｃにより制御される。

【0113】

続いて残量推定装置３００ｃの動作を説明する。図１１（ａ）、（ｂ）は、第６の実施例の残量推定のアルゴリズムの一部を示すフローチャートである。
はじめに入力データDV,DI,DTおよびdeltaDVが取得される（Ｓ４００）。初期状態においてコントローラ３１４ｃは、ゲート回路３２０の出力先を基準推定器３０２＿２とする。この状態において、基準推定器３０２＿２が、中間推定値Ｓ１＿２を生成する（Ｓ４０２）。この時点では、推定器３０２＿１、３０２＿３による演算は行われない。

【0114】

そして基準推定値Ｓ１＿２が第２推定器３０２＿２の単独範囲に含まれるとき（Ｓ４０４のＹ）、基準推定値Ｓ１＿２が最終推定値Ｓ２とされる（Ｓ４０５）。

【0115】

基準推定値Ｓ１＿２が第１推定器３０２＿１と第２推定器３０２＿２のオーバーラップ範囲に含まれるとき（Ｓ４０４のＮ、Ｓ４０６のＹ）、コントローラ３１４ｃは、ゲート回路３２０の出力先を第１推定器３０２＿１に切りかえ、推定器３０２＿１により推定値Ｓ１＿１を計算させる（Ｓ４０８）。続いて単純平均部３０６＿１によって単純平均値Ｓ４＿１を計算させる（Ｓ４１０）。

【0116】

そしてコントローラ３１４ｃは、単純平均値Ｓ４＿１が第１推定器３０２＿１と第２推定器３０２＿２のオーバーラップ範囲に含まれるとき（Ｓ４１２のＹ）、加重平均部３０８＿１により加重平均値Ｓ３＿１を計算させ（Ｓ４１４）、その値を最終推定値Ｓ２とする（Ｓ４１６）。

【0117】

単純平均値Ｓ４＿１が第１推定器３０２＿１の単独範囲に含まれるとき（Ｓ４１２のＮ１）、中間推定値Ｓ１＿１が、最終推定値Ｓ２とされる（Ｓ４２２）。また単純平均値Ｓ４＿１が第２推定器３０２＿２の単独範囲に含まれるとき（Ｓ４１２のＮ２）、中間推定値Ｓ１＿２が、最終推定値Ｓ２とされる（Ｓ４０５）。

【0118】

また基準推定値Ｓ１＿２が第１推定器３０２＿１の単独範囲に含まれるとき（Ｓ４０４のＮ、Ｓ４０６のＮ、Ｓ４１８のＹ）、コントローラ３１４ｃは、ゲート回路３２０の出力先を第１推定器３０２＿１に切りかえる。そして、推定器３０２＿１により推定値Ｓ１＿１を計算させ（Ｓ４２０）、その値を最終推定値Ｓ２とする（Ｓ４２２）。

【0119】

また基準推定値Ｓ１＿２が第２推定器３０２＿２と第３推定器３０２＿３のオーバーラップ範囲に含まれるとき（Ｓ４０４のＮ、Ｓ４０６のＮ、Ｓ４１８のＮ、Ｓ４２４のＹ）、コントローラ３１４ｃは、ゲート回路３２０の出力先を第３推定器３０２＿３に切りかえ、推定器３０２＿３により推定値Ｓ１＿３を計算させる（Ｓ４２６）。続いて単純平均部３０６＿２によって単純平均値Ｓ４＿２を計算させる（Ｓ４２８）。

【0120】

そして単純平均値Ｓ４＿２が第２推定器３０２＿２と第３推定器３０２＿３のオーバーラップ範囲に含まれるとき（Ｓ４３０のＹ）、加重平均部３０８＿２により加重平均値Ｓ３＿２を計算させ（Ｓ４３２）、その値を最終推定値Ｓ２とする（Ｓ４３４）。

【0121】

単純平均値Ｓ４＿２が第３推定器３０２＿３の単独範囲に含まれるとき（Ｓ４３０のＮ１）、中間推定値Ｓ１＿３が、最終推定値Ｓ２とされる（Ｓ４３８）。また単純平均値Ｓ４＿２が第２推定器３０２＿２の単独範囲に含まれるとき（Ｓ４３０のＮ２）、中間推定値Ｓ１＿２が、最終推定値Ｓ２とされる（図１１（ａ）のＳ４０５）。

【0122】

また基準推定値Ｓ１＿２が第３推定器３０２＿３の単独範囲に含まれるとき（Ｓ４０４のＮ、Ｓ４０６のＮ、Ｓ４１８のＮ、Ｓ４２４のＮ）、コントローラ３１４ｃは、ゲート回路３２０の出力先を第３推定器３０２＿３に切りかえる。そして、推定器３０３＿１により推定値Ｓ１＿３を計算させ（Ｓ４３６）、その値を最終推定値Ｓ２とする（Ｓ４３８）。

【0123】

このように、推定器３０２＿１〜３０２＿Ｎの前段にゲート回路３２０を設け、コントローラ３１４ｃによって、入力データの出力先を切りかえ、また推定器３０２、単純平均部３０６、加重平均部３０８による演算シーケンスを制御することにより、無駄な演算を省略でき、消費電力の低減および／または演算時間の短縮を図ることができる。

【0124】

（第７の実施例）
図１２は、第７の実施例に係る残量推定装置３００ｄの構成を示すブロック図である。
残量推定装置３００ｄは、補助推定器３３０を備える。補助推定器３３０は、二次電池の残量の全範囲にわたる残量を推定可能に構成される。ただし補助推定器３３０の精度は、Ｎ個の推定器３０２＿１〜３０２＿Ｎよりも劣る。

【0125】

出力制御部３１０ｄは、補助推定器３３０により生成された補助推定値Ｓ５にもとづいて、Ｎ個の推定器３０２＿１〜３０２＿Ｎにより生成されたＮ個の中間推定値Ｓ１＿１〜Ｓ１＿Ｎのうちひとつを選択する。たとえば出力制御部３１０ｄは、中間推定値Ｓ１＿１〜Ｓ１＿Ｎを受けるセレクタ３１２ｄと、補助推定値Ｓ５にもとづいてセレクタ３１２ｄを制御するコントローラ３１４ｄを含む。

【0126】

この実施例によれば、推定器３０２の個数Ｎが多い場合にあっても、補助推定器３３０の出力にもとづいて、素早く最適な推定器３３０を選択できる。

【0127】

以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセス、それらの組み合わせには、さまざまな変形例が存在しうる。以下、こうした変形例について説明する。

【0128】

（第１の変形例）
第１〜第６の実施例では、基準推定器が固定されていたが、本発明はそれには限定されない。基準推定器３０２＿Ｒは、Ｎ個の推定器３０２＿１〜３０２＿Ｎの中から動的に選択されてもよい。
たとえば、前回の最終推定値Ｓ２が、ｊ番目の担当範囲に含まれるとき、次回の基準推定器３０２＿Ｒを、ｊ番目の推定器３０２＿ｊとしてもよい。Ｎが４以上の場合、２番目〜Ｎ−１番目の推定器３０２＿２〜３０２＿Ｎ−１を、基準推定器３０２＿Ｒとして選択的に利用してもよい。

【0129】

（第２の変形例）
第１〜第７の実施例では、入力データは、電池電圧VBAT、電池の電流IBAT、温度Tおよび、異なる時刻における電池電圧の差分(=VBAT_k-VBAT_k-1)を含む場合を説明したが本発明はそれには限定されない。入力データは、これらに加えてさらに別のパラメータを含んでもよいし、および／または、電池電圧VBAT、電池の電流IBAT、温度T、異なる時刻における電池電圧の差分(=VBAT_k-VBAT_k-1)の中からいくつかを省略したものであってもよい。

【0130】

（第３の変形例）
第１〜第７の実施例では、推定器３０２を、ニューラルネットワークを用いて構成する場合を説明したが本発明はそれには限定されない。たとえば推定器３０２は、演算処理、テーブル参照、それらの組み合わせの信号処理を実行可能に構成してもよい。

【0131】

（第４の変形例）
残量推定装置３００は、専用設計されたハードウェアで構成してもよいし、汎用的な演算処理装置と専用設計された残量推定用のプログラムの組み合わせで構成してもよい。

【0132】

最後に、電源システム１００の用途を説明する。
図１３は、電源システム１００を備える電子機器５００の斜視図である。電子機器５００は、スマートホンであり、二次電池パック２００を含む電源システム１００に加えて、液晶ディスプレイ５０２、ベースバンドプロセッサ５０４、アプリケーションプロセッサ（不図示）、無線（ＲＦ）部５０８、オーディオプロセッサ（不図示）等を含む。電子機器５００の筐体の側面には、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）端子などのＤＣ電力入力端子１０２が設けられる。電源システム１００のパワーマネージメント回路は、液晶ディスプレイ５０２、ベースバンドプロセッサ５０４等に電源電圧を供給する。また電源システム１００の充電回路１０４は、ＤＣ電力入力端子１０２からの外部電圧VEXTを利用して二次電池パック２００を充電する。

【0133】

電子機器５００は、タブレットＰＣ、ノート型パーソナルコンピュータ、デジタルカメラなどであってもよい。

【0134】

実施の形態にもとづき、具体的な用語を用いて本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。

【符号の説明】

【0135】

１００…電源システム、１０２…ＤＣ電力入力端子、１０４…充電回路、１０６…検出抵抗、１０８…抵抗、１１０…バッテリマネージメント回路、１２０…パワーマネージメント回路、２００…二次電池パック、２０２…２次電池セル、２０４…保護回路、２０６…サーミスタ、２０８…正極端子、２１０…負極端子、２１２…温度検知端子、３００…残量推定装置、３０２…推定器、３０４…平均部、３０６…単純平均部、３０８…加重平均部、３１０…出力制御部、３１２…セレクタ、３１４…コントローラ、３２０…ゲート回路、３３０…補助推定器、Ｓ１…中間推定値、Ｓ２…最終推定値、Ｓ３…平均推定値、Ｓ４…単純平均値、Ｓ５…補助推定値。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11(a)】

【図11(b)】

【図12】

【図13】