あらゆる種類の充電式バッテリーは、私たちの生活の中でますます普及しています。あらゆるモバイル電子機器や電気機器にはバッテリーパックが搭載されており、バッテリーの状態を監視することはエンドユーザーにとって必要かつ有用です。
バッテリーの残容量、つまりバッテリーが正常に動作し続ける期間をモニタリングするにはどうすればよいでしょうか？バッテリーの残容量を測定するアルゴリズムには、「電圧容量曲線ルックアップ法」、「電流積算法」、「インピーダンストラック法」の3つがあります。
まず、「電圧容量曲線ルックアップ」法（以下、VCL）について説明します。このアルゴリズムは、3つの方法すべてにおいてシンプルな技術です。VCLはバッテリー端子電圧を監視し、測定値を内蔵の固定電圧容量テーブルと比較することで、相対的な残容量状態を算出します。化学電池の種類によって、電圧容量曲線は異なります。さらに、同じバッテリーパックであっても、放電電流が高い場合と低い場合では、この曲線は異なります。そのため、この方法では大まかな結果しか得られないのは当然です。一般的に、VCLバッテリーモニター製品の相対残容量許容差は10%～20%です。
例として、BG1-XXXX をここに引用します。青色のトピックワードをダブルクリックすると、この バッテリーメーター またはインジケーターの詳細情報が表示されます。
H BG1-XXXシリーズ バッテリーメーター（バッテリー残量計）
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特徴 |
| 3.6V～48Vのリチウムイオン/ポリマー、ニッケル水素、鉛蓄電池パック用に設計されています。 | |
| 5 セグメント LED インジケーター、10% 容量解像度。 | |
| MCU チップを内蔵し、バッテリー容量を正確に測定します。 | |
| 非常にスリムなサイズ: 42x22x5 mm、簡単に固定: 粘着性の底部シート。 | |
| 逆極性保護。 | |
| HBG1-LX (X=1~10) 1~10シリーズ リチウムイオン/ポリマー電池パック用 | |
| HBG1-NXX (XX=3~40) 3.6V~48V NIMHバッテリーパック用 | |
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HBG1-AXX（XX=6〜48）は6V〜48V鉛蓄電池用です。 |
このタイプのバッテリーモニターインジケーターの利点は、シンプルでありながら低コストであることです。10%～20%の精度で要件を満たす場合は、VCLが最適です。
次に、「電流累積」アルゴリズム（以下、CA と呼びます）を紹介します。この方法は、「クーロン計算機」または「電流積分」とも呼ばれます。CA 機能を備えたバッテリー モニターは、電流累積器を使用してバッテリーの残りの容量を追跡します。CA 方式は、バッテリーに出入りする電流の正味の累積合計を維持します。通常、これらのデバイスで使用されるレジスタは 2 つあり、1 つは充電電流のみを累積するレジスタ、もう 1 つは放電電流を累積するレジスタです。CA 機能を使用すると、バッテリー モニターは相対的な残りの容量を計算するだけでなく、絶対容量（Ah または mAh が何であるか）も測定します。「電圧容量曲線ルックアップ」方式と比較して、CA アルゴリズムは精度レベルが高く（通常、+-5% に達することができます）、追加の電流センサーが必要になり、配線がより複雑になります。
Green Digital Power-TechのBG2-XXXXバッテリーメーターとBG3-XXXXバッテリーモニターはすべてこの方式を採用しています。以下の表で簡単に説明します。
HBG2-XXX-X デジタルバッテリーモニターメーター
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特徴 |
| 6.4V〜48Vのリチウムイオン/ポリマー、LiFePo4、NiMH、NiCd、鉛蓄電池用に設計されています。 | |
| デジタル表示で電圧・電流・容量を簡単に監視できます。 | |
| AVR チップを内蔵し、バッテリー パラメータを正確に測定します。 | |
| 取り付け簡単：4 x M3 穴が設けられています。 | |
| 入力逆極性保護。 | |
| 許容最大電流: 5A、10A、18A、または28A (最後のサフィックス番号で選択) | |
| ボード内にON/OFF制御コネクタ付き。 | |
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サイズ: 長さx幅x高さ=98x35x25mm |
HBG-3-XXXシリーズ バッテリーゲージインジケーター（LCDディスプレイ）
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特徴 |
| 6V〜48Vのリチウムイオン/ポリマー、ニッケル水素、鉛蓄電池パック用に設計されています。 | |
| 低価格のLCDディスプレイパネル、すべてのバッテリーパラメータを簡単に読み取り可能 | |
| AVR MCU チップを内蔵し、バッテリー電圧、電流、容量、燃料ゲージを正確に測定します。 | |
| 業界標準のメーターケース。取り付けや固定が簡単です。 | |
| 逆極性保護。 | |
| 電流センサーと温度センサーが付属しています。 | |
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3つ目のアルゴリズムは、Impedance Track™（IT）テクノロジーと呼ばれます。この手法は、Texas Instruments（TI）社の商標です。TI社は、このアルゴリズムは電圧容量曲線ルックアップ法や電流積算法よりも精度が高いと主張しています。ご興味があれば、TI社のウェブサイトでこのテクノロジーの詳細をご覧ください。
バッテリーパックの残容量を表示する方法は3つあります。最も簡単な方法は、BG1-XXXXバッテリーインジケーターのようなLEDアレイを使用することです。見た目は良く、やや高価な方法は、BG2-XXXXバッテリーモニター（バッテリーメーターとも呼ばれます）のようなLCDディスプレイパネルを使用することです。デバイスにSMBus通信ポートが搭載されている場合、BMS-Lxxはこのプロトコルを使用してすべてのバッテリーメーターをユーザーのデバイスに転送できます。