JP2000197212A - Power supply system for motor-driven car - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えば電動自転車，電
動車椅子，電動スクータ等にエネルギ源として採用され
るＮｉ−Ｃｄ，Ｎｉ−ＭＨ等の充電式電池の状態の管理
を行なう電池管理装置と、上記充電式電池を充電する充
電装置とを備えた電動車両用電源システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery management device for managing the state of rechargeable batteries such as Ni-Cd and Ni-MH used as an energy source in electric bicycles, electric wheelchairs, electric scooters and the like. And a charging device for charging the rechargeable battery.
【０００２】[0002]
【従来の技術】充電式電池を充電する充電装置には、充
電開始温度の上限値及び下限値を固定的に設定し、電池
温度がその範囲内であれば自動的に定電流で充電が開始
されるものがある。2. Description of the Related Art In a charging device for charging a rechargeable battery, an upper limit value and a lower limit value of a charging start temperature are fixedly set, and charging is automatically started at a constant current when the battery temperature is within the range. There are things to be done.
【０００３】また、充電停止については−ΔＶ, ｄＴ／
ｄｔ, Ｔｃｏ等の停止制御手法を単独または複数併用し
て制御するのが一般的である。上記−ΔＶは電池の最大
電圧からの低下電圧値を、上記ｄＴ／ｄｔは充電時間に
対する電池温度の変化率を、上記Ｔｃｏは電池の充電停
止温度をそれぞれ示しており、各値に基づいて充電停止
が行なわれる。[0003] In addition, charging is stopped by -ΔV, dT /
Generally, control is performed by using a stop control method such as dt, Tco, or the like alone or in combination. The above-mentioned -ΔV indicates the voltage drop from the maximum voltage of the battery, the above dT / dt indicates the rate of change of the battery temperature with respect to the charging time, and the above Tco indicates the charging stop temperature of the battery. A stop is performed.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところが、Ｎｉ−ＭＨ
電池は充電反応が発熱反応であることから、環境温度が
高い場合等に、充電開始上限温度付近から充電を始める
と満充電になる前にＴｃｏ（充電停止温度）を検知し充
電が終了してしまう。なお、Ｔｃｏ値は電池の寿命性能
を確保する為に極力低く設定される。SUMMARY OF THE INVENTION However, Ni-MH
Since the charging reaction of the battery is an exothermic reaction, when the environmental temperature is high and the charging is started from around the charging start upper limit temperature, Tco (charging stop temperature) is detected before the battery is fully charged and the charging is completed. I will. The Tco value is set as low as possible in order to secure the life performance of the battery.
【０００５】上述の、満充電になる前に充電が終了する
問題を回避するためには、充電レート（供給する充電
電流値）を下げる，充電開始温度を下げる，Ｔｃｏ
温度値を上げる等の策があるが、上記では充電時間が
長くなり、上記では充電待機時間が長くなり、上記
では電池寿命性能に悪影響を及ぼすという問題がある。[0005] In order to avoid the above-described problem that the charging is completed before the battery is fully charged, the charging rate (the charging current value to be supplied) is reduced, the charging start temperature is reduced, and Tco is reduced.
Although there are measures such as raising the temperature value, there is a problem that the charging time becomes longer in the above case, the charging standby time becomes longer in the above case, and the battery life performance is adversely affected in the above case.
【０００６】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
で、環境温度が高いときに充電開始上限温度付近から充
電を始めた場合でも、所定の充電容量を確保でき、電池
寿命を確保できる電動車両の電源装置を提供することを
課題としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and even when charging is started near the upper limit temperature of the charging start when the environmental temperature is high, a predetermined charging capacity can be ensured and the electric life of the battery can be ensured. It is an object to provide a power supply device for a vehicle.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】図１９のクレーム構成図
に示すように、請求項１の発明は、充電式電池４００
と、該充電式電池４００を充電する充電手段４０４と、
該充電手段４０４に上記充電式電池４００の残存容量及
び温度を含む電池状態に応じた充電電流値を指令する充
電指令手段４０５とを備えたことを特徴とする電動車両
用電源システムである。As shown in the claim construction of FIG. 19, the invention of claim 1 uses a rechargeable battery 400.
Charging means 404 for charging the rechargeable battery 400;
An electric vehicle power supply system characterized in that the charging means 404 is provided with a charge command means 405 for commanding a charge current value according to a battery state including a remaining capacity and a temperature of the rechargeable battery 400.
【０００８】請求項２の発明は、請求項１において、上
記充電指令手段４０５は、上記電池４００の残存容量及
び温度を含む電池状態の管理を行なう電池管理装置４０
１に備えられていることを特徴としている。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the charge commanding means 405 manages a battery state including a remaining capacity and a temperature of the battery 400.
1 is provided.
【０００９】図２０のクレーム構成図に示すように、請
求項３の発明は、請求項１において、上記充電指令手段
４０５は上記充電式電池４００を充電する充電装置４０
２に備えられており、該充電指令手段４０５は、上記電
池４００の残存容量及び温度を含む電池状態の管理を行
なう電池管理装置４０１からの電池状態に応じて上記充
電電流値を決定することを特徴としている。As shown in the claim configuration diagram of FIG. 20, according to a third aspect of the present invention, in the first aspect, the charging command means 405 is a charging device 40 for charging the rechargeable battery 400.
The charging command means 405 determines that the charging current value is determined according to the battery state from the battery management device 401 that manages the battery state including the remaining capacity and the temperature of the battery 400. Features.
【００１０】請求項４の発明は、請求項１又は２におい
て、上記充電指令手段４０５は、上記充電電流値を、電
池温度が所定値以下のときは上記充電手段４０４の最大
出力に対応した値とし、電池温度が上記所定値を越える
ときは電池温度が高くなるほど小さい値とすることを特
徴としている。According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect, the charge commanding means 405 sets the charging current value to a value corresponding to the maximum output of the charging means 404 when the battery temperature is equal to or lower than a predetermined value. When the battery temperature exceeds the predetermined value, the battery temperature is set to a smaller value as the battery temperature increases.
【００１１】請求項５の発明は、請求項４において、上
記充電指令手段４０５は、上記電池温度の所定値を、電
池残存容量が小さいほど低い温度に設定することを特徴
としている。A fifth aspect of the present invention is characterized in that, in the fourth aspect, the charging command means 405 sets the predetermined value of the battery temperature to a lower temperature as the remaining battery capacity is smaller.
【００１２】請求項６の発明は、請求項１ないし５の何
れかにおいて、上記充電指令手段４０５は、充電電流の
指令値を変更すると同時に、上記充電手段４０４による
充電時間を再設定することを特徴としている。According to a sixth aspect of the present invention, in any one of the first to fifth aspects, the charging command means 405 resets the charging time by the charging means 404 at the same time as changing the charging current command value. Features.
【００１３】請求項７の発明は、請求項１ないし６の何
れかにおいて、上記充電式電池４００が、単電池４０６
を複数直列に接続してなる組電池４０７を複数組並列に
接続して構成されており、上記充電指令手段４０５は、
最も温度の高い組電池４０７の電池残存容量と、該組電
池４０７の温度とに応じた充電電流値を上記充電手段４
０４に指令することを特徴としている。According to a seventh aspect of the present invention, in the first aspect, the rechargeable battery 400 is a single battery 406.
Are connected in parallel to each other and a plurality of battery packs 407 are connected in parallel.
The charging current value according to the remaining battery capacity of the battery pack 407 having the highest temperature and the temperature of the battery pack 407 is determined by the charging unit 4.
04.
【００１４】[0014]
【発明の作用効果】請求項１の発明に係る電動車両用電
源システム４０３では、充電指令手段４０５により、充
電式電池４００を充電する充電手段４０４に、電池残存
容量, 電池温度に応じた充電電流値を指令するようにし
たので、例えば請求項４に示すように、充電電流値を、
電池温度が所定値以下のときは充電手段４０４の最大出
力に対応した値とし、上記所定値以上のときは電池温度
が高くなるほど小さい値とし、また請求項５の発明に示
すように、上記電池温度の所定値を電池残存容量が小さ
いほど低い温度に設定する、というように自由に設定す
ることができる。例えば、環境温度が高いときに充電開
始上限温度付近から充電を始めた時には、残存容量が小
さいほど電池温度が高くなる前から充電電流を小さくし
て温度上昇を抑制することができ、満充電になる前に電
池温度がＴｃｏ（充電停止温度）となって充電が終了す
ることを防止でき、充分に充電することができる。In the power supply system for an electric vehicle 403 according to the first aspect of the present invention, the charging command means 405 causes the charging means 404 for charging the rechargeable battery 400 to charge the battery according to the remaining battery capacity and the battery temperature. Since the value is instructed, for example, the charging current value is
When the battery temperature is equal to or lower than a predetermined value, a value corresponding to the maximum output of the charging means 404 is used. When the battery temperature is equal to or higher than the predetermined value, the value decreases as the battery temperature increases. The predetermined value of the temperature can be freely set such that the lower the remaining battery capacity, the lower the temperature. For example, when charging is started near the charging start upper limit temperature when the environmental temperature is high, the charging current can be reduced before the battery temperature becomes higher as the remaining capacity becomes smaller, so that the temperature rise can be suppressed, and It is possible to prevent the battery temperature from reaching Tco (charging stop temperature) before the battery charging ends, and to sufficiently charge the battery.
【００１５】請求項２の発明に係る電動車両用電源シス
テム４０３では、電池の残存容量及び温度を含む電池状
態の管理を行なう電池管理装置４０１に充電指令手段４
０５を設けたので、電池残存容量, 電池温度に応じた充
電電流値の演算時間を短縮することができる。In the electric vehicle power supply system 403 according to the second aspect of the present invention, the charge command means 4 is supplied to the battery management device 401 for managing the battery state including the remaining capacity and the temperature of the battery.
Since the battery 05 is provided, the calculation time of the charging current value according to the remaining battery capacity and the battery temperature can be reduced.
【００１６】請求項３の発明に係る電動車両用電源シス
テム４０３では、充電装置４０２に充電指令手段４０５
を設け、該充電指令手段４０５により、電池管理装置４
０１からの電池残存容量及び電池温度に応じて充電電流
値を決定するようにしたので、電池管理装置４０１の構
成を簡単にできる。In the electric vehicle power supply system 403 according to the third aspect of the present invention, the charging device 402 is instructed to charge the charging device 405.
Is provided, and the battery management device 4 is
Since the charging current value is determined in accordance with the remaining battery capacity and the battery temperature starting from 01, the configuration of the battery management device 401 can be simplified.
【００１７】請求項４の発明では、充電中において充電
電流値を、例えば図８に示すように、電池温度が所定値
Ｔ1 〜Ｔ3 以下の期間は最大値に設定したので、充電時
間を最短とすることができ、また上記所定値を越える期
間は電池温度が高いほど充電電流を小さくしたので、電
池温度の上昇を抑制でき、電池温度が充電停止温度に達
するまでに充分な充電容量を確保できる。According to the fourth aspect of the present invention, the charging current value is set to the maximum value during the period in which the battery temperature is equal to or less than the predetermined value T 1 to T 3 as shown in FIG. In the period exceeding the predetermined value, the charging current is reduced as the battery temperature increases, so that the battery temperature can be suppressed from rising, and sufficient charge capacity can be obtained before the battery temperature reaches the charging stop temperature. Can be secured.
【００１８】また請求項５の発明では、例えば図８に示
すように、上記電池温度の所定値を、電池残存容量が小
さいほど低い温度に設定したので、残存容量が小さいほ
ど電池温度の上昇を抑制でき、それだけ充電停止に至る
までの充電時間が長くなり、充電容量を確保できる。In the invention of claim 5, as shown in FIG. 8, for example, the predetermined value of the battery temperature is set to a lower temperature as the remaining battery capacity is smaller. Therefore, the charging time until the charging is stopped is prolonged, and the charging capacity can be secured.
【００１９】請求項６の発明に係る電動車両用電源シス
テム４０３では、充電指令手段４０５により、充電電流
の指令値を変更すると同時に充電手段４０４による充電
時間を再設定するようにしたので、充電時間の管理を正
確に行なうことができる。即ち、充電電流値を小さく再
設定した場合は必要な充電時間が延びることとなるが、
充電電流の再設定に合わせて充電時間を再設定（延長）
するようにしたので、充電電流を小さくしながら、十分
な充電量を確保できる。In the electric vehicle power supply system 403 according to the sixth aspect of the present invention, the charging command means 405 changes the charging current command value and simultaneously resets the charging time of the charging means 404. Can be managed accurately. That is, when the charging current value is reset to a small value, the required charging time is extended,
Reset (extend) the charging time according to the reset of the charging current
Therefore, it is possible to secure a sufficient charge amount while reducing the charge current.
【００２０】請求項７の発明に係る電動車両の電源装置
４０３では、充電式電池４００を、単電池４０６を複数
直列に接続してなる組電池４０７を複数組並列に接続し
て構成し、充電指令手段４０５により、最も温度の高い
組電池４０７の電池残存容量と該組電池４０７の温度と
に応じた充電電流値を充電手段４０４に指令するように
したので、全ての組電池において温度上昇を抑制でき、
電池の寿命性能を確保することができる。In a power supply device 403 for an electric vehicle according to a seventh aspect of the present invention, the rechargeable battery 400 is configured by connecting a plurality of battery packs 407 in which a plurality of unit cells 406 are connected in series and connected in parallel. The command means 405 instructs the charging means 404 to charge the charging current value according to the remaining battery capacity of the battery pack 407 having the highest temperature and the temperature of the battery pack 407. Can be suppressed,
The life performance of the battery can be ensured.
【００２１】[0021]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。図１ないし図１４は、請求項
１, ２及び４ないし７の発明の第１実施形態による電動
補助自転車用電源システムを説明するための図であり、
図１は上記電動車両としての電動補助自転車の側面図、
図２は上記電源システムのブロック構成図、図３は上記
電源システムの変形例を示すブロック構成図、図４〜図
６は上記電池管理装置と充電装置との間で送受信される
信号データを説明するための図、図７は無段階電流制御
による電池残存容量，充電電流，電池温度の関係を示す
特性図、図８は多段階電流制御による電池残存容量，電
池温度，充電電流の関係を示す特性図、図９は充電器出
力パルス制御による放電深度（ＤＯＤ），電池温度の関
係を示す特性図、図１０は電池残存容量と電池温度，電
池電圧との関係を示す特性図、図１１は上記電池管理装
置の動作を、図１２〜図１４は上記充電装置の動作を、
それぞれ説明するためのフローチャート図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIGS. 1 to 14 are views for explaining a power supply system for a battery-assisted bicycle according to a first embodiment of the first, second and fourth to seventh aspects of the present invention.
FIG. 1 is a side view of an electric assist bicycle as the electric vehicle,
FIG. 2 is a block diagram of the power supply system, FIG. 3 is a block diagram showing a modification of the power supply system, and FIGS. 4 to 6 illustrate signal data transmitted and received between the battery management device and the charging device. FIG. 7 is a characteristic diagram showing the relationship between the remaining battery capacity, charging current, and battery temperature by stepless current control, and FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the remaining battery capacity, battery temperature, and charging current by multi-stage current control. FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between the depth of discharge (DOD) and battery temperature by charger output pulse control, FIG. 10 is a characteristic diagram showing the relationship between the remaining battery capacity, battery temperature, and battery voltage, and FIG. 12 to 14 show the operation of the battery management device, and FIGS.
It is a flowchart figure for each explaining.
【００２２】図において、１は本実施形態電源システム
のうち充電装置を非車載とし、着脱式電池ケースを備え
た電動車両としての電動補助自転車であり、これの車体
フレーム２はヘッドパイプ３と、該ヘッドパイプ３から
車体後方斜め下方に延びるダウンチューブ４と、該ダウ
ンチューブ４の後端から上方に略起立して延びるシート
チューブ５と、上記ダウンチューブ４の後端から後方に
略水平に延びる左, 右一対のチェーンステー６と、該両
チェーンステー６の後端部と上記シートチューブ５の上
端部とを結合する左, 右一対のシートステー７と、上記
ヘッドパイプ３とシートチューブ５とを接続するトップ
チューブ１１とを備えている。In the figure, reference numeral 1 denotes an electric assisted bicycle as an electric vehicle having a detachable battery case in which the charging device is not mounted on the vehicle in the power supply system of the present embodiment. A down tube 4 extending obliquely downward from the head pipe 3 to the rear of the vehicle body, a seat tube 5 extending substantially upright from a rear end of the down tube 4, and extending substantially horizontally rearward from a rear end of the down tube 4. A pair of left and right chain stays 6, a pair of left and right seat stays 7 connecting the rear ends of both chain stays 6 and the upper end of the seat tube 5, the head pipe 3 and the seat tube 5, And a top tube 11 for connecting the
【００２３】上記ヘッドパイプ３にはフロントフォーク
８が左右に回動可能に枢支されている。該フロントフォ
ーク８の下端には前輪９が軸支されており、上端には操
向ハンドル１０が固着されている。また上記シートチュ
ーブ５の上端にはサドル１２が装着されている。さらに
上記チェーンステー６の後端には後輪（車輪）１３が軸
支されている。A front fork 8 is pivotally supported on the head pipe 3 so as to be rotatable left and right. A front wheel 9 is pivotally supported at the lower end of the front fork 8, and a steering handle 10 is fixed at the upper end. A saddle 12 is attached to the upper end of the seat tube 5. Further, a rear wheel (wheel) 13 is supported at the rear end of the chain stay 6.
【００２４】なお、図示していないが、上記操向ハンド
ル１０の中央には速度メータ等を備えた計器パネル（不
図示）が設けられており、このパネル部分に、リフレッ
シュ放電が必要と判断された時にその旨が表示される表
示装置を設けても良い。Although not shown, an instrument panel (not shown) provided with a speed meter and the like is provided at the center of the steering handle 10, and it is determined that refresh discharge is necessary in this panel portion. A display device may be provided for displaying the fact when the display is completed.
【００２５】上記車体フレーム２の下端部には、クラン
ク軸１６の両端突出部に取り付けられたクランクアーム
１６ａを介してペダル１６ｂに入力されたペダル踏力
（人力）と、内蔵する電動モータ１７からの人力の大き
さに比例した補助動力との合力を出力するパワーユニッ
ト１５が搭載されている。即ち、ペダル踏力の大きさが
モータ駆動指令２８となる。上記パワーユニット１５か
らの出力はチェーン３０を介して上記後輪１３に伝達さ
れる。At the lower end of the body frame 2, a pedal depression force (manpower) input to a pedal 16 b via a crank arm 16 a attached to a projecting portion of the crank shaft 16 at both ends thereof, and a force from a built-in electric motor 17. A power unit 15 for outputting a resultant force with auxiliary power proportional to the magnitude of human power is mounted. That is, the magnitude of the pedal effort becomes the motor drive command 28. The output from the power unit 15 is transmitted to the rear wheel 13 via a chain 30.
【００２６】なお、本実施形態自転車１は外部からモー
タ駆動指令２８を入力するための自走レバー１４をも備
えており、該自走レバー１４を操作することにより、ペ
ダル１６ｂに入力することなく電動モータ１７からの動
力のみで走行することも可能となっている。The bicycle 1 of this embodiment also has a self-propelled lever 14 for inputting a motor drive command 28 from the outside. By operating the self-propelled lever 14, the bicycle 1 can be operated without inputting to the pedal 16b. It is also possible to run only with the power from the electric motor 17.
【００２７】また上記電動モータ１７等の電源となる電
池ケース１００は上記シートチューブ５の後面に沿うよ
うに、かつ左，右のシートステー７，７に挟まれるよう
に車体に対して着脱自在に配設されている。上記電池ケ
ース１００は、多数の単電池１０１を直列に接続してな
る電池（充電式電池）１０２を収納しており、また上記
電池１０２の温度を検出する温度センサ１０３と、該電
池１０２の電流値を測定する電流計１０４とを備えてい
る。さらに上記電池ケース１００は、上記電池１０２の
管理等を行なう電池管理装置１０５と、所定のデータを
記憶するＥＥＰＲＯＭ１０６とを備えている。このＥＥ
ＰＲＯＭ１０６には、上記所定のデータとして、充電式
電池の充電中の残存容量, 温度等が記憶されるA battery case 100 serving as a power source for the electric motor 17 and the like is detachably attached to the vehicle body along the rear surface of the seat tube 5 and between the left and right seat stays 7,7. It is arranged. The battery case 100 houses a battery (rechargeable battery) 102 formed by connecting a number of unit cells 101 in series. The battery case 100 also includes a temperature sensor 103 for detecting the temperature of the battery 102, and a current of the battery 102. And an ammeter 104 for measuring a value. Further, the battery case 100 includes a battery management device 105 for managing the battery 102 and the like, and an EEPROM 106 for storing predetermined data. This EE
The PROM 106 stores the remaining capacity, temperature, and the like of the rechargeable battery during charging as the predetermined data.
【００２８】また、上記電池ケース１００は車載時に
は、コネクタ１０７, １０８によりモータ駆動回路２２
と、コネクタ１１０, １１１により上記電動補助自転車
１の走行制御を行なう走行制御部１０９と通信Ｉ／Ｆ１
２０ａ，１２０ｂを介して接続されている。When the battery case 100 is mounted on a vehicle, the motor drive circuit 22 is connected by the connectors 107 and 108.
And a communication I / F 1 with a travel control unit 109 for controlling the travel of the electric assist bicycle 1 by the connectors 110 and 111.
They are connected via 20a and 120b.
【００２９】一方、上記電池ケース１００は、充電時に
は車体から取り外された状態で、あるいは車載状態のま
まで上記コネクタ１１３, １１４により非車載で全く独
立に構成された充電装置１１２の出力側と接続され、コ
ネクタ１１５, １１６により上記充電装置１１２の通信
Ｉ／Ｆ１２７，１２０ｃを介して接続される。On the other hand, the battery case 100 is connected to the output side of a non-vehicle-mounted completely independent charging device 112 by the connectors 113 and 114 in a state where the battery case 100 is detached from the vehicle body during charging or in a vehicle-mounted state. Then, the connectors 115 and 116 are connected via the communication I / Fs 127 and 120c of the charging device 112.
【００３０】ここで図１において、１００ａは電池ケー
ス１００に設けられた充電口であり、該充電口１００ａ
に上記コネクタ１１３，１１４，１１５，１１６の電池
ケース側端子が配置される。また１２１は充電装置１１
２の充電プラグであり、この中に上記コネクタ１１３〜
１１６の充電装置側端子が配置されており、上記充電口
１００ａに差し込み自在となっている。上記電池ケース
１００と充電装置１１２とで本実施形態における電源シ
ステム２１が構成される。In FIG. 1, reference numeral 100a denotes a charging port provided in the battery case 100.
The battery case side terminals of the connectors 113, 114, 115, and 116 are arranged in the battery case. Reference numeral 121 denotes the charging device 11
2 is a charging plug, in which the connectors 113 to 113 are connected.
116 charging device side terminals are arranged, and can be freely inserted into the charging port 100a. The battery case 100 and the charging device 112 constitute the power supply system 21 in the present embodiment.
【００３１】上記電池管理装置１０５は、上記温度セン
サ１０３からの電池温度データＴと、電流計１０４から
の電流値データＩと、電池１０２の電圧データＶとが入
力され、上記充電式電池１０２のリフレッシュ放電の制
御等を行なう電池管理・制御部１１７と、所定のデータ
を記憶する上記ＥＥＰＲＯＭ１０６とを備えている。ま
た、上記電池管理装置１０５は、上記電池管理・制御部
１１７からの信号に基づいて、表示を必要とするときに
表示ボタン１１８を押すことにより電池残存容量やリフ
レッシュお知らせ情報が表示される表示装置１１９と、
上記充電装置１１２との通信を行なう通信Ｉ／Ｆ１２０
ｃとを備えている。なお、上記表示装置１１９は、速度
メータ等が設置される車両側の表示パネル部分, 又は上
記充電装置１１２側に設けても良い。The battery management device 105 receives the battery temperature data T from the temperature sensor 103, the current value data I from the ammeter 104, and the voltage data V of the battery 102, and A battery management / control unit 117 for controlling refresh discharge and the like and the EEPROM 106 for storing predetermined data are provided. Further, the battery management device 105 displays the remaining battery capacity and the refresh notification information by pressing the display button 118 when the display is required based on the signal from the battery management / control unit 117. 119,
Communication I / F 120 for communicating with charging device 112
c. Note that the display device 119 may be provided on a display panel portion on the vehicle side where a speed meter or the like is installed, or on the charging device 112 side.
【００３２】そして、上記電池管理・制御部１１７は、
上記充電中に充電式電池の残存容量及び温度に応じた充
電電流を上記充電装置１１２に指令する充電指令手段と
して機能している。Then, the battery management / control unit 117
It functions as charge command means for commanding the charging device 112 to charge the charging device 112 according to the remaining capacity and temperature of the rechargeable battery during the charging.
【００３３】上記充電装置１１２は、プラグ１２３をコ
ンセントに接続することにより供給された交流電源を直
流に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ（充電手段）１２４
と、該コンバータ１２４の出力の電圧値, 電流値を計測
する電圧計１２５, 電流計１２６と、上記充電式電池１
０２のリフレッシュ放電を行なう放電器１３５と、上記
電圧計１２５, 電流計１２６からの計測値や上記通信Ｉ
／Ｆ１２７からの所定の信号等が入力される充電／放電
制御部１２８とを備えている。The charging device 112 is an AC / DC converter (charging means) 124 for converting AC power supplied by connecting the plug 123 to an outlet to DC.
A voltmeter 125 and an ammeter 126 for measuring a voltage value and a current value of the output of the converter 124;
02, a discharger 135 for performing a refresh discharge, measurement values from the voltmeter 125 and the ammeter 126, and the communication I
/ F127 and a charge / discharge control unit 128 to which a predetermined signal or the like is input.
【００３４】また、上記充電装置１１２は、この充電装
置１１２と上記電池ケース１００とが接続されているこ
とを示す接続信号を、上記充電／放電制御部１２８に出
力する電池接続検知部１２９を備えている。The charging device 112 includes a battery connection detecting unit 129 that outputs a connection signal indicating that the charging device 112 and the battery case 100 are connected to the charging / discharging control unit 128. ing.
【００３５】さらにまた、上記充電装置１１２には、後
述する表示装置１３３にリフレッシュ放電が必要な旨が
表示されている場合に、ユーザが押すことによって上記
充電／放電制御部１２８にリフレッシュ放電指示信号を
出力するリフレッシュスイッチ１３１が設けられてい
る。なお、図２に示すように、上記リフレッシュスイッ
チ１３１と同じ機能を有するリフレッシュスイッチ１３
７を電池ケース１００側にも設けてもよい。Further, when the display device 133 (described later) indicates that refresh discharge is necessary, the user presses the charge device 112 to issue a refresh discharge instruction signal to the charge / discharge control unit 128. Is provided. As shown in FIG. 2, the refresh switch 13 having the same function as the refresh switch 131 is used.
7 may also be provided on the battery case 100 side.
【００３６】上記ＡＣ／ＤＣコンバータ１２４の出力は
出力制御部１３２を介して上記充電／放電制御部１２８
により制御される。また、表示装置１３３や上記放電器
１３５は上記充電／放電制御部１２８により制御され
る。そして上記表示装置１３３には、充電待機中，充電
中，充電完了，充電停止，リフレッシュお知らせ，リフ
レッシュ中，リフレッシュ終了等の情報が表示される。
このうちリフレッシュお知らせを電池ケース側の表示装
置１１９にも同時に表示させるようにしても良い。The output of the AC / DC converter 124 is supplied to the charge / discharge control unit 128 via the output control unit 132.
Is controlled by The display device 133 and the discharger 135 are controlled by the charge / discharge control unit 128. The display device 133 displays information such as charging standby, charging, charging completion, charging stop, refresh notification, refreshing, refresh end, and the like.
Of these, the refresh notice may be simultaneously displayed on the display device 119 on the battery case side.
【００３７】なお、図３に示すように、電池１０２´と
して、複数の電池１０２・・１０２が並列に接続された
ものを用いる場合、各電池１０２の温度を検出する複数
の温度センサ１０３・・１０３が設けられ、各センサ１
０３・・１０３の検出値Ｔ１・・Ｔｎが上記電池管理・
制御部１１７に入力されるよう構成される。図３におい
て、図２と同符号は同一または相当部分を示している。As shown in FIG. 3, when a battery in which a plurality of batteries 102 are connected in parallel is used as a battery 102 ', a plurality of temperature sensors 103 for detecting the temperature of each battery 102 are used. 103, and each sensor 1
The detected values T1... Tn of 03.
It is configured to be input to the control unit 117. 3, the same reference numerals as those in FIG. 2 indicate the same or corresponding parts.
【００３８】次に、図４〜図６に基づいて、上記電動補
助自転車１における電池管理装置１０５と充電装置１１
２との間で送受信される信号データについて説明する。
なお、図４〜図６は、信号データのナンバー（Ｎｏ），
及び該ナンバーの内容を示している。Next, based on FIGS. 4 to 6, the battery management device 105 and the charging device 11 in the electric assist bicycle 1 will be described.
2 will be described.
4 to 6 show signal data numbers (No),
And the contents of the number.
【００３９】図４は、上記電池管理装置１０５から充電
装置１１２にまとめて送信される充放電制御データを示
しており、１として「リフレッシュお知らせ」が、２と
して「リフレッシュ放電電流値」が、３として「リフレ
ッシュ放電停止電圧」が、４として「リフレッシュタイ
マー値」が、５として「充電開始下限温度」が、６とし
て「充電開始上限温度」が含まれている。なお、上記
「リフレッシュお知らせ」は、「有」又は「無」が示さ
れ、リフレッシュ放電の要否を知らせる信号として機能
する。FIG. 4 shows charge / discharge control data sent collectively from the battery management device 105 to the charging device 112, where 1 is a "refresh notification", 2 is a "refresh discharge current value", and 3 is a "refresh discharge current value". "Refresh discharge stop voltage", 4 "refresh timer value", 5 "charge start lower limit temperature", and 6 "charge start upper limit temperature". The “refresh notification” indicates “present” or “absent”, and functions as a signal indicating whether or not refresh discharge is necessary.
【００４０】図５は、上記電池管理装置１０５から充電
装置１１２にまとめて送信される電池状態データを示し
ており、１として「充電電流値」が、２として「電池温
度（１）」が、３として「電池温度（２）」が、４とし
て「電池電圧」が、５として「現時点での電池残存容
量」が、６として「電池実力容量、即ち現時点での容量
学習値」が含まれている。なお、この容量学習値とは、
充放電等を繰り返すうちに電池は次第に劣化しし、最大
容量も次第に変化（低下）していく中で現時点での学習
した最大の容量値のことである。FIG. 5 shows the battery status data transmitted from the battery management device 105 to the charging device 112 collectively, where 1 is the “charging current value”, 2 is the “battery temperature (1)”, 3 includes “battery temperature (2)”, 4 includes “battery voltage”, 5 includes “current battery remaining capacity”, and 6 includes “battery capability, that is, current capacity learning value”. I have. The capacity learning value is
The battery gradually deteriorates as charging / discharging or the like is repeated, and the maximum capacity learned at the present time while the maximum capacity also changes (decreases) gradually.
【００４１】また、上記電池温度（１）は、図２に示す
ように上記充電式電池１０２を１組備える構成の電池温
度を、上記電池温度（２）は２組備える構成の２組目の
電池温度をそれぞれ意味している。また、図３に示すよ
うに上記充電式電池１０２を複数組備える場合には電池
温度（１）〜（ｎ）まで含まれる。As shown in FIG. 2, the battery temperature (1) is the battery temperature of one set of the rechargeable batteries 102, and the battery temperature (2) is the second battery set of the two sets. It means the battery temperature respectively. When a plurality of sets of the rechargeable batteries 102 are provided as shown in FIG. 3, battery temperatures (1) to (n) are included.
【００４２】図６は、上記充電装置１１２から電池管理
装置１０５にまとめて送信される充電器状態データを示
しており、１として「充放電制御データ要求」６が、２
として「電池状態データ要求」が、３として「リフレッ
シュ中」が、４として「リフレッシュ終了」が、５とし
て「充電中」が、６として「充電待機中」が、７として
「充電完了」が、８として「充電停止」が含まれる。な
お、「充電完了」とは１００％充電されたことを意味
し、「充電停止」とはこれ以上充電を続けると危険であ
る等の理由により充電を止めたことを意味している。FIG. 6 shows the charger status data transmitted from the charging device 112 to the battery management device 105 collectively.
"Refreshing" as 3; "refreshing" as 4; "charging" as 5; "charging standby" as 6; "charging complete" as 7; 8 includes “stop charging”. It should be noted that “charging completed” means that the battery has been charged 100%, and “charging stopped” means that charging has been stopped for a reason such that if charging is further continued, it is dangerous.
【００４３】次に、図７〜図１０に基づいて、本実施形
態で行われる充電制御について説明する。図７に示す無
段階電流制御では、充電電流値は、電池温度が所定値以
下のときは上記充電装置１１２の最大出力に対応した値
（Ａｍａｘ）に設定され、上記所定値を越えたときは電
池温度が高くなるほど小さい値に設定される。そして、
上記電池温度の所定値は電池残存容量が小さいほど低い
温度に設定される。Next, the charging control performed in the present embodiment will be described with reference to FIGS. In the stepless current control shown in FIG. 7, the charging current value is set to a value (Amax) corresponding to the maximum output of the charging device 112 when the battery temperature is equal to or lower than a predetermined value, and when the battery temperature exceeds the predetermined value. The value is set to a smaller value as the battery temperature increases. And
The predetermined value of the battery temperature is set to a lower temperature as the remaining battery capacity is smaller.
【００４４】具体的には、電池残存容量ａ＝９０％, ｂ
＝６０％, ｃ＝３０％とすると、電池温度が所定の充電
開始下限温度（例えば０℃）から充電停止温度（例えば
５０℃）まで変化する間に供給される充電電流は、上記
残存容量ａ, ｂ, ｃの電池の温度が所定値（Ｔ１, Ｔ
２, Ｔ３）以下のときは上記充電装置１１２の最大出力
に対応した値（Ａｍａｘ）に設定されるとともに、上記
所定値（Ｔ１, Ｔ２, Ｔ３）を越えると温度上昇に伴っ
て小さい値に設定される。上記所定値Ｔ１〜Ｔ３は、電
池残存容量が小さいほど低い温度に設定される。従って
充電電流は、電池温度が同じ場合（例えば４５℃の時）
には、残存容量の多い電池ほど大きい値に設定される。Specifically, the remaining battery capacity a = 90%, b
= 60%, c = 30%, the charging current supplied while the battery temperature changes from a predetermined lower limit charging start temperature (for example, 0 ° C.) to a charging stop temperature (for example, 50 ° C.) depends on the remaining capacity a , b, and c are at predetermined values (T1, T
(2, T3) or less, it is set to a value (Amax) corresponding to the maximum output of the charging device 112, and if it exceeds the predetermined value (T1, T2, T3), it is set to a smaller value as the temperature rises. Is done. The predetermined values T1 to T3 are set to a lower temperature as the remaining battery capacity is smaller. Therefore, when the battery temperature is the same (for example, at 45 ° C.)
Is set to a larger value for a battery having a larger remaining capacity.
【００４５】上記電池残存容量とは、充電中においては
充電容量を意味しており、充電の進行に伴って残存容量
は増加する。従って充電電流は、無段階に変化すること
となる。The remaining battery capacity means the charged capacity during charging, and the remaining capacity increases as the charging proceeds. Therefore, the charging current changes steplessly.
【００４６】また、上記多段階電流切替制御では、図８
の特性図がマップデータとして用いられ、上記電池温
度，電池残存容量が位置するハッチング領域に応じて、
充電電流は、Ａ１又はＡ２又はＡ３の何れかに設定され
る。従って、充電電流は電池温度が同じ場合（例えば４
５℃の時）には、残存容量の多い電池ほど大きい値に設
定される。In the above-described multi-stage current switching control, FIG.
Is used as map data, and according to the hatching area where the battery temperature and the remaining battery capacity are located,
The charging current is set to either A1, A2, or A3. Therefore, the charging current is the same when the battery temperature is the same (for example, 4
(At 5 ° C.), the larger the remaining capacity of the battery, the larger the value is set.
【００４７】さらにまた、上記電流出力パルス制御で
は、図９の特性図がマップデータとして用いられ、上記
電池温度，放電深度（ＤＯＤ）が位置するハッチング領
域に応じて、定電流出力の充電電流のパルス幅が、Ｉ又
はII又はIII の何れかに設定される。なお、パルス幅と
は出力オン時の時間を意味し、パルス幅が大きい程平均
充電電流が大きくなる。従って、充電電流は電池温度が
同じ場合（例えば４５℃の時）には、放電深度（ＤＯ
Ｄ）の大きい電池ほど大きい幅のパルスが設定される。Further, in the current output pulse control, the characteristic diagram of FIG. 9 is used as map data, and the charging current of the constant current output is determined according to the hatching area where the battery temperature and the depth of discharge (DOD) are located. The pulse width is set to either I or II or III. The pulse width means the time when the output is turned on, and the average charging current increases as the pulse width increases. Accordingly, when the battery temperature is the same (for example, at 45 ° C.), the charge current is equal to the depth of discharge (DO).
A pulse having a larger width is set for a battery having a larger D).
【００４８】図１０は充電中における電池の残存容量
（充電容量）と、電池温度，電池電圧の関係を示す。充
電を開始すると電池電圧Ｖの上昇に伴って電池温度Ｔも
上昇する。この電池温度Ｔは、充電電流が大きいほど急
上昇する（Ｔ１，Ｔ２参照）。なお、図中における充電
電流はＴ１＞Ｔ＞Ｔ２に設定されている。そのため、充
電開始時電池温度，環境温度の如何及び充電電流の設定
如何によっては、電池残存容量（ＳＯＣ）が満充電Ｑに
達する前に電池温度Ｔが充電停止温度ＴＣＯに達してし
まうおそれがある。上記図８，図９は電池温度がこのよ
うな満充電前に充電停止温度に達するのを防止できる充
電電流を予め実験等で求めたものである。FIG. 10 shows the relationship between the remaining capacity (charging capacity) of the battery during charging, the battery temperature, and the battery voltage. When charging is started, the battery temperature T also rises as the battery voltage V rises. The battery temperature T rises sharply as the charging current increases (see T1 and T2). Note that the charging current in the figure is set to T1>T> T2. Therefore, depending on the battery temperature at the start of charging, the environmental temperature, and the setting of the charging current, the battery temperature T may reach the charging stop temperature TCO before the remaining battery capacity (SOC) reaches the full charge Q. . FIG. 8 and FIG. 9 are obtained in advance through experiments and the like, on the charging current that can prevent the battery temperature from reaching the charging stop temperature before such full charging.
【００４９】次に、図１１〜図１４のフローチャート図
に基づいて、本電源システム２１における電池管理装置
１０５及び充電装置１１２の動作を説明する。図１１は
上記電池管理装置１０５の動作を、図１２〜図１４は上
記充電装置１１２の動作をそれぞれ示しているNext, the operation of the battery management device 105 and the charging device 112 in the power supply system 21 will be described with reference to the flowcharts of FIGS. 11 shows the operation of the battery management device 105, and FIGS. 12 to 14 show the operation of the charging device 112.
【００５０】まず、図１１に基づいて電池管理装置にお
ける充電電流値の決定処理動作を説明する。上記電池管
理装置１０５が待機モードであって（ステップＣ１）、
後述の接続信号（Ｄ９）の割込により、充電器接続信号
が検出され（ステップＣ２）、上記充電装置１１２から
送信された図６のＮｏ１に示す「充放電制御データ要
求」信号（Ｄ１０）が受信されると（ステップＣ３）、
上記電池管理装置１０５はリフレッシュ放電要否判定を
実施し（ステップＣ４）、充放電制御データを作成し
（ステップＣ５）、電池管理装置１０５から充電装置１
１２に図４に示す充放電制御データが送信される（ステ
ップＣ６）。First, the operation of the battery management device for determining the charging current value will be described with reference to FIG. When the battery management device 105 is in the standby mode (step C1),
A charger connection signal is detected by interruption of a connection signal (D9) described later (step C2), and a "charge / discharge control data request" signal (D10) shown in No1 of FIG. When received (step C3),
The battery management device 105 determines whether or not refresh discharge is necessary (step C4), creates charge / discharge control data (step C5),
12, the charge / discharge control data shown in FIG. 4 is transmitted (step C6).
【００５１】なお、上記ステップＣ４におけるリフレッ
シュ放電の要否判定は、初期もしくは先回のリフレッシ
ュ放電からの充電回数，放電回数，又は充放電サイクル
数や、先回のリフレッシュ放電必要の表示後のリフレッ
シュ放電実行の有無、あるいは放電停止電圧が検出され
るまでの放電容量と実力容量との差に基づいて行われ
る。例えば上記充放電サイクル数が２０回以上の場合、
及びリフレッシュ放電必要表示後のリフレッシュ放電不
実行時にリフレッシュ放電要と判定される。The necessity of the refresh discharge in the step C4 is determined by the number of charges, the number of discharges, or the number of charge / discharge cycles from the initial or previous refresh discharge, or the refresh after display of the necessity of the previous refresh discharge. This is performed based on the presence or absence of the discharge execution or the difference between the discharge capacity and the actual capacity until the discharge stop voltage is detected. For example, when the number of charge / discharge cycles is 20 or more,
It is determined that the refresh discharge is necessary when the refresh discharge is not performed after the display requiring the refresh discharge.
【００５２】次に、図６の「充電器状態データ」信号の
受信が待機され（ステップＣ７）、この信号が正常に受
信されると（ステップＣ８）、電池温度, 電圧, 電流が
計測される（ステップＣ９）。そして、電池の残存容量
が計算されて（ステップＣ１０）、図７〜図９に基づい
て充電電流値が決定され（ステップＣ１１）、図５に示
す電池状態データが上記充電装置１１２に送信される
（ステップＣ１２）。Next, the reception of the "charger status data" signal of FIG. 6 is awaited (step C7), and when this signal is normally received (step C8), the battery temperature, voltage and current are measured. (Step C9). Then, the remaining capacity of the battery is calculated (Step C10), the charging current value is determined based on FIGS. 7 to 9 (Step C11), and the battery state data shown in FIG. 5 is transmitted to the charging device 112. (Step C12).
【００５３】そして、この電池管理装置１０５に上記充
電装置１１２が接続されており（ステップＣ１３）、上
記「充電器状態データ」から充電完了信号が検出される
と（ステップＣ１４）、上記ステップＣ１の待機モード
に処理が移行する。なお、上記ステップＣ１３におい
て、この電池管理装置１０５と上記充電装置１１２との
接続が検出されない時も上記ステップＣ１の待機モード
に処理が移行する。When the charging device 112 is connected to the battery management device 105 (step C13), and a charge completion signal is detected from the "charger state data" (step C14), the process proceeds to step C1. Processing shifts to the standby mode. In step C13, even when the connection between the battery management device 105 and the charging device 112 is not detected, the processing shifts to the standby mode in step C1.
【００５４】また、上記ステップＣ８において、「充電
器状態データ」信号が正常に受信されない時は、通信異
常として（ステップＣ１５）、異常表示２として上記表
示装置１３３に交互点滅表示が行われる（ステップＣ１
６）。If the "charger state data" signal is not normally received in step C8, it is determined that the communication is abnormal (step C15), and the display 133 is blinked alternately as the abnormal display 2 (step C15). C1
6).
【００５５】次に、図１２に基づいて充電準備段階にあ
る上記充電装置１１２のＡＣプラグ接続後の動作を説明
する。上記充電装置１１２のプラグ１２３がコンセント
に接続されると（ステップＤ１）、上記電池ケース１０
０の接続検知が待機される（ステップＤ２。）Next, the operation of the charging device 112 after the AC plug is connected in the charging preparation stage will be described with reference to FIG. When the plug 123 of the charging device 112 is connected to an outlet (step D1), the battery case 10
Waiting for connection detection of 0 (step D2).
【００５６】上記接続が検知され（ステップＤ２）、充
電式電池１０２の電圧Ｖが２０Ｖ未満であることが検出
されると（ステップＤ３）、充電電流０. ５Ａによる予
備充電が開始され（ステップＤ４）、上記ＬＥＤ１３３
が点灯されて充電中であることが表示され（ステップＤ
５）、タイマーがオンされて充電時間が計測される（ス
テップＤ６）。When the connection is detected (step D2) and it is detected that the voltage V of the rechargeable battery 102 is less than 20 V (step D3), preliminary charging with a charging current of 0.5 A is started (step D4). ), The above LED 133
Is lit to indicate that charging is in progress (step D).
5) The timer is turned on and the charging time is measured (step D6).
【００５７】そして、上記充電式電池１０２の電圧Ｖが
２０Ｖ以上になると（ステップＤ７）、上記充電出力が
停止され（ステップＤ８）、この充電装置１１２から上
記電池管理装置１０５に、上記ステップＣ２で受信され
る充電器接続信号が送信され（ステップＤ９）、また、
上記ステップＣ３で受信される図６に示す「充放電制御
データ要求」信号の送信が開始され（ステップＤ１
０）、上記ステップＣ６で送信された上記充放電制御デ
ータが正常に受信されれば（ステップＤ１１）、後述の
リフレッシュ放電モードへ移行する。When the voltage V of the rechargeable battery 102 becomes equal to or higher than 20 V (step D7), the charging output is stopped (step D8), and the charging device 112 sends the signal to the battery management device 105 at step C2. The received charger connection signal is transmitted (step D9), and
The transmission of the “charge / discharge control data request” signal shown in FIG. 6 received in step C3 is started (step D1).
0) If the charge / discharge control data transmitted in step C6 is normally received (step D11), the mode shifts to a refresh discharge mode described later.
【００５８】また、上記ステップＤ１１において、上記
充放電制御データが正常に受信されない時は、通信異常
として（ステップＤ１２）、異常表示２が表示装置１３
３に表示され（ステップＤ１３）、この処理が終了す
る。In step D11, when the charge / discharge control data is not received normally, a communication error is detected (step D12), and the error display 2 is displayed on the display device 13.
3 (step D13), and this process ends.
【００５９】また、上記ステップＤ７において上記電圧
が２０Ｖ以上ではない状態が６０分継続されると（ステ
ップＤ１４）、異常表示１が表示装置１３３に表示され
（ステップＤ１５）、この処理が終了する。If the state in which the voltage is not higher than 20 V is continued for 60 minutes in the step D7 (step D14), the abnormality display 1 is displayed on the display device 133 (step D15), and this processing ends.
【００６０】次に、図１３に基づいて上記充電装置１１
２のリフレッシュ放電処理動作を説明する。上記充電装
置１１２がリフレッシュ放電モードであって（ステップ
Ｅ１）、上記ステップＣ５で作成された充放電制御デー
タに「リフレッシュお知らせ」信号が含まれておれば
（ステップＥ２）、上記表示装置１３３を構成する例え
ばＬＥＤが一定時間点滅してリフレッシュ放電操作が必
要であることを示すリフレッシュお知らせ表示が行われ
るとともに（ステップＥ３）、タイマーがオンされて経
過時間の計測が開始される（ステップＥ４）。なお、上
記ステップＥ２において、上記「リフレッシュお知ら
せ」信号が含まれて以内場合は、後述の充電モードへ処
理が移行する。Next, based on FIG.
The refresh discharge processing operation 2 will be described. If the charging device 112 is in the refresh discharge mode (step E1) and the charge / discharge control data created in step C5 includes a “refresh notification” signal (step E2), the display device 133 is configured. For example, the LED flashes for a certain time to display a refresh notification indicating that the refresh discharge operation is required (step E3), and the timer is turned on to start measuring the elapsed time (step E4). In step E2, if the "refresh notification" signal is not included, the process proceeds to a charging mode described later.
【００６１】上記ステップＥ４の計測開始から所定時間
内に、上記リフレッシュスイッチ１３１がオンされない
時は、タイムオーバーとして（ステップＥ５, Ｅ６）、
上記リフレッシュお知らせ表示が消灯され（ステップＥ
７）、後述の充電モードに移行する。これによって急い
でいる場合等にはリフレッシュ放電を省略して充電時間
を短縮できる。If the refresh switch 131 is not turned on within a predetermined time from the start of the measurement in the step E4, the time is over (steps E5 and E6).
The refresh notification display is turned off (step E
7) The mode shifts to a charging mode described later. This makes it possible to shorten the charging time by omitting the refresh discharge when the user is in a hurry.
【００６２】上記ステップＥ５において、所定時間内に
上記リフレッシュスイッチ１３１がオンされると、リフ
レッシュお知らせ表示が行われ（ステップＥ８）、この
充電装置１１２から上記電池管理装置１０５に「充放電
制御データ要求」信号を含む充電器状態データが送信開
始され（ステップＥ９）、上記充電式電池のリフレッシ
ュ放電が開始される（ステップＥ１０）。When the refresh switch 131 is turned on within a predetermined time in the step E5, a refresh notice is displayed (step E8), and the charging device 112 sends a "charge / discharge control data request request" to the battery management device 105. The transmission of the charger state data including the "" signal is started (step E9), and the refresh discharge of the rechargeable battery is started (step E10).
【００６３】そして、上記ステップＣ１２にて送信され
た図５に示す電池状態データが正常に受信され（ステッ
プＥ１１）、該データ内容に基づいてリフレッシュ放電
を終了する判定がなされれば（ステップＥ１２）、充電
器状態データとしてリフレッシュ終了（図６Ｎｏ４）を
送信し（ステップＥ１３）、リフレッシュお知らせ表示
が消灯され（ステップＥ１４）、上記ステップＥ９にお
いて送信開始された「充電器状態データ」の送信が停止
されて（ステップＥ１５）、リフレッシュ放電が終了さ
れ（ステップＥ１６）、後述の充電モードに移行する。If the battery state data shown in FIG. 5 transmitted in step C12 is normally received (step E11), and it is determined that the refresh discharge is to be terminated based on the data contents (step E12). The end of refresh (No. 4 in FIG. 6) is transmitted as charger state data (step E13), the refresh notification display is turned off (step E14), and the transmission of the “charger state data” started to be transmitted in step E9 is stopped. (Step E15), the refresh discharge is completed (Step E16), and the mode shifts to a charging mode described later.
【００６４】なお、上記ステップＥ１１において、上記
電池状態データが正常に受信されない時は、通信異常と
して（ステップＥ１６）、異常表示２の処理が行なわれ
（ステップＥ１７）、この処理が終了する。また上記ス
テップＥ１２においてリフレッシュ放電を終了する判定
がなされないときはリフレッシュ中（図６Ｎｏ３）を送
信する（ステップＥ１３′）。If the battery state data is not received normally in step E11, it is determined that the communication is abnormal (step E16), and the process of error display 2 is performed (step E17), and this process ends. If it is not determined in step E12 that the refresh discharge is to be ended, a signal indicating that the refresh discharge is being performed (No. 3 in FIG. 6) is transmitted (step E13 ').
【００６５】次に、図１４に基づいて上記充電装置１１
２の充電動作を説明する。この充電装置１１２が充電モ
ードに移行すると（ステップＦ１）、該充電装置１１２
から電池管理装置１０５に図６に示す「電池状態データ
要求」信号を含む充電器状態データが送信開始される
（ステップＦ２）。上記ステップＣ１２にて上記電池管
理装置１０５から送信された図５に示す電池状態データ
が正常に受信されると（ステップＦ３）、この電池状態
データ内の電池温度が充放電制御データ内に設定されて
いる充電開始下限温度と充電開始上限温度との間の充電
開始温度かどうか判定され（ステップＦ４）、該充電開
始温度でない時は充電は待機され（ステップＦ５）、上
記表示装置１３３が充電待機表示として点滅されて（ス
テップＦ６）、上記ステップＦ３に処理が移行する。Next, based on FIG.
The charging operation of No. 2 will be described. When the charging device 112 shifts to the charging mode (step F1), the charging device 112
Then, transmission of the charger status data including the "battery status data request" signal shown in FIG. 6 to the battery management device 105 is started (step F2). When the battery status data shown in FIG. 5 transmitted from the battery management device 105 is normally received in step C12 (step F3), the battery temperature in the battery status data is set in the charge / discharge control data. It is determined whether or not the charging start temperature is between the charging start lower limit temperature and the charging start upper limit temperature (step F4). If the charging start temperature is not the charging start temperature, charging is waited for (step F5). The display blinks (step F6), and the process proceeds to step F3.
【００６６】上記ステップＦ４において電池温度が充電
開始温度と判定されると、充電が開始され（ステップＦ
７）、トータルタイマーによる経過時間の計測が開始さ
れ（ステップＦ８）、この充電装置１１２から上記電池
管理装置１０５に図６に示す「電池状態データ要求」信
号を含む充電器状態データが送信される（ステップＦ
９）。上記ステップＣ１２にて上記電池管理装置１０５
から送信された図５に示す電池状態データが正常に受信
されれば（ステップＦ１０）、充電の終了判定が行なわ
れる（ステップＦ１１）。When the battery temperature is determined to be the charging start temperature in step F4, charging is started (step F4).
7) The measurement of the elapsed time by the total timer is started (step F8), and charger status data including the “battery status data request” signal shown in FIG. 6 is transmitted from the charging device 112 to the battery management device 105. (Step F
9). In the step C12, the battery management device 105
If the battery state data shown in FIG. 5 transmitted from the controller is normally received (step F10), it is determined that the charging is completed (step F11).
【００６７】上記ステップＦ１１において電池状態デー
タより充電終了と判定された時は、この充電装置１１２
から上記電池管理装置１０５に、上記ステップＣ２０に
て受信される図６に示すＮｏ７の「充電完了」信号, 又
はＮｏ８の「充電停止」信号の何れかを含む充電器状態
データが送信されるとともに（ステップＦ１２）、補充
電タイマーによる経過時間の計測が開始され（ステップ
Ｆ１３）、補充電（例えば０．５Ａ×２ｈ）が開始され
（ステップＦ１４）、所定時間を経過すると補充電が停
止されて（ステップＦ１５）、この処理が終了となる。When it is determined in step F11 that the charging is completed based on the battery state data, the charging device 112
And the battery state data including either the No. 7 “Charge Complete” signal shown in FIG. 6 or the No. 8 “Charge Stop” signal shown in FIG. (Step F12) The measurement of the elapsed time by the supplementary charging timer is started (Step F13), the supplementary charging (for example, 0.5 A × 2h) is started (Step F14), and the supplementary charging is stopped when the predetermined time has elapsed. (Step F15), this process ends.
【００６８】また、上記ステップＦ３，Ｆ１０におい
て、上記電池管理装置１０５からの電池状態データが正
常に受信されないときは、通信異常として（ステップＦ
１６）、異常表示２が表示装置１３３に表示され（ステ
ップＦ１７）、この処理が終了する。If the battery status data from the battery management device 105 is not normally received in steps F3 and F10, it is determined that the communication is abnormal (step F10).
16), the abnormality display 2 is displayed on the display device 133 (step F17), and this processing ends.
【００６９】上記ステップＦ１１において充電終了と判
定されない時は、充電電流のデータが変更されたかどう
かが判断され（ステップＦ１８）、変更されていればト
ータルタイマーが再設定され（ステップＦ１９）、充電
電流が変更されて上記ステップＦ９に処理が戻る（ステ
ップＦ２０）。なお、上記ステップＦ１８において充電
電流データが変更されていない時は充電電流を変更する
ことなく上記ステップＦ９に処理が戻る。If it is not determined in step F11 that the charging has been completed, it is determined whether the charging current data has been changed (step F18). If so, the total timer is reset (step F19), and the charging current is reset. Is changed, and the process returns to step F9 (step F20). If the charging current data has not been changed in step F18, the process returns to step F9 without changing the charging current.
【００７０】このように本実施形態では、電池管理装置
１０５から充電装置１１２に、充電中の電池残存容量，
電池温度に応じた充電電流を指令するようにしたので、
充電時間を最短にしながら、環境温度が高い場合でも満
充電になる前に電池温度が充電停止温度に達して充電が
終了することを防止でき、充電容量を確保できる。As described above, in the present embodiment, the remaining battery capacity during charging,
Since the charge current according to the battery temperature is commanded,
Even when the environmental temperature is high, it is possible to prevent the battery temperature from reaching the charging stop temperature before the battery is fully charged and to terminate the charging while minimizing the charging time, thereby ensuring the charging capacity.
【００７１】即ち、上記充電電流を設定するにあたり、
図７，図８に示すように、電池温度が所定値Ｔ１〜Ｔ３
に達するまでは充電器最大出力に相当する充電電流とし
たので充電時間を最短にすることができる。また上記所
定温度Ｔ１〜Ｔ３を越えた後は、充電電流値を電池温度
が高くなるほど小さくしたので、電池温度の上昇が抑え
られ、その結果電池温度が充電停止温度に達しにくくな
り充電量が増加する。That is, in setting the charging current,
As shown in FIG. 7 and FIG.
Until the charging current reaches the maximum output of the charger, the charging time can be minimized. After the temperature exceeds the predetermined temperature T1 to T3, the charging current value is reduced as the battery temperature increases, so that the battery temperature rise is suppressed, and as a result, the battery temperature does not easily reach the charging stop temperature, and the charge amount increases. I do.
【００７２】また、上記ステップＦ１９において、充電
電流値を変更した場合には充電時間をトータルタイマで
再設定するようにしたので、充電時間の管理を正確に行
なうことができ、充電時間が不足することで充電量が少
なくなるといった問題を回避できる。When the charging current value is changed in step F19, the charging time is reset by the total timer, so that the charging time can be accurately managed and the charging time becomes insufficient. As a result, the problem that the amount of charge is reduced can be avoided.
【００７３】次に、請求項１, ３ないし７の発明の第２
実施形態による電動補助自転車の電源装置を、図１５〜
図１７に基づいて説明する。本第２実施形態は、上記第
１実施形態において電池管理装置１０５に設けた充電指
令手段を充電装置１１２に設けたものであり、上記第１
実施形態と異なる点のみを説明する。図１５は電池管理
装置から充電装置に送信される電池状態データを示す
図、図１６は電池管理装置の動作を、図１７は充電装置
の動作をそれぞれ説明するためのフローチャート図であ
る。Next, the second aspect of the present invention will be described.
The power supply device of the electric assist bicycle according to the embodiment is shown in FIGS.
This will be described with reference to FIG. In the second embodiment, the charging command means provided in the battery management device 105 in the first embodiment is provided in the charging device 112.
Only different points from the embodiment will be described. FIG. 15 is a diagram illustrating battery state data transmitted from the battery management device to the charging device, FIG. 16 is a flowchart illustrating the operation of the battery management device, and FIG. 17 is a flowchart illustrating the operation of the charging device.
【００７４】本第２実施形態では、図２に示す上記充電
／放電制御部１２８が充電指令手段として機能してい
る。また、図１５に示すように、上記電池管理装置１０
５から充電装置１１２に送信される電池状態データは、
上記第１実施形態における図５のＮｏ２〜Ｎｏ６が、Ｎ
ｏ１〜Ｎｏ５として送信される。In the second embodiment, the charge / discharge control unit 128 shown in FIG. 2 functions as charge command means. Further, as shown in FIG.
5 transmitted to the charging device 112 is:
In the first embodiment described above, No. 2 to No. 6 in FIG.
transmitted as o1 to No5.
【００７５】次に、図１６に基づいて上記電池管理装置
１０５の動作を説明する。本第２実施形態の電池管理装
置１０５の動作は、上記第１実施形態で行なわれていた
図１１ステップＣ１１の充電電流決定処理が行なわれな
いこと以外は上記第１実施形態と同様である。Next, the operation of the battery management device 105 will be described with reference to FIG. The operation of the battery management device 105 of the second embodiment is the same as that of the first embodiment except that the charging current determination process of step C11 in FIG. 11 performed in the first embodiment is not performed.
【００７６】次に、図１７に基づいて上記充電装置１１
２の充電動作を説明する。本第２実施形態の充電装置１
１２では、ステップＦ１１において充電終了判定が行な
われない時は、図１５の電池状態データに基づいて充電
電流データ変更の判断が行なわれる（ステップＦ２
１）。そして、上記充電電流データの変更がある場合は
上記図７〜９に基づいて新たな充電電流値が設定され
（ステップＦ２２）、さらにトータルタイマーの再設定
が行なわれ（ステップＦ２３）、充電電流が変更されて
（ステップＦ２４）、上記ステップＦ９に処理が戻る。Next, based on FIG.
The charging operation of No. 2 will be described. Charging device 1 of the second embodiment
In step 12, when the charge termination determination is not made in step F11, a determination is made to change the charge current data based on the battery state data in FIG. 15 (step F2).
1). If there is a change in the charging current data, a new charging current value is set based on FIGS. 7 to 9 (step F22), and the total timer is reset (step F23). It is changed (step F24), and the process returns to step F9.
【００７７】このように、本第２実施形態では、上記充
電装置１１２において、充電中の電池残存容量，電池温
度に応じた充電電流を指令するようにしたので、上記第
１実施形態と比べて上記電池管理装置１０５の構成を簡
単にできる。また、電池の残存容量と温度とに応じて充
電することができるため、環境温度が高いときに満充電
になる前に充電が終了することを防止でき、所定の充電
容量を確保できる。As described above, in the second embodiment, the charging device 112 instructs the charging current according to the remaining battery capacity and the battery temperature during charging. The configuration of the battery management device 105 can be simplified. In addition, since the battery can be charged according to the remaining capacity and the temperature, it is possible to prevent the charging from being completed before the battery is fully charged when the environmental temperature is high, and to secure a predetermined charging capacity.
【００７８】また、充電電流が変更された時に計測時間
を再設定して計測を再開するようにしたので、充電時間
の管理を正確に行なうことができる。Further, since the measurement time is reset and the measurement is restarted when the charging current is changed, the charging time can be managed accurately.
【００７９】なお、上記第１, 第２実施形態では、電源
システム２１が電池ケース１００と充電装置１１２とを
別体とし、充電装置１１２を非車載とし、電池ケース１
００を着脱式に車載した場合を示したが、充電装置１１
２と電池ケース１００とを分離可能にユニット化し、こ
のユニットを車体に着脱自在としてもよい。何れの場合
も充電装置１１２と電池ケース１００とはコネクタで接
続することになるが、本発明の電源システムは電池ケー
スと充電装置とを完全一体化して車体に対して着脱自在
としても良い。また、充電式電池と充電装置を車体に固
定式に搭載し（常時搭載）とし、充電時には単にプラグ
をコンセントに接続するだけとしてもよい。In the first and second embodiments, the power supply system 21 separates the battery case 100 and the charging device 112 from each other, the charging device 112 is not mounted on the vehicle, and the battery case 1
00 is detachably mounted on the vehicle.
The battery case 100 and the battery case 100 may be separated into a unit, and this unit may be detachably attached to the vehicle body. In any case, the charging device 112 and the battery case 100 are connected by a connector. However, the power supply system of the present invention may be configured such that the battery case and the charging device are completely integrated and detachable from the vehicle body. Alternatively, the rechargeable battery and the charging device may be fixedly mounted on the vehicle body (always mounted), and the plug may be simply connected to the outlet during charging.
【００８０】図１８は充電式電池と充電装置を車体に固
定式に搭載（常時搭載）した、例えば電動スクータのよ
うな場合の第３実施形態を示す。本第３実施形態の電源
システム２００は、多数の単電池１０１を直列接続して
なる電池１０２を備えた電池部２１２と、該電池１０２
を充電する充電部２１４と、該充電部２１４による充電
制御、及びリフレッシュ放電の制御を行なう制御部（Ｅ
ＣＵ）２１５と、モータの駆動制御を行う駆動部２１６
とを備えている。FIG. 18 shows a third embodiment in which a rechargeable battery and a charging device are fixedly mounted on a vehicle body (always mounted), such as an electric scooter. The power supply system 200 according to the third embodiment includes a battery unit 212 including a battery 102 formed by connecting a large number of cells 101 in series,
214, and a control unit (E) that controls charging by the charging unit 214 and control of refresh discharge.
CU) 215 and a drive unit 216 for controlling the drive of the motor
And
【００８１】上記制御部２１５は、ＡＣ／ＤＣコンバー
タ１２４の出力側に接続された電流計１２６, 電圧計１
２５からの各計測値や上記リフレッシュスイッチ１３１
からの放電指令が入力され、出力制御部１３２，放電器
１３５を制御する充電／放電制御部１２８と、上記電池
１０２の電圧値Ｖ, 温度センサ１０３からの温度検出値
Ｔ, 電流計１０４からのバッテリ電流値Ｉが入力される
電池管理・制御部１１７とを有する。また上記駆動部２
１６は、外部からの駆動指令２８、例えばスロットルグ
リップからの指令が入力され、上記モータ駆動回路２２
を制御する走行制御部１０９を備えている。The control section 215 includes an ammeter 126 and a voltmeter 1 connected to the output side of the AC / DC converter 124.
25 and the refresh switch 131
And a charge / discharge control unit 128 for controlling the output control unit 132 and the discharger 135, the voltage value V of the battery 102, the temperature detection value T from the temperature sensor 103, and the output from the ammeter 104. A battery management / control unit 117 to which the battery current value I is input. The driving unit 2
A motor drive circuit 22 receives a drive command 28 from the outside, for example, a command from a throttle grip.
Is provided with a travel control unit 109 for controlling the vehicle speed.
【図１】本発明の第１実施形態による電動補助自転車の
側面図である。FIG. 1 is a side view of a battery-assisted bicycle according to a first embodiment of the present invention.
【図２】上記第１実施形態による電源システムのブロッ
ク構成図である。FIG. 2 is a block diagram of a power supply system according to the first embodiment.
【図３】上記電源システムの変形例を示すブロック構成
図である。FIG. 3 is a block diagram showing a modification of the power supply system.
【図４】上記電池管理装置と充電装置との間で送受信さ
れる信号データを説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining signal data transmitted and received between the battery management device and a charging device.
【図５】上記電池管理装置と充電装置との間で送受信さ
れる信号データを説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining signal data transmitted and received between the battery management device and the charging device.
【図６】上記電池管理装置と充電装置との間で送受信さ
れる信号データを説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining signal data transmitted and received between the battery management device and the charging device.
【図７】無段階電流制御による充電電流と電池残存容
量，電池温度との関係を示す特性図である。FIG. 7 is a characteristic diagram showing a relationship between a charging current by stepless current control, a remaining battery capacity, and a battery temperature.
【図８】多段階電流制御による充電電流と電池残存容
量，電池温度との関係を示す特性図である。FIG. 8 is a characteristic diagram showing a relationship among charging current, battery remaining capacity, and battery temperature by multi-stage current control.
【図９】充電器出力パルス制御による充電電流パルス幅
と電池放電深度，電池温度との関係を示す特性図であ
る。FIG. 9 is a characteristic diagram showing a relationship among a charging current pulse width, a battery discharge depth, and a battery temperature by charger output pulse control.
【図１０】電池残存容量と電池温度，電池電圧との関係
を示す特性図である。FIG. 10 is a characteristic diagram showing a relationship between a remaining battery capacity, a battery temperature, and a battery voltage.
【図１１】上記電池管理装置の動作を説明するためのフ
ローチャート図である。FIG. 11 is a flowchart for explaining the operation of the battery management device.
【図１２】上記充電装置の動作を説明するためのフロー
チャート図である。FIG. 12 is a flowchart illustrating the operation of the charging device.
【図１３】上記充電装置の動作を説明するためのフロー
チャート図である。FIG. 13 is a flowchart for explaining the operation of the charging device.
【図１４】上記充電装置の動作を説明するためのフロー
チャート図である。FIG. 14 is a flowchart for explaining the operation of the charging device.
【図１５】本発明の第２実施形態による電源システムの
電池管理装置から充電装置に送信される電池状態データ
を示す図である。FIG. 15 is a diagram showing battery state data transmitted from the battery management device of the power supply system to the charging device according to the second embodiment of the present invention.
【図１６】上記第２実施形態の電池管理装置の動作を説
明するためのフローチャート図である。FIG. 16 is a flowchart for explaining the operation of the battery management device of the second embodiment.
【図１７】上記第２実施形態の充電装置の動作を説明す
るためのフローチャート図である。FIG. 17 is a flowchart for explaining the operation of the charging device of the second embodiment.
【図１８】本発明の第３実施形態による電源システムの
ブロック構成図である。FIG. 18 is a block diagram of a power supply system according to a third embodiment of the present invention.
【図１９】請求項１，２，４〜７の発明のクレーム構成
図である。FIG. 19 is a diagram showing the construction of a claim according to the first, second, fourth to seventh aspects of the present invention.
【図２０】請求項１，３〜７の発明のクレーム構成図で
ある。FIG. 20 is a diagram showing the construction of the claims according to the first, third to seventh aspects of the present invention.
１ 電動車両 ２１ 電源システム １０１ 単電池 １０２ 組電池, 電池（充電式電池） １０５ 電池管理装置 １１２ 充電装置 １１７ 電池管理・制御部（充電指令手段） １２４ ＡＣ／ＤＣコンバータ（充電手段） １２８ 充電／放電制御部（充電制御手段, 充電指令手
段） ２００ 電源装置DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric vehicle 21 Power supply system 101 Single cell 102 Battery pack, battery (rechargeable battery) 105 Battery management device 112 Charging device 117 Battery management / control part (charge command means) 124 AC / DC converter (charge means) 128 Charge / discharge Control unit (charge control means, charge command means) 200 power supply device
Claims (7)
充電手段と、該充電手段に上記充電式電池の残存容量及
び温度を含む電池状態に応じた充電電流値を指令する充
電指令手段とを備えていることを特徴とする電動車両用
電源システム。1. A rechargeable battery, charging means for charging the rechargeable battery, and charging command means for instructing the charging means on a charging current value according to a battery state including a remaining capacity and a temperature of the rechargeable battery. And a power supply system for an electric vehicle.
は、上記充電式電池の残存容量及び温度を含む電池状態
の管理を行なう電池管理装置に備えられていることを特
徴とする電動車両用電源システム。2. A power supply for an electric vehicle according to claim 1, wherein said charge command means is provided in a battery management device for managing a battery state including a remaining capacity and a temperature of said rechargeable battery. system.
は、上記充電式電池を充電する充電装置に備えられてお
り、該充電指令手段は、上記充電式電池の残存容量及び
温度を含む電池状態の管理を行なう電池管理装置からの
電池状態に応じて上記充電電流値を決定することを特徴
とする電動車両用電源システム。3. The rechargeable battery according to claim 1, wherein the charge command means is provided in a charging device for charging the rechargeable battery, and the charge command means includes a remaining capacity and a temperature of the rechargeable battery. And a charging current value that is determined according to a battery state from a battery management device that manages the power.
手段は、上記充電電流値を、電池温度が所定値以下のと
きは上記充電手段の最大出力に対応した値とし、電池温
度が上記所定値を越えるときは電池温度が高くなるほど
小さい値とすることを特徴とする電動車両用電源システ
ム。4. The charge command device according to claim 1, wherein the charge command value is a value corresponding to a maximum output of the charge device when the battery temperature is equal to or lower than a predetermined value. An electric vehicle power supply system characterized in that, when the battery temperature exceeds the value, the battery temperature becomes smaller as the battery temperature becomes higher.
は、上記電池温度の所定値を、電池残存容量が小さいほ
ど低い温度に設定することを特徴とする電動車両用電源
システム。5. A power supply system for an electric vehicle according to claim 4, wherein said charging command means sets the predetermined value of the battery temperature to a lower temperature as the remaining battery capacity is smaller.
記充電指令手段は、充電電流の指令値を変更すると同時
に、上記充電手段による充電時間を再設定することを特
徴とする電動車両用電源システム。6. A power supply for an electric vehicle according to claim 1, wherein said charging command means changes a command value of a charging current and resets a charging time by said charging means at the same time. system.
記充電式電池は、単電池を複数直列に接続してなる組電
池を複数組並列に接続して構成されており、上記充電指
令手段は、最も温度の高い組電池の電池残存容量と、該
組電池の温度とに応じた充電電流値を上記充電手段に指
令することを特徴とする電動車両用電源システム。7. The rechargeable battery according to claim 1, wherein the rechargeable battery is configured by connecting a plurality of assembled batteries in which a plurality of cells are connected in series and connected in parallel. Is a power supply system for an electric vehicle, wherein a charging current value according to the remaining battery capacity of the battery pack having the highest temperature and the temperature of the battery pack is instructed to the charging means.
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|---|---|---|---|
| JP37409798A JP3934268B2 (en) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | Power supply system for electric vehicles |
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