JPH0131147B2 - - Google Patents
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- JPH0131147B2 JPH0131147B2 JP54120677A JP12067779A JPH0131147B2 JP H0131147 B2 JPH0131147 B2 JP H0131147B2 JP 54120677 A JP54120677 A JP 54120677A JP 12067779 A JP12067779 A JP 12067779A JP H0131147 B2 JPH0131147 B2 JP H0131147B2
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- battery
- circuit
- charging
- voltage
- output
- Prior art date
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- 238000007600 charging Methods 0.000 claims description 41
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 24
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims description 20
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 17
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 11
- 238000010277 constant-current charging Methods 0.000 claims description 9
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 24
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
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- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電動自動車、電動車イス、ゴルフカ
ート等のバツテリー(鉛蓄電池)を電源としてい
る電動車に必要なバツテリーの残量表示に関する
ものである。
ート等のバツテリー(鉛蓄電池)を電源としてい
る電動車に必要なバツテリーの残量表示に関する
ものである。
電動車を使用中に又使用するに当つて正確にバ
ツテリーの残量表示をすることは電動車にとつて
必須のことであり、従来よりフアラデーの法則に
従つてバツテリーの消費電流を積分して初期のバ
ツテリー容量より積分容量を減算した差と初期の
バツテリー容量との比を100分率で表示していた。
表示の方式にはアナログ表示又はデジタル表示の
いずれかの方式が行なわれたが、バツテリーには
容量劣化の性質(充放電をくり返す毎にバツテリ
ー自身が容量劣化を起こし完全充電を行なつても
初期の公称容量まで容量が充電されず実際に取り
出せるバツテリー容量が減少する性質)の為にバ
ツテリーの残量表示装置の表示容量が20又は1
5を表示しているにもかかわらず走行不能になる
事が多くあつた。本発明はかかる問題を解決する
為のものであり、定電流充電時のバツテリーの充
電端子電圧の末期の値とその時の電解液温度とを
介してバツテリーの残存寿命を算出し (残存寿命=初期のバツテリー容量―劣化容量/初期の
バツテリー容量 ×100) 放電時には消費電荷量が設定値に達する毎に減
算パルスを放出し(1つの減算パルスを1%に相
当させる。)バツテリーの残存容量を100分率で表
示するものである。バツテリーの残量を表示する
のに〔AH〕で表示するよりバツテリーの残存容
量(パーセント表示)を用いた方が理解しやすい
のでパーセントで表示する。ところでバツテリー
の残存容量は次式のように表示できる。
ツテリーの残量表示をすることは電動車にとつて
必須のことであり、従来よりフアラデーの法則に
従つてバツテリーの消費電流を積分して初期のバ
ツテリー容量より積分容量を減算した差と初期の
バツテリー容量との比を100分率で表示していた。
表示の方式にはアナログ表示又はデジタル表示の
いずれかの方式が行なわれたが、バツテリーには
容量劣化の性質(充放電をくり返す毎にバツテリ
ー自身が容量劣化を起こし完全充電を行なつても
初期の公称容量まで容量が充電されず実際に取り
出せるバツテリー容量が減少する性質)の為にバ
ツテリーの残量表示装置の表示容量が20又は1
5を表示しているにもかかわらず走行不能になる
事が多くあつた。本発明はかかる問題を解決する
為のものであり、定電流充電時のバツテリーの充
電端子電圧の末期の値とその時の電解液温度とを
介してバツテリーの残存寿命を算出し (残存寿命=初期のバツテリー容量―劣化容量/初期の
バツテリー容量 ×100) 放電時には消費電荷量が設定値に達する毎に減
算パルスを放出し(1つの減算パルスを1%に相
当させる。)バツテリーの残存容量を100分率で表
示するものである。バツテリーの残量を表示する
のに〔AH〕で表示するよりバツテリーの残存容
量(パーセント表示)を用いた方が理解しやすい
のでパーセントで表示する。ところでバツテリー
の残存容量は次式のように表示できる。
バツテリーの残存容量(パーセント表示)=バツテ
リーの残存容量/初期のバツテリー容量×100 =初期のバツテリー容量―劣化容量―消費容量
/初期のバツテリー容量×100 又表示の方式にはデジタル量の表示とアナログ
量の表示があるが、実施例において主にデジタル
表示で説明する。以下図面を用いて詳細に説明す
る。
リーの残存容量/初期のバツテリー容量×100 =初期のバツテリー容量―劣化容量―消費容量
/初期のバツテリー容量×100 又表示の方式にはデジタル量の表示とアナログ
量の表示があるが、実施例において主にデジタル
表示で説明する。以下図面を用いて詳細に説明す
る。
第1図は本発明装置を説明したブロツク図であ
り、第2図は定電流充電をした時のバツテリーの
端子電圧の特性図であり、この場合の充電電流値
は1/10C(C=バツテリー容量)の電流値である。
り、第2図は定電流充電をした時のバツテリーの
端子電圧の特性図であり、この場合の充電電流値
は1/10C(C=バツテリー容量)の電流値である。
横軸に充電時間を示した縦軸に端子電圧を示して
おり、端子電圧は最初急に上昇した後ゆるやかに
上昇し続け、14Vに達した頃から再び急激に上
昇し以後は一定の電圧を持続する。第3図はバツ
テリーの定電流充電による充電末端子電圧とバツ
テリーの残存寿命との関係を示す特性図であり、
縦軸に充電末端子電圧を示し横軸に残存寿命を示
している。電解液の温度が一定であればバツテリ
ーを定電圧充電した時の充電末端子電圧よりバツ
テリーの残存寿命が判る。
おり、端子電圧は最初急に上昇した後ゆるやかに
上昇し続け、14Vに達した頃から再び急激に上
昇し以後は一定の電圧を持続する。第3図はバツ
テリーの定電流充電による充電末端子電圧とバツ
テリーの残存寿命との関係を示す特性図であり、
縦軸に充電末端子電圧を示し横軸に残存寿命を示
している。電解液の温度が一定であればバツテリ
ーを定電圧充電した時の充電末端子電圧よりバツ
テリーの残存寿命が判る。
第2図の特性のバツテリーは(電解液温度25℃
とする)充電末端子電圧が16.5Vであるので残存
寿命はほぼ75%である。いいかえればこのバツテ
リーはそれまでに数十回の充電、放電をくり返し
た為に約25%の容量劣化を起こしている。第1図
にもどり、切り替えスイツチSを充電側にセツト
してバツテリー3の充電を開始すると、バツテリ
ー3は一定の電流値で充電され、時間の経過に従
つて端子電圧は第2図の如く変化する。充電末端
子電圧検出回路4はバツテリー3の端子電圧が充
電の末期の値になつたことを検出し、この時の端
子電圧と電解液温度とを演算回路5に入力させる
と同時に、切り替えスイツチSを放電側に切り替
える。演算回路5の出力はA―D変換器5―1を
介してカウンター6に入力され、表示装置10は
カウンター6を介してバツテリー3の残存寿命を
表示する。切り替えスイツチSが放電側に切り替
り、電動車のスイツチ(図示せず)をONさせれ
ば負荷に応じた電流が直流電動機7に通電され
る。電流検出回路8はバツテリー3の消費電流を
検出し、該電流値に対応した信号を充放電回路9
へ伝達する。充放電回路9に内蔵の積分コンデン
サーに電荷が蓄積され積分コンデンサーの電圧が
所定値に達すると放電し、該放電パルスがカウン
ター6に伝達され減算を行なう。この場合所定の
電荷量を(初期のバツテリー容量(×1/100とすれ ば放電パルスがカウンター6に入力する毎に表示
装置10に表示されるバツテリー3の残存容量
(パーセント表示)は1パーセントずつ減少する。
電解液温度とバツテリー容量(取り出し可能容
量)とは比例し、第4図に示すような関係があ
る。縦軸にバツテリー容量を示し、横軸に電解液
温度を示す。バツテリー容量は電解液温度が25℃
の時100〔%〕としている。
とする)充電末端子電圧が16.5Vであるので残存
寿命はほぼ75%である。いいかえればこのバツテ
リーはそれまでに数十回の充電、放電をくり返し
た為に約25%の容量劣化を起こしている。第1図
にもどり、切り替えスイツチSを充電側にセツト
してバツテリー3の充電を開始すると、バツテリ
ー3は一定の電流値で充電され、時間の経過に従
つて端子電圧は第2図の如く変化する。充電末端
子電圧検出回路4はバツテリー3の端子電圧が充
電の末期の値になつたことを検出し、この時の端
子電圧と電解液温度とを演算回路5に入力させる
と同時に、切り替えスイツチSを放電側に切り替
える。演算回路5の出力はA―D変換器5―1を
介してカウンター6に入力され、表示装置10は
カウンター6を介してバツテリー3の残存寿命を
表示する。切り替えスイツチSが放電側に切り替
り、電動車のスイツチ(図示せず)をONさせれ
ば負荷に応じた電流が直流電動機7に通電され
る。電流検出回路8はバツテリー3の消費電流を
検出し、該電流値に対応した信号を充放電回路9
へ伝達する。充放電回路9に内蔵の積分コンデン
サーに電荷が蓄積され積分コンデンサーの電圧が
所定値に達すると放電し、該放電パルスがカウン
ター6に伝達され減算を行なう。この場合所定の
電荷量を(初期のバツテリー容量(×1/100とすれ ば放電パルスがカウンター6に入力する毎に表示
装置10に表示されるバツテリー3の残存容量
(パーセント表示)は1パーセントずつ減少する。
電解液温度とバツテリー容量(取り出し可能容
量)とは比例し、第4図に示すような関係があ
る。縦軸にバツテリー容量を示し、横軸に電解液
温度を示す。バツテリー容量は電解液温度が25℃
の時100〔%〕としている。
第5図は本発明装置の一実施例を示す回路図
で、第6図は充電末端子電圧検出回路4を説明す
るパルス波形図である。交流電源1の出力はダイ
オードブリツジ11で整流され、整流された脈流
はコンデンサー12で平滑化される。ツエナーダ
イオード13、トランジスタ14,16、抵抗1
5,17より構成された定電流回路2により切り
替えスイツチS及び電流検出用インダクタンス4
1を介してバツテリー3は設定された電流値で充
電される。充電末端子電圧検出回路4はサンプリ
ングホールド回路4aとシユミツト回路4bと切
り替えスイツチ回路4cとより構成されバツテリ
ー3の端子電圧が入力されている。サンプリング
ホールド回路4aはオペアンプOP1,OP2とトラ
ンジスタ25,19とコンデンサー18,26と
抵抗19a,20とダイオード18―1とより構
成され、入力端子Aに6―a図に示すようなパル
スが入力する毎にトランジスタ19及びトランジ
スタ25は導通する。コンデンサー26はバツテ
リー3の端子電圧を記憶する為のものでオペアン
プOP1,OP2を介してトランジスタ25が導通時
におけるバツテリー3の端子電圧を記憶する。シ
ユミツト回路4bはオペアンプOP3と抵抗21,
22,23とより構成されオペアンプOP3の反転
側入力端子は抵抗21を介して接続点Yと接続し
て、オペアンプOP3の非反転入力端子は抵抗22
を介して接続点Xと接続している。オペアンプ
OP3の出力端子はOR回路28と接続すると同時
に抵抗23を介してオペアンプOP3の非反転入力
端子と接続している。切り替えスイツチ回路4c
はOR回路28と抵抗24とトランジスタ27と
リレーの励磁コイル29とより構成され、OR回
路28にはシユミツト回路4bの出力と入力端子
Aに入力されるパルス信号とが入力される。リレ
ーの励磁コイル29はトランジスタ27が導通す
る時通電され電気接点(切り替えスイツチ)Sは
切り替えられて端子Saから端子Sbに、即ち放電
側切り替えられる。
で、第6図は充電末端子電圧検出回路4を説明す
るパルス波形図である。交流電源1の出力はダイ
オードブリツジ11で整流され、整流された脈流
はコンデンサー12で平滑化される。ツエナーダ
イオード13、トランジスタ14,16、抵抗1
5,17より構成された定電流回路2により切り
替えスイツチS及び電流検出用インダクタンス4
1を介してバツテリー3は設定された電流値で充
電される。充電末端子電圧検出回路4はサンプリ
ングホールド回路4aとシユミツト回路4bと切
り替えスイツチ回路4cとより構成されバツテリ
ー3の端子電圧が入力されている。サンプリング
ホールド回路4aはオペアンプOP1,OP2とトラ
ンジスタ25,19とコンデンサー18,26と
抵抗19a,20とダイオード18―1とより構
成され、入力端子Aに6―a図に示すようなパル
スが入力する毎にトランジスタ19及びトランジ
スタ25は導通する。コンデンサー26はバツテ
リー3の端子電圧を記憶する為のものでオペアン
プOP1,OP2を介してトランジスタ25が導通時
におけるバツテリー3の端子電圧を記憶する。シ
ユミツト回路4bはオペアンプOP3と抵抗21,
22,23とより構成されオペアンプOP3の反転
側入力端子は抵抗21を介して接続点Yと接続し
て、オペアンプOP3の非反転入力端子は抵抗22
を介して接続点Xと接続している。オペアンプ
OP3の出力端子はOR回路28と接続すると同時
に抵抗23を介してオペアンプOP3の非反転入力
端子と接続している。切り替えスイツチ回路4c
はOR回路28と抵抗24とトランジスタ27と
リレーの励磁コイル29とより構成され、OR回
路28にはシユミツト回路4bの出力と入力端子
Aに入力されるパルス信号とが入力される。リレ
ーの励磁コイル29はトランジスタ27が導通す
る時通電され電気接点(切り替えスイツチ)Sは
切り替えられて端子Saから端子Sbに、即ち放電
側切り替えられる。
第6―a図と第6―e図は入力端子Aに入力さ
れるパルス波形図、第6―b図及び第6―f図は
接続点X,Yの電圧変化図、第6―C図と第6―
g図はオペアンプOP3の出力電圧の変化図、第6
−d図と第6−h図はOR回路28の出力電圧の
変化図である。
れるパルス波形図、第6―b図及び第6―f図は
接続点X,Yの電圧変化図、第6―C図と第6―
g図はオペアンプOP3の出力電圧の変化図、第6
−d図と第6−h図はOR回路28の出力電圧の
変化図である。
第6―a図に示すパルス信号はパルス発生器
(図示せず)より発生されたバツテリー3が充電
されている間は常に入力端子Aに入力されてい
る。トランジスタ19はパルス信号が立ち上がる
時に導通し、導通と同時に接続点Xの電位も低下
しトランジスタ25も導通する。この時のバツテ
リー3の端子電圧をV1とすると、コンデンサー
26に電圧V1が記憶されオペアンプOP2の出力
電圧もV1となる。次に入力端子Aにパルス信号
が入力されこの時のバツテリー3の端子電圧を
V2とすると接続点Yの電圧はV1からV2に上昇し
接続点Xの電圧は一瞬V2から大きく低下し再び
V2まで上昇し、第6―b図に示すように変化す
る。オペアンプOP3の反転入力端子の電圧が非反
転入力端子の電圧よりも高いオペアンプOP3の出
力は低いレベルとなり逆の場合は高いレベルとな
る。従つて接続点Xの電圧が低下して接続点Yの
電圧よりも低い間はオペアンプOP3の出力は低い
電圧となる。接続点Xの電圧が上昇し接続点Yの
電圧より高くなるとシユミツト回路4bの出力電
圧も高くなる。第6―c図に示すようにオペアン
プOP3の出力は変化し、オペアンプOP3の出力電
圧と入力端子Aに入力されるパルス信号とを入力
するOR回路28の出力電圧は第6―d図に示す
ように高い電圧である。従つてトランジスタ27
は導通せず充電が続けられる。
(図示せず)より発生されたバツテリー3が充電
されている間は常に入力端子Aに入力されてい
る。トランジスタ19はパルス信号が立ち上がる
時に導通し、導通と同時に接続点Xの電位も低下
しトランジスタ25も導通する。この時のバツテ
リー3の端子電圧をV1とすると、コンデンサー
26に電圧V1が記憶されオペアンプOP2の出力
電圧もV1となる。次に入力端子Aにパルス信号
が入力されこの時のバツテリー3の端子電圧を
V2とすると接続点Yの電圧はV1からV2に上昇し
接続点Xの電圧は一瞬V2から大きく低下し再び
V2まで上昇し、第6―b図に示すように変化す
る。オペアンプOP3の反転入力端子の電圧が非反
転入力端子の電圧よりも高いオペアンプOP3の出
力は低いレベルとなり逆の場合は高いレベルとな
る。従つて接続点Xの電圧が低下して接続点Yの
電圧よりも低い間はオペアンプOP3の出力は低い
電圧となる。接続点Xの電圧が上昇し接続点Yの
電圧より高くなるとシユミツト回路4bの出力電
圧も高くなる。第6―c図に示すようにオペアン
プOP3の出力は変化し、オペアンプOP3の出力電
圧と入力端子Aに入力されるパルス信号とを入力
するOR回路28の出力電圧は第6―d図に示す
ように高い電圧である。従つてトランジスタ27
は導通せず充電が続けられる。
充電が進行して充電の末期になるといくら充電
をしてもバツテリーの端子電圧は上昇しなくな
り、その時の電解液温度とバツテリーの劣化状態
によつて決められる充電末期の値となり変化しな
くなる。入力端子Aに第6―e図に示すパルス信
号が入力されると、接続点X、接続点Yの電圧は
第6―f図に示すように変化する。シユミツト回
路4bの有するヒステリシス効果の為接続点Xと
接続点Yの電圧が同じ時にはオペアンプOP3の出
力電圧は低く第6―g図に示すようになる。OR
回路28の出力は2つの入力電圧すなわちオペア
ンプOP3の出力電圧と入力端子Aに入力するパル
スの電圧とが同時に低い時のみ低い電圧となりト
ランジスタ27は導通する。トランジスタ27が
導通するとリレーの励磁コイル29が働き充電状
態から放電状態に変わる。
をしてもバツテリーの端子電圧は上昇しなくな
り、その時の電解液温度とバツテリーの劣化状態
によつて決められる充電末期の値となり変化しな
くなる。入力端子Aに第6―e図に示すパルス信
号が入力されると、接続点X、接続点Yの電圧は
第6―f図に示すように変化する。シユミツト回
路4bの有するヒステリシス効果の為接続点Xと
接続点Yの電圧が同じ時にはオペアンプOP3の出
力電圧は低く第6―g図に示すようになる。OR
回路28の出力は2つの入力電圧すなわちオペア
ンプOP3の出力電圧と入力端子Aに入力するパル
スの電圧とが同時に低い時のみ低い電圧となりト
ランジスタ27は導通する。トランジスタ27が
導通するとリレーの励磁コイル29が働き充電状
態から放電状態に変わる。
演算回路5は差動増幅器として働くオペアンプ
OP4と電解液温度を検出するサーミスター32と
基準値となるツエナーダイオード38と抵抗3
0,31,33,34,35,36,37とより
構成されている。第3図に示す特性図よりバツテ
リー残存寿命Kと充電末端子電圧Vと電解液温度
Tとの間にはK=aV+bT−cなる式が求められ
る。(定数a,b,cはバツテリーの種類により
決められる)演算回路5は上式の演算を行なうも
ので、サーミスター32と抵抗30で分圧された
電圧は抵抗36を介してオペアンプOP4の非反転
入力端子に入力し、同時に充電末端子電圧も抵抗
35を介してオペアンプOP4の非反転入力端子に
入力し、シエナーダイオード38による定電圧は
抵抗33を介して反転入力端子に入力している。
演算回路5の出力はA―D変換器5―1及びカウ
ンター6を介して表示装置10に伝達されバツテ
リー3の残存寿命が表示される。表示に際してデ
ジタル表示を行なうには表示装置10に計数数字
表示装置を使用し、アナログ表示を行なうにはD
―A変換器とメーターとを設けた表示装置にすれ
ばよい。
OP4と電解液温度を検出するサーミスター32と
基準値となるツエナーダイオード38と抵抗3
0,31,33,34,35,36,37とより
構成されている。第3図に示す特性図よりバツテ
リー残存寿命Kと充電末端子電圧Vと電解液温度
Tとの間にはK=aV+bT−cなる式が求められ
る。(定数a,b,cはバツテリーの種類により
決められる)演算回路5は上式の演算を行なうも
ので、サーミスター32と抵抗30で分圧された
電圧は抵抗36を介してオペアンプOP4の非反転
入力端子に入力し、同時に充電末端子電圧も抵抗
35を介してオペアンプOP4の非反転入力端子に
入力し、シエナーダイオード38による定電圧は
抵抗33を介して反転入力端子に入力している。
演算回路5の出力はA―D変換器5―1及びカウ
ンター6を介して表示装置10に伝達されバツテ
リー3の残存寿命が表示される。表示に際してデ
ジタル表示を行なうには表示装置10に計数数字
表示装置を使用し、アナログ表示を行なうにはD
―A変換器とメーターとを設けた表示装置にすれ
ばよい。
電流検出回路8はインダクタンス41とホール
素子42と可変抵抗43とより構成されバツテリ
ー3の消費電流を検出する。充放電回路9はトラ
ンジスタ46とコンデンサー47とトリガーダイ
オード48と抵抗49とツエナーダイオード44
とサーミスター45とより構成されている。直流
電動機7と制御回路40とは端子B,Cを介して
バツテリー3と直列に接続され、インダクタンス
41には端子D,Eを介してバツテリー3の放電
電流が流れる。インダクタンス41の磁界下には
ホール素子42がおかれているのでホール素子4
2には消費電流に比例した電圧が発生する。ホー
ル素子42の出力電圧によりトランジスタ46の
コレクタ電流は制御され、コンデンサー47はコ
レクタ電流により充電される。サーミスター45
はバツテリー3の電解液温度と比例する位置にお
かれている。サーミスター45は正の抵抗温度特
性を有しており電解液温度が上昇すればサーミス
ター45の抵抗は増加しトランジスタ46のコレ
クタ電流が減少し、コンデンサー47が設定電圧
が達する時間が長くなる。コンデンサー47が設
定の電圧値に充電されると、蓄積された電荷はト
リガーダイオード48、抵抗49を介して放電さ
れ、抵抗49を介する電圧パルスがカウンター6
に入力される。電圧パルスが入力される毎にカウ
ンター6は減算を行ない、残存寿命とパルス数と
の差を表示装置10に表示する。電解液温度が高
いとコンデンサー47を充電する時間が長くなり
コンデンサー47の放電回数が減少しカウンター
6の減算数も減少する。従つて放電中に電解液温
度が上昇してバツテリー容量が増加してもカウン
トダウンの減算数を減少さすことができ電解液温
度上昇によるバツテリー容量の増加分を補正して
いる。逆に電解液温度が降下した時はコンデンサ
ー47の充放電回数を増加させて電解液温度降下
によるバツテリー容量の減少分を補正している。
ツエナーダイオード44は上述した動作を安定化
させる為のものである。
素子42と可変抵抗43とより構成されバツテリ
ー3の消費電流を検出する。充放電回路9はトラ
ンジスタ46とコンデンサー47とトリガーダイ
オード48と抵抗49とツエナーダイオード44
とサーミスター45とより構成されている。直流
電動機7と制御回路40とは端子B,Cを介して
バツテリー3と直列に接続され、インダクタンス
41には端子D,Eを介してバツテリー3の放電
電流が流れる。インダクタンス41の磁界下には
ホール素子42がおかれているのでホール素子4
2には消費電流に比例した電圧が発生する。ホー
ル素子42の出力電圧によりトランジスタ46の
コレクタ電流は制御され、コンデンサー47はコ
レクタ電流により充電される。サーミスター45
はバツテリー3の電解液温度と比例する位置にお
かれている。サーミスター45は正の抵抗温度特
性を有しており電解液温度が上昇すればサーミス
ター45の抵抗は増加しトランジスタ46のコレ
クタ電流が減少し、コンデンサー47が設定電圧
が達する時間が長くなる。コンデンサー47が設
定の電圧値に充電されると、蓄積された電荷はト
リガーダイオード48、抵抗49を介して放電さ
れ、抵抗49を介する電圧パルスがカウンター6
に入力される。電圧パルスが入力される毎にカウ
ンター6は減算を行ない、残存寿命とパルス数と
の差を表示装置10に表示する。電解液温度が高
いとコンデンサー47を充電する時間が長くなり
コンデンサー47の放電回数が減少しカウンター
6の減算数も減少する。従つて放電中に電解液温
度が上昇してバツテリー容量が増加してもカウン
トダウンの減算数を減少さすことができ電解液温
度上昇によるバツテリー容量の増加分を補正して
いる。逆に電解液温度が降下した時はコンデンサ
ー47の充放電回数を増加させて電解液温度降下
によるバツテリー容量の減少分を補正している。
ツエナーダイオード44は上述した動作を安定化
させる為のものである。
温度変化以外にバツテリーには放電電流の大き
さにより取り出せる総放電容量が変化するので電
流値補正を前述の電流検出回路8に行なえばバツ
テリーの残量表示装置はさらに正確になる。
さにより取り出せる総放電容量が変化するので電
流値補正を前述の電流検出回路8に行なえばバツ
テリーの残量表示装置はさらに正確になる。
第7図はバツテリーの放電電流値を変えた場合
の放電特性図であり(20時間率のバツテリー)縦
軸にバツテリー容量(取り出し可能容量)を横軸
に放電電流値を示している。第7図の関係より逆
算して放電電流と電流補正数の関係が求められ
る。基準放電電流(1/20C,C:定数)より大き
い放電電流の時は実際に流れた電流値よりβ倍の
見かけ上の電流が放電したとみなして電流補正係
数を求めると、第8図の電流補正係数と放電電流
との関係が求まる。すなわち電流補正係数βと放
電電流Iとはβ=a・Ib(a,bは定数)の指数
関数の式で表示できる。
の放電特性図であり(20時間率のバツテリー)縦
軸にバツテリー容量(取り出し可能容量)を横軸
に放電電流値を示している。第7図の関係より逆
算して放電電流と電流補正数の関係が求められ
る。基準放電電流(1/20C,C:定数)より大き
い放電電流の時は実際に流れた電流値よりβ倍の
見かけ上の電流が放電したとみなして電流補正係
数を求めると、第8図の電流補正係数と放電電流
との関係が求まる。すなわち電流補正係数βと放
電電流Iとはβ=a・Ib(a,bは定数)の指数
関数の式で表示できる。
第9図は放電時において電流値補正と温度補正
を行なつた電流検出回路と充放電回路の一実施例
である。端子Bは切り替えスイツチSを介してバ
ツテリー3の(+)側と接続され端子Cはバツテ
リー3の(−)側と接続している。電流検出回路
8は消費電流検出回路8―1と対数演算回路8―
2と係数回路8―3と対数演算回路8―4と差動
増幅回路8―5と逆対数演算回路8―6とより構
成され、電流値補正と温度補正を行なう。直流電
動機7と制御回路40とは端子B,Cを介してバ
ツテリー3と直列に接続され、インダクタンス4
1には端子D,Eを介してバツテリー3の放電電
流が流れる。インダクタンス41の磁界下におか
れたホール素子42には放電電流に比例したホー
ル電圧が発生し、放電電流に比例した電流I1が抵
抗50,51,52と、オペアンプOP5とコンデ
ンサー53とトランジスタ54とより構成される
対数演算回路8―2に入力される。対数演算回路
8―2の出力は Vm=−kT/q(lnI1−lnIe) となり(k:ボルツマン定数、q:電子の電荷、
T:絶対温度、Ie:トランジスタのエミツタ飽和
電流)抵抗55,56,57とオペアンプOP6と
よりなる係数回路8―3に入力し係数回路8―3
の出力は V1=(1+α)Vm=(1+α)(−kT/q)(lnI1 −lnIe)となり(α:定数)、抵抗69を介して
オペアンプOP8の非反転入力端子に入力してい
る。抵抗58,59,61,64とサーミスター
60とトランジスタ63とコンデンサー62とオ
ペアンプOP7とよりなる対数演算回路8―4はバ
ツテリー3の温度変化に対する容量変化を補正す
る働きをし、抵抗58と抵抗61、サーミスター
60で分圧された電圧値を入力して対数演算す
る。
を行なつた電流検出回路と充放電回路の一実施例
である。端子Bは切り替えスイツチSを介してバ
ツテリー3の(+)側と接続され端子Cはバツテ
リー3の(−)側と接続している。電流検出回路
8は消費電流検出回路8―1と対数演算回路8―
2と係数回路8―3と対数演算回路8―4と差動
増幅回路8―5と逆対数演算回路8―6とより構
成され、電流値補正と温度補正を行なう。直流電
動機7と制御回路40とは端子B,Cを介してバ
ツテリー3と直列に接続され、インダクタンス4
1には端子D,Eを介してバツテリー3の放電電
流が流れる。インダクタンス41の磁界下におか
れたホール素子42には放電電流に比例したホー
ル電圧が発生し、放電電流に比例した電流I1が抵
抗50,51,52と、オペアンプOP5とコンデ
ンサー53とトランジスタ54とより構成される
対数演算回路8―2に入力される。対数演算回路
8―2の出力は Vm=−kT/q(lnI1−lnIe) となり(k:ボルツマン定数、q:電子の電荷、
T:絶対温度、Ie:トランジスタのエミツタ飽和
電流)抵抗55,56,57とオペアンプOP6と
よりなる係数回路8―3に入力し係数回路8―3
の出力は V1=(1+α)Vm=(1+α)(−kT/q)(lnI1 −lnIe)となり(α:定数)、抵抗69を介して
オペアンプOP8の非反転入力端子に入力してい
る。抵抗58,59,61,64とサーミスター
60とトランジスタ63とコンデンサー62とオ
ペアンプOP7とよりなる対数演算回路8―4はバ
ツテリー3の温度変化に対する容量変化を補正す
る働きをし、抵抗58と抵抗61、サーミスター
60で分圧された電圧値を入力して対数演算す
る。
対数演算回路8―4の出力電圧V2は
V2=(−kT/q){ln(80+0.8T)−lnIe}
となり、抵抗67を介してオペアンプOP8の反転
入力端子に入力している。抵抗65と抵抗66と
で分圧される電圧V3はV3=−kT/qln100となるよ うに抵抗値が決められ、抵抗57を介してオペア
ンプOP8の非反転入力端子に入力している。抵抗
67,68,69,70とオペアンプOP8より構
成される差動増幅回路8―5の出力電圧V4はV4
=−kT/q[(α+1)lnI1−ln(80+08T)−αlnIe +ln100]となる。トランジスタ71と抵抗72
とオペアンプOP9とより構成される逆対数演算回
路8―7にV0が入力されると、出力は V5=RIe(1-〓)[100/80+0.8T ・I1〓+1] となる。オペアンプOP9の出力V5はオペアンプ
OP10の非反転入力端子に入力しトランジスタ7
4のコレクタ電流が制御される。充放電回路9は
オペアンプOP10とトランジスタ74,80と抵
抗75,77,78,79とコンデンサー73と
トリガーダイオード76とより構成される。トラ
ンジスタ80及びトランジスタ74はオペアンプ
OP10により制御される。コンデンサー73には
トランジスタ80のコレクタ電流が充電され、コ
ンデンサー73が所定の電圧に充電されると、ト
リガーダイオード76を介して放電され、抵抗7
7を介する電圧パルスがカウンター6に入力され
て減算され、この数値が表示装置10に表示され
る。
入力端子に入力している。抵抗65と抵抗66と
で分圧される電圧V3はV3=−kT/qln100となるよ うに抵抗値が決められ、抵抗57を介してオペア
ンプOP8の非反転入力端子に入力している。抵抗
67,68,69,70とオペアンプOP8より構
成される差動増幅回路8―5の出力電圧V4はV4
=−kT/q[(α+1)lnI1−ln(80+08T)−αlnIe +ln100]となる。トランジスタ71と抵抗72
とオペアンプOP9とより構成される逆対数演算回
路8―7にV0が入力されると、出力は V5=RIe(1-〓)[100/80+0.8T ・I1〓+1] となる。オペアンプOP9の出力V5はオペアンプ
OP10の非反転入力端子に入力しトランジスタ7
4のコレクタ電流が制御される。充放電回路9は
オペアンプOP10とトランジスタ74,80と抵
抗75,77,78,79とコンデンサー73と
トリガーダイオード76とより構成される。トラ
ンジスタ80及びトランジスタ74はオペアンプ
OP10により制御される。コンデンサー73には
トランジスタ80のコレクタ電流が充電され、コ
ンデンサー73が所定の電圧に充電されると、ト
リガーダイオード76を介して放電され、抵抗7
7を介する電圧パルスがカウンター6に入力され
て減算され、この数値が表示装置10に表示され
る。
尚、電流値補正と温度補正の手段に対数及び逆
対数演算回路を用いて説明したがダイオードとオ
ペアンプを組み合わせて折れ線関数を求めて演算
を行なつても同様の効果が得られる。
対数演算回路を用いて説明したがダイオードとオ
ペアンプを組み合わせて折れ線関数を求めて演算
を行なつても同様の効果が得られる。
以上の説明より判るように冒頭で述べた本発明
の目的が達成されて実用上効果著しきものがあ
る。
の目的が達成されて実用上効果著しきものがあ
る。
第1図は本発明を説明したブロツク図、第2図
は定電流充電時における端子電圧の特性図、第3
図は定電流充電時における充電末端子電圧と残存
容量との関係を示す特性図、第4図はバツテリー
容量(取り出し可能容量)の温度特性図、第5図
は本発明装置の一実施例である。第6図は入力さ
れるパルス波形図と各端子における電圧変化の説
明図で、第6―a図、第6―e図は入力端子Aに
入力されるパルス波形図、第6―b図、第6―f
図は接続点X,Yの電圧変化図、第6―C図、第
6―g図はオペアンプOP3の出力電圧の変化図、
第6―d図、第6―h図はOR回路28の出力電
圧の変化図である。第7図は放電電流値を変えた
場合の放電特性図であり、第8図は放電電流と電
流補正係数の関係図、第9図は電流値補正と温度
補正を行なつた電流検出回路と充放電回路の別の
実施例である。 1……電源、2……定電流充電回路、3……バ
ツテリー、4……充電末端子電圧検出回路、5…
…演算回路、5―1……A―D変換器、6……カ
ウンター、7……直流電動機、8……電流検出回
路、9……充放電回路、10……表示装置、11
……ダイオードブリツジ、12,47……コンデ
ンサー、13,44,38……ツエナーダイオー
ド、14,16,19,25,27,46……ト
ランジスタ、15,17,19a,20,21,
22,23,24,30,31,32,33,3
4,35,36,37,49……抵抗、32,4
5……サーミスター、42……ホール素子、48
……トリガーダイオード、OP1,OP2,OP3,
OP4……オペアンプ、50,51,52,55,
56,57,58,59,61,64,65,6
6,67,68,69,70,72,75,7
7,78,79……抵、53,62,73……コ
ンデンサー、60……サーミスター、54,6
3,71,74,80……トランジスター、
OP5,OP6,OP7,OP8,OP9……オペアンプ。
は定電流充電時における端子電圧の特性図、第3
図は定電流充電時における充電末端子電圧と残存
容量との関係を示す特性図、第4図はバツテリー
容量(取り出し可能容量)の温度特性図、第5図
は本発明装置の一実施例である。第6図は入力さ
れるパルス波形図と各端子における電圧変化の説
明図で、第6―a図、第6―e図は入力端子Aに
入力されるパルス波形図、第6―b図、第6―f
図は接続点X,Yの電圧変化図、第6―C図、第
6―g図はオペアンプOP3の出力電圧の変化図、
第6―d図、第6―h図はOR回路28の出力電
圧の変化図である。第7図は放電電流値を変えた
場合の放電特性図であり、第8図は放電電流と電
流補正係数の関係図、第9図は電流値補正と温度
補正を行なつた電流検出回路と充放電回路の別の
実施例である。 1……電源、2……定電流充電回路、3……バ
ツテリー、4……充電末端子電圧検出回路、5…
…演算回路、5―1……A―D変換器、6……カ
ウンター、7……直流電動機、8……電流検出回
路、9……充放電回路、10……表示装置、11
……ダイオードブリツジ、12,47……コンデ
ンサー、13,44,38……ツエナーダイオー
ド、14,16,19,25,27,46……ト
ランジスタ、15,17,19a,20,21,
22,23,24,30,31,32,33,3
4,35,36,37,49……抵抗、32,4
5……サーミスター、42……ホール素子、48
……トリガーダイオード、OP1,OP2,OP3,
OP4……オペアンプ、50,51,52,55,
56,57,58,59,61,64,65,6
6,67,68,69,70,72,75,7
7,78,79……抵、53,62,73……コ
ンデンサー、60……サーミスター、54,6
3,71,74,80……トランジスター、
OP5,OP6,OP7,OP8,OP9……オペアンプ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 バツテリーと、該バツテリーを一定の電流値
で充電する定電流充電回路と、該定電流充電回路
による充電中に充電端子電圧が充電の末期の値に
なることを検出する第1の検出回路と、該第1の
検出回路の出力信号を介して充電状態から放電状
態に切り替える切り替えスイツチと、前記した充
電の末期の値とその時のバツテリー電解液温度を
介してバツテリーの残存容量を算出する演算回路
と、該演算回路の出力信号をデジタル信号に変換
するA―D変換器と、該A―D変換器を介して計
数を行なうカウンターと、該カウンターの出力信
号によりバツテリーの残存容量を表示する表示装
置と、前記したバツテリーの消費電流に比例した
値を検出する第2の検出回路と、該第2の検出回
路の出力をコンデンサーに充電させ該コンデンサ
ーの充電電圧が所定値に達した時に充電電荷を放
電し放電毎に前記したカウンターを減算させる充
放電回路とより構成されたことを特徴とするバツ
テリーの残量表示装置。 2 第1項記載の特許請求の範囲において、パル
ス信号が入力する毎にバツテリーの充電端子電圧
を検出及び記憶するサンプリングホールド回路を
設け、n番目(nは整数)に記憶したバツテリー
の充電端子電圧と(n+1)番目に検出したバツ
テリーの充電端子電圧とを比較するシユミツト回
路を設け、該シユミツト回路の出力と入力される
パルス信号との値に応じて充電状態から放電状態
に切り替える切り替えスイツチ回路を設けたこと
を特徴とするバツテリーの残量表示装置。 3 第1項記載の特許請求の範囲において、バツ
テリーの充電端子電圧の末期の値とバツテリーの
電解液温度を検出する第1の温度センサーを介し
て得られる値と所定基準電圧とを加減算する演算
回路を設けてバツテリーの残存容量を算すること
を特徴とするバツテリーの残量表示装置。 4 第1項記載の特許請求の範囲において、前記
したバツテリーの消費電流に比例した値を対数演
算する第2の演算回路の出力を係数倍させる第3
の演算回路を設け、第2の温度センサーを介して
得られる出力を対数演算する第4の演算回路を設
け、分圧抵抗を介して得られる定数と第3及び第
4の演算回路との出力を加減算する第5の演算回
路を設け、第5の演算回路の出力を逆対数演算す
る第6の演算回路を設け、第6の演算回路の出力
をコンデンサーに充電させ、該コンデンサーの充
電電圧が所定値に達したときに、充電電荷を放電
し、放電毎に前記したカウンターを減算させる充
放電回路とにより電解液の温度変化によるバツテ
リーの容量変化と消費電流の大小によるバツテリ
ーの容量変化を補正するように構成されたことを
特徴とするバツテリーの残量表示装置。 5 第1項記載の特許請求の範囲において、表示
装置にD―A変換器とメーターを設けアナログ表
示するように構成したことを特徴とするバツテリ
ーの残量表示装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12067779A JPS5644868A (en) | 1979-09-21 | 1979-09-21 | Residual amount indicating device of battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12067779A JPS5644868A (en) | 1979-09-21 | 1979-09-21 | Residual amount indicating device of battery |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5644868A JPS5644868A (en) | 1981-04-24 |
JPH0131147B2 true JPH0131147B2 (ja) | 1989-06-23 |
Family
ID=14792202
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12067779A Granted JPS5644868A (en) | 1979-09-21 | 1979-09-21 | Residual amount indicating device of battery |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5644868A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020203685A1 (ja) | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 三井化学株式会社 | リチウムイオン電池用外装フィルム、リチウムイオン電池、及びリチウムイオン電池スタック |
WO2020203684A1 (ja) | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 三井化学株式会社 | リチウムイオン電池スタック |
WO2021193205A1 (ja) | 2020-03-27 | 2021-09-30 | 三井化学株式会社 | リチウムイオン電池用自己消火性フィルム及びその製造方法、並びに、リチウムイオン電池 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4839597B1 (en) * | 1985-07-12 | 1991-03-26 | Battery condition monitoring system | |
JPH01313783A (ja) * | 1988-06-14 | 1989-12-19 | Philips Kk | 電池の容量計測回路 |
JP5268085B2 (ja) * | 2007-01-10 | 2013-08-21 | ヤマハモーターパワープロダクツ株式会社 | バッテリの容量管理装置 |
CN104092253B (zh) * | 2014-06-18 | 2017-02-15 | 惠州Tcl移动通信有限公司 | 动态调整智能移动终端电量显示的方法及智能移动终端 |
-
1979
- 1979-09-21 JP JP12067779A patent/JPS5644868A/ja active Granted
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020203685A1 (ja) | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 三井化学株式会社 | リチウムイオン電池用外装フィルム、リチウムイオン電池、及びリチウムイオン電池スタック |
WO2020203684A1 (ja) | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 三井化学株式会社 | リチウムイオン電池スタック |
WO2021193205A1 (ja) | 2020-03-27 | 2021-09-30 | 三井化学株式会社 | リチウムイオン電池用自己消火性フィルム及びその製造方法、並びに、リチウムイオン電池 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5644868A (en) | 1981-04-24 |
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