JPH05341023A - ニッケル系電池の残存容量算出方法 - Google Patents
ニッケル系電池の残存容量算出方法Info
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- JPH05341023A JPH05341023A JP4176158A JP17615892A JPH05341023A JP H05341023 A JPH05341023 A JP H05341023A JP 4176158 A JP4176158 A JP 4176158A JP 17615892 A JP17615892 A JP 17615892A JP H05341023 A JPH05341023 A JP H05341023A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電気自動車用電源として使用されるニッケル
系電池において、その残存容量は充電完了時の容量から
使用電気量の積算値を減算することにより求められる
が、駐車時などのように使用しない時にも自然に消費さ
れる自己放電があり、これが電池容量を減少させて、減
算計算により求められた残存容量の値に誤差を生じさせ
ることになるので、このような誤差をなくした残存容量
算出方法を提供すること。 【構成】 自己放電電気量と残存容量及び電池の温度と
の特性を作成しておき、計算により求められた残存容量
と計測により求められた電池の温度とから自己放電電気
量を推測計算し、これを計算により求めた残存容量から
減算処理するようにしてなるもの。
系電池において、その残存容量は充電完了時の容量から
使用電気量の積算値を減算することにより求められる
が、駐車時などのように使用しない時にも自然に消費さ
れる自己放電があり、これが電池容量を減少させて、減
算計算により求められた残存容量の値に誤差を生じさせ
ることになるので、このような誤差をなくした残存容量
算出方法を提供すること。 【構成】 自己放電電気量と残存容量及び電池の温度と
の特性を作成しておき、計算により求められた残存容量
と計測により求められた電池の温度とから自己放電電気
量を推測計算し、これを計算により求めた残存容量から
減算処理するようにしてなるもの。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はニッケル系電池の残存容
量算出方法に関し、特に電気自動車用の電源として使用
されるＮｉ−Ｃｄ、ニッケル・水素などのニッケル系電
池の残存容量を表示する装置に適用することができる。
量算出方法に関し、特に電気自動車用の電源として使用
されるＮｉ−Ｃｄ、ニッケル・水素などのニッケル系電
池の残存容量を表示する装置に適用することができる。
【０００２】
【従来の技術】従来、電気自動車用電源としては鉛電池
が一般的に知られている。この種の電池の場合には、電
池の残存容量はその端子電圧と相関関係があるため、端
子電圧を監視することによって大まかな残存容量を推測
することができる。
が一般的に知られている。この種の電池の場合には、電
池の残存容量はその端子電圧と相関関係があるため、端
子電圧を監視することによって大まかな残存容量を推測
することができる。
【０００３】これに対し、充電容量が大きい等の理由で
電気自動車用電源として採用され始めたたとえばＮｉ−
Ｃｄ電池は内部抵抗が非常に低いため、放電量に比例し
て端子電圧が変化する量が極めて小さく、したがって端
子電圧を計測して電池の残存容量を推測することは非常
に困難であり、可能であっても極めて精度の高い電圧計
測手段を使用しなければならない。このため、Ｎｉ−Ｃ
ｄ電池においては、最初に充電完了（満充電）した時点
で又は充電完了の度に電池の残存容量を１００％と初期
設定し、これから使用した電気量だけ順次差し引いてい
って残存容量を算出するようにしている。使用した電気
量は測定した放電電流を単位時間毎に積算することによ
って求められる。もちろん、途中で充電状態に置かれれ
ば、その電気量は残存容量に加算される処理が行われて
いる。
電気自動車用電源として採用され始めたたとえばＮｉ−
Ｃｄ電池は内部抵抗が非常に低いため、放電量に比例し
て端子電圧が変化する量が極めて小さく、したがって端
子電圧を計測して電池の残存容量を推測することは非常
に困難であり、可能であっても極めて精度の高い電圧計
測手段を使用しなければならない。このため、Ｎｉ−Ｃ
ｄ電池においては、最初に充電完了（満充電）した時点
で又は充電完了の度に電池の残存容量を１００％と初期
設定し、これから使用した電気量だけ順次差し引いてい
って残存容量を算出するようにしている。使用した電気
量は測定した放電電流を単位時間毎に積算することによ
って求められる。もちろん、途中で充電状態に置かれれ
ば、その電気量は残存容量に加算される処理が行われて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ニッケル系
電池においては、使用しない時に電気量を消費してしま
う自己放電が比較的大きいことが知られている。たとえ
ば鉛電池が０．５％／日であるのに対し、Ｎｉ−Ｃｄ電
池の場合は約１％／日の自己放電がある。つまり、使用
しない駐車時においても、１日当り１％の電気量が消費
されることになり、充電完了した状態でも、１００日経
てば電池の容量はゼロになることを意味する。この自己
放電は電流が電池内を流れるため外部から検出すること
ができず、したがって自己放電量を直接計算することも
できない。
電池においては、使用しない時に電気量を消費してしま
う自己放電が比較的大きいことが知られている。たとえ
ば鉛電池が０．５％／日であるのに対し、Ｎｉ−Ｃｄ電
池の場合は約１％／日の自己放電がある。つまり、使用
しない駐車時においても、１日当り１％の電気量が消費
されることになり、充電完了した状態でも、１００日経
てば電池の容量はゼロになることを意味する。この自己
放電は電流が電池内を流れるため外部から検出すること
ができず、したがって自己放電量を直接計算することも
できない。
【０００５】電池の残存容量は特に電気自動車の場合、
走行可能状態があとどの位持続できるかを示す指標とな
るだけに、走行可能距離又は走行可能時間を予測する上
でも、又、安全走行の上でも極めて重要な情報であり、
したがって、算出された残存容量はできるだけ高精度の
ものが望まれる。
走行可能状態があとどの位持続できるかを示す指標とな
るだけに、走行可能距離又は走行可能時間を予測する上
でも、又、安全走行の上でも極めて重要な情報であり、
したがって、算出された残存容量はできるだけ高精度の
ものが望まれる。
【０００６】本発明は上記事情にかんがみてなされたも
ので、電池の残存容量算出において、自己放電による容
量減が考慮された高精度の残存容量を算出することがで
きるニッケル系電池の残存容量算出方法を提供すること
を目的とする。
ので、電池の残存容量算出において、自己放電による容
量減が考慮された高精度の残存容量を算出することがで
きるニッケル系電池の残存容量算出方法を提供すること
を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的に対し、本発明
によれば、電池の充放電電流を測定して充放電電気量を
単位時間毎に積算し、この積算した電気量を予め設定し
た電池の残存容量の初期値に対して加減算することで電
池の残存容量を算出していく方法において、先に計算さ
れた電池の残存容量と温度センサより得られた電池の温
度とから自己放電量を推測計算し、所定時間毎にこの自
己放電量を加減算により得られた残存容量から減算処理
するようにしたことを特徴とするニッケル系電池の残存
容量算出方法が提供される。
によれば、電池の充放電電流を測定して充放電電気量を
単位時間毎に積算し、この積算した電気量を予め設定し
た電池の残存容量の初期値に対して加減算することで電
池の残存容量を算出していく方法において、先に計算さ
れた電池の残存容量と温度センサより得られた電池の温
度とから自己放電量を推測計算し、所定時間毎にこの自
己放電量を加減算により得られた残存容量から減算処理
するようにしたことを特徴とするニッケル系電池の残存
容量算出方法が提供される。
【０００８】
【作用】上記手段によれば、自己放電量は電池の温度に
よって変化し、又、電池の残存容量によっても変化する
もので、これらの関係を予め作成しておき、先に計算さ
れた電池の残存容量と測定により得られた電池の温度と
を変数として自己放電量を求め、これを加減算により得
られた残存容量から差し引くことによって、残存容量は
常に自己放電量で補正されたデータを持つことになる。
よって変化し、又、電池の残存容量によっても変化する
もので、これらの関係を予め作成しておき、先に計算さ
れた電池の残存容量と測定により得られた電池の温度と
を変数として自己放電量を求め、これを加減算により得
られた残存容量から差し引くことによって、残存容量は
常に自己放電量で補正されたデータを持つことになる。
【０００９】
【実施例】以下本発明の好適な一実施例を示した添付図
面を参照して本発明を詳述する。
面を参照して本発明を詳述する。
【００１０】図１は本発明による方法をたとえばＮｉ−
Ｃｄ電池のための残存容量表示装置に適用した場合の演
算処理フローを示し、図２は残存容量表示装置の構成例
を示したブロック図である。
Ｃｄ電池のための残存容量表示装置に適用した場合の演
算処理フローを示し、図２は残存容量表示装置の構成例
を示したブロック図である。
【００１１】電池の残存容量表示装置は残存容量計１及
び表示部２によって構成される。残存容量計１にはＮｉ
−Ｃｄ電池３の放電電流を計測する電流計４、Ｎｉ−Ｃ
ｄ電池３内の温度を計測する温度センサ５及び電気自動
車が駐車中であるかどうかを検出するイグニッションス
イッチ６が接続されている。なお、符号７は電気自動車
の駆動電動機を制御する電動機コントローラである。
び表示部２によって構成される。残存容量計１にはＮｉ
−Ｃｄ電池３の放電電流を計測する電流計４、Ｎｉ−Ｃ
ｄ電池３内の温度を計測する温度センサ５及び電気自動
車が駐車中であるかどうかを検出するイグニッションス
イッチ６が接続されている。なお、符号７は電気自動車
の駆動電動機を制御する電動機コントローラである。
【００１２】残存容量計１は図示はしないが、電流計４
によって計測された放電電流及び温度センサ５によって
計測された温度信号のアナログ値をディジタル値にそれ
ぞれ変換するアナログ・ディジタル変換器、図１の演算
処理を行うプログラムなどを格納した読取り専用メモ
リ、演算処理などに使用されるランダムアクセスメモ
リ、中央処理装置、電流計４及び温度センサ５及びイグ
ニッションスイッチ６からの電圧信号を正規化したり表
示部２へ駆動電流を供給したりする各種インタフェー
ス、及びこれらを動作させるのに適した直流電圧を得る
ＤＣ／ＤＣコンバータから構成されている。
によって計測された放電電流及び温度センサ５によって
計測された温度信号のアナログ値をディジタル値にそれ
ぞれ変換するアナログ・ディジタル変換器、図１の演算
処理を行うプログラムなどを格納した読取り専用メモ
リ、演算処理などに使用されるランダムアクセスメモ
リ、中央処理装置、電流計４及び温度センサ５及びイグ
ニッションスイッチ６からの電圧信号を正規化したり表
示部２へ駆動電流を供給したりする各種インタフェー
ス、及びこれらを動作させるのに適した直流電圧を得る
ＤＣ／ＤＣコンバータから構成されている。
【００１３】次に、Ｎｉ−Ｃｄ電池３の残存容量を算出
する方法について、図１を参照しながら説明すると、ス
テップ１０では、Ｎｉ−Ｃｄ電池を充電完了（満充電）
した時に残存容量（Ａ）のデータを１００％に初期設定
している。ステップ１１及び１２では、電池の充放電電
流（Ｉ）及び電池温度（Ｔ）をたとえば１０ミリ秒毎に
サンプリングする。ステップ１３では計測した電流の方
向から電池が充電状態にあるか放電状態にあるかを判断
する。
する方法について、図１を参照しながら説明すると、ス
テップ１０では、Ｎｉ−Ｃｄ電池を充電完了（満充電）
した時に残存容量（Ａ）のデータを１００％に初期設定
している。ステップ１１及び１２では、電池の充放電電
流（Ｉ）及び電池温度（Ｔ）をたとえば１０ミリ秒毎に
サンプリングする。ステップ１３では計測した電流の方
向から電池が充電状態にあるか放電状態にあるかを判断
する。
【００１４】電池が放電状態にあれば、ステップ１４に
て、放電電気量積算値（Ｂ）に今回計測した電気量を積
算し、この積算をたとえば６０秒間繰り返して行う。電
池が充電状態にあれば、ステップ１５にて、充電電気量
積算値（Ｃ）に今回計測した電気量を積算し、この積算
を例えば６０秒間繰り返して行う。
て、放電電気量積算値（Ｂ）に今回計測した電気量を積
算し、この積算をたとえば６０秒間繰り返して行う。電
池が充電状態にあれば、ステップ１５にて、充電電気量
積算値（Ｃ）に今回計測した電気量を積算し、この積算
を例えば６０秒間繰り返して行う。
【００１５】ステップ１６は電池の残存容量の表示を更
新する間隔を設定するもので、表示出力のちらつきを防
止するためたとえば６０秒としてある。ステップ１７は
イグニッションスイッチがオフであるかどうか、すなわ
ち電気自動車が駐車中であるかどうかを判断するもの
で、駐車中であればステップ１８にて自己放電電気量
（Ｄ）を計算し、運転中であれば、ステップ１８はパス
される。
新する間隔を設定するもので、表示出力のちらつきを防
止するためたとえば６０秒としてある。ステップ１７は
イグニッションスイッチがオフであるかどうか、すなわ
ち電気自動車が駐車中であるかどうかを判断するもの
で、駐車中であればステップ１８にて自己放電電気量
（Ｄ）を計算し、運転中であれば、ステップ１８はパス
される。
【００１６】自己放電電気量（Ｄ）は図３に示したよう
に、放電率が大きくなるほど、つまり残存容量が小さく
なるほど小さくなり、同じ放電率でも温度が高いほど大
きくなるという特性がある。これらの関係は予め求めら
れているので、先に計算によって求められた残存容量
（Ａ）及び計測によって求められた電池温度（Ｔ）から
容易に自己放電電気量（Ｄ）を推測計算することができ
る。
に、放電率が大きくなるほど、つまり残存容量が小さく
なるほど小さくなり、同じ放電率でも温度が高いほど大
きくなるという特性がある。これらの関係は予め求めら
れているので、先に計算によって求められた残存容量
（Ａ）及び計測によって求められた電池温度（Ｔ）から
容易に自己放電電気量（Ｄ）を推測計算することができ
る。
【００１７】次に、ステップ１９では先に計算された残
存容量（Ａ）に対して放電電気量積算値（Ｂ）、充電電
気量積算値（Ｃ）及び自己放電電気量（Ｄ）が加減算さ
れて新たな残存容量（Ａ）が求められ、ステップ２０で
は放電電気量積算値（Ｂ）及び充電電気量積算値（Ｃ）
がゼロにリセットされ、そしてステップ２１にて、自己
放電電気量によって補正された残存容量が表示出力され
る。
存容量（Ａ）に対して放電電気量積算値（Ｂ）、充電電
気量積算値（Ｃ）及び自己放電電気量（Ｄ）が加減算さ
れて新たな残存容量（Ａ）が求められ、ステップ２０で
は放電電気量積算値（Ｂ）及び充電電気量積算値（Ｃ）
がゼロにリセットされ、そしてステップ２１にて、自己
放電電気量によって補正された残存容量が表示出力され
る。
【００１８】なお、残存容量計１は常時機能しているこ
とになるが、この消費電気量が自己放電電気量に比べて
無視できない大きさであれば、ステップ１９において、
残存容量計１の消費電気量も減算計算されることにな
る。
とになるが、この消費電気量が自己放電電気量に比べて
無視できない大きさであれば、ステップ１９において、
残存容量計１の消費電気量も減算計算されることにな
る。
【００１９】
【発明の効果】上述のように、本発明によれば、ニッケ
ル系電池の残存容量を充電完了時の初期値から使用した
電気量に相当する放電電流の積算値を差し引くことで求
める場合において、駐車時などのように使用しない時に
も消費される電気量である自己放電電気量を別個に計算
してこの分の電気量を差し引いておくことにより、計算
上の電池の残存容量と実際の残存容量とに差がなくな
り、精度のよい残存容量を算出することができる。
ル系電池の残存容量を充電完了時の初期値から使用した
電気量に相当する放電電流の積算値を差し引くことで求
める場合において、駐車時などのように使用しない時に
も消費される電気量である自己放電電気量を別個に計算
してこの分の電気量を差し引いておくことにより、計算
上の電池の残存容量と実際の残存容量とに差がなくな
り、精度のよい残存容量を算出することができる。
【図１】本発明によるニッケル系電池の残存容量算出方
法を適用した残存容量表示装置における残存容量演算処
理フローを示した図である。
法を適用した残存容量表示装置における残存容量演算処
理フローを示した図である。
【図２】本発明によるニッケル系電池の残存容量算出方
法を適用した残存容量表示装置の構成例を示したブロッ
ク図である。
法を適用した残存容量表示装置の構成例を示したブロッ
ク図である。
【図３】ニッケル系電池の自己放電特性の一例を示した
図である。
図である。
１ 残存容量計 ２ 表示部 ３ Ｎｉ−Ｃｄ電池 ４ 電流計 ５ 温度センサ ６ イグニッションスイッチ ７ 電動機コントローラ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 浩恭 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 名取 一雄 東京都調布市西つつじケ丘２丁目４番１号 東京電力株式会社技術研究所内 (72)発明者 藤原 昇 東京都調布市西つつじケ丘２丁目４番１号 東京電力株式会社技術研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】電池の充放電電流を測定して充放電電気量
を単位時間毎に積算し、この積算した電気量を予め設定
した電池の残存容量の初期値に対して加減算することで
電池の残存容量を算出していく方法において、先に計算
された電池の残存容量と温度センサより得られた電池の
温度とから自己放電量を推測計算し、所定時間毎にこの
自己放電量を加減算により得られた残存容量から減算処
理するようにしたことを特徴とするニッケル系電池の残
存容量算出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4176158A JPH05341023A (ja) | 1992-06-10 | 1992-06-10 | ニッケル系電池の残存容量算出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4176158A JPH05341023A (ja) | 1992-06-10 | 1992-06-10 | ニッケル系電池の残存容量算出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05341023A true JPH05341023A (ja) | 1993-12-24 |
Family
ID=16008682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4176158A Pending JPH05341023A (ja) | 1992-06-10 | 1992-06-10 | ニッケル系電池の残存容量算出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05341023A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040009372A (ko) * | 2002-07-23 | 2004-01-31 | 현대자동차주식회사 | 전기 차량용 니켈 금속수소 전지의 자기 방전량 계산 방법 |
| JP2015026527A (ja) * | 2013-07-26 | 2015-02-05 | 富士通株式会社 | 自己放電量算出装置、自己放電量算出プログラム及びその方法 |
| JP2017156187A (ja) * | 2016-03-01 | 2017-09-07 | 株式会社Ｇｓユアサ | 蓄電素子の監視装置、蓄電素子モジュール、ｓｏｃの推定方法 |
| JP2017223496A (ja) * | 2016-06-14 | 2017-12-21 | トヨタ自動車株式会社 | 電池システム |
| CN111812522A (zh) * | 2020-06-19 | 2020-10-23 | 北京国网普瑞特高压输电技术有限公司 | 一种电动汽车车载动力电池电量计量方法 |
| CN111812401A (zh) * | 2020-06-19 | 2020-10-23 | 北京国网普瑞特高压输电技术有限公司 | 一种车载动力电池大功率直流电能计量方法及*** |
| CN112034360A (zh) * | 2020-09-14 | 2020-12-04 | 桑顿新能源科技有限公司 | 一种动力电池剩余电量的确定方法、***及相关组件 |
-
1992
- 1992-06-10 JP JP4176158A patent/JPH05341023A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040009372A (ko) * | 2002-07-23 | 2004-01-31 | 현대자동차주식회사 | 전기 차량용 니켈 금속수소 전지의 자기 방전량 계산 방법 |
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| CN107144791A (zh) * | 2016-03-01 | 2017-09-08 | 株式会社杰士汤浅国际 | 蓄电元件的监视装置、蓄电元件模块、soc的估计方法 |
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| CN111812401B (zh) * | 2020-06-19 | 2022-04-22 | 北京国网普瑞特高压输电技术有限公司 | 一种车载动力电池大功率直流电能计量方法及*** |
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| CN112034360A (zh) * | 2020-09-14 | 2020-12-04 | 桑顿新能源科技有限公司 | 一种动力电池剩余电量的确定方法、***及相关组件 |
| CN112034360B (zh) * | 2020-09-14 | 2023-08-22 | 桑顿新能源科技有限公司 | 一种动力电池剩余电量的确定方法、***及相关组件 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990603 |