JPH06281711A - バッテリ残存容量検出装置 - Google Patents
バッテリ残存容量検出装置Info
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- JPH06281711A JPH06281711A JP5291981A JP29198193A JPH06281711A JP H06281711 A JPH06281711 A JP H06281711A JP 5291981 A JP5291981 A JP 5291981A JP 29198193 A JP29198193 A JP 29198193A JP H06281711 A JPH06281711 A JP H06281711A
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- battery
- capacity
- battery capacity
- time
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 バッテリ残存容量検出装置において、各種検
出方法の特長を有効に利用し、迅速で正確な残存容量が
検出できるようにする。 【構成】 バッテリの電解液濃度検出101 によりバッテ
リ容量を求め、これに充放電電流の積算102 によるバッ
テリ容量の相対的変化量を加算して、バッテリの残存容
量を求める103 。これにより、電解液濃度の検出には時
間遅れが生ぜず正確な残存容量が得られ、充放電電流の
積算による検出誤差の積算は、バッテリの使用開始毎に
リセットされることとなるから、各種検出方法の特長を
有効に利用し、正確で迅速なバッテリの残存容量の検出
装置が得られることとなる。
出方法の特長を有効に利用し、迅速で正確な残存容量が
検出できるようにする。 【構成】 バッテリの電解液濃度検出101 によりバッテ
リ容量を求め、これに充放電電流の積算102 によるバッ
テリ容量の相対的変化量を加算して、バッテリの残存容
量を求める103 。これにより、電解液濃度の検出には時
間遅れが生ぜず正確な残存容量が得られ、充放電電流の
積算による検出誤差の積算は、バッテリの使用開始毎に
リセットされることとなるから、各種検出方法の特長を
有効に利用し、正確で迅速なバッテリの残存容量の検出
装置が得られることとなる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、バッテリ残存容量検出
装置に関するものであり、特に詳しくは、電気自動車等
のバッテリの残存容量を正確に把握するためのバッテリ
残存容量検出装置に関するものである。
装置に関するものであり、特に詳しくは、電気自動車等
のバッテリの残存容量を正確に把握するためのバッテリ
残存容量検出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、バッテリの状態(残存容量等)を
検出する手段として、所定時間間隔毎に測定した充放電
電流値を積算していく方法、濃度センサを用いてバッテ
リの電解液比重を測定する方法、およびバッテリの放電
中に内部抵抗を測定し得られた内部抵抗からバッテリ容
量を算出する方法があった。
検出する手段として、所定時間間隔毎に測定した充放電
電流値を積算していく方法、濃度センサを用いてバッテ
リの電解液比重を測定する方法、およびバッテリの放電
中に内部抵抗を測定し得られた内部抵抗からバッテリ容
量を算出する方法があった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
各種のバッテリ容量検出方法は、以下に述べる問題点を
有している。充放電電流値を積算していく方法は、検出
の速度は速いという利点があるが、検出の微量の誤差も
長期に渡って積算されるため、適当な時期でのデータの
リセットが必要である。また、充放電効率および自己放
電率の補正が必要であり、この補正の誤差も積算される
という問題点があった。
各種のバッテリ容量検出方法は、以下に述べる問題点を
有している。充放電電流値を積算していく方法は、検出
の速度は速いという利点があるが、検出の微量の誤差も
長期に渡って積算されるため、適当な時期でのデータの
リセットが必要である。また、充放電効率および自己放
電率の補正が必要であり、この補正の誤差も積算される
という問題点があった。
【0004】濃度センサによりバッテリの電解液比重を
測定する方法は、バッテリの状態を直接検出するという
利点があるが、充放電による電解液濃度変化が平衡に達
するまでの間測定誤差が生じ、センサの出力に遅れがあ
るため、充放電の途中で正確なバッテリ容量を検出する
ことは困難である。また、バッテリの劣化(電解液の増
減を含む)によって、電解液濃度とバッテリ容量の相関
関係に誤差が生じるという問題点があった。
測定する方法は、バッテリの状態を直接検出するという
利点があるが、充放電による電解液濃度変化が平衡に達
するまでの間測定誤差が生じ、センサの出力に遅れがあ
るため、充放電の途中で正確なバッテリ容量を検出する
ことは困難である。また、バッテリの劣化(電解液の増
減を含む)によって、電解液濃度とバッテリ容量の相関
関係に誤差が生じるという問題点があった。
【0005】バッテリの内部抵抗から算出する方法は、
バッテリ容量を比較的容易に検出できるという利点を有
するが、連続的な測定が不可能である。また、放電状態
での検出誤差は小さいものの、満充電付近でのバッテリ
容量検出誤差が大きいという問題点がある。本発明は、
以上の各検出方法の特徴を有効に利用し、迅速で正確な
検出ができるバッテリ残存容量検出装置を提供すること
を目的とするものである。
バッテリ容量を比較的容易に検出できるという利点を有
するが、連続的な測定が不可能である。また、放電状態
での検出誤差は小さいものの、満充電付近でのバッテリ
容量検出誤差が大きいという問題点がある。本発明は、
以上の各検出方法の特徴を有効に利用し、迅速で正確な
検出ができるバッテリ残存容量検出装置を提供すること
を目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、バッテリの電解液濃度を検出する第1の
検出手段、充放電電流値を検出する第2の検出手段、電
解液濃度とバッテリ容量の相関関係を記憶する第1の記
憶手段、前記第1の検出手段の出力と前記第1の記憶手
段に記憶されている情報から、バッテリ容量を演算する
第1の演算手段、および前記第2の検出手段の出力を積
算した値からバッテリ容量の相対的変化量を求め、この
相対的変化量と前記第1の演算手段で得られたバッテリ
容量からバッテリの残存容量を演算する第2の演算手段
によりバッテリ残存容量検出装置を構成する。
め、本発明は、バッテリの電解液濃度を検出する第1の
検出手段、充放電電流値を検出する第2の検出手段、電
解液濃度とバッテリ容量の相関関係を記憶する第1の記
憶手段、前記第1の検出手段の出力と前記第1の記憶手
段に記憶されている情報から、バッテリ容量を演算する
第1の演算手段、および前記第2の検出手段の出力を積
算した値からバッテリ容量の相対的変化量を求め、この
相対的変化量と前記第1の演算手段で得られたバッテリ
容量からバッテリの残存容量を演算する第2の演算手段
によりバッテリ残存容量検出装置を構成する。
【0007】
【作用】この手段によれば、バッテリの使用開始毎に、
電解液濃度により求めたバッテリ容量を基準として、充
放電電流を積算することによりバッテリ容量の変化を算
出することとなる。これにより、充放電電流の積算によ
り迅速な残存容量の検出ができると共に、充放電電流の
検出誤差の積算は、バッテリの使用開始毎にリセットさ
れることとなるから、正確なバッテリの残存容量の検出
装置が得られることとなる。
電解液濃度により求めたバッテリ容量を基準として、充
放電電流を積算することによりバッテリ容量の変化を算
出することとなる。これにより、充放電電流の積算によ
り迅速な残存容量の検出ができると共に、充放電電流の
検出誤差の積算は、バッテリの使用開始毎にリセットさ
れることとなるから、正確なバッテリの残存容量の検出
装置が得られることとなる。
【0008】
【実施例】本発明のバッテリ残存容量検出装置を電気自
動車に適用した実施例について、図を用いて説明する。
図2は、バッテリ残存容量検出装置の実施例のブロック
図を示す。図において、1はバッテリ、2はバッテリ1
に設けられた電解液濃度センサ、3はバッテリ1の電流
IB を検出する充放電電流検出器、4はバッテリ1の端
子電圧VB を検出する電圧検出器である。バッテリ1に
は、モータ等の負荷5と回生ブレーキ6が接続され、さ
らに、バッテリの充電時には、外部電源7が接続され
る。また、8はマイコンであり、濃度センサ2、充放電
電流検出器3、電圧検出器4、および外部電源7からの
信号が入力され、バッテリの残存容量を算出する。
動車に適用した実施例について、図を用いて説明する。
図2は、バッテリ残存容量検出装置の実施例のブロック
図を示す。図において、1はバッテリ、2はバッテリ1
に設けられた電解液濃度センサ、3はバッテリ1の電流
IB を検出する充放電電流検出器、4はバッテリ1の端
子電圧VB を検出する電圧検出器である。バッテリ1に
は、モータ等の負荷5と回生ブレーキ6が接続され、さ
らに、バッテリの充電時には、外部電源7が接続され
る。また、8はマイコンであり、濃度センサ2、充放電
電流検出器3、電圧検出器4、および外部電源7からの
信号が入力され、バッテリの残存容量を算出する。
【0009】マイコン8では、電気自動車の運転開始毎
に図1に示す制御ブロックに沿ってバッテリ容量を検出
する。すなわち、電気自動車の運転開始時に電源をオン
すると、始めに、電解液濃度によるバッテリ容量算出手
段101で電解液濃度によるバッテリ容量が算出され
る。この値でマイコン8のメモリに記憶していたバッテ
リ容量の値をリセットする。
に図1に示す制御ブロックに沿ってバッテリ容量を検出
する。すなわち、電気自動車の運転開始時に電源をオン
すると、始めに、電解液濃度によるバッテリ容量算出手
段101で電解液濃度によるバッテリ容量が算出され
る。この値でマイコン8のメモリに記憶していたバッテ
リ容量の値をリセットする。
【0010】電解液濃度によるバッテリ容量算出手段1
01のバッテリ容量の算出は、図3の電解液濃度とバッ
テリ容量の関係を示す第1の記憶手段に記憶されたグラ
フから求められる。図3のバッテリ容量は、満充電時を
100%として表している。実際の演算では、バッテリ
容量は、Ah(アンペア・アワー)かWh(ワット・ア
ワー)の表示となる。本例における電解液濃度によるバ
ッテリ容量の算出は、電気自動車の運転開始時に行われ
るのであるから、電解液濃度変化が平衡した状態で測定
がされることとなり、時間遅れによる測定誤差は問題と
ならない。
01のバッテリ容量の算出は、図3の電解液濃度とバッ
テリ容量の関係を示す第1の記憶手段に記憶されたグラ
フから求められる。図3のバッテリ容量は、満充電時を
100%として表している。実際の演算では、バッテリ
容量は、Ah(アンペア・アワー)かWh(ワット・ア
ワー)の表示となる。本例における電解液濃度によるバ
ッテリ容量の算出は、電気自動車の運転開始時に行われ
るのであるから、電解液濃度変化が平衡した状態で測定
がされることとなり、時間遅れによる測定誤差は問題と
ならない。
【0011】なお、この電解液濃度は、電解液濃度の変
化による水蒸気圧の変化を検出することにより知ること
ができる。湿度センサを透湿性を有するフィルタで保護
し、これを電解液中に設置する。透湿性のフィルタは、
水蒸気は透過するが、液体の侵入は防止する機能を有し
ている。図7にこのセンサの例を示す。感湿膜71と温
度補償用サーミスタ72を基板73上に配置し、これを
絶縁フィルム74上の配線75と所定の配線76を行
う。このセンサ本体は、透湿性のフィルタ77を開口に
設けたケース78内に収納される。
化による水蒸気圧の変化を検出することにより知ること
ができる。湿度センサを透湿性を有するフィルタで保護
し、これを電解液中に設置する。透湿性のフィルタは、
水蒸気は透過するが、液体の侵入は防止する機能を有し
ている。図7にこのセンサの例を示す。感湿膜71と温
度補償用サーミスタ72を基板73上に配置し、これを
絶縁フィルム74上の配線75と所定の配線76を行
う。このセンサ本体は、透湿性のフィルタ77を開口に
設けたケース78内に収納される。
【0012】次に、運転が実際に開始されてバッテリ1
が充放電を開始すると、その充放電電流が充放電電流検
出手段102で検出されて、バッテリ容量算出手段10
3で充放電電流を積算することによりバッテリ容量の変
化が算出され、バッテリの残存容量が検出される。ステ
ップ103の充放電電流によるバッテリ容量の算出は、
バッテリ1に流れる充放電電流を積算してバッテリ容量
の変化を算出し、これを電解液濃度によるバッテリ容量
算出手段101で得た電解液濃度により求めたバッテリ
容量に加算することにより、現在のバッテリ容量を算出
する。
が充放電を開始すると、その充放電電流が充放電電流検
出手段102で検出されて、バッテリ容量算出手段10
3で充放電電流を積算することによりバッテリ容量の変
化が算出され、バッテリの残存容量が検出される。ステ
ップ103の充放電電流によるバッテリ容量の算出は、
バッテリ1に流れる充放電電流を積算してバッテリ容量
の変化を算出し、これを電解液濃度によるバッテリ容量
算出手段101で得た電解液濃度により求めたバッテリ
容量に加算することにより、現在のバッテリ容量を算出
する。
【0013】この充放電電流によるバッテリ容量の算出
は、検出の速度が早いため、現時点のバッテリ容量を迅
速に検出できる。また、この算出の基礎となる電解液濃
度により求めたバッテリ容量の算出は、電気自動車の運
転開始毎にリセットされるのであるから、充放電電流の
検出誤差が長期に渡って積算されることはなくなって、
正確なバッテリ容量の算出がされる。
は、検出の速度が早いため、現時点のバッテリ容量を迅
速に検出できる。また、この算出の基礎となる電解液濃
度により求めたバッテリ容量の算出は、電気自動車の運
転開始毎にリセットされるのであるから、充放電電流の
検出誤差が長期に渡って積算されることはなくなって、
正確なバッテリ容量の算出がされる。
【0014】一方、電解液濃度により求める方法の誤差
の原因となるバッテリの劣化による検出誤差の補正は、
バッテリの内部抵抗の値を使用して行う。ここで、内部
抵抗を求める方法について説明する。内部抵抗値の算出
は、瞬間的に大電流で放電しその時の電圧降下から算出
するのが実用的な方法であることから、0.5C〜3C
(ただし、Cはバッテリの公称容量)程度の大放電電流
時に電流と電圧の値を2点以上取り、それらを結ぶと図
4の様なグラフが得られ、この直線の傾きが内部抵抗R
を表すこととなる。
の原因となるバッテリの劣化による検出誤差の補正は、
バッテリの内部抵抗の値を使用して行う。ここで、内部
抵抗を求める方法について説明する。内部抵抗値の算出
は、瞬間的に大電流で放電しその時の電圧降下から算出
するのが実用的な方法であることから、0.5C〜3C
(ただし、Cはバッテリの公称容量)程度の大放電電流
時に電流と電圧の値を2点以上取り、それらを結ぶと図
4の様なグラフが得られ、この直線の傾きが内部抵抗R
を表すこととなる。
【0015】また、内部抵抗は放電の進行と共に増大す
るので、内部抵抗とバッテリ容量の間には図5の様な関
係を持つ。しかし、満充電に近い状態では内部抵抗の微
小な誤差によってバッテリ容量算出時に大きな誤差を生
じる可能性があるため、バッテリ残存容量が少ない状態
で内部抵抗を測定する方が望ましい。この内部抵抗によ
り、補正手段105で、図5の内部抵抗とバッテリ容量
の関係を示すグラフから、バッテリ容量を求める。
るので、内部抵抗とバッテリ容量の間には図5の様な関
係を持つ。しかし、満充電に近い状態では内部抵抗の微
小な誤差によってバッテリ容量算出時に大きな誤差を生
じる可能性があるため、バッテリ残存容量が少ない状態
で内部抵抗を測定する方が望ましい。この内部抵抗によ
り、補正手段105で、図5の内部抵抗とバッテリ容量
の関係を示すグラフから、バッテリ容量を求める。
【0016】ここで、バッテリが劣化している場合、電
解液濃度から求めたバッテリ容量には誤差が生じるが、
バッテリの内部抵抗から求めたバッテリ容量には劣化に
よる誤差が生じない。したがって、以下に説明する図6
に示す方法で、これら両者のバッテリ容量を比較して、
電解液濃度から求めたバッテリ容量を補正する。すなわ
ち、電解液濃度によるバッテリ容量算出手段101で行
われるバッテリ容量の算出の根拠となる、電解液濃度−
バッテリ容量の関係を補正する。
解液濃度から求めたバッテリ容量には誤差が生じるが、
バッテリの内部抵抗から求めたバッテリ容量には劣化に
よる誤差が生じない。したがって、以下に説明する図6
に示す方法で、これら両者のバッテリ容量を比較して、
電解液濃度から求めたバッテリ容量を補正する。すなわ
ち、電解液濃度によるバッテリ容量算出手段101で行
われるバッテリ容量の算出の根拠となる、電解液濃度−
バッテリ容量の関係を補正する。
【0017】図6において、内部抵抗により算出された
残存容量QR と、これが算出された時の電解液濃度と充
放電電流の積算により算出された残存容量Qr との相関
をプロットして直線近似をすることにより、(c)に示
すグラフが得られる。本来Q r が0%時は、QR も0と
なる筈であるが、バッテリが劣化している場合は誤差が
生じる。
残存容量QR と、これが算出された時の電解液濃度と充
放電電流の積算により算出された残存容量Qr との相関
をプロットして直線近似をすることにより、(c)に示
すグラフが得られる。本来Q r が0%時は、QR も0と
なる筈であるが、バッテリが劣化している場合は誤差が
生じる。
【0018】例えば、100Ahのバッテリを使用した
場合、Qr が0%の時のQR が−5Ahとなった時は、
バッテリが劣化し、満充電時のバッテリ容量が95Ah
になったと判断する。そして、(a)に示す電解液濃度
−バッテリ容量のグラフを(d)のグラフに示すように
補正をする。なお、測定誤差等で(+)側にズレた場合
は補正を行わない。
場合、Qr が0%の時のQR が−5Ahとなった時は、
バッテリが劣化し、満充電時のバッテリ容量が95Ah
になったと判断する。そして、(a)に示す電解液濃度
−バッテリ容量のグラフを(d)のグラフに示すように
補正をする。なお、測定誤差等で(+)側にズレた場合
は補正を行わない。
【0019】この補正は、前記電解液濃度によるバッテ
リ容量算出手段101の運転開始時の電解液濃度による
バッテリ容量の算出が終了した時点で、前回の運転で得
られた(c)のグラフを使用して行われる。したがっ
て、電気自動車の運転開始毎にバッテリの劣化による補
正がされる。内部抵抗の測定は、連続的に行えないた
め、不定期間毎の測定になるが、バッテリの劣化も急速
に進む可能性は少なく、この方法での劣化補正で十分に
正確なバッテリ容量の算出が可能となる。
リ容量算出手段101の運転開始時の電解液濃度による
バッテリ容量の算出が終了した時点で、前回の運転で得
られた(c)のグラフを使用して行われる。したがっ
て、電気自動車の運転開始毎にバッテリの劣化による補
正がされる。内部抵抗の測定は、連続的に行えないた
め、不定期間毎の測定になるが、バッテリの劣化も急速
に進む可能性は少なく、この方法での劣化補正で十分に
正確なバッテリ容量の算出が可能となる。
【0020】次に、以上説明した本実施例の図1の制御
ブロックの動作を、さらに具体的に示した図8〜11の
フローチャートを用いて説明する。始めに、図8のステ
ップS1で電源がオンされると同時に、ステップS2で
初期データが読み込まれる。この初期データは、図12
に示すように、前回走行の有無によって異なる。
ブロックの動作を、さらに具体的に示した図8〜11の
フローチャートを用いて説明する。始めに、図8のステ
ップS1で電源がオンされると同時に、ステップS2で
初期データが読み込まれる。この初期データは、図12
に示すように、前回走行の有無によって異なる。
【0021】前回走行がない場合、すなわち、新品のバ
ッテリを使用して初めて走行する時には、以下の演算等
に使用する変数の初期設定として、比重補正項ΔHとし
て0を、満充電容量Aheとして公称バッテリ容量Ah
0を、劣化度Rとして0を設定する。また、前回走行し
た場合は、上記各項目として前回のファイルを読み込
み、さらに電解液の比重測定により得た劣化度Rh を読
み込む。
ッテリを使用して初めて走行する時には、以下の演算等
に使用する変数の初期設定として、比重補正項ΔHとし
て0を、満充電容量Aheとして公称バッテリ容量Ah
0を、劣化度Rとして0を設定する。また、前回走行し
た場合は、上記各項目として前回のファイルを読み込
み、さらに電解液の比重測定により得た劣化度Rh を読
み込む。
【0022】次に、ステップS3で、前述の図7に示す
電解液濃度センサを用いて電解液濃度Htを検出し、温
度センサを用いてバッテリの温度Tを検出する。ステッ
プS4で、これらの値と図3に示す電解液濃度とバッテ
リ容量の相関関係のデータ81からバッテリ容量を算出
し、これをバッテリ容量Qh とする。次に、ステップS
5で、イグニッションスイッチ(以下「IG」とす
る。)のON/OFF状態を判別する。
電解液濃度センサを用いて電解液濃度Htを検出し、温
度センサを用いてバッテリの温度Tを検出する。ステッ
プS4で、これらの値と図3に示す電解液濃度とバッテ
リ容量の相関関係のデータ81からバッテリ容量を算出
し、これをバッテリ容量Qh とする。次に、ステップS
5で、イグニッションスイッチ(以下「IG」とす
る。)のON/OFF状態を判別する。
【0023】IGがONの場合、ステップS6で、バッ
テリ電圧VB 、バッテリ電流IB 、温度Tを検出する。
ステップS7で、電流の方向と大きさから、バッテリが
放電状態にあり、かつ大電流放電がされているか否かを
判定する。例えば、劣化していない時のバッテリの満充
電容量をQh0とした時、a=0.2Qh0,b=0.5Q
h0とし、ステップS4で算出したバッテリ容量Qh が、
a<Qh <bで、IB が1C以上であれば、内部抵抗を
正確に測定することができると判定して、ステップS8
へ進む。NOであれば、内部抵抗の測定を省略して、ス
テップS10へ進む。
テリ電圧VB 、バッテリ電流IB 、温度Tを検出する。
ステップS7で、電流の方向と大きさから、バッテリが
放電状態にあり、かつ大電流放電がされているか否かを
判定する。例えば、劣化していない時のバッテリの満充
電容量をQh0とした時、a=0.2Qh0,b=0.5Q
h0とし、ステップS4で算出したバッテリ容量Qh が、
a<Qh <bで、IB が1C以上であれば、内部抵抗を
正確に測定することができると判定して、ステップS8
へ進む。NOであれば、内部抵抗の測定を省略して、ス
テップS10へ進む。
【0024】ステップS8で、前述の図4に示す方法で
バッテリ1の内部抵抗Rを測定し、ステップS9で、図
5に示す内部抵抗とバッテリ容量の相関関係から内部抵
抗による残存容量QR を算出し記憶しておく。この後、
ステップS10で充放電電流検出器3の出力の正負によ
って、充電状態(例、正の出力)か、放電状態(例、負
の出力)かを判定する。
バッテリ1の内部抵抗Rを測定し、ステップS9で、図
5に示す内部抵抗とバッテリ容量の相関関係から内部抵
抗による残存容量QR を算出し記憶しておく。この後、
ステップS10で充放電電流検出器3の出力の正負によ
って、充電状態(例、正の出力)か、放電状態(例、負
の出力)かを判定する。
【0025】放電状態の場合、ステップS11で、放電
電流の積算値ΣId と放電時間の積算値Σtから、平均
放電電流Idmを、Idm=ΣId /Σtとして算出する。
次に、ステップS12で、平均放電電流Idmと放電時間
Σtから放電電気量Q d を、Qd =Idm×Σtとして算
出し、ステップS15へ進む。以上のステップS11,
S12の行程は、IGのオンから現在の測定を行う時点
までの期間で、充電時を除いた期間に行われる。
電流の積算値ΣId と放電時間の積算値Σtから、平均
放電電流Idmを、Idm=ΣId /Σtとして算出する。
次に、ステップS12で、平均放電電流Idmと放電時間
Σtから放電電気量Q d を、Qd =Idm×Σtとして算
出し、ステップS15へ進む。以上のステップS11,
S12の行程は、IGのオンから現在の測定を行う時点
までの期間で、充電時を除いた期間に行われる。
【0026】前記ステップS10で充電状態と判定した
場合は、ステップS13へ進み、充電効率ηc (%)が
算出される。充電効率ηc は、充電電流Ic と温度Tと
バッテリ容量SOCに依存する。なお、SOCとは、満
充電状態を100%とし、現在の充電量を%で表示した
ものである。したがって、これらの値と充電効率ηcを
表すマップにより充電効率ηc が求められる。図13に
そのマップの1例を示す。ステップS14で、ここで求
められた充電効率ηc 、充電電流Ic と充電時間Δtと
から充電電気量Qc を、Qc =Σ(Ic ×Δt×ηc )
として算出する。
場合は、ステップS13へ進み、充電効率ηc (%)が
算出される。充電効率ηc は、充電電流Ic と温度Tと
バッテリ容量SOCに依存する。なお、SOCとは、満
充電状態を100%とし、現在の充電量を%で表示した
ものである。したがって、これらの値と充電効率ηcを
表すマップにより充電効率ηc が求められる。図13に
そのマップの1例を示す。ステップS14で、ここで求
められた充電効率ηc 、充電電流Ic と充電時間Δtと
から充電電気量Qc を、Qc =Σ(Ic ×Δt×ηc )
として算出する。
【0027】ステップS15で、充電電気量Qc と放電
電気量Qd から消費電気量Qs を、Qs =Qc +Qd と
して算出する。さらにステップS16で、平均放電電流
Idmと温度Tから容量変化率Kをマップにより求める。
この容量変化率とは、バッテリ容量が放電電流と温度に
よって変化する割合を言う。この容量変化率を求めるマ
ップの1例を図14に示す。
電気量Qd から消費電気量Qs を、Qs =Qc +Qd と
して算出する。さらにステップS16で、平均放電電流
Idmと温度Tから容量変化率Kをマップにより求める。
この容量変化率とは、バッテリ容量が放電電流と温度に
よって変化する割合を言う。この容量変化率を求めるマ
ップの1例を図14に示す。
【0028】ステップS17で、容量変化率Kとステッ
プS4で求めた電解液濃度によるバッテリ容量Qh を用
いて、バッテリ容量Ahkを、Ahk=Qh ×Kとして算出
し、電解液濃度により求めたバッテリ容量Qh を補正す
る。そして、ステップS18で、ステップ15で求めた
消費電気量Qs を用いて、残存容量Qr を、Qr =Ahk
−Qs として算出する。さらに、満充電容量Aheを用い
て、SOC=Qr /Ahe(%)として算出し、このSO
Cと温度T、劣化度R,Rh 等の必要事項を表示装置に
表示する。以後は、ステップS5へ戻る。
プS4で求めた電解液濃度によるバッテリ容量Qh を用
いて、バッテリ容量Ahkを、Ahk=Qh ×Kとして算出
し、電解液濃度により求めたバッテリ容量Qh を補正す
る。そして、ステップS18で、ステップ15で求めた
消費電気量Qs を用いて、残存容量Qr を、Qr =Ahk
−Qs として算出する。さらに、満充電容量Aheを用い
て、SOC=Qr /Ahe(%)として算出し、このSO
Cと温度T、劣化度R,Rh 等の必要事項を表示装置に
表示する。以後は、ステップS5へ戻る。
【0029】次に、バッテリの劣化度検出について説明
する。ステップS5でIGがオフの場合、ステップS1
9へ進み、IGCH(イグニッションチャージスイッ
チ)がオンかオフかを判定する。オフの場合は、ステッ
プS5へ戻る。IGCHがオンの場合は、ステップS2
0で、単位時間当たりの電解液濃度変化量ΔHchと、単
位時間当たりの充電量の変化量ΔCを演算する。
する。ステップS5でIGがオフの場合、ステップS1
9へ進み、IGCH(イグニッションチャージスイッ
チ)がオンかオフかを判定する。オフの場合は、ステッ
プS5へ戻る。IGCHがオンの場合は、ステップS2
0で、単位時間当たりの電解液濃度変化量ΔHchと、単
位時間当たりの充電量の変化量ΔCを演算する。
【0030】そして、ステップS21で、ΔC×η>Δ
Hchとなった時に、満充電と判定し、ステップS22
で、この時のバッテリ容量(電解液濃度により求めたバ
ッテリ容量)と、劣化していない時のバッテリ容量Ah0
とを比較することで、劣化度R h を算出し、記憶する。
ここで、ηは、充電効率であり、例えばこれが10%以
下になったときに満充電と判定させるものであるが、1
0%という数値に限定するものではない。
Hchとなった時に、満充電と判定し、ステップS22
で、この時のバッテリ容量(電解液濃度により求めたバ
ッテリ容量)と、劣化していない時のバッテリ容量Ah0
とを比較することで、劣化度R h を算出し、記憶する。
ここで、ηは、充電効率であり、例えばこれが10%以
下になったときに満充電と判定させるものであるが、1
0%という数値に限定するものではない。
【0031】また、この電解液の比重により求められる
劣化度Rh は、その後の計算に用いられるものではな
く、単に表示のために用いられる。ただ、ステップS2
で読み込まれて、ステップS4のデータの補正に使用さ
れる。なお、バッテリを図2に示すように外部電源7で
充電した場合、ステップS19からS21で示す劣化度
の算出を行う必要はなく、満充電信号を外部電源7から
受け取って、ステップS22の劣化度検出操作を行えば
良い。
劣化度Rh は、その後の計算に用いられるものではな
く、単に表示のために用いられる。ただ、ステップS2
で読み込まれて、ステップS4のデータの補正に使用さ
れる。なお、バッテリを図2に示すように外部電源7で
充電した場合、ステップS19からS21で示す劣化度
の算出を行う必要はなく、満充電信号を外部電源7から
受け取って、ステップS22の劣化度検出操作を行えば
良い。
【0032】最後に、本実施例により求めたSOC検出
結果と従来の方法により求めたSOCを比較したデータ
の1例を図15に示す。図15のデータは、公称容量7
5Ah(25°C、15Aで放電した時のバッテリ容
量)のバッテリを使用し、25°Cで20Aの定電流放
電を行い、本実施例により求めたバッテリ容量、および
従来方式である電解液濃度により求めたバッテリ容量
(従来方式1)、充放電電流の積算により求めたバッテ
リ容量(従来方式2)のそれぞれを算出して、バッテリ
の残存容量を得てグラフ化したものである。
結果と従来の方法により求めたSOCを比較したデータ
の1例を図15に示す。図15のデータは、公称容量7
5Ah(25°C、15Aで放電した時のバッテリ容
量)のバッテリを使用し、25°Cで20Aの定電流放
電を行い、本実施例により求めたバッテリ容量、および
従来方式である電解液濃度により求めたバッテリ容量
(従来方式1)、充放電電流の積算により求めたバッテ
リ容量(従来方式2)のそれぞれを算出して、バッテリ
の残存容量を得てグラフ化したものである。
【0033】図15に示したデータから以下のことが分
かる。 (1) 電解液濃度によるSOCの検出(従来方式1)
では、電解液濃度センサ2の応答遅れによって、SOC
検出に遅れが生じている。 (2) 電流積算によるSOCの検出(従来方式2)で
は、公称容量75Ahのバッテリを20Aで放電する
と、実際には68Ahしか放電できないのに対し、75
Ahから放電量を積算して行くため、誤差が生じてい
る。なお、劣化したバッテリを使用している場合でも、
75Ahをスタートとして容量を減少させるため、誤差
はさらに拡大することが予想される。 (3) 本実施例では、バッテリ容量の0とSOCの0
とが一致し、正確にSOCを検出していることが理解で
きる。
かる。 (1) 電解液濃度によるSOCの検出(従来方式1)
では、電解液濃度センサ2の応答遅れによって、SOC
検出に遅れが生じている。 (2) 電流積算によるSOCの検出(従来方式2)で
は、公称容量75Ahのバッテリを20Aで放電する
と、実際には68Ahしか放電できないのに対し、75
Ahから放電量を積算して行くため、誤差が生じてい
る。なお、劣化したバッテリを使用している場合でも、
75Ahをスタートとして容量を減少させるため、誤差
はさらに拡大することが予想される。 (3) 本実施例では、バッテリ容量の0とSOCの0
とが一致し、正確にSOCを検出していることが理解で
きる。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、バッテリの使用開始毎
に、電解液濃度により求めたバッテリ容量を基準に充放
電電流の積算によりバッテリ容量の変化を算出すること
となる。これにより、充放電電流の積算による検出誤差
の積算は、バッテリの使用開始毎にリセットされること
となるから、正確で迅速なバッテリの残存容量の検出装
置が得られることとなる。
に、電解液濃度により求めたバッテリ容量を基準に充放
電電流の積算によりバッテリ容量の変化を算出すること
となる。これにより、充放電電流の積算による検出誤差
の積算は、バッテリの使用開始毎にリセットされること
となるから、正確で迅速なバッテリの残存容量の検出装
置が得られることとなる。
【図1】本発明の実施例の制御ブロックを示すブロック
図。
図。
【図2】本発明を適用した電気自動車の回路図。
【図3】電解液濃度とバッテリ容量の関係を示すグラ
フ。
フ。
【図4】バッテリの内部抵抗を求める方法を示すグラ
フ。
フ。
【図5】内部抵抗とバッテリ容量の関係を示すグラフ。
【図6】内部抵抗によりバッテリ容量を補正する方法を
示す図。
示す図。
【図7】電解液濃度センサの平面図と側面断面図。
【図8】本発明の実施例の動作を説明するフローチャー
トその1。
トその1。
【図9】本発明の実施例の動作を説明するフローチャー
トその2。
トその2。
【図10】本発明の実施例の動作を説明するフローチャ
ートその3。
ートその3。
【図11】本発明の実施例の動作を説明するフローチャ
ートその4。
ートその4。
【図12】本発明の実施例で使用される初期データの読
込みを示すフローチャート。
込みを示すフローチャート。
【図13】充電効率を求めるために使用するマップ。
【図14】容量変化率を求めるために使用するマップ。
【図15】本発明と従来例の効果を比較するためのグラ
フ。
フ。
1…バッテリ 2…電解液濃度センサ 3…充放電電流検出器 4…電圧検出器 5…負荷 6…回生ブレーキ 7…外部電源 8…マイコン 101…電解液濃度によるバッテリ容量算出手段 102…充放電電流検出手段 103…バッテリ容量算出手段 104…内部抵抗測定手段 105…補正手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内藤 正孝 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内
Claims (2)
- 【請求項1】 バッテリの電解液濃度を検出する第1の
検出手段、充放電電流値を検出する第2の検出手段、電
解液濃度とバッテリ容量の相関関係を記憶する第1の記
憶手段、前記第1の検出手段の出力と前記第1の記憶手
段に記憶されている情報から、バッテリ容量を演算する
第1の演算手段、および前記第2の検出手段の出力を積
算した値からバッテリ容量の相対的変化量を求め、この
相対的変化量と前記第1の演算手段で得られたバッテリ
容量からバッテリの残存容量を演算する第2の演算手段
を有することを特徴とするバッテリ残存容量検出装置。 - 【請求項2】 バッテリの電圧を検出する第3の検出手
段、および予め定められた電流値以上の放電状態におい
て、放電電流値を検出する前記第2の検出手段と前記第
3の検出手段により所定の演算方法で、前記請求項1記
載のバッテリ残存容量検出装置により得られたバッテリ
残存容量を補正する補正手段を有することを特徴とする
請求項1記載のバッテリ残存容量検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5291981A JPH06281711A (ja) | 1993-01-27 | 1993-11-22 | バッテリ残存容量検出装置 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5-11626 | 1993-01-27 | ||
JP1162693 | 1993-01-27 | ||
JP5291981A JPH06281711A (ja) | 1993-01-27 | 1993-11-22 | バッテリ残存容量検出装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06281711A true JPH06281711A (ja) | 1994-10-07 |
Family
ID=26347086
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5291981A Withdrawn JPH06281711A (ja) | 1993-01-27 | 1993-11-22 | バッテリ残存容量検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06281711A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20000030874A (ko) * | 2000-03-23 | 2000-06-05 | 노태균 | 배터리의 잔류용량 측정방법 및 장치 |
WO2004088343A1 (ja) * | 2003-03-31 | 2004-10-14 | Yazaki Corporation | 満充電状態検出装置及びその方法、充電状態検出装置及びその方法、劣化度検出装置及びその方法 |
JP2005326268A (ja) * | 2004-05-14 | 2005-11-24 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 電池状態検出方法 |
WO2008026476A1 (fr) * | 2006-08-29 | 2008-03-06 | Nec Corporation | Procédé et dispositif pour estimer une valeur d'état de charge de batterie secondaire et procédé et dispositif de jugement de dégradation |
WO2008026477A1 (fr) * | 2006-08-29 | 2008-03-06 | Nec Corporation | Procédé et dispositif pour estimer une valeur d'état de charge d'une batterie secondaire et procédé et dispositif de jugement de dégradation |
JP2013083525A (ja) * | 2011-10-07 | 2013-05-09 | Toyota Motor Corp | 車両用制御装置および残容量推定方法 |
CN117347869A (zh) * | 2023-12-04 | 2024-01-05 | 深圳三晖能源科技有限公司 | 储能电池管理***数据分析方法、装置、电子设备及介质 |
-
1993
- 1993-11-22 JP JP5291981A patent/JPH06281711A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20000030874A (ko) * | 2000-03-23 | 2000-06-05 | 노태균 | 배터리의 잔류용량 측정방법 및 장치 |
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JP4670256B2 (ja) * | 2004-05-14 | 2011-04-13 | 新神戸電機株式会社 | 電池状態検出方法 |
WO2008026476A1 (fr) * | 2006-08-29 | 2008-03-06 | Nec Corporation | Procédé et dispositif pour estimer une valeur d'état de charge de batterie secondaire et procédé et dispositif de jugement de dégradation |
WO2008026477A1 (fr) * | 2006-08-29 | 2008-03-06 | Nec Corporation | Procédé et dispositif pour estimer une valeur d'état de charge d'une batterie secondaire et procédé et dispositif de jugement de dégradation |
JP5273794B2 (ja) * | 2006-08-29 | 2013-08-28 | 日本電気株式会社 | 二次電池のsoc値を推定する方法及び装置並びに劣化判定方法及び装置 |
JP2013083525A (ja) * | 2011-10-07 | 2013-05-09 | Toyota Motor Corp | 車両用制御装置および残容量推定方法 |
CN117347869A (zh) * | 2023-12-04 | 2024-01-05 | 深圳三晖能源科技有限公司 | 储能电池管理***数据分析方法、装置、电子设备及介质 |
CN117347869B (zh) * | 2023-12-04 | 2024-03-01 | 深圳三晖能源科技有限公司 | 储能电池管理***数据分析方法、装置、电子设备及介质 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010130 |