JPH07169510A - Ｎｉ−ＭＨバッテリの残容量検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】Ｎｉ−ＭＨバッテリの残容量を、その劣化度や
放電時の出力電力を考慮して的確且つ容易にリアルタイ
ムで検出することができる残容量検出装置を提供する。 【構成】Ｎｉ−ＭＨバッテリ１の充電時の内部抵抗値に
よりバッテリ１の劣化度を把握する手段２０と、劣化度
に応じた容量減少分Ｃ_L を求める手段１３と、放電開始
時から現在までの放電量ΣＣ_D の検出する手段２２と、
バッテリ１の現在の出力電力に応じた容量減少分Ｃ_O を
求める手段１５と、放電量ΣＣ_D 及び容量減少分Ｃ_L ，
Ｃ_O を用いてバッテリ１の現在の残容量Ｃ_R を次式によ
り求める手段１７とを備える。 Ｃ_R ＝（Ｃ_I −Ｃ_O ・Ｌ−Ｃ_L ）・Ｔ_C −ΣＣ_D 上式において、Ｃ_I は放電開始時の初期容量、Ｌは容量
減少分Ｃ_O を劣化度に応じて補正するための補正係数、
Ｔ_C は上式の括弧内の項をバッテリ温度に応じて補正す
るための補正係数である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車等に搭載さ
れるＮｉ−ＭＨ（ニッケル−メタルハイドライド）バッ
テリの残容量を検出する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、充電可能な二次電池の一つである
Ｎｉ−ＭＨバッテリは、高容量である、充放電性能がよ
い、クリーンである等の理由により、電気自動車等、各
種機器の二次電池として注目されている。

【０００３】この種の二次電池（以下、バッテリとい
う）をエネルギー源とする機器、例えば電気自動車にあ
っては、バッテリの時々刻々の残容量（放電し得る電気
量）を何等かの手法によりリアルタイムで検出すること
が重要である。そして、その検出手法としては、従来、
バッテリの放電開始時から放電電流を時々刻々検出し
て、これを積算していくことにより現時点までの放電量
を検出し、これをバッテリの放電開始時の初期容量から
減じることにより、現在の残容量を類推的に検出するも
のが一般的に知られている。また、このような検出をす
るに際して、バッテリの温度に応じた適宜の補正を行
い、残容量の検出精度の向上を図ったものも一般的に知
られている。

【０００４】一方、本発明者等の知見によれば、バッテ
リの実質上の残容量は、その放電時の出力電力によって
も変化し、出力電力が大きい程、実質上の残容量は低下
する。そこで、本願出願人は、前述の検出手法を基礎と
してバッテリの残容量を検出すると共に、それをバッテ
リの出力電力に応じて補正することにより、バッテリの
実質上の残容量を精度よく検出するようにしたものを先
に提案した（特願平５−１３７７３４号参照）。

【０００５】ところで、本発明者等のさらなる知見によ
れば、バッテリの実質上の残容量は、該バッテリが新品
状態に近い状態（充放電の繰り返し回数が比較的少ない
状態）では、上記のようにバッテリの出力電力に応じた
補正を行うことで、比較的精度よくバッテリの残容量を
検出することができるものの、充放電を繰り返し、バッ
テリの劣化がある程度進行すると、その劣化の進行に伴
ってバッテリの実質上の残容量が低下する。

【０００６】このため、バッテリの実質上の残容量を、
より精度よく検出するためには、バッテリの劣化度を考
慮した検出を行うことが好ましい。

【０００７】しかしながら、従来は、バッテリの劣化度
を的確に把握することができる手法がなかったため、上
記のように劣化度を考慮した残容量の検出を行うことが
困難なものとなっていた。

【０００８】一方、本発明等は、前記Ｎｉ−ＭＨバッテ
リにおいては、バッテリの充電時の電圧変化量と充電電
流値とから該バッテリの内部抵抗値を検出すると、その
内部抵抗値と、該充電時におけるバッテリの劣化状態と
は密接に関連し、該内部抵抗値からバッテリの劣化度を
把握することができるということを知見し、これを先に
提案した（特願平５−１５７１７０号参照）。

【０００９】そこで、本発明者等は、このような背景に
鑑み、種々の検討を行った結果、Ｎｉ−ＭＨバッテリに
おいては、該バッテリの充電時における内部抵抗値から
該バッテリの劣化度を把握し、該劣化度や出力電量等に
応じた的確な処理を行うことで、バッテリの実質上の残
容量をより精度よく検出することができるということを
知見した。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる背景に
鑑み、Ｎｉ−ＭＨバッテリの残容量を、その劣化度や放
電時の出力電力を考慮して的確且つ容易にリアルタイム
で検出することができる残容量検出装置を提供すること
を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者等の種々の検討
に基づく知見によれば、Ｎｉ−ＭＨバッテリの放電時の
実質上の残容量は、該バッテリの劣化度が大きくなる
と、放電開始時の初期容量から現在までの放電量を減じ
てなる値よりも減少し、その容量減少分はバッテリの劣
化度との間に一定の相関関係がある。そして、上記実質
上の残容量は、バッテリの出力電力が大きくなると放電
開始時の初期容量から現在までの放電量を減じてなる値
よりも減少し、その容量減少分もバッテリの出力電力と
の間に一定の相関関係があり、また、該出力電力による
容量減少分は、バッテリの劣化度の影響を受ける。

【００１２】そこで、本発明は前記の目的を達成するた
めに、Ｎｉ−ＭＨバッテリの充電時の電圧の変化量と充
電電流値とから該バッテリの内部抵抗値を検出し、該内
部抵抗値を基に該バッテリの現在の劣化度を把握する劣
化度把握手段と、該バッテリの充電後における放電時の
出力電力を検出する出力電力検出手段と、該放電の開始
時からの該バッテリの放電量を検出する放電量検出手段
と、前記バッテリの劣化度と該バッテリの容量減少分と
のあらかじめ定められた相関関係に基づき、前記劣化度
把握手段により把握された現在の劣化度における該バッ
テリの容量減少分を求める劣化容量把握手段と、前記バ
ッテリの放電時の出力電力と該バッテリの容量減少分と
のあらかじめ定められた相関関係に基づき、前記出力電
力検出手段により検出された現在の出力電力における該
バッテリの容量減少分を求める出力容量把握手段と、該
バッテリの出力電力に応じた容量減少分と前記バッテリ
の劣化度とのあらかじめ定められた相関関係に基づき、
前記出力容量把握手段により求められた容量減少分を前
記劣化度把握手段により求められたバッテリの現在の劣
化度に応じて補正する出力容量補正手段と、前記バッテ
リの放電開始時における初期容量から前記放電量検出手
段により検出された前記放電量と、前記劣化容量把握手
段により求められた前記容量減少分と、前記出力容量補
正手段により補正された前記出力電力に応じた容量減少
分とを減じる演算手段とを備え、該演算手段により得ら
れた値を現在のバッテリの残容量として検出することを
特徴とする。

【００１３】さらに、前記バッテリの放電時の温度を検
出する温度検出手段と、前記バッテリの初期容量から前
記出力容量補正手段により補正された前記出力電力に応
じた容量減少分と前記劣化容量把握手段により求められ
た前記容量減少分とを減じて成る値を該温度検出手段に
より検出された温度に応じて補正する温度補正手段とを
備え、前記演算手段は、該温度補正手段により得られた
値から前記放電量検出手段により検出された前記放電量
を減じることにより前記バッテリの現在の残容量を求め
ることを特徴とする。

【００１４】また、前記演算手段により求められた前記
バッテリの残容量をバーグラフにより表示する残容量表
示手段を備えたことを特徴とする。

【００１５】さらに、前記残容量表示手段は、前記出力
容量補正手段により補正された前記出力電力に応じた容
量減少分と前記劣化容量把握手段により求められた前記
容量減少分とを加算して成る容量減少分を前記残容量と
共にバーグラフにより表示する手段を備えることを特徴
とする。

【００１６】

【作用】本発明によれば、前記Ｎｉ−ＭＨバッテリの放
電開始時における初期容量から前記放電量検出手段によ
り検出された放電量と、バッテリの放電開始前の充電時
に把握されたバッテリの劣化度に応じて前記劣化容量把
握手段により求められた容量減少分と、バッテリの放電
時の出力電力に応じて前記出力容量把握手段により求め
られた容量減少分をバッテリの劣化度に応じて補正して
なる容量減少分とを減じ、それにより得られる値をバッ
テリの現在の残容量とすることで、バッテリの劣化度や
出力電力による影響を考慮したバッテリの実質上の残容
量を容易に精度よく検出することが可能となる。

【００１７】そして、バッテリの初期容量から出力電力
に応じた容量減少分を劣化度に応じて補正してなる容量
減少分と、劣化度に応じた容量減少分とを減じてなる値
をバッテリの温度に応じて補正し、その補正により得ら
れた値から前記放電量を減じてバッテリの残容量を検出
することで、バッテリの温度の影響を考慮した残容量の
検出が可能となり、該残容量の検出精度を向上させるこ
とが可能となる。

【００１８】また、検出されたバッテリの残容量をバー
グラフにより表示することで、該バッテリの残容量を視
覚的に容易に認識することが可能となる。

【００１９】さらに、前記出力容量補正手段により補正
された前記出力電力に応じた容量減少分と前記劣化容量
把握手段により求められた前記容量減少分とを加算して
成る容量減少分を前記残容量と共にバーグラフにより表
示することで、バッテリの実質上の残容量だけでなく、
出力電力や劣化度に応じた容量減少分を視覚的に容易に
認識することが可能となり、それに応じたバッテリの出
力電力の調整や、バッテリの交換やメンテナンスの時期
等の認識が可能となる。

【００２０】

【実施例】本発明の一実施例を図１乃至図７を参照して
説明する。図１は本実施例の残容量検出装置のシステム
構成図、図２は乃至図７は図１の装置の作動を説明する
ための説明図である。

【００２１】図１を参照して、本実施例の残容量検出装
置は、例えば電気自動車に備えたものであり、１はＮｉ
−ＭＨバッテリ（以下、単にバッテリという）、２はバ
ッテリ１の出力電圧Ｖを検出する電圧センサ、３はバッ
テリ１の充放電電流Ｉを検出する電流センサ、４はバッ
テリ１の温度Ｔ（以下、バッテリ温度Ｔという）を検出
する温度センサ（温度検出手段）、５は各センサ２〜４
の検出信号等を基にバッテリ１の放電時の残容量をリア
ルタイムで検出するコントロールユニット、６はバッテ
リ１の充電時に接続コネクタ７を介して着脱自在に接続
される充電器、８はバッテリ１の残容量を表示する残容
量表示器（残容量表示手段）、９は走行用電動機、１０
は走行用電動機９を駆動・制御する電動機駆動制御ユニ
ット、１１はアクセル操作量Ａをポテンショメータ等に
より検出するアクセルセンサである。本実施例において
は、バッテリ１は例えば新品状態における満充電容量が
２５Ａｈのものである。また、充電器６は、例えば定電
流充電型のものを使用する。

【００２２】電動機駆動制御ユニット１０はバッテリ１
から走行用電動機９に給電してこれを駆動するものであ
り、基本的には、アクルセンサ１１により検出されるア
クセル操作量Ａが大きい程、バッテリ１から走行用電動
機９への入力電力（バッテリ１の出力電力）を大きくし
て、該電動機９の出力を大きくするように該電動機９を
制御する。尚、走行用電動機９の駆動力は、図示しない
動力伝達系を介して駆動示輪（図示しない）に伝達され
る。

【００２３】コントロールユニット５は、マイクロコン
ピュータ等を含む電子回路により構成されたものであ
り、その機能的構成として、劣化度把握部１２、劣化容
量把握部（劣化容量把握手段）１３、出力電力検出部１
４、出力容量把握部（出力容量把握手段）１５、放電量
検出部１６、演算部（演算手段）１７、出力容量補正部
（出力容量補正手段）１８、温度補正部（温度補正手
段）１９及び表示器駆動部２０を備えている。ここで、
劣化度把握部１２は、前記各センサ２〜４と併せて劣化
度把握手段２０を構成するものであり、出力電力検出部
１４は、電圧センサ２及び電流センサ３と併せて出力電
力検出手段２１を構成するものであり、放電量検出部１
６は、電流センサ３と併せて放電量検出手段２２を構成
するものである。

【００２４】尚、残容量表示器８は、バッテリ１の放電
時の残容量を液晶等を用いたバーグラフにより表示する
ものである。

【００２５】次に、本実施例の残容量検出装置の作動を
説明する。

【００２６】まず、本実施例の装置においては、充電器
６によるバッテリ１の充電時に、本願出願人が特願平５
−１５７１７０号に提案したように、バッテリ１の劣化
度がコントロールユニット５の劣化度把握部１２により
把握される。

【００２７】すなわち、その概要を説明すると、電気自
動車の駐停車時等、走行用電動機９の駆動を停止した状
態で、充電器６をコネクタ７を介してバッテリ１に接続
し、この状態で、充電器６を商用電源等を用いて起動す
ると、充電器６からバッテリ１に定電流が通電され、該
バッテリ１の充電が行われる。この時、電圧センサ２に
より検出されるバッテリ１の出力電圧Ｖは、充電の開始
と同時に図２に示すように上昇する。そして、コントロ
ールユニット５の劣化度把握部１２は、充電開始時にお
ける出力電圧Ｖの変化量ΔＶを電圧センサ２を介して検
出すると共に、バッテリ１に流れる充電電流Ｉを電流セ
ンサ２を介して検出し、このように検出された出力電圧
Ｖの変化量ΔＶと充電電流Ｉとの比ΔＶ／Ｉを求める。
この比ΔＶ／Ｉの値は、充電開始時におけるバッテリ１
の内部抵抗値を示すものであり、基本的には、バッテリ
１の充電時における劣化度のみに依存して変化する。但
し、該内部抵抗値（＝ΔＶ／Ｉ）は、バッテリ温度Ｔが
低い場合等に、バッテリ１の劣化度のみならず、バッテ
リ温度Ｔに応じても若干変化するため、本実施例におい
ては、劣化度把握部１２は、温度センサ４を介して検出
されるバッテリ温度Ｔに応じた適宜の補正を上記比ΔＶ
／Ｉの値に施すことで、バッテリ１の劣化度のみに応じ
て変化する内部抵抗値Ｒを求め、これをバッテリ１の充
電時における劣化度を示すパラメータとして劣化容量把
握部１３に出力する。そして、劣化容量把握部１３は、
劣化度把握部１２により求められた内部抵抗値Ｒ（劣化
度）から、それに応じたバッテリ１の容量減少分を求め
る。

【００２８】ここで、図３を参照して、バッテリ１の充
放電を所定の条件下で繰り返し、その繰り返しの適当な
サイクル数毎に、バッテリ１の満充電容量（満充電状態
から放電し得る電気量）を実測すると共に、上記内部抵
抗値Ｒを求めると、バッテリ１の充放電サイクル数（充
放電の繰り返し回数）が増加し、バッテリ１の劣化があ
る程度進行すると、同図の上側に示すようにバッテリ１
の実際の容量（実際にバッテリ１から放電し得る電気
量）は減少していき、これに呼応して、上記内部抵抗値
Ｒは同図の下側に示すように上昇していく。

【００２９】本実施例においては、劣化容量把握部１３
は、図３に示したようなデータを、内部抵抗値Ｒとバッ
テリ１の劣化度との相関関係を示すデータとして、マッ
プやテーブル等により備えており、前述したようにバッ
テリ１の充電時に劣化度把握部１２により求められた内
部抵抗値Ｒから、その内部抵抗値Ｒ（劣化度）に対応す
るバッテリ１の容量減少分Ｃ_L を求める。例えば、図３
を参照して、バッテリ１の充電時に劣化度把握部１２に
より求められた内部抵抗値Ｒが１６ｍΩであるとする
と、劣化容量把握部１３により求められるバッテリ１の
容量減少分Ｃ_L は５Ａｈであり、このことは、Ｒ＝１６
ｍΩの劣化度で、バッテリ１をバッテリ温度３０°Ｃ、
単位重量当たりの出力電力１０Ｗ／ｋｇの条件下で放電
させると、その全放電量は新品状態のバッテリ１に較べ
て５Ａｈだけ減少することを意味する。劣化容量把握部
１３は、このように求めたバッテリ１の劣化度に応じた
容量減少分Ｃ_L を図示しないＲＡＭ等の記憶素子に記憶
保持し、これをバッテリ１の充電が行われる毎に更新す
る。尚、本実施例においては、バッテリ１の新品状態に
おける満充電状態からの放電を、例えばバッテリ温度３
０°Ｃの温度条件下で、放電時の出力電力を走行用電動
機９の駆動に必要な最低電力（本実施例では、バッテリ
１の単位重量当たりの出力電力１０Ｗ／ｋｇとなる電
力）として行った場合に、バッテリ１の出力電圧が所定
のカットオフ電圧（例えば１Ｖ）となるまでに放電し得
る電気量（放電電流の時間的積算値）を基準として、バ
ッテリ１の容量を把握する。従って、上記容量減少分Ｃ
_L は、バッテリ１をその満充電状態から上記の条件下で
放電させた場合に、放電することができない電気量を示
すものである。

【００３０】次に、電気自動車の走行を開始し、バッテ
リ１の放電が開始すると、コントロールユニット５は、
充分短いサンプリングタイム毎に前記各センサ２〜４を
介してバッテリ１の出力電圧Ｖ、放電電流Ｉ及びバッテ
リ温度Ｔを検出し、これらの検出データ等を基に、バッ
テリ１の時々刻々の残容量を次のように検出する。

【００３１】すなわち、コントロールユニット５の放電
量検出部１６は、上記サンプリングタイム毎に電流セン
サ３を介して検出される放電電流Ｉを次式（１）により
積算し、バッテリ１の放電開始時から現時点までの放電
量ΣＣ_D を求める。

【００３２】

【数１】

【００３３】ここで、式（１）において、Δｔはサンプ
リングタイムである。

【００３４】また、コントロールユニット５の出力電力
検出部１４は、上記サンプリングタイム毎に電圧センサ
２及び電流センサ３を介して検出される出力電圧Ｖ及び
放電電流Ｉから次式（２）によりバッテリ１の現在の出
力電力を求める。

【００３５】出力電力＝Ｖ・Ｉ ……（２） そして、コントロールユニット５の出力容量把握部１５
は、出力電力検出部１４により求められたバッテリ１の
現在の出力電力を基に、図４に示すようにあらかじめ設
定されたデータテーブルに従って、現在の出力電力に応
じたバッテリ１の容量減少分Ｃ_O を求める。

【００３６】ここで、図４に示したデータテーブルは、
前記劣化度に応じた容量減少分Ｃ_Lと同様に、新品のバ
ッテリ１の満充電状態から、バッテリ温度３０°Ｃの温
度条件下で単位重量当たりの出力電力を１０Ｗ／ｋｇと
して放電させた場合に得られる全放電量を基準とし、同
じ温度条件下で出力電力を各種の値として放電させた場
合に得られる全放電量の減少分を実測して得られたもの
である。そして、その基本的傾向としては、バッテリ１
の出力電力が大きくなる程（電気自動車のアクセル操作
量Ａが大きくなる程）、該出力電力に応じたバッテリ１
の容量減少分Ｃ _O が増加する。具体的には、バッテリ１
の現在の出力電力が単位重量当たり６０Ｗ／ｋｇである
とすると、その出力電力に応じた容量減少分Ｃ_O は２．
６Ａｈであり、これは、満充電状態のバッテリ１をバッ
テリ温度３０°Ｃ、単位重量当たりの出力電力６０Ｗ／
ｋｇの条件下で放電させると、その全放電量は、出力電
力１０Ｗ／ｋｇで放電させた場合に較べて２．６Ａｈだ
け減少することを意味する。

【００３７】前述したように、放電量検出部１６により
求められた現在までの放電量ΣＣ_Dと、出力容量把握部
１５により求められた現在の出力電力に応じた容量減少
分Ｃ _O と、バッテリ１の放電開始前の最後の充電時に前
記劣化容量把握部１３により求められたバッテリ１の劣
化度（内部抵抗値Ｒ）に応じた容量減少分Ｃ_L とはコン
トロールユニット５の演算部１７に出力され、該演算部
１７は、次式（３）によりバッテリ１の現在の残容量Ｃ
_R を求める。

【００３８】 Ｃ_R ＝（Ｃ_I −Ｃ_O ・Ｌ−Ｃ_L ）・Ｔ_C −ΣＣ_D ……（３） ここで、式（３）において、Ｃ_I はバッテリ１の放電開
始時における初期容量、Ｌは現在の出力電力に応じたバ
ッテリ１の容量減少分Ｃ_O を現在のバッテリ１の劣化度
（内部抵抗値Ｒ）に応じて補正するための出力劣化補正
係数、Ｔ_C は初期容量Ｃ_I から、容量減少分Ｃ_O を出力
劣化補正係数Ｌにより補正してなる値と容量減少分Ｃ_L
とを減じてなる値を現在のバッテリ温度Ｔに応じて補正
するための温度補正係数であり、これらの初期容量
Ｃ_I 、出力劣化補正係数Ｌ及び温度補正係数Ｔ_C は次の
ように設定される。

【００３９】すなわち、初期容量Ｃ_I は、バッテリ１
が、その放電開始時に満充電状態である場合には、新品
状態におけるバッテリ１の満充電容量、すなわち、満充
電状態とされた新品のバッテリ１をバッテリ温度３０°
Ｃ、単位重量当たりの出力電力１０Ｗ／ｋｇの条件下で
放電させた場合に得られる総放電量が設定される。ま
た、バッテリ１の今回の放電と前回の放電との間でバッ
テリ１の充電が行われていない場合には、例えば前回の
バッテリの放電の終了時（電気自動車の走行終了時）に
おいて式（３）により検出された残容量Ｃ_R とその時の
バッテリ１の劣化度に応じた容量減少分Ｃ_L とを加算し
てなる値を初期容量Ｃ_I として設定する。また、バッテ
リ１の今回の放電と前回の放電との間でバッテリ１の充
電が行われた場合には、例えば前回のバッテリの放電の
終了時（電気自動車の走行終了時）において式（３）に
より検出された残容量Ｃ_R とその時のバッテリ１の劣化
度に応じた容量減少分Ｃ_L とを加算してなる値に、充電
時の充電電流を時間的に積算してなる充電量をあらかじ
め定めた充電効率により補正してなる値を加算すること
により得られる値を初期容量Ｃ_I として設定する。尚、
初期容量Ｃ_I は、例えば放電開始時のバッテリ１の端子
電圧等を基に設定するようにしてもよく、また、電気自
動車の駐車時等における自己放電による放電量を考慮し
て設定するようにしてもよい。

【００４０】前記出力補正係数Ｌは、コントロールユニ
ット５の出力容量補正部１８により、現在のバッテリ１
の劣化度（内部抵抗値Ｒ）と、現在のバッテリ１の出力
電力とを基に、図５に示すようなデータテーブルに従っ
て求められ、その求められたＬの値が演算部１７に付与
される。

【００４１】ここで、図５に示したデータテーブルは、
バッテリ１の劣化度を示す内部抵抗値Ｒの種々の値のも
とで、出力電力を種々の値として満充電状態から放電さ
せた場合に得られる総放電量の実測データに基づいて設
定したものである。すなわち、図５のデータテーブルに
より与えられるＬの値と、前記図４のデータテーブルに
より与えられる容量減少分Ｃ_O とを乗算してなる値が、
内部抵抗値Ｒ及び出力電力の種々の値の基で実測された
容量減少分であり、バッテリ１の新品状態（本実施例で
は内部抵抗値Ｒ＝２ｍΩの状態）では、任意の出力電力
の値に対してＬの値は“１”であり、この時、出力電力
の各種の値において、実測される容量減少分は図４のデ
ータテーブルに示した通りとなる。そして、例えば内部
抵抗値Ｒ＝４ｍΩの劣化度で、出力電力を１００Ｗ／ｋ
ｇとした場合のＬの値は図５を参照して４．２であり、
このことは、内部抵抗値Ｒ＝４ｍΩの劣化度で、出力電
力を１００Ｗ／ｋｇとしてバッテリ１を満充電状態から
放電させた場合に得られる容量減少分が、新品のバッテ
リ１を出力電力１００Ｗ／ｋｇとして満充電状態から放
電させた場合に得られる容量減少分Ｃ_O （これは図４を
参照して２．７Ａｈである）の４．２倍となることを意
味する。このようなＬの値の基本的傾向としては、バッ
テリ１の劣化が進行するに従って（内部抵抗値Ｒが大き
くなるに従って）増加し、その増加度合いは出力電力が
大きくなる程、大きくなる。尚、このようなＬの値を設
定するに際しては、出力電力を１０Ｗ／ｋｇとした場合
を基準（Ｌ＝１）としている。

【００４２】また、温度補正係数Ｔ_C は、コントロール
ユニット５の温度補正部１９により、現在のバッテリ温
度Ｔ（これは温度センサ４により検出される）を基に、
図６に示すようなデータテーブルに従って求められ、そ
の求められたＴ_C の値が演算部１７に付与される。

【００４３】ここで、図６に示すデータテーブルは、新
品状態のバッテリ１を、種々の温度条件の基で、満充電
状態から出力電力を１０Ｗ／ｋｇとして放電させた場合
に得られる総放電量を実測し、それをバッテリ温度３０
°Ｃの場合を基準（Ｔ_C ＝１）として表したものであ
る。例えば、バッテリ温度Ｔを０°Ｃとすると、Ｔ_C ＝
０．９３であり、これは、バッテリ温度０°Ｃの温度条
件の基で、バッテリ１を放電させた場合に得られる総放
電量は、バッテリ温度３０°Ｃの場合の０．９３倍とな
ることを意味する。尚、図６に示したデータテーブルの
基本的傾向としては、バッテリ温度Ｔの低温域におい
て、バッテリ温度Ｔの低下に伴って温度補正係数Ｔ_C が
減少していく、すなわち、バッテリ１の実質上の容量が
低下していく傾向となる。

【００４４】前記演算部１７は、上記のように設定され
た初期容量Ｃ_I 、出力劣化補正係数Ｌ、温度補正係数Ｔ
_C を用いて、前記式（３）に従って、現在のバッテリ１
の残容量Ｃ_R を求める。そして、このように求められた
残容量Ｃ_R は、前述したように実際の実測データを基
に、バッテリ１の現在の劣化度（内部抵抗値Ｒ）、出力
電力、バッテリ温度Ｔを考慮して求めたものであるの
で、精度の高いものとなる。

【００４５】次に、残容量表示器８による残容量の表示
について説明する。

【００４６】本実施例の装置においては、前記演算部１
７により前述したように求められた残容量Ｃ_R 等は、表
示器駆動部２０を介して残容量表示器８に表示され、こ
のとき、残容量表示器８は、図７（ａ），（ｂ）の細長
方形枠２３内で液晶等によりバッテリ１の現在の残容量
Ｃ_R 等をバーグラフにより表示する。尚、以下の説明に
おいては、説明の便宜上、バッテリ温度Ｔが３０°Ｃ前
後の場合（温度補正係数Ｔ_C ≒１の場合）を想定して説
明する。

【００４７】すなわち、まず、図７（ａ）を参照して、
電気自動車の走行開始前（バッテリ１の放電開始前）に
おいて、方形枠２３の長手方向における一端（図７
（ａ）では右端）をバッテリ１の全放電状態を示す“Ｅ
ＭＰＴＹ”位置、他端（図７（ａ）では左端）をバッテ
リ１の満充電状態を示す“ＦＵＬＬ”位置とし、“ＥＭ
ＰＴＹ”位置から“ ＦＵＬＬ”位置に向かってバッテ
リ１の現在の劣化度（内部抵抗値Ｒ）に応じた前記容量
減少分Ｃ_L に対応する長さを有するバーグラフＢ_L（図
中、点描部分）を方形枠２３内で例えば液晶の点灯表示
等により表示する。さらに、バーグラフＢ_L の先端位置
から“ ＦＵＬＬ”位置に向かって前記式（３）により
求められたバッテリ１の現在の残容量Ｃ_R に対応する長
さを有するバーグラフＢ_R （図中、斜線部分）が上記バ
ーグラフＢ_L とは異なる形式（例えば液晶の色違いによ
る点灯表示等）で表示される。尚、バーグラフＢ_L の表
示は、例えば液晶の消灯により表示するようにしてもよ
い。

【００４８】この場合、方形枠２３の全長は、新品のバ
ッテリ１の満充電容量、すなわち、新品のバッテリ１を
満充電状態からバッテリ温度３０°Ｃ、単位重量当たり
の出力電力１０Ｗ／ｋｇの条件下でバッテリ１の端子電
圧が所定のカットオフ電圧（例えば１Ｖ）となるまで放
電させた場合に得られる総放電量（放電電流の時間的積
算値）に対応し、電気自動車の走行開始前においてバッ
テリ１が例えば満充電状態であれば、残容量Ｃ_R に対応
するバーグラフＢ_R は、バーグラフＢ_L の先端位置から
“ ＦＵＬＬ”位置までの全領域にわたって表示され
る。そして、バッテリ１の劣化による容量減少分Ｃ_L に
対応するバーグラフＢ_L の“ＥＭＰＴＹ”位置からの長
さは、バッテリ１の現在の劣化度に応じて変化し、例え
ばバッテリ１が新品状態である場合には、容量減少分Ｃ
_L は“０”（図３参照）であるので、バーグラフＢ_L は
表示されず、従って、残容量Ｃ_R に対応するバーグラフ
Ｂ_Rのみが“ＥＭＰＴＹ”位置から表示されることとな
る。尚、前記温度補正係数Ｔ _C ≒１の場合、電気自動車
の走行開始前においては、出力電力＝０で、それに応じ
た容量減少分Ｃ_O も“０”であり（図４参照）、また、
放電量ΣＣ_D ＝０であるので、前記式（３）から明らか
なように、バーグラフＢ_L ，Ｂ_R の長さを併せてなる長
さ、すなわち、“ＥＭＰＴＹ”位置からバーグラフＢ_R
の先端位置までの長さは、バッテリ１の初期容量Ｃ_I に
合致する。

【００４９】次に、図７（ｂ）を参照して、電気自動車
が走行を開始し、バッテリ１の放電が開始すると、その
放電時のある時点において、残容量Ｃ_R を示すバーグラ
フＢ _R の先端位置は、前記式（１）により求められた放
電量ΣＣ_D に相当する長さだけ“ＥＭＰＴＹ”位置側に
移動する。そして、“ＥＭＰＴＹ”位置側においては、
現在のバッテリ１の劣化度に応じた容量減少分Ｃ_L と、
現在のバッテリ１の出力電力に応じた容量減少分Ｃ_O を
前記劣化容量補正係数Ｌにより補正してなる値Ｃ_O ・Ｌ
とを併せた量に相当する長さを有するバーグラフＢ
_OL（図中、点描部分）が表示され、該バーグラフＢ_OLの
先端位置から残容量Ｃ_R を示すバーグラフＢ _R が表示さ
れる。この場合、バーグラフＢ_R の長さは、バッテリ１
の出力電力の変化に応じて、換言すれば、アクセル操作
量Ａの変化に応じて変化し、例えば電気自動車の一時的
な停車時においては、出力電力＝０で、それに応じた容
量減少分Ｃ_O が“０”であるので、バーグラフＢ_OLの長
さは、現時点におけるバッテリ１の劣化による容量減少
分Ｃ_L に相当する長さとなる。また、この時、残容量Ｃ
_R を示すバーグラフＢ_R は、バーグラフＢ_OLが短くなっ
た分だけ、“ＥＭＰＴＹ”位置側に長くなる。

【００５０】尚、以上の説明は、温度補正係数Ｔ_C ≒１
の場合について説明したが、バッテリ温度Ｔが比較的低
い場合等、Ｔ_C ≠１である場合には、前記式（３）から
明らかなように、例えば電気自動車の走行前において
は、バッテリ１の劣化による容量減少分Ｃ_L を示すバー
グラフＢ_L の長さが図７（ａ）の長さのＴ_C 倍の長さと
なり、該バーグラフＢ_L と残容量Ｃ_R を示すバーグラフ
Ｂ_R とを併せてなる長さが図７（ａ）の長さのＴ_C 倍の
長さとなる。また、電気自動車の走行時においては、バ
ッテリ１の劣化と出力電力との両者に応じた容量減少分
を示すバーグラフＢ_OLの長さが図７（ｂ）の長さのＴ_C
倍の長さとなり、該バーグラフＢ_OLと残容量Ｃ_R を示す
バーグラフＢ_R とを併せてなる長さが図７（ａ）の長さ
のＴ_C 倍の長さとなる。

【００５１】このような表示を行うことで、電気自動車
の運転者は、バッテリ１の実質上の残容量Ｃ_R を視覚的
に容易に認識することができ、また、バッテリ１の出力
電力、換言すればアクセル操作量Ａに応じた実質上の残
容量Ｃ_R を把握することができるので、それに応じたア
クセル操作量Ａの調整や、現在の走行状態における航続
可能距離の予測を容易に行うことができる。また、電気
自動車の停車時等には、バッテリ１の劣化による容量減
少分Ｃ_L がバーグラフＢ_OLまたはＢ_L により表示される
ので、該バーグラフＢ_OLまたはＢ_L の長さを把握するこ
とで、バッテリ１の交換の必要性やメンテナンスの必要
性を容易に認識することができる。

【００５２】

【発明の効果】上記の説明から明らかなように、本発明
によれば、Ｎｉ−ＭＨバッテリの放電時に、その開始時
における初期容量から、現在までの放電量と、バッテリ
の放電開始前の充電時に把握されたバッテリの劣化度に
応じた容量減少分と、バッテリの放電時の出力電力に応
じた容量減少分をバッテリの劣化度に応じて補正してな
る容量減少分とを減じ、それにより得られる値をバッテ
リの現在の残容量とすることで、バッテリの劣化度や出
力電力による影響を考慮したバッテリの実質上の残容量
を的確且つ容易にリアルタイムで精度よく検出すること
ができる。

【００５３】そして、バッテリの初期容量から、出力電
力に応じた容量減少分を劣化度に応じて補正してなる容
量減少分と、劣化度に応じた容量減少分とを減じてなる
値をバッテリの温度に応じて補正し、その補正により得
られた値から前記放電量を減じてバッテリの残容量を検
出することにより、バッテリの温度の影響を考慮した残
容量の検出を行うことができ、該残容量の検出精度を向
上させることができる。

【００５４】また、検出されたバッテリの残容量をバー
グラフにより表示することにより、バッテリの現在の作
動状況に応じた残容量を視覚的に容易に認識することが
できる。

【００５５】さらに、出力電力に応じた容量減少分を劣
化度に応じて補正してなる容量減少分と劣化度に応じた
容量減少分とを加算して成る容量減少分を前記残容量と
共にバーグラフにより表示することにより、バッテリの
実質上の残容量だけでなく、出力電力や劣化度に応じた
容量減少分を視覚的に容易に認識することができ、それ
により、バッテリの出力電力の調整や、バッテリの交換
やメンテナンスの時期等の認識を容易に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の残容量検出装置の一例のシステム構成
図。

【図２】図１の装置の作動を説明するための説明図。

【図３】図１の装置の作動を説明するための説明図。

【図４】図１の装置の作動を説明するための説明図。

【図５】図１の装置の作動を説明するための説明図。

【図６】図１の装置の作動を説明するための説明図。

【図７】図１の装置の作動を説明するための説明図。

【符号の説明】

１…バッテリ、４…温度センサ（温度検出手段）、８…
残容量表示器（残容量表示手段）、１３…劣化容量把握
部（劣化容量把握手段）、１５…出力容量把握部（出力
容量把握手段）、１７…演算部（演算手段）、１８…出
力容量補正部（出力容量補正手段）、１９…温度補正部
（温度補正手段）、２０…劣化度把握手段、２１…出力
電力検出手段、２２…放電量検出手段。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】Ｎｉ−ＭＨバッテリの充電時の電圧の変化
   量と充電電流値とから該バッテリの内部抵抗値を検出
   し、該内部抵抗値を基に該バッテリの現在の劣化度を把
   握する劣化度把握手段と、該バッテリの充電後における
   放電時の出力電力を検出する出力電力検出手段と、該放
   電の開始時からの該バッテリの放電量を検出する放電量
   検出手段と、前記バッテリの劣化度と該バッテリの容量
   減少分とのあらかじめ定められた相関関係に基づき、前
   記劣化度把握手段により把握された現在の劣化度におけ
   る該バッテリの容量減少分を求める劣化容量把握手段
   と、前記バッテリの放電時の出力電力と該バッテリの容
   量減少分とのあらかじめ定められた相関関係に基づき、
   前記出力電力検出手段により検出された現在の出力電力
   における該バッテリの容量減少分を求める出力容量把握
   手段と、該バッテリの出力電力に応じた容量減少分と前
   記バッテリの劣化度とのあらかじめ定められた相関関係
   に基づき、前記出力容量把握手段により求められた容量
   減少分を前記劣化度把握手段により求められたバッテリ
   の現在の劣化度に応じて補正する出力容量補正手段と、
   前記バッテリの放電開始時における初期容量から前記放
   電量検出手段により検出された前記放電量と、前記劣化
   容量把握手段により求められた前記容量減少分と、前記
   出力容量補正手段により補正された前記出力電力に応じ
   た容量減少分とを減じる演算手段とを備え、該演算手段
   により得られた値を現在のバッテリの残容量として検出
   することを特徴とするＮｉ−ＭＨバッテリの残容量検出
   装置。
2. 【請求項２】前記バッテリの放電時の温度を検出する温
   度検出手段と、前記バッテリの初期容量から前記出力容
   量補正手段により補正された前記出力電力に応じた容量
   減少分と前記劣化容量把握手段により求められた前記容
   量減少分とを減じて成る値を該温度検出手段により検出
   された温度に応じて補正する温度補正手段とを備え、前
   記演算手段は、該温度補正手段により得られた値から前
   記放電量検出手段により検出された前記放電量を減じる
   ことにより前記バッテリの現在の残容量を求めることを
   特徴とする請求項１記載のＮｉ−ＭＨバッテリの残容量
   検出装置。
3. 【請求項３】前記演算手段により求められた前記バッテ
   リの残容量をバーグラフにより表示する残容量表示手段
   を備えたことを特徴とする請求項１記載のＮｉ−ＭＨバ
   ッテリの残容量検出装置。
4. 【請求項４】前記残容量表示手段は、前記出力容量補正
   手段により補正された前記出力電力に応じた容量減少分
   と前記劣化容量把握手段により求められた前記容量減少
   分とを加算して成る容量減少分を前記残容量と共にバー
   グラフにより表示する手段を備えることを特徴とする請
   求項３記載のＮｉ−ＭＨバッテリの残容量検出装置。