JPH0772225A - バッテリの寿命判定装置 - Google Patents

バッテリの寿命判定装置

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JPH0772225A
JPH0772225A JP5243635A JP24363593A JPH0772225A JP H0772225 A JPH0772225 A JP H0772225A JP 5243635 A JP5243635 A JP 5243635A JP 24363593 A JP24363593 A JP 24363593A JP H0772225 A JPH0772225 A JP H0772225A
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JP
Japan
Prior art keywords
battery
charging
discharge current
value
terminal voltage
Prior art date
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Pending
Application number
JP5243635A
Other languages
English (en)
Inventor
Hirotomo Asa
弘知 麻
Mitsuo Inagaki
稲垣  光夫
Shoji Sakai
昭治 堺
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Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 バッテリの内部抵抗を正確に検出して、バッ
テリ劣化を確実に判定する。 【構成】 バッテリ1の端子電圧を検出する電圧計6
と、バッテリ1への充電電流を検出する電流計5Bとを
設け、バッテリ寿命判定回路7は、充電中に検出される
上記端子電圧が所定値を越えて上昇し、かつ上記充電電
流が所定値を越えて低下した時に充電終了の判定を行
う。バッテリ1からの放電電流を検出する電流計5Aが
設けられ、バッテリ寿命判定回路7は、充電終了判定後
にモータ駆動制御装置3を介して走行モータ4の一相コ
イルに所定間隔で異なる値の放電電流を流出せしめて、
各放電電流値とこの時に検出される上記端子電圧より、
所定の放電電流値におけるバッテリ1の内部抵抗値を算
出するとともに、算出された内部抵抗値よりバッテリ1
の劣化度を推定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、バッテリの寿命を判定
してその取替えの時期を認識できるようにしたバッテリ
の寿命判定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、特に都市部における排気ガス汚染
防止の観点より、バッテリによるモータ駆動の電気自動
車が注目されている。かかるバッテリとしては鉛バッテ
リが一般的であるが、使用に伴い劣化することは避けら
れず、劣化し始めるとこれが急速に進行するため、思わ
ぬ所でエンストという事態になる。
【0003】そこで、バッテリの劣化を定量的に検出し
てその取替えを確実になすべく、寿命判定装置の開発が
求められており、放電電流と端子電圧よりバッテリの内
部抵抗を算出してこれにより劣化度を推定することが提
案されている。
【0004】なお、特開平4−215083号公報に
は、充電終了後の経過時間と端子開放電圧の回帰式の相
関係数よりバッテリ劣化を知る方法が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、放電電流が一
定になってから所定時間(5秒程度)経過しないと端子
電圧は安定しないが、電気自動車ではバッテリの放電電
流は車両の走行状態によって逐一変化しており、内部抵
抗を正確に算出することは困難である。また、回生制動
を行っている場合にはバッテリが頻繁に充電状態とな
り、充電分極のために端子電圧が上昇して見掛けの内部
抵抗が実際より小さくなる。
【0006】そこで、本発明は電気自動車等搭載のバッ
テリの内部抵抗を正確に検出して、バッテリ劣化を確実
に判定できるバッテリの寿命検出装置を提供することを
目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の構成による
と、バッテリの寿命検出装置は図8に示す如く、バッテ
リの端子電圧を検出する手段と、バッテリへの充電電流
を検出する手段と、充電中に検出される上記端子電圧が
所定値を越えて上昇し、かつ上記充電電流が所定値を越
えて低下した時に充電終了の判定を行う手段と、バッテ
リからの放電電流を検出する手段と、充電終了判定後に
上記バッテリより所定間隔で必要数の異なる値の放電電
流を流出せしめる手段と、各放電電流値とこの時に検出
される上記端子電圧より所定の放電電流値におけるバッ
テリの内部抵抗値を算出する手段と、算出された内部抵
抗値よりバッテリの劣化度を推定する手段とを具備して
いる。
【0008】また、請求項2の構成によると、バッテリ
の寿命検出装置は図9に示す如く、バッテリの端子電圧
を検出する手段と、充電中に検出される上記端子電圧が
所定値を越えて上昇してから所定時間経過した時に充電
終了の判定を行う手段と、バッテリからの放電電流を検
出する手段と、充電終了判定後に上記バッテリより所定
間隔で必要数の異なる値の放電電流を流出せしめる手段
と、各放電電流値とこの時の上記端子電圧より所定の放
電電流値におけるバッテリの内部抵抗値を算出する手段
と、算出された内部抵抗値よりバッテリの劣化度を推定
する手段とを具備している。
【0009】請求項3の構成によると、バッテリの寿命
検出装置は図10に示す如く、バッテリへの充電電流を
検出する手段と、バッテリからの放電電流を検出する手
段と、充電電流と放電電流がいずれも零となってから所
定時間経過した時にバッテリ安定の判定を行う手段と、
バッテリからの放電電流を検出する手段と、バッテリ安
定判定後に上記バッテリより所定間隔で必要数の異なる
値の放電電流を流出せしめる手段と、各放電電流値とこ
の時の上記端子電圧より所定の放電電流値におけるバッ
テリの内部抵抗値を算出する手段と、算出された内部抵
抗値よりバッテリの劣化度を推定する手段とを具備して
いる。
【0010】
【作用】鉛バッテリ等では充電終期になるとガスが発生
して端子電圧が急上昇する。そこで充電器には端子電圧
の上昇を防止するため充電電流を次第に小さくする機能
が備わっている。したがって充電末期には充電電流は極
めて小さくなって、バッテリは一定時間放置したのと同
様の安定な状態になる。しかして、請求項1の構成で
は、バッテリ端子電圧が所定値を越えて上昇し、かつ充
電電流が所定値を越えて低下した時に放電を開始せしめ
てバッテリの内部抵抗値を算出しているから、正確な内
部抵抗値が知られ、確実なバッテリの劣化判定がなされ
る。
【0011】また、請求項2の構成では、バッテリ端子
電圧が所定値を越えて上昇してから所定時間経過した時
に放電を開始せしめるから、この時点で充電電流は十分
小さくなっており、同様に確実なバッテリの劣化判定が
可能である。
【0012】請求項3の構成では、充放電が停止してか
ら所定時間経過した時点で放電を開始しており、この時
点ではバッテリは安定しているから、確実なバッテリの
劣化判定が可能である。
【0013】
【実施例1】図1には電気自動車の給電系の概略図を示
し、鉛バッテリ1からの一対の直流給電(放電)ライン
2はモータ駆動制御装置3に至り、ここで三相交流信号
に変換されて走行モータ4へ出力される。モータ駆動制
御装置3は公知の構造により、これに入力する運転操作
信号に応じて走行モータ4の回転を制御する。しかし
て、走行中はバッテリ1の放電電流は頻繁に変化してい
る。
【0014】この給電ライン2には放電電流を検出する
電流計5Aと、バッテリ1の端子電圧を検出する電圧計
6が設けてあり、これら電流計5Aおよび電圧計6の検
出信号はバッテリ寿命判定回路7に入力している。
【0015】図は夜間等におけるバッテリ1の充電中を
示し、バッテリ端子には図略の充電スタンドより一対の
充電ライン8が接続され、この充電ライン8中には充電
電流を検出する電流計5Bが設けられて、その検出信号
が上記バッテリ寿命判定回路7に入力している。この状
態では自動車はもちろん停止している。
【0016】バッテリ寿命判定回路7はコンピュータを
内蔵し、モータ駆動制御装置3を介して走行モータ4の
一相に直流放電電流を流しつつ以下の手順(図6参照)
によりバッテリ容量を知って、バッテリの劣化度を推定
する。
【0017】すなわち、充電が進行して終期に至ると図
2に示す如く、鉛バッテリ1の端子電圧は急激に上昇
し、端子電圧の上昇を防止するためにバッテリスタンド
の充電器は充電電流をこれ以後急激に低下させる。しか
して、バッテリ寿命判定回路7は上記電圧計6の検出信
号が所定値を越えたことにより充電終期を判断し(図6
のステップ102)、さらに上記電流計5Bの検出信号
が所定値を下回ったことでバッテリ1の状態が安定する
充電末期を判断する(ステップ103)。
【0018】充電末期と判断すると、バッテリ寿命判定
回路7は上記モータ駆動制御装置3を介して走行モータ
4の一相に放電電流(in)を流す(ステップ10
4)。この放電電流は1CA〜3CA程度の範囲内で、
図3に示す如く、バッテリ1の端子電圧が安定する5秒
毎に電流計5Aの検出信号を確認しつつ段階的に増加せ
しめられ、各放電電流値におけるバッテリ端子電圧が電
圧計6より読み込まれる(ステップ105〜108)。
【0019】しかして、複数の放電電流値に対するバッ
テリ端子電圧値を最小自乗法により直線近似すると(図
4)、その直線の傾きがバッテリ1の内部抵抗値Rとな
る(ステップ109)。なお、図中、Eは見かけの開放
端子電圧である。図より知られる如く、劣化したバッテ
リの内部抵抗は新品のバッテリのそれよりも大きくな
る。
【0020】すなわち、一定電流の下における内部抵抗
とバッテリ容量は図5に示す如き関係を有し、この関係
はバッテリが劣化しても変化しない。そこで、バッテリ
寿命判定回路7は、算出された内部抵抗値Rより予めマ
ップに記憶された電流値の下でのバッテリ容量Ahを求
め、これを新品バッテリの容量と比較することにより、
バッテリの劣化度を推定する(ステップ110)。
【0021】このようにして、バッテリが安定した状態
で、その内部抵抗を算出することにより、確実にバッテ
リの劣化度を推定することができる。
【0022】
【実施例2】実施例1では、充電状態でのバッテリ端子
電圧が所定値を越えた後、充電電流が所定値を下回った
ことで充電末期を判断したが、上記端子電圧が所定値を
越えた後、バッテリ寿命判定回路7の内蔵タイマで所定
時間を越えたときに充電末期を判定しても良く、これに
よれば、図7に示す如く、実施例1における如き充電ラ
イン8の電流計5Bが不要となる。
【0023】
【実施例3】ハード構成は図1と同様とし、バッテリ寿
命判定回路7は、充電電流および放電電流がいずれも零
となった時から、内蔵タイマで約1〜2時間充放電がな
されない場合に、バッテリ1が安定状態にあると判断し
て、実施例1と同一の手順で内部抵抗の測定を開始す
る。
【0024】かかる構成によっても上記各実施例と同様
の効果がある。
【0025】上記各実施例によれば、内部抵抗測定のた
めの放電電流を走行モータ4のコイルに流して行うか
ら、特別な測定用の外部抵抗を設ける必要がない。
【0026】なお、放電電流と端子電圧の測定値の組は
直線近似に最低限必要な数であれば良い。
【0027】
【発明の効果】以上の如く、本発明のバッテリ寿命判定
装置によれば、バッテリの安定状態を確実に判断して、
正確にバッテリの劣化を推定し取り替えが必要なその寿
命を判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すバッテリ寿命判定装置
を設けた電気自動車の給電系のブロック構成図である。
【図2】充電電流とバッテリ端子電圧の経時変化を示す
図である。
【図3】放電電流とバッテリ端子電圧の経時変化を示す
図である。
【図4】放電電流とバッテリ端子電圧の関係を示す図で
ある。
【図5】バッテリ内部抵抗とバッテリ容量の関係を示す
図である。
【図6】寿命判定回路のプログラムフローチャートであ
る。
【図7】本発明の他の実施例を示すバッテリ寿命判定装
置を設けた電気自動車の給電系のブロック構成図であ
る。
【図8】請求項1のクレーム対応図である。
【図9】請求項2のクレーム対応図である。
【図10】請求項3のクレーム対応図である。
【符号の説明】
1 バッテリ 2 給電(放電)ライン 3 モータ駆動制御装置(放電電流流出手段) 4 走行モータ 5A 電流計(放電電流検出手段) 5B 電流計(充電電流検出手段) 6 電圧計(バッテリ端子電圧検出手段) 7 バッテリ寿命判定回路(充電終了判定手段、内部抵
抗値算出手段、バッテリ劣化度推定手段) 8 充電ライン

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バッテリの端子電圧を検出する手段と、
    バッテリへの充電電流を検出する手段と、充電中に検出
    される上記端子電圧が所定値を越えて上昇し、かつ上記
    充電電流が所定値を越えて低下した時に充電終了の判定
    を行う手段と、バッテリからの放電電流を検出する手段
    と、充電終了判定後に上記バッテリより所定間隔で必要
    数の異なる値の放電電流を流出せしめる手段と、各放電
    電流値とこの時の上記端子電圧より所定の放電電流値に
    おけるバッテリの内部抵抗値を算出する手段と、算出さ
    れた内部抵抗値よりバッテリの劣化度を推定する手段と
    を具備するバッテリの寿命判定装置。
  2. 【請求項2】 バッテリの端子電圧を検出する手段と、
    充電中に検出される上記端子電圧が所定値を越えて上昇
    してから所定時間経過した時に充電終了の判定を行う手
    段と、バッテリからの放電電流を検出する手段と、充電
    終了判定後に上記バッテリより所定間隔で必要数の異な
    る値の放電電流を流出せしめる手段と、各放電電流値と
    この時の上記端子電圧より所定の放電電流値におけるバ
    ッテリの内部抵抗値を算出する手段と、算出された内部
    抵抗値よりバッテリの劣化度を推定する手段とを具備す
    るバッテリの寿命判定装置。
  3. 【請求項3】 バッテリへの充電電流を検出する手段
    と、バッテリからの放電電流を検出する手段と、充電電
    流と放電電流がいずれも零となってから所定時間経過し
    た時に充電終了の判定を行う手段と、バッテリからの放
    電電流を検出する手段と、充電終了判定後に上記バッテ
    リより所定間隔で必要数の異なる値の放電電流を流出せ
    しめる手段と、各放電電流値とこの時の上記端子電圧よ
    り所定の放電電流値におけるバッテリの内部抵抗値を算
    出する手段と、算出された内部抵抗値よりバッテリの劣
    化度を推定する手段とを具備するバッテリの寿命判定装
    置。
JP5243635A 1993-09-03 1993-09-03 バッテリの寿命判定装置 Pending JPH0772225A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002313435A (ja) * 2001-04-18 2002-10-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電池の検査方法
JP2008089417A (ja) * 2006-10-02 2008-04-17 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 電池状態検知システムおよびこれを備えた自動車
JP2009510390A (ja) * 2005-07-05 2009-03-12 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 蓄電池の事前設定値を認識する方法
WO2013099401A1 (ja) * 2011-12-27 2013-07-04 新神戸電機株式会社 蓄電池システム
KR20150108237A (ko) * 2014-03-17 2015-09-25 엘지전자 주식회사 이동 단말기 및 그 제어방법

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20010710