JPH0996665A - 電池残存容量計 - Google Patents
電池残存容量計Info
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- JPH0996665A JPH0996665A JP7253280A JP25328095A JPH0996665A JP H0996665 A JPH0996665 A JP H0996665A JP 7253280 A JP7253280 A JP 7253280A JP 25328095 A JP25328095 A JP 25328095A JP H0996665 A JPH0996665 A JP H0996665A
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- current
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
- G01R31/3842—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC combining voltage and current measurements
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は電池残存容量計に関し、(V−I)
特性比較方式の不都合を解消した電池残存容量計を提供
することを目的とする。 【解決手段】 電池M1の放電電流を検出する電流検出手
段M2と、電流検出手段M2で検出された放電電流の時間的
な変化状態を検出する変化状態検出手段M3と、電池M1の
放電時における放電電圧を検出する電圧検出手段M4と、
電流検出手段M2及び変化状態検出手段M3の検出結果に基
づき、放電電流が所定値以上であり、かつ増加している
ときに、その増加率を算出する増加率演算手段M5と、増
加率演算手段M5により算出された増加率における放電電
圧及び放電電流の関係と、予め放電電圧と放電電流に対
する電池残存容量の関係を記録したマップに基づいて、
電池残存容量を検出する残存容量検出手段M6と、残存容
量検出結果を表示する表示手段M7で構成される。
特性比較方式の不都合を解消した電池残存容量計を提供
することを目的とする。 【解決手段】 電池M1の放電電流を検出する電流検出手
段M2と、電流検出手段M2で検出された放電電流の時間的
な変化状態を検出する変化状態検出手段M3と、電池M1の
放電時における放電電圧を検出する電圧検出手段M4と、
電流検出手段M2及び変化状態検出手段M3の検出結果に基
づき、放電電流が所定値以上であり、かつ増加している
ときに、その増加率を算出する増加率演算手段M5と、増
加率演算手段M5により算出された増加率における放電電
圧及び放電電流の関係と、予め放電電圧と放電電流に対
する電池残存容量の関係を記録したマップに基づいて、
電池残存容量を検出する残存容量検出手段M6と、残存容
量検出結果を表示する表示手段M7で構成される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電池の残存容量を測
定する電池残存容量計に関し、特に、電気自動車用電池
の電池残存容量計において、放電電圧─電流(V−I)
特性比較方式を利用した電池残存容量計における充電状
態検出結果を補正し、正確な電池残存容量を可能とした
電池残存容量計に関する。
定する電池残存容量計に関し、特に、電気自動車用電池
の電池残存容量計において、放電電圧─電流(V−I)
特性比較方式を利用した電池残存容量計における充電状
態検出結果を補正し、正確な電池残存容量を可能とした
電池残存容量計に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、電池の残存容量を測定する1つの
方法として、電気量積算方式による測定方法がある。こ
の電気量積算方式では、満充電状態から使用した電気量
を減じていくことにより、電池の充電状態を算出する。
また、他の方法として、放電電圧─電流(V−I)特性
比較方式による測定方法がある。この方式では、電気自
動車の走行中の放電電流と放電電圧を測定し、予めメモ
リに格納した種々の充電状態でのV−I特性テーブルと
測定結果を比較し、電池の残存容量を推測する。
方法として、電気量積算方式による測定方法がある。こ
の電気量積算方式では、満充電状態から使用した電気量
を減じていくことにより、電池の充電状態を算出する。
また、他の方法として、放電電圧─電流(V−I)特性
比較方式による測定方法がある。この方式では、電気自
動車の走行中の放電電流と放電電圧を測定し、予めメモ
リに格納した種々の充電状態でのV−I特性テーブルと
測定結果を比較し、電池の残存容量を推測する。
【0003】後者の方式として、例えば、特開平6─5
9003号公報に開示の方法では、放電電流が所定値以
上であり、この電流が所定値以上の増加率で増加してい
る状態(高負荷状態)にある場合に、その時の電流と電
圧を取り入れてV−I特性を検出している。
9003号公報に開示の方法では、放電電流が所定値以
上であり、この電流が所定値以上の増加率で増加してい
る状態(高負荷状態)にある場合に、その時の電流と電
圧を取り入れてV−I特性を検出している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前者の電気
量積算方式において、通常、多数回の充放電が可能な鉛
電池であっても、充放電を繰り返すことによりその性能
が劣化する。電池性能が劣化すると満充電状態での電池
容量が減少する。このように劣化して電池容量が減少し
た状態で電気量積算方式を用いると、電池残存容量の測
定精度に誤差が生じ、この測定精度の誤差は電池性能の
劣化度が進行するに伴い増大していく。さらに、電池の
実使用上においても、電池性能が劣化すると低電流では
放電可能であっても大電流では放電ができない、という
問題もある。従って、この電気量積算方式では電池性能
の劣化に対して充分に対応することができず、電気自動
車のエネルギ源としての電池の残存容量を測定するには
適切とは言えない。
量積算方式において、通常、多数回の充放電が可能な鉛
電池であっても、充放電を繰り返すことによりその性能
が劣化する。電池性能が劣化すると満充電状態での電池
容量が減少する。このように劣化して電池容量が減少し
た状態で電気量積算方式を用いると、電池残存容量の測
定精度に誤差が生じ、この測定精度の誤差は電池性能の
劣化度が進行するに伴い増大していく。さらに、電池の
実使用上においても、電池性能が劣化すると低電流では
放電可能であっても大電流では放電ができない、という
問題もある。従って、この電気量積算方式では電池性能
の劣化に対して充分に対応することができず、電気自動
車のエネルギ源としての電池の残存容量を測定するには
適切とは言えない。
【0005】一方、後者の上記文献に開示されたV−I
特性比較方式では、種々の増加率の相違について考慮さ
れていない。即ち、電池の充電状態が一定であっても放
電電流の増加率に従ってV−I特性の検出結果に種々の
影響を与えることが実験等で明らかになった。従って、
この従来方式では、種々の時間間隔における放電電流の
増加率の相違によりV−I特性の検出結果に誤差を生じ
ることになる。また、電池の満充電付近では電圧変化が
緩やかであるが、上述の誤差は満充電付近ほど大きく、
このときに誤差が増大することも明らかになっている。
特性比較方式では、種々の増加率の相違について考慮さ
れていない。即ち、電池の充電状態が一定であっても放
電電流の増加率に従ってV−I特性の検出結果に種々の
影響を与えることが実験等で明らかになった。従って、
この従来方式では、種々の時間間隔における放電電流の
増加率の相違によりV−I特性の検出結果に誤差を生じ
ることになる。また、電池の満充電付近では電圧変化が
緩やかであるが、上述の誤差は満充電付近ほど大きく、
このときに誤差が増大することも明らかになっている。
【0006】従って、本発明の目的は、上述の従来の問
題を解消した、電気自動車に好適な電池残存容量計を提
供することにあり、特に、電池残存容量測定の1つの方
法である放電電圧─放電電流(V−I)特性比較方式に
おける上述した不都合を解消した電池残存容量計を提供
することにある。
題を解消した、電気自動車に好適な電池残存容量計を提
供することにあり、特に、電池残存容量測定の1つの方
法である放電電圧─放電電流(V−I)特性比較方式に
おける上述した不都合を解消した電池残存容量計を提供
することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理構成
図である。本発明の電池残存容量計は、電池M1の放電
電流を検出する電流検出手段M2と、電流検出手段M2
で検出された放電電流の時間的な変化状態を検出する変
化状態検出手段M3と、電池M1の放電時における放電
電圧を検出する電圧検出手段M4と、電流検出手段M2
及び変化状態検出手段M3の検出結果に基づき、放電電
流が所定値以上であり、かつ増加しているときに、その
増加率を算出する増加率演算手段M5と、増加率演算手
段M5により算出された増加率における放電電圧及び放
電電流の関係と予め放電電圧と放電電流に対する電池残
存容量の関係を記録したマップに基づいて、電池残存容
量を検出する残存容量検出手段M6と、残存容量検出結
果を表示する表示手段M7と、で構成される。
図である。本発明の電池残存容量計は、電池M1の放電
電流を検出する電流検出手段M2と、電流検出手段M2
で検出された放電電流の時間的な変化状態を検出する変
化状態検出手段M3と、電池M1の放電時における放電
電圧を検出する電圧検出手段M4と、電流検出手段M2
及び変化状態検出手段M3の検出結果に基づき、放電電
流が所定値以上であり、かつ増加しているときに、その
増加率を算出する増加率演算手段M5と、増加率演算手
段M5により算出された増加率における放電電圧及び放
電電流の関係と予め放電電圧と放電電流に対する電池残
存容量の関係を記録したマップに基づいて、電池残存容
量を検出する残存容量検出手段M6と、残存容量検出結
果を表示する表示手段M7と、で構成される。
【0008】このような構成により、放電電流の時間的
な変化に基づき算出した放電電流増加率をパラメーター
とし、特に放電電流が所定値以上であり、かつ増加して
いるときに、そのときの放電電流と放電電圧と、所定の
マップに基づいて電池残存容量を補正し正確な電池残存
容量を検出するものである。本発明では、電気自動車な
ど充放電電流の大きさが不定である場合に、V−I特性
が放電電流の増加率の影響を受けるという点に着目して
いる。これにより、上記の如き放電電流の条件のもと
で、電池残存容量をマップにより補正することにより電
池残存容量の検出精度を向上させることができ、その結
果、上述の構成を備えた本発明の電池残存容量計におい
ては、従来のV−I特性比較方式に比べて所定のタイミ
ングにて正確に電池残存容量を検出することができる。
な変化に基づき算出した放電電流増加率をパラメーター
とし、特に放電電流が所定値以上であり、かつ増加して
いるときに、そのときの放電電流と放電電圧と、所定の
マップに基づいて電池残存容量を補正し正確な電池残存
容量を検出するものである。本発明では、電気自動車な
ど充放電電流の大きさが不定である場合に、V−I特性
が放電電流の増加率の影響を受けるという点に着目して
いる。これにより、上記の如き放電電流の条件のもと
で、電池残存容量をマップにより補正することにより電
池残存容量の検出精度を向上させることができ、その結
果、上述の構成を備えた本発明の電池残存容量計におい
ては、従来のV−I特性比較方式に比べて所定のタイミ
ングにて正確に電池残存容量を検出することができる。
【0009】なお、増加率演算手段M5は、放電を所定
時間以上停止した場合には、放電電流の増加率の算出条
件が満足される場合でも、放電停止後、1回目の増加率
の算出を停止する。これにより、所定時間以上停止した
場合に、上述のV−I特性への影響がさらに大きくなる
のを回避することができる。さらに、増加率演算手段M
5は、回生充電等において放電途中に短時間の微少充電
を行った場合に、充電した電気量を放電するまでは増加
率の算出を停止する。これにより、電池残存容量の誤検
出が防止され、さらに電池残存容量の測定精度を向上さ
せることができる。
時間以上停止した場合には、放電電流の増加率の算出条
件が満足される場合でも、放電停止後、1回目の増加率
の算出を停止する。これにより、所定時間以上停止した
場合に、上述のV−I特性への影響がさらに大きくなる
のを回避することができる。さらに、増加率演算手段M
5は、回生充電等において放電途中に短時間の微少充電
を行った場合に、充電した電気量を放電するまでは増加
率の算出を停止する。これにより、電池残存容量の誤検
出が防止され、さらに電池残存容量の測定精度を向上さ
せることができる。
【0010】そして、残存容量検出手段M6は増加率が
所定の範囲内にあるときのみ電池残存容量を算出する。
これにより、増加率及び電池残存容量毎の補正マップを
簡略化でき記憶容量を減らすことができる。これらか
ら、本発明によれば、V−I特性検出に影響を与える、
電流の増加率、車両の停止及び充電分極の影響を考慮し
てV−I特性を検出しているので、V−I特性比較方式
を利用した電池の充電状態検出において電池残存容量の
測定精度を向上させることができる。
所定の範囲内にあるときのみ電池残存容量を算出する。
これにより、増加率及び電池残存容量毎の補正マップを
簡略化でき記憶容量を減らすことができる。これらか
ら、本発明によれば、V−I特性検出に影響を与える、
電流の増加率、車両の停止及び充電分極の影響を考慮し
てV−I特性を検出しているので、V−I特性比較方式
を利用した電池の充電状態検出において電池残存容量の
測定精度を向上させることができる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて図面に沿って説明する。図2は本発明の一実施形態
における電気自動車用の電池残存容量計の要部構成図で
ある。図示のように、電池1の両極端子1には、インバ
ータ3を介して交流モータ2が接続されている。電池1
は、例えば、16個の鉛蓄電池にて構成されている。電
子制御装置(ECU)4は、CPU5a及びメモリ5b
を有するマイクロコンピュータ5と、交流モータ2の駆
動を制御するためのモータ制御回路6とを備えている。
いて図面に沿って説明する。図2は本発明の一実施形態
における電気自動車用の電池残存容量計の要部構成図で
ある。図示のように、電池1の両極端子1には、インバ
ータ3を介して交流モータ2が接続されている。電池1
は、例えば、16個の鉛蓄電池にて構成されている。電
子制御装置(ECU)4は、CPU5a及びメモリ5b
を有するマイクロコンピュータ5と、交流モータ2の駆
動を制御するためのモータ制御回路6とを備えている。
【0012】さらに、この電池残存容量液は検出器ユニ
ット7を備える。検出器ユニット7は、電流検出器
(A)8と電圧検出器(V)9と温度検出器(T)10
とを備える。電流検出器(A)8は電池1から交流モー
タ2への放電電流、交流モータ2から電池1への回生充
電若しくは図示しない充電器又はエンジン駆動による発
電機から電池1に流れる充電電流、等を検出する。電圧
検出器(V)9は電池1の端子電圧を検出する。温度検
出器(T)10は熱電対10aにより電池1のケース温
度を検出する。そして、各検出器8〜10による検出結
果はマクロコンピュータ5に入力される。
ット7を備える。検出器ユニット7は、電流検出器
(A)8と電圧検出器(V)9と温度検出器(T)10
とを備える。電流検出器(A)8は電池1から交流モー
タ2への放電電流、交流モータ2から電池1への回生充
電若しくは図示しない充電器又はエンジン駆動による発
電機から電池1に流れる充電電流、等を検出する。電圧
検出器(V)9は電池1の端子電圧を検出する。温度検
出器(T)10は熱電対10aにより電池1のケース温
度を検出する。そして、各検出器8〜10による検出結
果はマクロコンピュータ5に入力される。
【0013】マイクロコンピュータ5のCPU5aは、
検出器ユニット7からの検出結果を取り入れる。そし
て、放電電流の値が所定値以上であり、かつ放電電流が
増加しているときに、放電電流の増加率を算出し、この
増加率が所定値を超えた場合に、電池1の放電電圧─放
電電流(V−I)特性を検出し、検出結果を予めメモリ
5bに記憶したV−I特性テーブルと比較して、電池1
の残存容量を演算し、演算し電池残存容量を表示装置1
1に表示する。
検出器ユニット7からの検出結果を取り入れる。そし
て、放電電流の値が所定値以上であり、かつ放電電流が
増加しているときに、放電電流の増加率を算出し、この
増加率が所定値を超えた場合に、電池1の放電電圧─放
電電流(V−I)特性を検出し、検出結果を予めメモリ
5bに記憶したV−I特性テーブルと比較して、電池1
の残存容量を演算し、演算し電池残存容量を表示装置1
1に表示する。
【0014】メモリ5bには、上述の予め記憶したV−
I特性テーブルの他に、放電電流の増加率と電池残存容
量に応じて算出されたV−I特性を補正するための補正
データが予め記憶されている。図3(A),(B)は電
池1の残存容量が一定の時の放電電流の増加率とV−I
特性検出結果との関係を示すグラフである。(A)は放
電電流と時間との関係、即ち、放電電流の増加率を示
し、(B)は放電電圧と放電電流との関係、即ち、V−
I特性を示す。なお、このグラフでは、電池の一定残存
容量として約50%の場合を例として示す。
I特性テーブルの他に、放電電流の増加率と電池残存容
量に応じて算出されたV−I特性を補正するための補正
データが予め記憶されている。図3(A),(B)は電
池1の残存容量が一定の時の放電電流の増加率とV−I
特性検出結果との関係を示すグラフである。(A)は放
電電流と時間との関係、即ち、放電電流の増加率を示
し、(B)は放電電圧と放電電流との関係、即ち、V−
I特性を示す。なお、このグラフでは、電池の一定残存
容量として約50%の場合を例として示す。
【0015】(A)に示すように、時間2sec ,5sec
,10sec ,20sec の各々の放電時間により放電電
流の増加率が相違することが分かる。なお、各2hは放
電停止時間である。また、(B)に示すように、電池1
の残存容量が50%と一定であっても、〇,□,×,△
(上記4種類の放電時間)で示す曲線の傾きから明らか
なように、(A)に示す各放電時間での放電電流の増加
率の相違によりV−I特性検出結果が相違することが分
かる。
,10sec ,20sec の各々の放電時間により放電電
流の増加率が相違することが分かる。なお、各2hは放
電停止時間である。また、(B)に示すように、電池1
の残存容量が50%と一定であっても、〇,□,×,△
(上記4種類の放電時間)で示す曲線の傾きから明らか
なように、(A)に示す各放電時間での放電電流の増加
率の相違によりV−I特性検出結果が相違することが分
かる。
【0016】さらに、図示しないが、このV−I特性検
出結果の相違は電池1の残存容量が大きい満充電付近ほ
ど大きいことが実験により確認されている。なお、図示
しないが、(A)に示すような各2hの放電停止を行わ
なずに、放電電流の増加率を変化させながら連続して放
電した場合は、放電電流の増加率の相違によるV−I特
性検出結果の相違は見られなかった。
出結果の相違は電池1の残存容量が大きい満充電付近ほ
ど大きいことが実験により確認されている。なお、図示
しないが、(A)に示すような各2hの放電停止を行わ
なずに、放電電流の増加率を変化させながら連続して放
電した場合は、放電電流の増加率の相違によるV−I特
性検出結果の相違は見られなかった。
【0017】図4(A),(B)は放電電流の増加率が
一定の時の放電停止時間とV−I特性検出結果との関係
を示すグラフである。(A)は放電時間が一定、即ち、
放電電流の増加率が一定で、放電停止時間を変化させた
場合(No.1〜No.7は各放電停止時間間隔)であ
り、(B)はV−I特性のグラフである。このグラフで
は電池の一定残存容量として残量45%の場合を例とし
て示す。
一定の時の放電停止時間とV−I特性検出結果との関係
を示すグラフである。(A)は放電時間が一定、即ち、
放電電流の増加率が一定で、放電停止時間を変化させた
場合(No.1〜No.7は各放電停止時間間隔)であ
り、(B)はV−I特性のグラフである。このグラフで
は電池の一定残存容量として残量45%の場合を例とし
て示す。
【0018】(B)に示すように、電池1の残存容量が
一定(45%)であっても、〇,■,▼,×,□,△,
+(上記の7種類の放電停止時間)で示す曲線の傾きか
ら明らかなように、V−I特性検出前の放電停止時間の
相違によりV−I特性検出結果に相違を生じる。ところ
で、このような図3(B)及び図4(B)に示す増加率
の変化及び放電停止時間の変化に基づくV−I特性検出
結果の相違は、電池1の電極付近での濃度勾配が原因で
あると考察される。
一定(45%)であっても、〇,■,▼,×,□,△,
+(上記の7種類の放電停止時間)で示す曲線の傾きか
ら明らかなように、V−I特性検出前の放電停止時間の
相違によりV−I特性検出結果に相違を生じる。ところ
で、このような図3(B)及び図4(B)に示す増加率
の変化及び放電停止時間の変化に基づくV−I特性検出
結果の相違は、電池1の電極付近での濃度勾配が原因で
あると考察される。
【0019】本実施形態では、上述した実験結果を考慮
して、電池残存容量を演算するときに、放電電流の増加
率の範囲を限定するようにしている。さらに、放電停止
時間が所定値を超えた場合は、放電電流の増加率の算出
条件が満足される場合でも、放電停止後、1回目の増加
率の算出処理を停止する。また、放電途中に、回生充電
やエンジン駆動による充電が行われた場合には、充電分
極により放電電圧が高めに検出されるため、本実施形態
では充電された容量を放電するまで放電電流の増加率の
算出処理を停止する。
して、電池残存容量を演算するときに、放電電流の増加
率の範囲を限定するようにしている。さらに、放電停止
時間が所定値を超えた場合は、放電電流の増加率の算出
条件が満足される場合でも、放電停止後、1回目の増加
率の算出処理を停止する。また、放電途中に、回生充電
やエンジン駆動による充電が行われた場合には、充電分
極により放電電圧が高めに検出されるため、本実施形態
では充電された容量を放電するまで放電電流の増加率の
算出処理を停止する。
【0020】また、電池電圧と電池残存容量の関係は温
度依存性を有する。このため、このような温度依存性を
利用し、温度検出器10により検出された温度に基づい
て演算された残存容量を補正することとする。ところ
で、図3(B)及び図4(B)に示すV−I特性検出結
果に対する補正データを予め各電池残存容量毎にメモリ
5bに記憶し、この記憶された補正データを利用して電
池残存容量を補正する。しかし、この場合にはメモリ5
bの記憶容量が膨大となる。
度依存性を有する。このため、このような温度依存性を
利用し、温度検出器10により検出された温度に基づい
て演算された残存容量を補正することとする。ところ
で、図3(B)及び図4(B)に示すV−I特性検出結
果に対する補正データを予め各電池残存容量毎にメモリ
5bに記憶し、この記憶された補正データを利用して電
池残存容量を補正する。しかし、この場合にはメモリ5
bの記憶容量が膨大となる。
【0021】図5及び図6は本発明の処理フローチャー
トである。以下に、CPU5aによる電池残存容量の演
算処理についてフローチャートを用いて説明する。ま
ず、マイクロコンピュータ5への電源投入に伴い、演算
処理ルーチンが開始される。ステップS101におい
て、CPU5aは先ず初期化処理を実行する。即ち、図
示しない一時記憶データカウンターのカウント値(m) 、
及び図示しない車両の停止時間カウンターのカウント値
(count) を「0」に設定し、積算使用容量Qを「0」に
設定し、電圧Vと電流Iのデータ一時記憶判定フラグ(f
lag)を「オフ」に設定し、充電分極判定フラグ(flag-ch
a)を「オフ」に設定し、所定の時間以上の走行停止を判
定するための走行停止判定フラグ(flag-sleep)を「オ
フ」に設定し、CPU5a内のタイマーをスタートさせ
る。
トである。以下に、CPU5aによる電池残存容量の演
算処理についてフローチャートを用いて説明する。ま
ず、マイクロコンピュータ5への電源投入に伴い、演算
処理ルーチンが開始される。ステップS101におい
て、CPU5aは先ず初期化処理を実行する。即ち、図
示しない一時記憶データカウンターのカウント値(m) 、
及び図示しない車両の停止時間カウンターのカウント値
(count) を「0」に設定し、積算使用容量Qを「0」に
設定し、電圧Vと電流Iのデータ一時記憶判定フラグ(f
lag)を「オフ」に設定し、充電分極判定フラグ(flag-ch
a)を「オフ」に設定し、所定の時間以上の走行停止を判
定するための走行停止判定フラグ(flag-sleep)を「オ
フ」に設定し、CPU5a内のタイマーをスタートさせ
る。
【0022】ステップS102において、CPU5a
は、電池1の充放電電流Iのデータを0.1秒毎に読み
込む。ステップS103において、CPU5aは電流I
=0で、かつ一時記憶判定フラグ(flag)が「オフ」か否
か判別する。即ち、車両は停止中であり、かつ電圧V及
び電流Iの一時記憶データがないか否か判別する。
は、電池1の充放電電流Iのデータを0.1秒毎に読み
込む。ステップS103において、CPU5aは電流I
=0で、かつ一時記憶判定フラグ(flag)が「オフ」か否
か判別する。即ち、車両は停止中であり、かつ電圧V及
び電流Iの一時記憶データがないか否か判別する。
【0023】ステップS103が否定された場合(N
O)は、ステップS104でカウント値(count) を
「0」にクリアし、ステップS108に進む。一方、ス
テップS103が肯定された場合(YES)は、CPU
5aはステップS105でカウント値(count) を1つ増
加し、ステップS106に進む。ステップS106にお
いて、CPU5aはカウント値(count) が「100」よ
り大きいか否か、即ち、車両が停止してから10秒経過
したか否か判定する。なお、この10秒の値は図4に示
した実験結果を考慮した。
O)は、ステップS104でカウント値(count) を
「0」にクリアし、ステップS108に進む。一方、ス
テップS103が肯定された場合(YES)は、CPU
5aはステップS105でカウント値(count) を1つ増
加し、ステップS106に進む。ステップS106にお
いて、CPU5aはカウント値(count) が「100」よ
り大きいか否か、即ち、車両が停止してから10秒経過
したか否か判定する。なお、この10秒の値は図4に示
した実験結果を考慮した。
【0024】10秒経過したか否かの判別が否定された
場合(NO)は、ステップS108に進み、肯定された
場合(YES)は、ステップS107で走行停止判定フ
ラグ(fkag-sleep)を「オン」に設定し、ステップS10
8に進む。ステップS108において、CPU5aは充
電分極判定フラグ(flag-cha)が「オフ」であるか、又
は、電流I<0であり、かつ一時記憶判定フラグ(flag)
が「オン」であるか否かを判別する。即ち、充電分極の
影響がないか、又は電流が負値であり、かつ、一時記憶
データがあるか否かを判別する。ステップS108が否
定された場合(NO)は、ステップS109に進む。
場合(NO)は、ステップS108に進み、肯定された
場合(YES)は、ステップS107で走行停止判定フ
ラグ(fkag-sleep)を「オン」に設定し、ステップS10
8に進む。ステップS108において、CPU5aは充
電分極判定フラグ(flag-cha)が「オフ」であるか、又
は、電流I<0であり、かつ一時記憶判定フラグ(flag)
が「オン」であるか否かを判別する。即ち、充電分極の
影響がないか、又は電流が負値であり、かつ、一時記憶
データがあるか否かを判別する。ステップS108が否
定された場合(NO)は、ステップS109に進む。
【0025】ステップS109において、充電分極判定
フラグ(flag-cha)を「オン」に設定し、積算使用量Qに
電流Iの値を加算する。続くステップS110におい
て、CPU5aは積算使用量Qが「0」以上であるか否
か、即ち、充電された量を放電したか否かを判定する。
ここで、充電された量よりも多くの放電がされたか否か
を判別するようにしてもよい。
フラグ(flag-cha)を「オン」に設定し、積算使用量Qに
電流Iの値を加算する。続くステップS110におい
て、CPU5aは積算使用量Qが「0」以上であるか否
か、即ち、充電された量を放電したか否かを判定する。
ここで、充電された量よりも多くの放電がされたか否か
を判別するようにしてもよい。
【0026】この判別が否定された場合(NO)は、図
6のステップS125に進む。肯定された場合(YE
S)は、ステップS111において充電分極判定フラグ
(flag-cha)を「オフ」に設定し、積算使用量Qを「0」
にクリアし、図6のステップS125に進む。一方、ス
テップS108が肯定された場合(YES)は、ステッ
プS112で充電分極判定フラグ(flag-cha)を「オフ」
に設定し、続くステップS113で電流Iが所定値以上
か、又は一時記憶判定フラグ(flag)が「オン」であるか
否かを判別する。この場合、所定値としては、例えば、
0.75C(A)が採用される(Cは5時間率容量を示
す)。
6のステップS125に進む。肯定された場合(YE
S)は、ステップS111において充電分極判定フラグ
(flag-cha)を「オフ」に設定し、積算使用量Qを「0」
にクリアし、図6のステップS125に進む。一方、ス
テップS108が肯定された場合(YES)は、ステッ
プS112で充電分極判定フラグ(flag-cha)を「オフ」
に設定し、続くステップS113で電流Iが所定値以上
か、又は一時記憶判定フラグ(flag)が「オン」であるか
否かを判別する。この場合、所定値としては、例えば、
0.75C(A)が採用される(Cは5時間率容量を示
す)。
【0027】ステップS113が否定された場合(N
O)は、図6のステップS123に進み、肯定された場
合(YES)は、図6のステップS114に進む。図6
のステップS114において、V─I特性データがメモ
リ5bに一時的に記憶され、一時記憶判定フラグ(flag)
が「オン」に設定される。ステップS115において、
CPU5aは一時記憶データカウンターのカウント値
(m) が「0」よりも大きいか否かを判別する。この判別
が否定された場合(NO)は、ステップS124に進
み、肯定された場合(YES)は、続くステップS11
6で電流Im <Im −1であるか否か、即ち、電流が減
少中であるか否か判別される。
O)は、図6のステップS123に進み、肯定された場
合(YES)は、図6のステップS114に進む。図6
のステップS114において、V─I特性データがメモ
リ5bに一時的に記憶され、一時記憶判定フラグ(flag)
が「オン」に設定される。ステップS115において、
CPU5aは一時記憶データカウンターのカウント値
(m) が「0」よりも大きいか否かを判別する。この判別
が否定された場合(NO)は、ステップS124に進
み、肯定された場合(YES)は、続くステップS11
6で電流Im <Im −1であるか否か、即ち、電流が減
少中であるか否か判別される。
【0028】電流が減少中であるか否かの判別が否定さ
れた場合(NO)は、ステップS124に進み、肯定さ
れた場合(YES)は、ステップS117において一時
記憶判定フラグ(flag)が「オフ」に設定され、CPU5
aは放電電流の増加率dI/dt (CA/sec) を算出す
る。ステップS118においては、CPU5aは走行停
止判定フラグ(flag-sleep)が「オフ」であるか否か、即
ち、走行停止による影響がないか否かを判別する。この
判別が否定された場合(NO)、ステップS119にお
いて走行停止判定フラグ(flag-sleep)を「オフ」に設定
し、ステップS123に進む。
れた場合(NO)は、ステップS124に進み、肯定さ
れた場合(YES)は、ステップS117において一時
記憶判定フラグ(flag)が「オフ」に設定され、CPU5
aは放電電流の増加率dI/dt (CA/sec) を算出す
る。ステップS118においては、CPU5aは走行停
止判定フラグ(flag-sleep)が「オフ」であるか否か、即
ち、走行停止による影響がないか否かを判別する。この
判別が否定された場合(NO)、ステップS119にお
いて走行停止判定フラグ(flag-sleep)を「オフ」に設定
し、ステップS123に進む。
【0029】肯定された場合(YES)は、ステップS
120において、CPU5aは電流Im −1が所定値以
上で、かつカウント値 m>4、かつ増加率0.5<dI
/dt<1.0であるか否かを判別する。この所定値と
しては、例えば、1.2C(A)が採用される。また、
電流増加率の値及び範囲は、車両の仕様や搭載電池の能
力により変更してもよい。
120において、CPU5aは電流Im −1が所定値以
上で、かつカウント値 m>4、かつ増加率0.5<dI
/dt<1.0であるか否かを判別する。この所定値と
しては、例えば、1.2C(A)が採用される。また、
電流増加率の値及び範囲は、車両の仕様や搭載電池の能
力により変更してもよい。
【0030】ステップS120の判別が否定された場合
(NO)は、ステップS124に進み、肯定された場合
(YES)は、続くステップS121において、メモリ
5bに一時的に記憶したデータからV−I特性を算出す
る。次に、ステップS122において、所定の電流値の
ときの電圧Vの値(ステップS121で算出したV−I
特性から任意の電流値における電圧値を求めることがで
きる)を、予めメモリ5bに格納した、所定の電流値を
放電したときの電圧値と電池残存容量のマップに入力
し、電池の残存容量を求め表示装置11に表示する。こ
の所定の電流値としては、例えば、1.3C(A)が採
用される。
(NO)は、ステップS124に進み、肯定された場合
(YES)は、続くステップS121において、メモリ
5bに一時的に記憶したデータからV−I特性を算出す
る。次に、ステップS122において、所定の電流値の
ときの電圧Vの値(ステップS121で算出したV−I
特性から任意の電流値における電圧値を求めることがで
きる)を、予めメモリ5bに格納した、所定の電流値を
放電したときの電圧値と電池残存容量のマップに入力
し、電池の残存容量を求め表示装置11に表示する。こ
の所定の電流値としては、例えば、1.3C(A)が採
用される。
【0031】ステップS123においては、メモリ5b
に一時的に記憶したデータをクリアし、カウンタ値(m)
を「−1」に設定する。ステップS124においては、
カウンタ値(m) の値を1つ増加してステップS125に
進む。ステップS125においては、CPU5aは車両
の走行が終了したか否かを判定する。車両の走行が終了
したか否かの判定が否定された場合(NO)は、図5の
ステップS101に戻り、ステップ101から上述の処
理を繰り返す。肯定された場合(YES)は、このルー
チンを終了する。
に一時的に記憶したデータをクリアし、カウンタ値(m)
を「−1」に設定する。ステップS124においては、
カウンタ値(m) の値を1つ増加してステップS125に
進む。ステップS125においては、CPU5aは車両
の走行が終了したか否かを判定する。車両の走行が終了
したか否かの判定が否定された場合(NO)は、図5の
ステップS101に戻り、ステップ101から上述の処
理を繰り返す。肯定された場合(YES)は、このルー
チンを終了する。
【0032】なお、本実施形態では、車両停止の判定を
電流I=0として行っているが、これを、例えば、−
0.05<I<0.05の小電流の範囲で行うようにし
てもよい。図7(A),(B)は本発明と従来の効果の
比較説明図である。(A)は本発明における1.3C
(A)放電時のV値検出結果のグラフであり、(B)は
従来における1.3C(A)放電時のV値検出結果のグ
ラフである。いずれも縦軸は電圧(V)、横軸は電池残
存容量(%)である。図示のような本発明の効果を確認
するために次の試験を行った。即ち、電気自動車で、電
池満充電状態から放電終止電圧を検出するまで市街地を
走行し、この間の電圧、電流データを、0.1秒毎にパ
ーソナルコンピュータに記憶した。次に、この記憶デー
タを使用して1.3C(A)放電時の電圧値を本発明と
従来方式により検出した。その結果は、グラフの“×”
マークのバラツキから明らかなように、本発明では従来
に比べて、各残存容量における電圧値検出のバラツキを
小幅に押さえることができる。従って、V−I特性比較
方式による電池残存容量の検出精度を向上させることが
できる。
電流I=0として行っているが、これを、例えば、−
0.05<I<0.05の小電流の範囲で行うようにし
てもよい。図7(A),(B)は本発明と従来の効果の
比較説明図である。(A)は本発明における1.3C
(A)放電時のV値検出結果のグラフであり、(B)は
従来における1.3C(A)放電時のV値検出結果のグ
ラフである。いずれも縦軸は電圧(V)、横軸は電池残
存容量(%)である。図示のような本発明の効果を確認
するために次の試験を行った。即ち、電気自動車で、電
池満充電状態から放電終止電圧を検出するまで市街地を
走行し、この間の電圧、電流データを、0.1秒毎にパ
ーソナルコンピュータに記憶した。次に、この記憶デー
タを使用して1.3C(A)放電時の電圧値を本発明と
従来方式により検出した。その結果は、グラフの“×”
マークのバラツキから明らかなように、本発明では従来
に比べて、各残存容量における電圧値検出のバラツキを
小幅に押さえることができる。従って、V−I特性比較
方式による電池残存容量の検出精度を向上させることが
できる。
【図1】本発明の原理構成図である。
【図2】本発明の一実施形態における電気自動車用の電
池残存容量計の要部構成図である。
池残存容量計の要部構成図である。
【図3】電池の残存容量が一定の時の放電電流の増加率
(A)と、V−I特性検出結果(B)のグラフである。
(A)と、V−I特性検出結果(B)のグラフである。
【図4】放電電流の増加率が一定の時の放電停止時間
(A)と、V−I特性検出結果(B)のグラフである。
(A)と、V−I特性検出結果(B)のグラフである。
【図5】本発明の処理フローチャート(その1)であ
る。
る。
【図6】本発明の処理フローチャート(その2)であ
る。
る。
【図7】本発明(A)と従来(B)の効果の比較説明図
である。
である。
1…電池 2…モータ 3…インバータ 4…電子制御装置 5…マイクロコンピュータ 5a…CPU 5b…メモリ 6…モータ制御回路 7…検出器ユニット 8…電流検出器 9…電圧検出器 10…温度検出器 10a…熱電対 11…表示装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲垣 光夫 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 (4)
- 【請求項1】 電池の残存容量を測定する電池残存容量
計であって、 前記電池(M1)の放電電流を検出する電流検出手段
(M2)と、 前記電流検出手段(M2)で検出された放電電流の時間
的な変化状態を検出する変化状態検出手段(M3)と、 前記電池(M1)の放電時における放電電圧を検出する
電圧検出手段(M4)と、 前記電流検出手段(M2)及び前記変化状態検出手段
(M3)の検出結果に基づき、放電電流が所定値以上で
あり、かつ増加しているときに、その増加率を算出する
増加率演算手段(M5)と、 前記増加率演算手段(M5)により算出された増加率に
おける放電電圧及び放電電流の関係と、予め放電電圧と
放電電流に対する電池残存容量の関係を記録したマップ
に基づいて、電池残存容量を検出する残存容量検出手段
(M6)と、 前記残存容量検出結果を表示する表示手段(M7)と、 を具備する電池残存容量計。 - 【請求項2】 前記増加率演算手段(M5)は、放電を
所定時間以上停止した場合には、放電電流の増加率の算
出条件が満足される場合でも、放電停止後、1回目の増
加率の算出を停止することを特徴とする請求項1に記載
の電池残存容量計。 - 【請求項3】 前記増加率演算手段(M5)は、放電途
中に短時間の微少充電を行った場合に、充電した電気量
を放電するまでは増加率の算出を停止することを特徴と
する請求項1又は2に記載の電池残存容量計。 - 【請求項4】 前記残存容量検出手段(M6)は、放電
電流の増加率が所定の範囲内にあるときのみ電池残存容
量を算出することを特徴とする請求項1〜3のいずれか
に記載の電池残存容量計。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7253280A JPH0996665A (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 電池残存容量計 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7253280A JPH0996665A (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 電池残存容量計 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0996665A true JPH0996665A (ja) | 1997-04-08 |
Family
ID=17249092
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7253280A Withdrawn JPH0996665A (ja) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 電池残存容量計 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0996665A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6285163B1 (en) | 1998-05-28 | 2001-09-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Means for estimating charged state of battery and method for estimating degraded state of battery |
JP2015095094A (ja) * | 2013-11-12 | 2015-05-18 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置、電池パック及び携帯端末 |
-
1995
- 1995-09-29 JP JP7253280A patent/JPH0996665A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6285163B1 (en) | 1998-05-28 | 2001-09-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Means for estimating charged state of battery and method for estimating degraded state of battery |
JP2015095094A (ja) * | 2013-11-12 | 2015-05-18 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置、電池パック及び携帯端末 |
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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: 20021203 |