JPH1014004A - 車載電池の制御装置 - Google Patents

車載電池の制御装置

Info

Publication number
JPH1014004A
JPH1014004A JP16191696A JP16191696A JPH1014004A JP H1014004 A JPH1014004 A JP H1014004A JP 16191696 A JP16191696 A JP 16191696A JP 16191696 A JP16191696 A JP 16191696A JP H1014004 A JPH1014004 A JP H1014004A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
current
circuit
voltage
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP16191696A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3351683B2 (ja
Inventor
Tetsuo Koike
哲夫 小池
Satoru Masuda
哲 益田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hino Motors Ltd
Original Assignee
Hino Motors Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to JP16191696A priority Critical patent/JP3351683B2/ja
Application filed by Hino Motors Ltd filed Critical Hino Motors Ltd
Priority to DE69730802T priority patent/DE69730802T2/de
Priority to EP97925305A priority patent/EP0845383B1/en
Priority to CNB971907250A priority patent/CN1139502C/zh
Priority to KR1019970709921A priority patent/KR100508788B1/ko
Priority to PCT/JP1997/001980 priority patent/WO1997048569A1/ja
Publication of JPH1014004A publication Critical patent/JPH1014004A/ja
Priority to US09/023,076 priority patent/US5955865A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3351683B2 publication Critical patent/JP3351683B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/10—Vehicle control parameters
    • B60L2240/12—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/421—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
    • B60L2240/423—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/44—Drive Train control parameters related to combustion engines
    • B60L2240/441—Speed
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/44—Drive Train control parameters related to combustion engines
    • B60L2240/443—Torque
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/547—Voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
    • B60L2240/40—Drive Train control parameters
    • B60L2240/54—Drive Train control parameters related to batteries
    • B60L2240/549—Current
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 二次電池回路の充電終了または放電終了の検
出は電圧値を管理して行っているが、充放電の余裕度や
電池の劣化に伴い電圧値は変動するので、正確な管理を
行うことが難しい。 【解決手段】 電池の電流と電圧との関係による充放電
特性をメモリに保持し、実際の電圧値と電流値を測定
し、メモリに保持している充放電特性と比較対照を行い
ながら制御を行う。 【効果】 無駄なく正確な充放電制御を行うことができ
るとともに、電池の寿命を増大させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は走行動力として電動
機を使用する電気自動車に利用する。本発明は、車載用
の充電可能な電池の充放電制御に関する。本発明は、走
行動力として内燃機関および電動機を併用するハイブリ
ッド・カーのために開発されたものであるが、充電可能
な電池を車両に搭載し、この電池エネルギを走行に利用
する自動車に広く利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】本願出願人は、ＨＩＭＲの名称で内燃機
関および電動機を併用するハイブリッド・カーを開発し
製造販売している。この自動車は、内燃機関のクランク
軸に三相交流のかご形誘導機を連結し、大型の電池を車
両に搭載し、この電池とかご形誘導機との間を双方向の
インバータ回路により結合し、このインバータ回路をプ
ログラム制御回路により制御するように構成されたもの
である（ＷＯ８８／０６１０７参照）。
【０００３】この装置では、車両が加速するときにはこ
のかご形誘導機に与える回転磁界をかご形誘導機が電動
機になるように制御し、車両が減速するときにはこのか
ご形誘導機に与える回転磁界をかご形誘導機が発電機に
なるように制御する。そしてかご形誘導機が電動機とし
て利用されるときには電池は放電し、発電機として利用
されるときには電池が充電するように、すなわち回生制
動が行われるように制御するものである。
【０００４】この装置は、大型バスに搭載され、市街地
の路線バスおよび環境汚染をきわめて小さくすることが
必要な地域の登山バスなどに実用されている。一方近
年、自動車の内燃機関からの排気による環境汚染は大き
い問題となり、自動車の価格がなお高く燃料が多少高価
であっても、都会の市街地を走行する大部分の自動車が
電気自動車になる可能性が論じられるまでになった。
【０００５】上記ＨＩＭＲは、車両に電池室を設け、大
量生産により安価に入手できる端子電圧１２Ｖの電池を
単位電池とし、これを２５個この電池室に搭載し、電気
的に直列に接続して全体の端子電圧が １２Ｖ×２５＝
３００Ｖ となるように構成して走行用のエネルギを供
給する電池として利用している。
【０００６】ここで「単位電池」とは、多数個を直列接
続することにより走行用のエネルギを供給する電池を構
成する単位となるものである。例えば鉛電池の場合は、
化学的性質から最小の単位電池の端子電圧は２Ｖである
が、一般にこの２Ｖの電池を複数個直列に接続して一つ
の筐体に収容した電池が市販されている。例えば鉛電池
の場合は、単位電池の端子電圧は、２Ｖ、４Ｖ、６Ｖ、
１２Ｖ、２４Ｖなどである。鉛電池以外の電池でも、そ
の化学的性質およびその直列接続する数により単位電池
の端子電圧が定まる。
【０００７】本願出願人は単位電池の監視について、国
際特許出願（ＰＣＴ／ＪＰ９６／００９６６号、本願出
願時において未公開）を出願した。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】かご形誘導機を電動機
として用いて始動または加速を行うときには、電池から
エネルギを取り出して使用するから電池は放電状態にあ
る。かご形誘導機を発電機として動作させ減速を行って
いるときには、回生制動状態にあり電池は充電を行って
いる。このように充放電を繰り返している電池では、常
に充電と放電との均衡がとれているとは限らない。
【０００９】登り坂の多い道を走る場合には放電時間が
長くなり、下り坂の多い道を走る場合には充電時間が長
くなる。電池は現在では基本的に鉛蓄電池が用いられて
いることから、過充電または過放電を行うことによる電
池の劣化に配慮することが必要となる。
【００１０】従来は、この管理を単位電池の端子電圧値
を測定することにより行っている。例えば、標準電圧１
２Ｖの単位電池については、充電終了電圧を１３．２
Ｖ、放電終了電圧を１１．４Ｖと定め、１３．２Ｖを越
えた場合には、過充電警告を表示したり、自動的に充電
を停止するように制御される。また、１１．４Ｖを下回
った場合には、過放電警告を表示したり、自動的に放電
を停止するように制御される。
【００１１】しかし、電池は充放電を繰り返しているう
ちに劣化が進み、充放電できる電気量は減少する。すな
わち、劣化が進んだ電池では、充電時にまだ十分な充電
が行われていないにもかかわらず充電終了電圧値に達し
てしまう。放電時には負荷をかけると電池電圧は放電修
了電圧を下回ってしまう。したがって、劣化の状態を無
視して端子電圧に基づいて充放電制御を行うと、まだ充
電できるのに充電を制限したり、もう充電できないのに
さらに充電を行うような制御を行うことがある。
【００１２】さらに自動車の走行エネルギを蓄積するた
めの電池は、単位電池を複数直列に接続して使用する
が、直列接続された単位電池は均一に劣化するのではな
く、劣化にもばらつきがあり、均一な充放電を行ってい
ると劣化のばらつきが拡大する。
【００１３】従来は、上述のように端子電圧により充放
電電流を制御するから、その基準となる充電終了電圧値
および放電終了電圧値を単位電池の劣化とともに変化さ
せるような制御はしていない。劣化が進んだ電池の過充
電または過放電を回避する方策として、あらかじめ充電
終了電圧値および放電終了電圧値を劣化が進んだ電池に
合わせて設定することが行われている。これは新品の電
池ではその蓄電容量を十分に活用していないことにな
る。
【００１４】本発明はこのような背景に行われたもので
あって、電池の蓄電容量を十分に活用することができる
車載電池の制御装置を提供することを目的とする。本発
明は電池の劣化の状態に応じて、充電時の端子電圧限界
値を適応的に制御する装置を提供することを目的とす
る。本発明は電池の劣化の状態に応じて、放電時の端子
電圧限界値を適応的に制御する装置を提供することを目
的とする。本発明は、電池の寿命を増大させることがで
きる車載電池の制御装置を提供することを目的とする。
本発明は、複数の単位電池が直列に接続された電池につ
いて、その単位電池毎に劣化の状態を管理することがで
きる装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は車載電池の制御
装置であって、本発明の特徴とするところは、車両の駆
動装置に連結された多相交流回転機と、車両に搭載され
た電池とこの多相交流回転機との間に設けられ交流直流
もしくは直流交流変換を行うインバータ回路と、このイ
ンバータ回路を制御するプログラム制御回路とを備え、
前記電池について放電時の電流電圧および充電時の電流
電圧を測定する手段を備え、前記プログラム制御回路
は、前記手段により測定された電圧電流の情報に基づき
前記電池に前記インバータ回路を介して行う充電電流お
よびまたは放電電流の制御を行う手段を含むところにあ
る。
【００１６】これにより、電圧値および電流値の双方を
加味したきめ細かい充電電流およびまたは放電電流の制
御を行うことができる。
【００１７】前記プログラム制御回路には、放電時の電
流電圧（放電ＩＶ特性）および充電時の電流電圧（充電
ＩＶ特性）についての情報を保持するメモリ手段を含む
ことが望ましい。
【００１８】このメモリ手段には、電池を実測して得た
データに基づく放電ＩＶ特性および充電ＩＶ特性が保持
され、この特性と現在の電圧値および電流値とを比較し
ながら充電電流およびまたは放電電流の制御を行うこと
ができる。
【００１９】前記電池に単位電池の端子電圧を検出する
電池センサを設け、この電池センサの検出出力を前記プ
ログラム制御回路に取込み、このプログラム制御回路に
は、この単位電池の端子電圧情報にしたがって充電時お
よびまたは放電時の電流を加減する手段を含む構成とす
ることもできる。
【００２０】個々の単位電池の端子電圧値を検出する電
池センサを備えることにより、プログラム制御回路は個
々の単位電池の劣化状況を把握することができる。複数
の単位電池の中で最も劣化が進んでいる単位電池に合わ
せて充電終了電圧値または放電終了電圧値を設定するこ
とにより、劣化が進んでいる単位電池だけが加速度的に
現状以上の劣化を進ませてしまうことを回避することが
できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
【００２２】
【実施例】
（第一実施例）本発明第一実施例の構成を図１および図
２を参照して説明する。図１はＨＩＭＲの全体構成図で
ある。図２は本発明第一実施例のインバータ制御回路の
ブロック構成図である。
【００２３】本発明は車載電池の制御装置であって、本
発明の特徴とするところは、車両の駆動装置としての内
燃機関１に連結された多相交流回転機としてのかご形多
相誘導機２と、車両に搭載された二次電池回路３とこの
かご形多相誘導機２との間に設けられ交流直流もしくは
直流交流変換を行うインバータ回路４と、このインバー
タ回路４を制御するプログラム制御回路としてのインバ
ータ制御回路５とを備え、二次電池回路３について放電
時の電流電圧および充電時の電流電圧を測定する手段と
しての検出回路１３を備え、インバータ制御回路５は、
検出回路１３により測定された電圧電流の情報に基づき
二次電池回路３にインバータ回路４を介して行う充電電
流およびまたは放電電流の制御を行う手段を含むところ
にある。
【００２４】インバータ制御回路５には、放電時の電流
電圧（放電ＩＶ特性）および充電時の電流電圧（充電Ｉ
Ｖ特性）についての情報を保持するメモリ５２を含む。
【００２５】図１に示すハイブリッド・カー（ＨＩＭ
Ｒ）を説明すると、この自動車は、内燃機関１のクラン
ク軸に三相交流のかご形多相誘導機２を連結し、大型の
二次電池回路３を車両に搭載し、この二次電池回路３と
かご形多相誘導機２との間を双方向のインバータ回路４
により結合し、このインバータ回路４をプログラム制御
を用いたインバータ制御回路５により制御するように構
成されたものである。検出回路１３は二次電池回路３の
電圧および電流検出器７の電流をインバータ制御回路５
に入力している。インバータ制御回路５は、検出回路１
３および回転センサ６およびＣＰＵ１２からの入力にし
たがってインバータ回路４を制御している。
【００２６】インバータ制御回路５はインバータ回路４
を制御し、車両が発車または加速するときにはこのかご
形多相誘導機２に与える回転磁界をかご形多相誘導機２
が電動機になるように制御し、車両が減速するときには
このかご形多相誘導機２に与える回転磁界をかご形多相
誘導機２が発電機になるように制御する。そしてかご形
多相誘導機２が電動機として利用されるときには二次電
池回路３は放電し、発電機として利用されるときには二
次電池回路３が充電するように、すなわち回生制動が行
われるように制御するものである。また、ハイブリッド
・カーが停車している状態で二次電池回路３の充電のみ
を目的とした内燃機関１の運転を行うこともできる。
【００２７】次に、本発明第一実施例の動作を図３ない
し図６を参照して説明する。図３は二次電池回路３の充
電特性を示す図であり、横軸に充電電流をとり、縦軸に
電圧をとる。図３に示す充電特性はインバータ制御回路
５のメモリ５２に保持されている。図３に示すように、
曲線ａは二次電池回路３の電池が新しく、かつ、充電量
が小さい（空腹）状態を示す。曲線ｂは二次電池回路３
の電池が新しく、かつ、充電量が中程度の状態を示す。
曲線ｃは二次電池回路３の電池が新しく、かつ、充電さ
れている（満腹）状態を示す。曲線ｄは二次電池回路３
の単位電池の劣化が交換を要する程度に進んでいる状態
を示す。上限値ＭＡＸは本発明実施例の制御装置が制御
を行う充電終了電圧を示す値であり、一点鎖線により示
した従来例と比較すると、図３において右上がりになっ
ている。これは、電池が新しく、かつ、空腹のときには
従来より大きい充電電流で、つまり充電時の端子電圧が
高くなるように制御することを示す。すなわち、電池の
状態に応じてその能力いっぱいに利用する。逆に、電池
の劣化が交換を要する程度に進んでいる状態のときに
は、充電終了電圧を低く設定し、大きい充電電流を供給
して電池をさらに過充電することがないように制御す
る。
【００２８】図４は充電を行う場合のインバータ制御部
５０の動作を示すフローチャートである。インバータ制
御部５０は検出回路１３からその時点の電流値および電
圧値を入力する（Ｓ１）。この電流値および電圧値にし
たがって、現在の二次電池回路３の所属する領域Ａ、
Ｂ、Ｃを特定する（Ｓ２）。すなわち、メモリ５２に保
持されている図３に示した充電特性と、現在の電流値お
よび電圧値とを比較対照し、二次電池回路３が如何なる
状態であるかを把握する。領域Ａに属していれば、二次
電池回路３の単位電池が新しく、かつ、空腹状態であ
る。領域Ｂに属していれば、二次電池回路３の単位電池
が新しく、かつ、空腹が中程度の状態である。領域Ｃに
属していれば、二次電池回路３の単位電池の劣化が交換
を要する程度に進んでいる状態である。このとき、所属
する領域Ａ、Ｂ、Ｃに応じて外部に表示を行ってもよ
い。
【００２９】すなわち、領域Ａに属していれば「要充
電」、領域Ｂに属していれば「正常」、領域Ｃに属して
いれば「要電池交換」などとしてもよい。また、いずれ
の領域Ａ、Ｂ、Ｃに属しているかによって上限値ＭＡＸ
の値が変化する。電圧値が所属する領域Ａ、Ｂ、Ｃに対
応する上限値ＭＡＸ以上であれば（Ｓ３）、充電電流値
の増加を制限する（Ｓ４）。充電電流値の増加を制限す
ることによって、電圧は現在値を保つことができる。
【００３０】上の説明では電池は「新しい」と「交換を
要する」と二つに区別したが、実際に使用されている電
池はこの間にある。実際には電池の劣化がはじまると、
図３の曲線ａ，ｂ，ｃは曲線ｄにしだいに近づいてく
る。それに応じて領域Ａ，Ｂ，Ｃもその形状が変化し、
その面積は狭くなる。本発明では、充電電流と充電時の
端子電圧を同時に検出することにより、曲線ａ，ｂ，ｃ
に相当するそのときのその電池の曲線を二次元的に検出
することができる。しかし、これだけの測定結果からで
は、かりに曲線がしだいに曲線ｃに近づいてきたとして
も、これは劣化が進んでいるのか、電池がしだいに満腹
になっているのかは区別ができないが、特にこれは区別
する必要がない。一つの電池の種類に対応してこの曲線
ａ〜ｃをメモリに蓄積しておき、このパターンにしたが
って充放電制御を行うように構成しておく。そして、こ
の充電電流−電圧特性が曲線ｄになったときに電池が要
交換の状態になったことがわかり、これを表示する。
【００３１】充電電流の制御は、かご形多相誘導機２に
与える回転磁界の回転速度をインバータ回路４により変
化させることにより行う。すなわち、かご形多相誘導機
２の回転磁界の回転速度が内燃機関１のクランク軸の回
転速度より小さくすると、かご形多相誘導機２は発電機
として動作する。充電電流を制限するためには、かご形
多相誘導機２の回転磁界の回転数をクランク軸の回転数
に近づければ、すなわち、スリップ量を小さくすると発
電機としてのかご形多相誘導機２の発電量を低減させる
ことができる。
【００３２】図５は二次電池回路３の放電特性を示す図
であり、横軸に放電電流をとり、縦軸に電圧をとる。図
５に示す放電特性はインバータ制御回路５のメモリ５２
に保持されている。図５に示すように、曲線ｅは二次電
池回路３の単位電池が新しく、かつ、満腹の状態を示
す。曲線ｆは二次電池回路３の単位電池が新しく、か
つ、空腹が中程度の状態を示す。曲線ｇは二次電池回路
３の単位電池が新しく、かつ、空腹の状態を示す。曲線
ｈは二次電池回路３の電池の劣化が交換を要する程度に
進んでいる状態を示す。下限値ＭＩＮはこれを越えて放
電させると過放電になるときの端子電圧を示す。本発明
では、図５に示すようにこの下限値ＭＩＮは、一点鎖線
により示した従来例と比較すると、右下がりになる。こ
れは、電池が新しく、かつ、満腹状態のときには、放電
限界電圧を比較的低くしてもよいことを示している。逆
に、電池の劣化が進み交換を要する程度になっている状
態では、放電限界電圧が比較的高いこと、つまり放電電
流を大きくとることができないことを示す。
【００３３】図６は放電を行う場合のインバータ制御部
５０の動作を示すフローチャートである。インバータ制
御部５０は検出回路１３からその時点の電流値および電
圧値を入力する（Ｓ１１）。この電流値および電圧値に
したがって、現在の二次電池回路３の所属する領域Ｅ、
Ｆ、Ｇを特定する（Ｓ１２）。すなわち、メモリ５２に
保持されている図５に示した放電特性と、現在の電流値
および電圧値とを比較対照し、二次電池回路３の電池の
劣化の状態および満腹または空腹の状態を検出する。
【００３４】いま検出結果から、その電池が領域Ｅに属
していれば、二次電池回路３の電池が新しく、かつ、満
腹の状態である。領域Ｆに属していれば、二次電池回路
３の電池が新しく、かつ、空腹が中程度の状態である。
領域Ｇに属していれば、二次電池回路３の電池の劣化が
交換を要する程度に進んでいる状態である。このとき、
所属する領域Ｅ、Ｆ、Ｇに応じて外部に表示を行っても
よい。すなわち、領域Ｅに属していれば「要放電」、領
域Ｆに属していれば「正常」、領域Ｇに属していれば
「要電池交換」などとしてもよい。また、いずれの領域
Ｅ、Ｆ、Ｇに属しているかで下限値ＭＩＮの値が変化す
る。電圧値が所属する領域Ｅ、Ｆ、Ｇに対応する下限値
ＭＩＮ以下であれば（Ｓ１３）、放電電流値の増加を制
限する（Ｓ１４）。放電電流値の増加を制限することに
よって、電圧は現在値を保つことができる。
【００３５】この放電の場合にも、電池が新品で空腹、
電池が新品で満腹、電池が要交換、というように区分し
たが、実際の電池は新品と要交換との間にある。すなわ
ち曲線ｅは使用をつづけているとしだいに曲線ｈに近づ
いてくる。このとき領域Ｅ，Ｆ，Ｇの形状も変化する。
しかし、電池が劣化したのかそれとも電池が空腹になっ
てきたのかはこれだけの計測ではわからないが、電池の
種類毎にこの特性をメモリにあらかじめ蓄積しておき、
この特性にしたがって電池の放電電流を制御する。この
曲線ｅ〜ｇは放電電流と電圧を同時に計測することによ
り二次元的に認識することができる。したがって、曲線
ｈに近づいたときには、その電池は要交換であることを
表示することができる。
【００３６】放電電流の制御は、かご形多相誘導機２に
与える回転磁界の回転速度をインバータ回路４により変
化させることにより行う。すなわち、かご形多相誘導機
２の回転磁界の回転速度が内燃機関１のクランク軸の回
転速度より大きいとき、かご形多相誘導機２は電動機と
して動作する。放電電流を制限するためには、かご形多
相誘導機２の回転磁界の回転数をクランク軸の回転数に
近づければ、すなわちスリップ量を小さくすることによ
り電動機としてのかご形多相誘導機２の消費電力を低減
させることができる。
【００３７】（第二実施例）本発明第二実施例を図７な
いし図１１を参照して説明する。図７は本発明第二実施
例の全体構成図である。本発明第二実施例では、二次電
池回路３を構成する複数の単位電池についてそれぞれ電
池センサを備え、この電池センサは個々の単位電池の端
子電圧を検出する。この検出結果は個々の電池センサに
付属している無線送信器ＴＸ1 〜ＴＸn により無線信号
として送信される。この無線信号は無線受信器ＲＸによ
り受信され、インバータ制御回路５に個々の単位電池の
電圧情報として入力される。インバータ制御回路５は、
個々の単位電池の電圧情報と電流検出器７の電流情報と
にしたがって、劣化の進んだ単位電池があるか否かを判
定する。その判定の結果として劣化が進んだ電池が発見
された場合には、その電池の特性に合わせて充電終了電
圧値および放電終了電圧値を設定する。このようにする
と、劣化が進んでいない他の単位電池の蓄電容量を１０
０％有効利用することはできないが、劣化が進んでいる
単位電池の劣化が加速度的に進行することを回避するこ
とができる。さらに、劣化が進んでいる単位電池の情報
を外部に表示することにより、その単位電池について交
換を促すことができる。
【００３８】図８は本発明第二実施例の要部構成図であ
る。ｎ個の単位電池Ｂ1 〜Ｂn が直列に接続され、それ
ぞれに電池センサＶＤ1 〜ＶＤn が設けられている。電
池センサＶＤ1 〜ＶＤn には、それぞれ無線送信器ＴＸ
1 〜ＴＸn が設けられている。無線送信器ＴＸ1 〜ＴＸ
n から送信される無線信号は、無線受信器ＲＸにより受
信される。無線受信器ＲＸから出力される各電池センサ
ＶＤ1 〜ＶＤn の電圧値はインバータ制御回路５に入力
される。また、電流検出器７により検出された電流値は
検出回路１３を介してインバータ制御回路５に入力され
る。
【００３９】図９は電池センサＶＤのブロック構成図で
ある。単位電池Ｂの端子電圧を電圧測定部Ｖが測定す
る。この測定値は無線送信器ＴＸにより無線信号に変換
され、送信される。
【００４０】図１０は無線信号のフレーム構成を示す図
である。無線送信器ＴＸは図１０に示すような３２ｂｉ
ｔのフレーム構成のデータ信号を６４ｋｂ／ｓで周期ｔ
毎に間欠的に送信する。ヘッダ部分には各送信器ＴＸ毎
に個別に割当てられたＩＤが送信される。したがって、
受信器ＲＸでは受信されたフレームがどの送信器ＴＸか
ら送信されたものかを識別することができる。この装置
はこの実施例では、携帯用電話機のセルを改造して使用
した。前記周期ｔを各無線送信器ＴＸ毎に異なる値に設
定しておく。１回の送信時間は約２０ｍＳである。周期
ｔは２０ないし６０秒の範囲で各送信器ＴＸ毎に少しず
つ違えて設定する。このように構成することにより、か
りに複数の送信器ＴＸの送信のタイミングが一致して
も、次の周期では送信のタイミングが異なることになる
から、無線受信器ＲＸでは個別に各無線送信器ＴＸの信
号を受信することができる。
【００４１】かりに周期を２０秒とすると、１個の無線
送信器ＴＸｉが送信している時間２０ｍＳは周期の千分
の１である。したがって、２５個の単位電池Ｂ1 〜Ｂn
にそれぞれ接続された無線送信器ＴＸ1 〜ＴＸn がラン
ダムなタイミングで送信すると、衝突の可能性は約４０
０分の１である。かりに衝突しても周期ｔがそれぞれ異
なることから次の周期では衝突することなく個別の受信
が可能になる。
【００４２】図１１は本発明第二実施例のインバータ制
御部５０の動作を示すフローチャートである。電流検出
器７の電流値は検出回路１３を介してインバータ制御部
５０に入力される（Ｓ２１）。個々の単位電池Ｂ1 〜Ｂ
n の電圧値は電池センサＶＤ1 〜ＶＤn 、無線送信器Ｔ
Ｘ1 〜ＴＸn 、無線受信器ＲＸを介して入力される（Ｓ
２２）。本発明第一実施例で詳しく説明したように、個
々の単位電池Ｂ1 〜Ｂn の所属領域が特定される（Ｓ２
３）。また、この所属領域の特定結果は外部に表示され
ることがよい。その結果として劣化した電池があるか否
か判定する（Ｓ２４）。すなわち、図３または図５に示
した領域Ｃまたは領域Ｇに入る単位電池Ｂ1 〜Ｂn があ
るか否かを判定する。その結果として劣化した単位電池
があれば（Ｓ２４）、劣化した単位電池に適合した充放
電制御を行う（Ｓ２５）。すなわち、二次電池回路３を
構成する全ての単位電池Ｂ1 〜Ｂn について、図３また
は図５に示した領域Ｃまたは領域Ｇに含まれる特性を有
するとみなして図４または図６に示した充放電制御を行
う。これにより、劣化が進んでいる単位電池が二次電池
回路３を構成する単位電池Ｂ1 〜Ｂn の中に含まれてい
ても、過充電または過放電による劣化の進行を回避する
ことができる。
【００４３】劣化の状況を外部に表示することにより、
劣化が進んだ単位電池を早急に交換することを運転者あ
るいは管理者に促すことができる。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電池の蓄電容量を十分に活用することができる。すなわ
ち、電池の劣化の状態に応じて、充電時の端子電圧上限
値を適応的に制御する。また、電池の劣化の状態に応じ
て、放電時の端子電圧下限値を適応的に制御する。本発
明によれば、電池の寿命を増大させることができる。さ
らに、複数の単位電池が直列に接続された電池につい
て、その単位電池毎に劣化の状態を管理することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】ＨＩＭＲの全体構成図。
【図２】本発明第一実施例のインバータ制御回路のブロ
ック構成図。
【図３】二次電池回路の充電特性を示す図。
【図４】充電を行う場合のインバータ制御部の動作を示
すフローチャート。
【図５】二次電池回路の放電特性を示す図。
【図６】放電を行う場合のインバータ制御部の動作を示
すフローチャート。
【図７】本発明第二実施例の全体構成図。
【図８】本発明第二実施例の要部構成図。
【図９】電池センサのブロック構成図。
【図１０】無線信号のフレーム構成を示す図。
【図１１】本発明第二実施例のインバータ制御部の動作
を示すフローチャート。
【符号の説明】
１ 内燃機関 ２ かご形多相誘導機 ３ 二次電池回路 ４ インバータ回路 ５ インバータ制御回路 ６ 回転センサ ７ 電流検出器 １２ ＣＰＵ １３ 検出回路 ５０ インバータ制御部 ５２ メモリ Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ 領域 ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、ｆ、ｇ 曲線 ＴＨ1 、ＴＨ2 閾値 Ｂ、Ｂ1 〜Ｂn 単位電池 ＲＸ 無線受信器 ＴＸ、ＴＸ1 〜ＴＸn 無線送信器 Ｖ 電圧測定部 ＶＤ、ＶＤ1 〜ＶＤn 電池センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｊ 7/10 Ｈ０２Ｊ 7/10 Ｈ

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両の駆動装置に連結された多相交流回
    転機と、車両に搭載された電池とこの多相交流回転機と
    の間に設けられ交流直流もしくは直流交流変換を行うイ
    ンバータ回路と、このインバータ回路を制御するプログ
    ラム制御回路とを備え、 前記電池について放電時の電流電圧および充電時の電流
    電圧を測定する手段を備え、 前記プログラム制御回路は、前記手段により測定された
    電圧電流の情報に基づき前記電池に前記インバータを介
    して行う充電電流およびまたは放電電流の制御を行う手
    段を含むことを特徴とする車載電池の制御装置。
  2. 【請求項２】 前記プログラム制御回路には、放電時の
    電流電圧（放電ＩＶ特性）および充電時の電流電圧（充
    電ＩＶ特性）についての情報を保持するメモリ手段を含
    む請求項１記載の車載電池の制御装置。
  3. 【請求項３】 前記電池に単位電池の端子電圧を検出す
    る電池センサが設けられ、この電池センサの検出出力が
    前記プログラム制御回路に取込まれ、このプログラム制
    御回路には、この単位電池の端子電圧情報にしたがって
    充電時およびまたは放電時の電流を加減する手段を含む
    請求項１または２記載の車載電池の制御装置。
JP16191696A 1996-06-17 1996-06-21 車載電池の制御装置 Expired - Fee Related JP3351683B2 (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16191696A JP3351683B2 (ja) 1996-06-21 1996-06-21 車載電池の制御装置
EP97925305A EP0845383B1 (en) 1996-06-17 1997-06-10 Controller for on-vehicle battery
CNB971907250A CN1139502C (zh) 1996-06-17 1997-06-10 车载电池的控制装置
KR1019970709921A KR100508788B1 (ko) 1996-06-17 1997-06-10 차재전지의제어장치
DE69730802T DE69730802T2 (de) 1996-06-17 1997-06-10 Regler für eine kraftfahrzeug eigene batterie
PCT/JP1997/001980 WO1997048569A1 (fr) 1996-06-17 1997-06-10 Regulateur pour batterie d'accumulateurs embarquee sur un vehicule
US09/023,076 US5955865A (en) 1996-06-17 1998-02-13 Control system for a vehicle-mounted battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16191696A JP3351683B2 (ja) 1996-06-21 1996-06-21 車載電池の制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1014004A true JPH1014004A (ja) 1998-01-16
JP3351683B2 JP3351683B2 (ja) 2002-12-03

Family

ID=15744471

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16191696A Expired - Fee Related JP3351683B2 (ja) 1996-06-17 1996-06-21 車載電池の制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3351683B2 (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000125415A (ja) * 1998-10-15 2000-04-28 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両
JP2000324616A (ja) * 1999-05-06 2000-11-24 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両用充放電制御装置
JP2001069608A (ja) * 1999-08-31 2001-03-16 Honda Motor Co Ltd ハイブリッド車両のバッテリ制御装置
JP2001157369A (ja) * 1999-11-26 2001-06-08 Sanyo Electric Co Ltd 電池の充放電制御方法
JP2003346909A (ja) * 2002-05-30 2003-12-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 二次電池の交換方法
JP2008271781A (ja) * 2004-09-30 2008-11-06 Toyota Motor Corp 二次電池の充放電制御装置
US7482779B2 (en) 2003-10-20 2009-01-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaishi Control apparatus of electricity accumulation mechanism
JP2010141950A (ja) * 2008-12-09 2010-06-24 Toyota Motor Corp 車両

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000125415A (ja) * 1998-10-15 2000-04-28 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両
JP2000324616A (ja) * 1999-05-06 2000-11-24 Nissan Motor Co Ltd ハイブリッド車両用充放電制御装置
JP2001069608A (ja) * 1999-08-31 2001-03-16 Honda Motor Co Ltd ハイブリッド車両のバッテリ制御装置
JP2001157369A (ja) * 1999-11-26 2001-06-08 Sanyo Electric Co Ltd 電池の充放電制御方法
JP2003346909A (ja) * 2002-05-30 2003-12-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 二次電池の交換方法
US7482779B2 (en) 2003-10-20 2009-01-27 Toyota Jidosha Kabushiki Kaishi Control apparatus of electricity accumulation mechanism
JP2008271781A (ja) * 2004-09-30 2008-11-06 Toyota Motor Corp 二次電池の充放電制御装置
JP2010141950A (ja) * 2008-12-09 2010-06-24 Toyota Motor Corp 車両

Also Published As

Publication number Publication date
JP3351683B2 (ja) 2002-12-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107499180B (zh) 一种纯电动车功率控制方法及***
US6501250B2 (en) Device and method for controlling input/output of secondary battery
US5955865A (en) Control system for a vehicle-mounted battery
US6653817B2 (en) State-of-charge detection device for a battery
JP3536581B2 (ja) ハイブリッド電気自動車の発電制御装置
EP0841208B1 (en) Controller for on-vehicle battery
CN101165963B (zh) 电池管理***及其驱动方法
JP3351682B2 (ja) 車載電池の情報伝達装置
EP3127211B1 (en) Charging device, charging control method, electricity storage device, power storage device, power system, and electric vehicle
CN101141070A (zh) 一种新型智能电机电池控制***
JP2002535627A (ja) エネルギーゲージ
JP2002518969A (ja) エネルギー蓄積システム
US20130057213A1 (en) Battery monitoring and charging system and motor-driven vehicle
JP2004025979A (ja) 走行車両用電源システム
CN101966821A (zh) 一种增程式纯电动汽车***
JP7040601B2 (ja) 電池制御装置、電池制御方法、無停電電源装置、電力システム及び電動車両
KR100508788B1 (ko) 차재전지의제어장치
US6310464B1 (en) Electric car battery charging device and method
JP2003079059A (ja) 車載組電池制御装置
JP2002281687A (ja) 充電状態制御方法及び装置
JP3351683B2 (ja) 車載電池の制御装置
JP2000134805A (ja) 組電池の充放電状態判定方法及び装置
JP2002535810A (ja) エネルギーモニターと充電システム
JP3411753B2 (ja) 車載電池の制御装置
US11180051B2 (en) Display apparatus and vehicle including the same

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees