JP3006293B2 - 電池残存容量計 - Google Patents
電池残存容量計Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気自動車の電池残存容
量計、特に電池の放電電流および放電電圧と残存容量の
相関関係を利用して電池の残存容量を検出する電池残存
容量計の改良に関する。
量計、特に電池の放電電流および放電電圧と残存容量の
相関関係を利用して電池の残存容量を検出する電池残存
容量計の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気自動車においては、駆動用のモータ
のエネルギー源として電池を踏査することが必要であ
り、この電池としては、充電可能な二次電池が利用され
る。鉛電池はその二次電池の代表的なものであって以下
のような構成を有している。
のエネルギー源として電池を踏査することが必要であ
り、この電池としては、充電可能な二次電池が利用され
る。鉛電池はその二次電池の代表的なものであって以下
のような構成を有している。
【０００３】ＰｂＯ2 ｜Ｈ2 ＳＯ4aq ｜Ｐｂ このような鉛電池において、通常硫酸水溶液の比重は充
電時で１．２８である。
電時で１．２８である。
【０００４】この鉛電池は現在では最も広く使われてい
る蓄電池であって、基本的な反応は次の通りである。
る蓄電池であって、基本的な反応は次の通りである。
【０００５】ＰｂＯ2 ＋Ｈ2 ＳＯ4 ＋Ｐｂ → ２Ｐｂ
ＳＯ4 ＋２Ｈ2 Ｏ ＰｂＯ2 ＋Ｈ2 ＳＯ4 ＋Ｐｂ ← ２ＰｂＳＯ4 ＋２Ｈ
2 Ｏ 上記反応式において、右に進む場合が放電反応であり、
左に進む反応が充電反応である。この式から明らかなよ
うに、正極側活物質であるＰｂＯ2 も、負極活物質であ
るＰｂも、放電によってＰｂＳＯ4 （固体）となり、充
電によってそれぞれ元の状態に戻る。そして、この鉛電
池においては、充電によりほぼ完全に元の状態に戻るた
めに、多数回（約1000回程度）の充放電を繰り返すこと
も可能である。
ＳＯ4 ＋２Ｈ2 Ｏ ＰｂＯ2 ＋Ｈ2 ＳＯ4 ＋Ｐｂ ← ２ＰｂＳＯ4 ＋２Ｈ
2 Ｏ 上記反応式において、右に進む場合が放電反応であり、
左に進む反応が充電反応である。この式から明らかなよ
うに、正極側活物質であるＰｂＯ2 も、負極活物質であ
るＰｂも、放電によってＰｂＳＯ4 （固体）となり、充
電によってそれぞれ元の状態に戻る。そして、この鉛電
池においては、充電によりほぼ完全に元の状態に戻るた
めに、多数回（約1000回程度）の充放電を繰り返すこと
も可能である。
【０００６】ところで、電池を電気自動車のエネルギー
源として用いる場合に一番問題となるのは、その残存容
量である。すなわち、エネルギー源である電池の残りの
放電能力が判らなければ、電気自動車が走行可能な距離
がつかめず、最悪の場合には充電施設がないところで車
がストップしてしまうなどという事態も生ずることとな
る。
源として用いる場合に一番問題となるのは、その残存容
量である。すなわち、エネルギー源である電池の残りの
放電能力が判らなければ、電気自動車が走行可能な距離
がつかめず、最悪の場合には充電施設がないところで車
がストップしてしまうなどという事態も生ずることとな
る。
【０００７】そこで、電池の残存容量を測定することが
必要となる。鉛電池の残存容量の測定としては、電解液
の比重を計測する方法がある。すなわち、上記反応式か
ら明らかなように、鉛電池は放電により水を生じ、充電
により硫酸を生ずるので、放電することによって電解液
（硫酸水溶液）の比重は小さくなり、充電することによ
って大きくなる。そこで、電解液の比重を測定すること
によって電池の残存容量を測定することができる。しか
しながら、この電解液比重を測定する方法では、電池内
に比重センサを組み込まなければならず、電解槽の改良
を要するという欠点を有している。
必要となる。鉛電池の残存容量の測定としては、電解液
の比重を計測する方法がある。すなわち、上記反応式か
ら明らかなように、鉛電池は放電により水を生じ、充電
により硫酸を生ずるので、放電することによって電解液
（硫酸水溶液）の比重は小さくなり、充電することによ
って大きくなる。そこで、電解液の比重を測定すること
によって電池の残存容量を測定することができる。しか
しながら、この電解液比重を測定する方法では、電池内
に比重センサを組み込まなければならず、電解槽の改良
を要するという欠点を有している。
【０００８】一方、鉛電池の残存容量は、大放電電流時
における微分内部抵抗（大電流放電時の電圧・電流直線
の勾配として得られる）と一定の関係があることが知ら
れており、大放電電流時の電流および電圧から残存容量
を測定することが、例えば特開昭６３−１５７０７８号
公報に提案されている。
における微分内部抵抗（大電流放電時の電圧・電流直線
の勾配として得られる）と一定の関係があることが知ら
れており、大放電電流時の電流および電圧から残存容量
を測定することが、例えば特開昭６３−１５７０７８号
公報に提案されている。
【０００９】すなわち、図７に示すように、大電流放電
時には、電流値を一定（放電電流２００Ａ）とした場合
に、電池電圧と残存容量によい相関がある。そこで、電
池の放電電圧と残存容量の関係を各放電電流について求
めておけば、これに基づいて大電流放電時の電池の電
流、電圧から電池の残存容量を求めることができる。
時には、電流値を一定（放電電流２００Ａ）とした場合
に、電池電圧と残存容量によい相関がある。そこで、電
池の放電電圧と残存容量の関係を各放電電流について求
めておけば、これに基づいて大電流放電時の電池の電
流、電圧から電池の残存容量を求めることができる。
【００１０】そして、このような測定方法によれば、電
池自体には何等変更はなく、また電流および電圧の測定
という簡単な測定手段によって、電池の残存容量が測定
できる。このため、電気自動車おける電池の残存容量の
計測に好適であると考えられる。
池自体には何等変更はなく、また電流および電圧の測定
という簡単な測定手段によって、電池の残存容量が測定
できる。このため、電気自動車おける電池の残存容量の
計測に好適であると考えられる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
方法は、放電電流が大きい場合にしか適用できない。す
なわち、電流量が小さい場合には、電圧電流特性と電池
残存容量の関係が大きくばらついてしまい、正確な残存
容量の測定ができない。これは、電池充電直後や長時間
放電後等では電池内部の状態が同一ではなく、電流量が
小さい場合には、このような電池の内部状態により、電
圧電流特性が変化してしまうからであると考えられてい
る。
方法は、放電電流が大きい場合にしか適用できない。す
なわち、電流量が小さい場合には、電圧電流特性と電池
残存容量の関係が大きくばらついてしまい、正確な残存
容量の測定ができない。これは、電池充電直後や長時間
放電後等では電池内部の状態が同一ではなく、電流量が
小さい場合には、このような電池の内部状態により、電
圧電流特性が変化してしまうからであると考えられてい
る。
【００１２】そこで、大放電電流時における電圧および
放電電流を測定することとなるが、大放電電流を積極的
に得るためには、新たに放電器を取り付けここに大電流
を流さなければならない。このような放電器は、必然的
に大きなものとなり、またこの放電によって電池容量が
減少してしまうため、１充電当りの走行距離が減少して
しまうという問題がある。
放電電流を測定することとなるが、大放電電流を積極的
に得るためには、新たに放電器を取り付けここに大電流
を流さなければならない。このような放電器は、必然的
に大きなものとなり、またこの放電によって電池容量が
減少してしまうため、１充電当りの走行距離が減少して
しまうという問題がある。
【００１３】一方、特開平１−２２９９８６号公報に
は、エンジン自動車における補機電池の残存容量測定装
置として、エンジン始動時における電流、電圧から電池
の残存容量を測定するものが示されている。しかし、こ
のような方法は、エンジン駆動車にしか適用できず、電
気自動車における電池の残存容量測定には、適用できな
かった。
は、エンジン自動車における補機電池の残存容量測定装
置として、エンジン始動時における電流、電圧から電池
の残存容量を測定するものが示されている。しかし、こ
のような方法は、エンジン駆動車にしか適用できず、電
気自動車における電池の残存容量測定には、適用できな
かった。
【００１４】本発明の目的は、上記課題に鑑みなされた
ものであり、その目的は、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る。
ものであり、その目的は、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る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る電気自動車
用の電池残存容量計は、電池の放電電流を検出する電流
検出手段と、この電流検出手段で検出された放電電流の
変化状態を検出する変化状態検出手段と、電池の放電時
における放電電圧を検出する電圧検出手段と、前記電流
検出手段および変化状態検出手段の検出結果より放電電
流が所定値以上であり、かつ放電電流が増加していると
いう条件が満足されているか否かを判定する条件判定手
段と、この条件判定手段により前記条件が満足されてい
ると判定された時に、予め設けられている放電電流およ
び放電電圧に対する残存容量を示すマップに基づいて電
池残存容量を算出する残存容量検出手段と、を含むこと
を特徴とする。
用の電池残存容量計は、電池の放電電流を検出する電流
検出手段と、この電流検出手段で検出された放電電流の
変化状態を検出する変化状態検出手段と、電池の放電時
における放電電圧を検出する電圧検出手段と、前記電流
検出手段および変化状態検出手段の検出結果より放電電
流が所定値以上であり、かつ放電電流が増加していると
いう条件が満足されているか否かを判定する条件判定手
段と、この条件判定手段により前記条件が満足されてい
ると判定された時に、予め設けられている放電電流およ
び放電電圧に対する残存容量を示すマップに基づいて電
池残存容量を算出する残存容量検出手段と、を含むこと
を特徴とする。
【００１６】
【作用】以上のような構成を有する本発明の電池残存容
量計においては、条件判定手段において、放電電流が所
定値以上であり、かつ放電電流が増加しているという条
件が満足されているか否かを判定する。そして、この判
定結果により、条件が満足されている時に、予め設けて
ある放電電圧と残存容量のマップに基づいて、検出電圧
および電流から電池残存容量を算出する。これにより、
電圧と電池残存容量の間によい相関関係がある状態にな
った時に、電池残存容量が算出されることとなり、正確
な残存容量の測定が行える。
量計においては、条件判定手段において、放電電流が所
定値以上であり、かつ放電電流が増加しているという条
件が満足されているか否かを判定する。そして、この判
定結果により、条件が満足されている時に、予め設けて
ある放電電圧と残存容量のマップに基づいて、検出電圧
および電流から電池残存容量を算出する。これにより、
電圧と電池残存容量の間によい相関関係がある状態にな
った時に、電池残存容量が算出されることとなり、正確
な残存容量の測定が行える。
【００１７】特に、本発明においては、放電電流が増加
している時にのみ残存容量の測定を行う。これは、放電
電流が減少している条件下では、電圧電流特性と残存容
量の関係に良好な相関が維持されないという新たな知見
に基づいている。そして、この条件によって、残存容量
の測定の精度が向上されている。
している時にのみ残存容量の測定を行う。これは、放電
電流が減少している条件下では、電圧電流特性と残存容
量の関係に良好な相関が維持されないという新たな知見
に基づいている。そして、この条件によって、残存容量
の測定の精度が向上されている。
【００１８】また、上記条件は電気自動車の加速時にお
いて、満足されるため、通常の電気自動車の走行におい
て、頻繁に生じる。そこで、新たに放電抵抗を設ける必
要もなく、また無駄に電力を消費することなく、正確な
残存容量の測定を頻繁に行うことができる。
いて、満足されるため、通常の電気自動車の走行におい
て、頻繁に生じる。そこで、新たに放電抵抗を設ける必
要もなく、また無駄に電力を消費することなく、正確な
残存容量の測定を頻繁に行うことができる。
【００１９】
【実施例】図１は、本発明の好適な一実施例に係る電池
残存容量計の構成を示すブロック図である。図に示され
ているように、本実施例に係る電池残存容量計は、電気
自動車の駆動用モータ等の車両負荷１１にスイッチ１２
を介し電力を供給する主電池１３の両端の電位差を検出
する電圧計１５と、主電池１３から流れる電流を測定す
る電流計１７と、に接続されている。そして、電池残存
容量計１０は、電圧計１５と電流計１７とからデータを
取り込むＶ−Ｉ特性算出手段１９と、このＶ−Ｉ特性算
出手段１９から出力されたデータを取り入れて電池の残
存容量を算出する算出手段２１とからなり、算出手段２
１によって得られた電池の残存容量を表示装置２３に供
給し、残存容量がここに表示されることになる。さら
に、Ｖ−Ｉ特性算出手段１９には、温度センサ２４から
出力される主電池１３の温度が取り込まれるようになっ
ている。
残存容量計の構成を示すブロック図である。図に示され
ているように、本実施例に係る電池残存容量計は、電気
自動車の駆動用モータ等の車両負荷１１にスイッチ１２
を介し電力を供給する主電池１３の両端の電位差を検出
する電圧計１５と、主電池１３から流れる電流を測定す
る電流計１７と、に接続されている。そして、電池残存
容量計１０は、電圧計１５と電流計１７とからデータを
取り込むＶ−Ｉ特性算出手段１９と、このＶ−Ｉ特性算
出手段１９から出力されたデータを取り入れて電池の残
存容量を算出する算出手段２１とからなり、算出手段２
１によって得られた電池の残存容量を表示装置２３に供
給し、残存容量がここに表示されることになる。さら
に、Ｖ−Ｉ特性算出手段１９には、温度センサ２４から
出力される主電池１３の温度が取り込まれるようになっ
ている。
【００２０】ここで、Ｖ−Ｉ特性算出手段１９は、電流
計１７で検出される電流の値が所定値以上であり、かつ
主電池１３から流れる電流が増加しているか否かを判断
する。また、残存容量算出手段２１は、電圧および電流
と電池の残存容量の相関関係を示すマップを備え、所定
の放電電流で放電されたときの主電池１３の放電電圧か
ら主電池１３の残存容量を算出する。
計１７で検出される電流の値が所定値以上であり、かつ
主電池１３から流れる電流が増加しているか否かを判断
する。また、残存容量算出手段２１は、電圧および電流
と電池の残存容量の相関関係を示すマップを備え、所定
の放電電流で放電されたときの主電池１３の放電電圧か
ら主電池１３の残存容量を算出する。
【００２１】図２は、図１に示す本実施例の残存容量計
１０の動作を示すフローチャートである。図に示されて
いるように、まず、Ｖ−Ｉ特性算出手段１９は電流計１
７から出力される放電電流Ｉを取り込む（Ｓ１０１）。
次に、放電電流Ｉが所定値以上であるかを判断する（Ｓ
１０２）。この所定値としては、例えば０、７５Ｃ（こ
の０．７５Ｃは満充電状態の主電池１３を１／０．７５
＝１．３３時間で放電してしまう電流を意味する）が採
用され、これはかなり高い電流値である。Ｓ１０２で所
定値以下であった場合には、このデータは利用できない
ため、データをクリアし（Ｓ１０３）Ｓ１０１に戻る。
１０の動作を示すフローチャートである。図に示されて
いるように、まず、Ｖ−Ｉ特性算出手段１９は電流計１
７から出力される放電電流Ｉを取り込む（Ｓ１０１）。
次に、放電電流Ｉが所定値以上であるかを判断する（Ｓ
１０２）。この所定値としては、例えば０、７５Ｃ（こ
の０．７５Ｃは満充電状態の主電池１３を１／０．７５
＝１．３３時間で放電してしまう電流を意味する）が採
用され、これはかなり高い電流値である。Ｓ１０２で所
定値以下であった場合には、このデータは利用できない
ため、データをクリアし（Ｓ１０３）Ｓ１０１に戻る。
【００２２】一方、Ｓ１０２において、主電池１３の放
電電流が所定値以上であると判断された場合には、その
ときの主電池１３の電圧を電圧計１５から取り込む（Ｓ
１０４）。そして、所定時間（図示の例では、２秒、通
常の加速はこの程度の時間継続されるものであり、また
所定値以上の電流上昇のためにはこの程度の時間が必要
だからである）経過したか否かを判定し（Ｓ１０５）、
経過していなかった場合にはＳ１０１に戻り、これを繰
り返す。従って、この２秒の間に電流値が０．７５Ｃを
下回った場合には、データはＩ，Ｖ共にクリアされる。
そして、放電電流Ｉが０．７５Ｃを下回らず２秒を経過
した場合には、この２秒間の電流変化ｄＩ／ｄｔを計算
する（Ｓ１０６）。そして、この電流変化が、所定値以
上か（例えば２秒間で０．７５Ｃ→１．２Ｃの増加があ
ったか）否かを判定する（Ｓ１０７）、電流Ｉの増加量
が所定値以上でなかった場合には、取り込んだデータ
Ｖ，Ｉをクリアし（Ｓ１０８）、Ｓ１０１に戻る。これ
は、後述するように、電気自動車における主電池１３の
Ｖ−Ｉ特性と残存容量の関係を調べたところ、放電電流
Ｉが大きいだけでなく、これが増加しているときに、特
に良い相関が得られるという知見に基づいている。な
お、Ｓ１０６、１０７の処理は、２秒後の電流量が所定
値例えば１．２Ｃを上回っているか否かの判定によって
もよい。
電電流が所定値以上であると判断された場合には、その
ときの主電池１３の電圧を電圧計１５から取り込む（Ｓ
１０４）。そして、所定時間（図示の例では、２秒、通
常の加速はこの程度の時間継続されるものであり、また
所定値以上の電流上昇のためにはこの程度の時間が必要
だからである）経過したか否かを判定し（Ｓ１０５）、
経過していなかった場合にはＳ１０１に戻り、これを繰
り返す。従って、この２秒の間に電流値が０．７５Ｃを
下回った場合には、データはＩ，Ｖ共にクリアされる。
そして、放電電流Ｉが０．７５Ｃを下回らず２秒を経過
した場合には、この２秒間の電流変化ｄＩ／ｄｔを計算
する（Ｓ１０６）。そして、この電流変化が、所定値以
上か（例えば２秒間で０．７５Ｃ→１．２Ｃの増加があ
ったか）否かを判定する（Ｓ１０７）、電流Ｉの増加量
が所定値以上でなかった場合には、取り込んだデータ
Ｖ，Ｉをクリアし（Ｓ１０８）、Ｓ１０１に戻る。これ
は、後述するように、電気自動車における主電池１３の
Ｖ−Ｉ特性と残存容量の関係を調べたところ、放電電流
Ｉが大きいだけでなく、これが増加しているときに、特
に良い相関が得られるという知見に基づいている。な
お、Ｓ１０６、１０７の処理は、２秒後の電流量が所定
値例えば１．２Ｃを上回っているか否かの判定によって
もよい。
【００２３】放電電流が所定値以上の増加率であった場
合には、放電電流Ｉと電池電圧Ｖの関係（Ｖ−Ｉ）特性
を基にして主電池の残存容量を算出する（Ｓ１０５）。
すなわち、放電電流Ｉが所定値以上であり、かつ放電電
流の増加率ｄＩ／ｄｔが所定値以上である高負荷加速時
においては、電圧電流特性（Ｖ−Ｉ特性）と、電池の残
存容量には良好な相関がある。このため、放電電流の変
化に対する電池電圧の変化を示す直線の勾配と電池残存
容量の関係を予めマップとして記憶しておき、測定デー
タから求められた勾配からマップをひいて電池の残存容
量を求めたり、特定の放電電流値における電圧値と残存
容量の関係をマップとして記憶しておき、測定データか
ら得られた電圧値からマップをひいて残存容量を算出す
ることができる。この時、残存容量計１０には温度セン
サ２４からの電池の温度も供給されている。上述のＶ−
Ｉ特性と残存容量の関係は、温度によって変化するた
め、電池温度に基づいて求められた残存容量を補正する
と良い。
合には、放電電流Ｉと電池電圧Ｖの関係（Ｖ−Ｉ）特性
を基にして主電池の残存容量を算出する（Ｓ１０５）。
すなわち、放電電流Ｉが所定値以上であり、かつ放電電
流の増加率ｄＩ／ｄｔが所定値以上である高負荷加速時
においては、電圧電流特性（Ｖ−Ｉ特性）と、電池の残
存容量には良好な相関がある。このため、放電電流の変
化に対する電池電圧の変化を示す直線の勾配と電池残存
容量の関係を予めマップとして記憶しておき、測定デー
タから求められた勾配からマップをひいて電池の残存容
量を求めたり、特定の放電電流値における電圧値と残存
容量の関係をマップとして記憶しておき、測定データか
ら得られた電圧値からマップをひいて残存容量を算出す
ることができる。この時、残存容量計１０には温度セン
サ２４からの電池の温度も供給されている。上述のＶ−
Ｉ特性と残存容量の関係は、温度によって変化するた
め、電池温度に基づいて求められた残存容量を補正する
と良い。
【００２４】そして、このようにして求められた主電池
１３の残存容量を電気自動車の表示パネル等に表示する
（Ｓ１１０）。これによって、運転者は表示パネルを見
ることによって、電池の残存容量を知ることができる。
１３の残存容量を電気自動車の表示パネル等に表示する
（Ｓ１１０）。これによって、運転者は表示パネルを見
ることによって、電池の残存容量を知ることができる。
【００２５】ここで、以下に、上記Ｓ１０２、１０７に
おける判断と、Ｓ１０５において用いられるマップにつ
いて。説明する。
おける判断と、Ｓ１０５において用いられるマップにつ
いて。説明する。
【００２６】図３は、バン型電気自動車（鉛電池，容量
１５０Ａｈ）での加速時及びコースティング時における
電池電圧及び電流の変化の一例を示した図である。この
図３から明らかなように、加速中は駆動用のモータの出
力トルクを上昇するため、時間の経過に伴って電流が増
加していく。そして、電流量の増加に伴い、電池電圧は
減少していく。一方、コースティング時はモータの出力
トルクの減少に伴い、時間の経過に伴って電流が降下し
ていき、電池電圧は時間の経過と共に上昇する。そし
て、この図より、コースティング時には、電流値がかな
りばらついていることがわかる。なお、このときのＳＯ
Ｃ（満充電に対する残存容量の割合）は８０％であり、
残存容量は１２０Ａｈであった。
１５０Ａｈ）での加速時及びコースティング時における
電池電圧及び電流の変化の一例を示した図である。この
図３から明らかなように、加速中は駆動用のモータの出
力トルクを上昇するため、時間の経過に伴って電流が増
加していく。そして、電流量の増加に伴い、電池電圧は
減少していく。一方、コースティング時はモータの出力
トルクの減少に伴い、時間の経過に伴って電流が降下し
ていき、電池電圧は時間の経過と共に上昇する。そし
て、この図より、コースティング時には、電流値がかな
りばらついていることがわかる。なお、このときのＳＯ
Ｃ（満充電に対する残存容量の割合）は８０％であり、
残存容量は１２０Ａｈであった。
【００２７】次に、図３における同一時間の電池電圧と
電流の関係を示したものが図４である。この図４に示さ
れているように、主電池１３からの電流が０．７５Ｃ以
上であった場合には、電池電圧と電流の大きさとの間に
非常に良い相関関係があることがわかる。一方、主電池
１３からの電流の大きさが０．７５Ｃ以下である場合に
は、データがかなりばらついており、十分の相関を見出
だすことができず、また白印で表されているコースティ
ング時においても電池電圧と電流との間に相関関係を見
出だすことはできなかった。
電流の関係を示したものが図４である。この図４に示さ
れているように、主電池１３からの電流が０．７５Ｃ以
上であった場合には、電池電圧と電流の大きさとの間に
非常に良い相関関係があることがわかる。一方、主電池
１３からの電流の大きさが０．７５Ｃ以下である場合に
は、データがかなりばらついており、十分の相関を見出
だすことができず、また白印で表されているコースティ
ング時においても電池電圧と電流との間に相関関係を見
出だすことはできなかった。
【００２８】また、図４には、主電池のＳＯＣ５０％、
残存容量７５Ａｈの場合も示してある。これからも、電
流量０．７５Ｃ以上において、電流量と電圧により相関
があることがわかる。
残存容量７５Ａｈの場合も示してある。これからも、電
流量０．７５Ｃ以上において、電流量と電圧により相関
があることがわかる。
【００２９】したがって、加速時であり、しかも主電池
１３から流れ出る電流の大きさが０．７５Ｃ以上であっ
た場合には、電池の残存容量が一定であれば、電池電圧
と電流との間に一定の相関関係があることになる。これ
を言い換えると、主電池１３から流れ出る電流の大きさ
が０．７５Ｃ以上でかつそれが増加している場合には、
その時の電池電圧と電流の値を測定すれば、電池の残存
容量が求められることになる。
１３から流れ出る電流の大きさが０．７５Ｃ以上であっ
た場合には、電池の残存容量が一定であれば、電池電圧
と電流との間に一定の相関関係があることになる。これ
を言い換えると、主電池１３から流れ出る電流の大きさ
が０．７５Ｃ以上でかつそれが増加している場合には、
その時の電池電圧と電流の値を測定すれば、電池の残存
容量が求められることになる。
【００３０】そこで、上述の図２のＳ１０２において、
電流値が所定値Ｃ以上であるかを判定し、かつＳ１０７
において、電流値の増加率が所定値以上であるかを判定
し、このような条件を満足する場合にのみ電池の残存容
量を測定するようにしたのである。
電流値が所定値Ｃ以上であるかを判定し、かつＳ１０７
において、電流値の増加率が所定値以上であるかを判定
し、このような条件を満足する場合にのみ電池の残存容
量を測定するようにしたのである。
【００３１】図５は、以上のような条件を満足する場合
の電池電圧と電池の残存容量関係を示す図である。な
お、このときの主電池１３の放電電流は１．３Ｃであ
る。このように、所定電流時の電圧と電池の残存容量に
は良い相関がある。したがって、例えば、電流１．３Ｃ
の時の電池電圧と残存容量の関係をマップに記憶してお
き、実際の走行における電流１．３Ｃの際の電圧を求め
れば、マップを基に電池の残存容量をを求めることがで
きる。そして、このようにして、残存容量を求めるの
は、上述のように、Ｖ−Ｉ特性と残存容量に良好な相関
があるときだけなので、求められた残存容量は信頼性の
高いものとなる。
の電池電圧と電池の残存容量関係を示す図である。な
お、このときの主電池１３の放電電流は１．３Ｃであ
る。このように、所定電流時の電圧と電池の残存容量に
は良い相関がある。したがって、例えば、電流１．３Ｃ
の時の電池電圧と残存容量の関係をマップに記憶してお
き、実際の走行における電流１．３Ｃの際の電圧を求め
れば、マップを基に電池の残存容量をを求めることがで
きる。そして、このようにして、残存容量を求めるの
は、上述のように、Ｖ−Ｉ特性と残存容量に良好な相関
があるときだけなので、求められた残存容量は信頼性の
高いものとなる。
【００３２】そして、上述のような条件は、発進時、高
速走行における加速時、登坂時等通常の走行時において
も頻繁に生じるため、電池の残存容量を適当な頻度で計
測できる。
速走行における加速時、登坂時等通常の走行時において
も頻繁に生じるため、電池の残存容量を適当な頻度で計
測できる。
【００３３】特に、電池の残存容量が減少してくると、
電池電圧が下がってくる。一方、モータの駆動において
は、アクセルの操作等に応じてモータの出力トルクを所
定のものにする必要があり、出力エネルギーＷは電圧と
電流の積で決定される（Ｗ＝ＶＩ）ため、電圧が下がっ
てくるとそれだけ電流量が大きくなる。すなわち、残存
容量が減少してくると、同一の走行をしていても電流量
は大きくなり、上述のような大電流、大電流増加率とい
う条件を満足する確率は大きくなる。電池の残存容量
は、これが減少したときに、より正確に知りたいもので
あり、本装置によれば、残存容量が減少するに従い、測
定頻度が増加し、好適な電池残存容量の計測を行うこと
ができる。
電池電圧が下がってくる。一方、モータの駆動において
は、アクセルの操作等に応じてモータの出力トルクを所
定のものにする必要があり、出力エネルギーＷは電圧と
電流の積で決定される（Ｗ＝ＶＩ）ため、電圧が下がっ
てくるとそれだけ電流量が大きくなる。すなわち、残存
容量が減少してくると、同一の走行をしていても電流量
は大きくなり、上述のような大電流、大電流増加率とい
う条件を満足する確率は大きくなる。電池の残存容量
は、これが減少したときに、より正確に知りたいもので
あり、本装置によれば、残存容量が減少するに従い、測
定頻度が増加し、好適な電池残存容量の計測を行うこと
ができる。
【００３４】なお、図６に示されるように、電池電圧と
残存容量の相関関係は、温度依存性を有する。このた
め、残存容量算出の際に、このような温度依存特性を利
用し、温度センサ２４により検出された温度に基づいて
電池の残存容量を補正すればよい。
残存容量の相関関係は、温度依存性を有する。このた
め、残存容量算出の際に、このような温度依存特性を利
用し、温度センサ２４により検出された温度に基づいて
電池の残存容量を補正すればよい。
【００３５】さらに、本実施例では、所定時間における
電流値および電圧値を記憶している。このため、任意の
電流値における電圧値はこの記憶している値から推定
（または補間）により求めることができる。そこで、実
際には１．３Ｃにおける電圧値を測定していなくても
１．３Ｃの時の電圧値を求め、求められた値から残存容
量を算出することができる。さらに、測定された電圧、
電流値から両者の相関を求め、相関が所定値以下であっ
た場合には、残存容量の算出を中止しても良い。
電流値および電圧値を記憶している。このため、任意の
電流値における電圧値はこの記憶している値から推定
（または補間）により求めることができる。そこで、実
際には１．３Ｃにおける電圧値を測定していなくても
１．３Ｃの時の電圧値を求め、求められた値から残存容
量を算出することができる。さらに、測定された電圧、
電流値から両者の相関を求め、相関が所定値以下であっ
た場合には、残存容量の算出を中止しても良い。
【００３６】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る電池残存容
量計においては、高負荷運転時に電池の電流、電圧から
残存容量を測定するため、放電器等の負荷を他に備える
ことなく、即敵で切る。しかも、高負荷運転時は、通常
の運転において頻繁に発生するため、残存容量を検出す
る時期が著しく制限されないので、適切に電池の残存容
量の表示を行うことが可能となる。
量計においては、高負荷運転時に電池の電流、電圧から
残存容量を測定するため、放電器等の負荷を他に備える
ことなく、即敵で切る。しかも、高負荷運転時は、通常
の運転において頻繁に発生するため、残存容量を検出す
る時期が著しく制限されないので、適切に電池の残存容
量の表示を行うことが可能となる。
【図１】本発明の好適な一実施例に係る電池の残存容量
計の構成を示すブロック図である。
計の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示す電池残存容量計の動作の流れを示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図３】電気自動車の加速時とコースティング時の電流
と電圧の変化を示すグラフである。
と電圧の変化を示すグラフである。
【図４】電池電圧と電流の間に、相関関係がある場合が
存在することを示すグラフである。
存在することを示すグラフである。
【図５】電池電圧と残存容量のマップの一例を示すグラ
フである。
フである。
【図６】電池電圧と残存容量の間の相関関係の温度依存
性を示すグラフである。
性を示すグラフである。
【図７】高率放電を行った場合の電池の残存容量と電池
電圧の間の相関関係の一例を示すグラフである。
電圧の間の相関関係の一例を示すグラフである。
１０ 残存容量計 １３ 主電池 １５ 電圧計 １７ 電流計 １９Ｖ−Ｉ特性算出手段 ２１ 残存容量算出手段
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−357467（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−186179（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−247588（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−229986（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−157078（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−237370（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−98278（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 31/36
Claims (1)
- 【請求項１】 電気自動車用の電池残存容量計であっ
て、 電池の放電電流を検出する電流検出手段と、 この電流検出手段で検出された放電電流の変化状態を検
出する変化状態検出手段と、 電池の放電時における放電電圧を検出する電圧検出手段
と、 前記電流検出手段および変化状態検出手段の検出結果よ
り、放電電流が所定値以上であり、かつ放電電流が増加
しているという条件が満足されているか否かを判定する
条件判定手段と、 この条件判定手段により前記条件が満足されていると判
定された時に、そのときの電流および電圧と予め設けら
れている放電電流および放電電圧に対する残存容量を示
すマップに基づいて電池残存容量を算出する残存容量検
出手段と、を含むことを特徴とする電池残存容量計。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4189443A JP3006293B2 (ja) | 1992-07-16 | 1992-07-16 | 電池残存容量計 |
| US08/089,105 US5539318A (en) | 1992-07-16 | 1993-07-12 | Residual capacity meter for electric car battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4189443A JP3006293B2 (ja) | 1992-07-16 | 1992-07-16 | 電池残存容量計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0634727A JPH0634727A (ja) | 1994-02-10 |
| JP3006293B2 true JP3006293B2 (ja) | 2000-02-07 |
Family
ID=16241340
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4189443A Expired - Fee Related JP3006293B2 (ja) | 1992-07-16 | 1992-07-16 | 電池残存容量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3006293B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8463562B2 (en) | 2007-02-08 | 2013-06-11 | Panasonic Ev Energy Co., Ltd. | Device and method for detecting abnormality of electric storage device |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4808348A (en) * | 1987-05-14 | 1989-02-28 | The Coca-Cola Company | Microgravity carbonator |
| US5680050A (en) * | 1994-03-07 | 1997-10-21 | Nippondenso Co., Ltd. | Battery condition detection method |
| JP3274287B2 (ja) * | 1994-08-25 | 2002-04-15 | 矢崎総業株式会社 | 電池残存容量測定装置 |
| JPH09127214A (ja) * | 1995-10-30 | 1997-05-16 | Yazaki Corp | 電池残存容量測定装置 |
| KR100440132B1 (ko) * | 2001-12-06 | 2004-07-12 | 현대자동차주식회사 | 하이브리드 전기자동차용 배터리의 무부하 전압 측정방법 |
| JP3689084B2 (ja) * | 2002-12-11 | 2005-08-31 | 三菱電機株式会社 | バッテリ充電状態演算装置およびバッテリ充電状態演算方法 |
| US7323848B2 (en) | 2002-12-11 | 2008-01-29 | Japan Storage Battery Co., Ltd. | Battery charging state arithmetic operation device for calculating charging state of battery, and battery charging state arithmetic operation method |
| JP4884945B2 (ja) * | 2006-11-30 | 2012-02-29 | 三菱重工業株式会社 | 充電状態予測プログラム、架線レス交通システム及びその充電方法 |
| JP5729000B2 (ja) * | 2011-02-17 | 2015-06-03 | 富士電機株式会社 | リチウムイオン電池の充放電動作状態監視方式 |
-
1992
- 1992-07-16 JP JP4189443A patent/JP3006293B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8463562B2 (en) | 2007-02-08 | 2013-06-11 | Panasonic Ev Energy Co., Ltd. | Device and method for detecting abnormality of electric storage device |
| CN101622547B (zh) * | 2007-02-08 | 2014-07-30 | 松下电动车辆能源股份有限公司 | 用于检测蓄电装置的异常的装置和方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0634727A (ja) | 1994-02-10 |
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