JP3006293B2 - Battery remaining capacity meter - Google Patents

Battery remaining capacity meter

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JP3006293B2
JP3006293B2 JP4189443A JP18944392A JP3006293B2 JP 3006293 B2 JP3006293 B2 JP 3006293B2 JP 4189443 A JP4189443 A JP 4189443A JP 18944392 A JP18944392 A JP 18944392A JP 3006293 B2 JP3006293 B2 JP 3006293B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a battery remaining capacity meter for an electric vehicle, and more particularly to an improvement of a battery remaining capacity meter for detecting the remaining capacity of a battery by utilizing the correlation between the discharge current and voltage and the remaining capacity of the battery. .

【0002】[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。
2. Description of the Related Art In an electric vehicle, it is necessary to explore a battery as an energy source of a driving motor, and a rechargeable secondary battery is used as the battery. Lead batteries are typical of such secondary batteries and have the following configuration.

【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。
PbO 2 | H 2 SO 4aq | Pb In such a lead battery, the specific gravity of the sulfuric acid aqueous solution is usually 1.28 when charged.

【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。
This lead battery is the most widely used storage battery at present, and its basic reaction is as follows.

【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。
PbO 2 + H 2 SO 4 + Pb → 2Pb
SO 4 + 2H 2 O PbO 2 + H 2 SO 4 + Pb ← 2PbSO 4 + 2H
2 O In the above reaction formula, when proceeding to the right is a discharge reaction,
The reaction that proceeds to the left is the charging reaction. As is clear from this equation, both PbO 2 , which is the positive electrode active material, and Pb, which is the negative electrode active material, become PbSO 4 (solid) by discharging, and return to their original states by charging. In this lead battery, it is possible to repeat charging and discharging a large number of times (about 1000 times) in order to almost completely return to the original state by charging.

【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。
[0006] When a battery is used as an energy source for an electric vehicle, the most important problem is its remaining capacity. That is, if the remaining discharge capacity of the battery, which is the energy source, is not known, the distance that the electric vehicle can travel cannot be determined, and in the worst case, the car may stop where there is no charging facility. Becomes

【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。
Therefore, it is necessary to measure the remaining capacity of the battery. As a method of measuring the remaining capacity of a lead battery, there is a method of measuring the specific gravity of an electrolytic solution. That is, as is clear from the above reaction formula, since the lead battery generates water by discharging and generates sulfuric acid by charging, the specific gravity of the electrolytic solution (sulfuric acid aqueous solution) decreases by discharging, and increases by charging. Therefore, the remaining capacity of the battery can be measured by measuring the specific gravity of the electrolytic solution. However, this method of measuring the specific gravity of the electrolytic solution has a disadvantage that a specific gravity sensor must be incorporated in the battery, and the electrolytic cell needs to be improved.

【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。
On the other hand, it is known that the residual capacity of a lead battery has a certain relationship with the differential internal resistance (obtained as a gradient of a voltage / current straight line at the time of large current discharge) at the time of large discharge current. Measuring the remaining capacity from the current and the voltage at the time of the discharge current has been proposed, for example, in JP-A-63-157078.

【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。
That is, as shown in FIG. 7, when a large current is discharged, when the current value is constant (discharge current 200 A), there is a good correlation between the battery voltage and the remaining capacity. Therefore, if the relationship between the discharge voltage and the remaining capacity of the battery is determined for each discharge current, the remaining capacity of the battery can be determined from the current and voltage of the battery at the time of large current discharge based on the relationship.

【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。
According to such a measuring method, there is no change in the battery itself, and the remaining capacity of the battery can be measured by simple measuring means such as current and voltage measurement. For this reason, it is considered to be suitable for measuring the remaining capacity of the battery in the electric vehicle.

【0011】[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。
However, the above-mentioned method is applicable only when the discharge current is large. That is, when the amount of current is small, the relationship between the voltage-current characteristics and the remaining battery capacity varies greatly, and accurate measurement of the remaining battery capacity cannot be performed. This is because the state inside the battery is not the same immediately after charging the battery or after a long time discharge, and when the amount of current is small, the voltage-current characteristics change due to such an internal state of the battery. It is believed that.

【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。
Therefore, a voltage and a discharge current at the time of a large discharge current are measured. In order to positively obtain a large discharge current, a new discharger must be newly installed and a large current must be supplied here. Such a discharger is inevitably large, and the battery capacity is reduced due to the discharge. Therefore, there is a problem that the traveling distance per charge is reduced.

【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。
On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-229986 discloses an apparatus for measuring the remaining capacity of an auxiliary battery in an engine vehicle, which measures the remaining capacity of the battery from the current and voltage when the engine is started. However, such a method can be applied only to an engine-driven vehicle, and cannot be applied to a measurement of a remaining capacity of a battery in an electric vehicle.

【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。
An object of the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a battery remaining capacity meter suitable for an electric vehicle.

【0015】[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。
A battery state of charge meter for an electric vehicle according to the present invention includes a current detecting means for detecting a discharging current of a battery, and a change state of the discharging current detected by the current detecting means. Change state detecting means, a voltage detecting means for detecting a discharge voltage at the time of discharging of the battery, a discharge current is equal to or more than a predetermined value from the detection results of the current detecting means and the change state detecting means, and the discharge current increases. Condition determination means for determining whether or not the condition that the condition is satisfied is satisfied. When the condition determination means determines that the condition is satisfied, the remaining capacity with respect to a discharge current and a discharge voltage provided in advance is determined. And a remaining capacity detecting means for calculating a remaining battery capacity based on a map indicating the following.

【0016】[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。
In the battery state-of-charge meter of the present invention having the above configuration, the condition judging means determines whether or not the condition that the discharge current is equal to or more than a predetermined value and the discharge current is increasing is satisfied. Is determined. Then, based on the determination result, when the condition is satisfied, the remaining battery capacity is calculated from the detected voltage and the current based on a previously provided map of the discharge voltage and the remaining capacity. This allows
When there is a good correlation between the voltage and the remaining battery capacity, the remaining battery capacity is calculated, and accurate measurement of the remaining capacity can be performed.

【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。
In particular, in the present invention, the remaining capacity is measured only when the discharge current is increasing. This is based on a new finding that a good correlation is not maintained between the voltage-current characteristics and the remaining capacity under the condition where the discharge current is decreasing. Under these conditions, the accuracy of the measurement of the remaining capacity is improved.

【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。
Further, the above conditions are satisfied when the electric vehicle is accelerated, so that the above conditions frequently occur in ordinary electric vehicle running. Therefore, accurate measurement of the remaining capacity can be frequently performed without the need to newly provide a discharge resistor and without wasting power.

【0019】[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。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a battery state of charge meter according to a preferred embodiment of the present invention. As shown in the drawing, the battery state of charge meter according to the present embodiment is configured such that a switch 12 is connected to a vehicle load 11 such as a drive motor of an electric vehicle.
Are connected to a voltmeter 15 that detects a potential difference between both ends of the main battery 13 that supplies power via the power supply, and an ammeter 17 that measures a current flowing from the main battery 13. The battery remaining capacity meter 10 includes a VI characteristic calculating means 19 for taking in data from the voltmeter 15 and the ammeter 17, and a remaining capacity of the battery by taking in data output from the VI characteristic calculating means 19. Calculating means 21 for calculating
The remaining capacity of the battery obtained in step 1 is supplied to the display device 23, and the remaining capacity is displayed here. Further, the temperature of the main battery 13 output from the temperature sensor 24 is taken into the VI characteristic calculating means 19.

【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。
Here, the VI characteristic calculating means 19 determines whether or not the value of the current detected by the ammeter 17 is equal to or more than a predetermined value and whether the current flowing from the main battery 13 is increasing. Further, the remaining capacity calculating means 21 includes a map showing a correlation between the voltage and current and the remaining capacity of the battery, and calculates the remaining capacity of the main battery 13 from the discharge voltage of the main battery 13 when discharged at a predetermined discharge current. calculate.

【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。
FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the SOC meter 10 of the present embodiment shown in FIG. As shown in the figure, first, the VI characteristic calculating means 19
The discharge current I output from the switch 7 is taken in (S101).
Next, it is determined whether the discharge current I is equal to or greater than a predetermined value (S
102). The predetermined value is, for example, 0, 75C (0.75C is 1 / 0.75% of the fully charged main battery 13).
= 1.33 hours), which is a fairly high current value. If the value is equal to or smaller than the predetermined value in S102, this data cannot be used, so the data is cleared (S103) and the process returns to S101.

【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。
On the other hand, when it is determined in S102 that the discharge current of the main battery 13 is equal to or more than the predetermined value, the voltage of the main battery 13 at that time is taken from the voltmeter 15 (S102).
104). Then, a predetermined period of time (in the illustrated example, two seconds, because normal acceleration is continued for approximately this period, and approximately this time is required for increasing the current above a predetermined value) It is determined whether or not (S105)
If it has not elapsed, the process returns to S101, and this is repeated. Therefore, if the current value falls below 0.75 C during the two seconds, the data is cleared for both I and V.
Then, when the discharge current I does not fall below 0.75C and 2 seconds have elapsed, the current change dI / dt for the 2 seconds is calculated (S106). Then, it is determined whether or not this current change is equal to or more than a predetermined value (for example, whether 0.75C → 1.2C has increased in 2 seconds) (S107). , The fetched data V and I are cleared (S108), and the process returns to S101. As described later, when the relationship between the VI characteristics and the remaining capacity of the main battery 13 in the electric vehicle was examined, not only the discharge current I was large but also a good correlation was found when the discharge current I was increased. It is based on the finding that it can be obtained. The processing in S106 and S107 may be performed by determining whether or not the current amount after 2 seconds exceeds a predetermined value, for example, 1.2C.

【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。
If the rate of increase of the discharge current is equal to or greater than a predetermined value, the remaining capacity of the main battery is calculated based on the relationship (VI) between the discharge current I and the battery voltage V (S105).
That is, at the time of high load acceleration where the discharge current I is equal to or more than the predetermined value and the rate of increase dI / dt of the discharge current is equal to or more than the predetermined value, the voltage-current characteristics (VI characteristics) and the remaining capacity of the battery are reduced. Has a good correlation. For this reason, the relationship between the gradient of the straight line indicating the change in the battery voltage with respect to the change in the discharge current and the remaining battery capacity is stored in advance as a map, and the remaining capacity of the battery is obtained by subtracting the map from the gradient obtained from the measurement data. Alternatively, the relationship between the voltage value and the remaining capacity at a specific discharge current value is stored as a map, and the remaining capacity can be calculated by referring to the map from the voltage value obtained from the measurement data. At this time, the temperature of the battery from the temperature sensor 24 is also supplied to the remaining capacity meter 10. The above V-
Since the relationship between the I characteristic and the remaining capacity changes depending on the temperature, the remaining capacity obtained based on the battery temperature may be corrected.

【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。
The remaining capacity of the main battery 13 thus determined is displayed on the display panel of the electric vehicle (S110). Thus, the driver can know the remaining capacity of the battery by looking at the display panel.

【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。
Here, the maps used in S102 and 107 and the maps used in S105 will be described below. explain.

【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。
FIG. 3 is a diagram showing an example of changes in battery voltage and current during acceleration and coasting in a van-type electric vehicle (lead battery, capacity 150 Ah). As is apparent from FIG. 3, the output torque of the driving motor increases during acceleration, so that the current increases with time. Then, as the amount of current increases, the battery voltage decreases. On the other hand, during coasting, as the output torque of the motor decreases, the current decreases with the passage of time, and the battery voltage increases with the passage of time. From this figure, it can be seen that the current values vary considerably during coasting. Note that SO at this time
C (the ratio of the remaining capacity to the full charge) is 80%,
The remaining capacity was 120 Ah.

【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。
Next, FIG. 4 shows the relationship between the battery voltage and the current at the same time in FIG. As shown in FIG. 4, when the current from the main battery 13 is 0.75 C or more, it is understood that there is a very good correlation between the battery voltage and the magnitude of the current. On the other hand, when the magnitude of the current from the main battery 13 is 0.75 C or less, the data varies considerably, a sufficient correlation cannot be found, and the course represented by the white mark No correlation could be found between the battery voltage and the current at the time of pitting.

【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。
FIG. 4 shows an SOC of the main battery of 50%,
The case of the remaining capacity of 75 Ah is also shown. From this, it can be seen that there is a correlation between the current amount and the voltage when the current amount is 0.75 C or more.

【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。
Therefore, when the battery is accelerating and the magnitude of the current flowing out of the main battery 13 is 0.75 C or more, if the remaining capacity of the battery is constant, there is a difference between the battery voltage and the current. There will be a certain correlation. In other words, if the magnitude of the current flowing out of the main battery 13 is 0.75 C or more and it is increasing,
By measuring the values of the battery voltage and current at that time, the remaining capacity of the battery can be obtained.

【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。
Therefore, in S102 of FIG. 2 described above,
It is determined whether the current value is equal to or greater than a predetermined value C, and S107
In the above, it is determined whether the rate of increase of the current value is equal to or more than a predetermined value, and the remaining capacity of the battery is measured only when such a condition is satisfied.

【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。
FIG. 5 shows the relationship between the battery voltage and the remaining capacity of the battery when the above conditions are satisfied. The discharge current of the main battery 13 at this time is 1.3C. As described above, there is a good correlation between the voltage at the predetermined current and the remaining capacity of the battery. Thus, for example, a current of 1.3 C
If the relationship between the battery voltage and the remaining capacity at the time of is stored in a map, and the voltage at a current of 1.3 C in actual running is obtained, the remaining capacity of the battery can be obtained based on the map. Since the remaining capacity is obtained only when there is a good correlation between the VI characteristics and the remaining capacity as described above, the obtained remaining capacity is highly reliable.

【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。
The above conditions frequently occur during normal running such as starting, accelerating at high speed, and climbing a hill, so that the remaining capacity of the battery can be measured at an appropriate frequency.

【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。
In particular, when the remaining capacity of the battery decreases,
Battery voltage drops. On the other hand, in driving the motor, it is necessary to set the output torque of the motor to a predetermined value in accordance with the operation of the accelerator, and the output energy W is determined by the product of the voltage and the current (W = VI). As the value decreases, the amount of current increases accordingly. That is, when the remaining capacity decreases, the amount of current increases even during the same traveling, and the probability of satisfying the above-described conditions of large current and large current increase rate increases. When the remaining capacity of the battery is reduced, it is desired to know it more accurately. According to the present apparatus, as the remaining capacity decreases, the frequency of measurement increases, and a suitable measurement of the remaining battery capacity is performed. Can be.

【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。
As shown in FIG. 6, the correlation between the battery voltage and the remaining capacity has a temperature dependency. Therefore, when calculating the remaining capacity, such a temperature-dependent characteristic may be used to correct the remaining capacity of the battery based on the temperature detected by the temperature sensor 24.

【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。
Further, in this embodiment, the current value and the voltage value during a predetermined time are stored. Therefore, the voltage value at an arbitrary current value can be obtained by estimation (or interpolation) from the stored value. Therefore, even if the voltage value at 1.3 C is not actually measured, the voltage value at 1.3 C can be obtained, and the remaining capacity can be calculated from the obtained value. In addition, the measured voltage,
The correlation between the two may be determined from the current value, and if the correlation is equal to or less than a predetermined value, the calculation of the remaining capacity may be stopped.

【0036】[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。
As described above, in the battery state-of-charge meter according to the present invention, the remaining capacity is measured from the current and voltage of the battery at the time of high load operation, so that there is no additional load such as a discharger. Cut immediately with the enemy. In addition, at the time of high-load operation, since it frequently occurs in normal operation, the timing of detecting the remaining capacity is not significantly limited, so that it is possible to appropriately display the remaining capacity of the battery.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【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。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a remaining capacity meter of a battery according to a preferred embodiment of the present invention.

【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。
FIG. 2 is a flowchart showing a flow of operation of the battery state of charge meter shown in FIG.

【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。
FIG. 3 is a graph showing changes in current and voltage during acceleration and coasting of an electric vehicle.

【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。
FIG. 4 is a graph showing that there is a case where there is a correlation between battery voltage and current.

【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。
FIG. 5 is a graph showing an example of a map of battery voltage and remaining capacity.

【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。
FIG. 6 is a graph showing the temperature dependence of the correlation between the battery voltage and the remaining capacity.

【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。
FIG. 7 is a graph showing an example of a correlation between a remaining capacity of a battery and a battery voltage when high-rate discharge is performed.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 10 Remaining capacity meter 13 Main battery 15 Voltmeter 17 Ammeter 19V-I characteristic calculating means 21 Remaining capacity calculating means

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 Continuation of front page (56) References JP-A-4-357467 (JP, A) JP-A-4-186179 (JP, A) JP-A-2-247588 (JP, A) JP-A 1-222986 (JP) JP-A-63-157078 (JP, A) JP-A-62-237370 (JP, A) JP-A-62-298278 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB (Name) G01R 31/36

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【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。
1. A battery remaining capacity meter for an electric vehicle, comprising: current detection means for detecting a discharge current of a battery; and change state detection means for detecting a change state of the discharge current detected by the current detection means. A voltage detecting means for detecting a discharge voltage when the battery is discharged; and a detection result of the current detecting means and the change state detecting means, the condition that the discharge current is not less than a predetermined value and the discharge current is increasing. Condition determining means for determining whether or not the condition is satisfied; and when the condition determining means determines that the condition is satisfied, the current and voltage at that time and the discharge current and discharge voltage provided in advance are determined. A remaining capacity detecting means for calculating a remaining capacity of the battery based on a map indicating the remaining capacity.
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