JP2000030748A - 電池の入出力演算装置 - Google Patents
電池の入出力演算装置Info
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- JP2000030748A JP2000030748A JP10198695A JP19869598A JP2000030748A JP 2000030748 A JP2000030748 A JP 2000030748A JP 10198695 A JP10198695 A JP 10198695A JP 19869598 A JP19869598 A JP 19869598A JP 2000030748 A JP2000030748 A JP 2000030748A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
(57)【要約】
【課題】 充放電履歴により開放電圧が変化する電池の
入出力電力を正確に演算する。 【解決手段】電池に充放電電流が流れていないときは、
入出力特性から端子電圧測定値に対応する入出力を求め
るとともに、電池に充放電電流が流れているときは、充
放電電流積分値に開放電圧変化率を乗じた値に基づいて
充放電電流が流れていないときの開放電圧を補正し、入
出力特性から補正開放電圧に対応する入出力を求める。
これにより、充放電履歴により開放電圧が変化する、電
極にニッケル材料を用いた電池の入出力可能な電力を正
確に演算することができる。
入出力電力を正確に演算する。 【解決手段】電池に充放電電流が流れていないときは、
入出力特性から端子電圧測定値に対応する入出力を求め
るとともに、電池に充放電電流が流れているときは、充
放電電流積分値に開放電圧変化率を乗じた値に基づいて
充放電電流が流れていないときの開放電圧を補正し、入
出力特性から補正開放電圧に対応する入出力を求める。
これにより、充放電履歴により開放電圧が変化する、電
極にニッケル材料を用いた電池の入出力可能な電力を正
確に演算することができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池の入力電力お
よび出力電力を演算する装置に関する。
よび出力電力を演算する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術とその問題点】リチウムイオン電池などに
対して、電池の充放電時の電流と電圧を測定して直線回
帰により電池の開放電圧を演算し、それにより電池の入
出力可能な電力を求める方法が知られている。
対して、電池の充放電時の電流と電圧を測定して直線回
帰により電池の開放電圧を演算し、それにより電池の入
出力可能な電力を求める方法が知られている。
【０００３】しかし、ニッケル水素電池Ni-MHやニッカ
ド電池Ni-Cdなどの電極にニッケルを用いた電池では、
充放電時の電流−電圧の相関関係が一定にならず、直前
の充放電履歴、すなわち充電と放電の別および各電流値
により開放電圧が変化するため、リチウムイオン電池の
ように電流−電圧値から直線回帰により入出力を演算す
ると、誤差が大きくなって電池の性能を充分に活用でき
なくなるという問題がある。
ド電池Ni-Cdなどの電極にニッケルを用いた電池では、
充放電時の電流−電圧の相関関係が一定にならず、直前
の充放電履歴、すなわち充電と放電の別および各電流値
により開放電圧が変化するため、リチウムイオン電池の
ように電流−電圧値から直線回帰により入出力を演算す
ると、誤差が大きくなって電池の性能を充分に活用でき
なくなるという問題がある。
【０００４】本発明の目的は、充放電履歴により開放電
圧が変化する電池の入出力電力を正確に演算することに
ある。
圧が変化する電池の入出力電力を正確に演算することに
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】（１） 請求項１の発明
は、電極にニッケル材料を用いた電池の入出力可能な電
力を演算する装置であって、予め測定した電池の開放電
圧に対する入出力特性と充放電電流積分値に対する開放
電圧の変化率とを記憶する記憶手段と、電池の端子電圧
を測定する電圧測定手段と、電池の充放電電流を測定す
る電流測定手段と、充放電電流測定値を積分する電流積
分手段と、入出力特性、変化率、端子電圧測定値、充放
電電流測定値および充放電電流積分値に基づいて電池の
入出力を演算する入出力演算手段とを備え、入出力演算
手段は、電池に充放電電流が流れていないときは、入出
力特性から端子電圧測定値に対応する入出力を求めると
ともに、電池に充放電電流が流れているときは、充放電
電流積分値に変化率を乗じた値に基づいて充放電電流が
流れていないときの開放電圧を補正し、入出力特性から
補正開放電圧に対応する入出力を求める。 （２） 請求項２の電池の入出力演算装置は、入出力特
性を、電池の温度とＳＯＣを考慮した特性としたもので
ある。 （３） 請求項３の電池の入出力演算装置は、電流積分
手段によって、電池の充放電電流が略０になるたびに充
放電電流積分値をリセットするようにしたものである。
は、電極にニッケル材料を用いた電池の入出力可能な電
力を演算する装置であって、予め測定した電池の開放電
圧に対する入出力特性と充放電電流積分値に対する開放
電圧の変化率とを記憶する記憶手段と、電池の端子電圧
を測定する電圧測定手段と、電池の充放電電流を測定す
る電流測定手段と、充放電電流測定値を積分する電流積
分手段と、入出力特性、変化率、端子電圧測定値、充放
電電流測定値および充放電電流積分値に基づいて電池の
入出力を演算する入出力演算手段とを備え、入出力演算
手段は、電池に充放電電流が流れていないときは、入出
力特性から端子電圧測定値に対応する入出力を求めると
ともに、電池に充放電電流が流れているときは、充放電
電流積分値に変化率を乗じた値に基づいて充放電電流が
流れていないときの開放電圧を補正し、入出力特性から
補正開放電圧に対応する入出力を求める。 （２） 請求項２の電池の入出力演算装置は、入出力特
性を、電池の温度とＳＯＣを考慮した特性としたもので
ある。 （３） 請求項３の電池の入出力演算装置は、電流積分
手段によって、電池の充放電電流が略０になるたびに充
放電電流積分値をリセットするようにしたものである。
【０００６】
【発明の効果】（１） 請求項１の発明によれば、充放
電履歴により開放電圧が変化する電極にニッケル材料を
用いた電池の、入出力可能な電力を正確に演算すること
ができる。 （２） 請求項２の発明によれば、電池の温度およびＳ
ＯＣに応じた正確な入出力電力を演算することができ
る。 （３） 請求項３の発明によれば、充放電電流が流れて
いるときには、直前の端子開放状態における開放電圧に
基づいて正確な入出力電力を演算することができる。
電履歴により開放電圧が変化する電極にニッケル材料を
用いた電池の、入出力可能な電力を正確に演算すること
ができる。 （２） 請求項２の発明によれば、電池の温度およびＳ
ＯＣに応じた正確な入出力電力を演算することができ
る。 （３） 請求項３の発明によれば、充放電電流が流れて
いるときには、直前の端子開放状態における開放電圧に
基づいて正確な入出力電力を演算することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】一実施の形態のニッケル水素電池
Ni-MHの入出力演算方法を説明する。図１、図２は、Ｓ
ＯＣ５０％、２５℃のニッケル水素電池に、あるパター
ンの充放電電流を流したときの端子電圧を示す図であ
り、図１が電流パターンを示し、図２が端子電圧を示
す。ニッケル水素電池は、他の種類の電池と同様に、＋
電流を流して放電したときには端子電圧が低下し、−電
流を流して充電したときには端子電圧が上昇する。ニッ
ケル水素電池ではさらに、充放電時の電流−電圧の相関
関係が一定にならず、直前の充放電履歴により開放電圧
が変化する。図１、図２においても、充放電電流が０の
とき、すなわち端子開放時の電圧は、その直前に放電が
行われたか、または充電が行われたかによって大きく変
化している。さらに、放電を繰り返したときの各放電直
後の開放電圧、あるいは充電を繰り返したときの各充電
直後の開放電圧を比較しても、同一の値になっていな
い。つまり、ニッケル水素電池は、充放電時の電流−電
圧値を直線回帰して開放電圧を求めても、実際の開放電
圧と一致しないことを示している。
Ni-MHの入出力演算方法を説明する。図１、図２は、Ｓ
ＯＣ５０％、２５℃のニッケル水素電池に、あるパター
ンの充放電電流を流したときの端子電圧を示す図であ
り、図１が電流パターンを示し、図２が端子電圧を示
す。ニッケル水素電池は、他の種類の電池と同様に、＋
電流を流して放電したときには端子電圧が低下し、−電
流を流して充電したときには端子電圧が上昇する。ニッ
ケル水素電池ではさらに、充放電時の電流−電圧の相関
関係が一定にならず、直前の充放電履歴により開放電圧
が変化する。図１、図２においても、充放電電流が０の
とき、すなわち端子開放時の電圧は、その直前に放電が
行われたか、または充電が行われたかによって大きく変
化している。さらに、放電を繰り返したときの各放電直
後の開放電圧、あるいは充電を繰り返したときの各充電
直後の開放電圧を比較しても、同一の値になっていな
い。つまり、ニッケル水素電池は、充放電時の電流−電
圧値を直線回帰して開放電圧を求めても、実際の開放電
圧と一致しないことを示している。
【０００８】図３、図４は、ＳＯＣ２５％、２５℃のニ
ッケル水素電池にパルス電流を流したときの、直前の開
放電圧OCV［V］に対する５秒目出力密度［W/kg］（図
３）と５秒目入力密度［W/kg］（図４）を示す。５秒目
出力密度および５秒目入力密度とは、電池にパルス状の
充放電電流を流し始めてから５秒経過後の出力密度およ
び入力密度である。ニッケル水素電池にパルス状の充放
電電流を流し、通電から５秒経過後の入出力密度を求め
ると、図に示すような相関関係があることが解った。ま
た、このような相関関係はパルス電流通電開始後の経過
時間が短い間であれば、例えば３秒後でも、あるいは１
０秒後でも同様な相関関係を示すことが、実験により確
認された。
ッケル水素電池にパルス電流を流したときの、直前の開
放電圧OCV［V］に対する５秒目出力密度［W/kg］（図
３）と５秒目入力密度［W/kg］（図４）を示す。５秒目
出力密度および５秒目入力密度とは、電池にパルス状の
充放電電流を流し始めてから５秒経過後の出力密度およ
び入力密度である。ニッケル水素電池にパルス状の充放
電電流を流し、通電から５秒経過後の入出力密度を求め
ると、図に示すような相関関係があることが解った。ま
た、このような相関関係はパルス電流通電開始後の経過
時間が短い間であれば、例えば３秒後でも、あるいは１
０秒後でも同様な相関関係を示すことが、実験により確
認された。
【０００９】この実験結果の相関関係によれば、充放電
履歴により開放電圧が変化するニッケル水素電池でも、
充放電開始後の短い間であれば、充放電直前の開放電圧
に基づいて入出力可能な電力を演算することができる。
履歴により開放電圧が変化するニッケル水素電池でも、
充放電開始後の短い間であれば、充放電直前の開放電圧
に基づいて入出力可能な電力を演算することができる。
【００１０】ところで、例えば電気自動車やハイブリッ
ド電気自動車などに用いられる電池では、車両の運行中
には充放電電流が０、すなわち電池が開放状態になる機
会が少ない。上述した相関関係による入出力の演算方法
は、充電開始後の経過時間が短い間は有効であるが、電
気自動車やハイブリッド車両のように電池の充放電状態
が長く続く場合には、上記相関関係に基づく入出力の演
算方法を適用することができない。
ド電気自動車などに用いられる電池では、車両の運行中
には充放電電流が０、すなわち電池が開放状態になる機
会が少ない。上述した相関関係による入出力の演算方法
は、充電開始後の経過時間が短い間は有効であるが、電
気自動車やハイブリッド車両のように電池の充放電状態
が長く続く場合には、上記相関関係に基づく入出力の演
算方法を適用することができない。
【００１１】図５は、ニッケル水素電池に方形波パルス
電流を流したときの、方形波パルスの面積（電流積分
値）［Asec］に対する開放電圧［V］を示す。なお、方
形波パルス面積の−値は充電電流積分値を、＋値は放電
電流積分値を示す。ニッケル水素電池に充放電電流を流
した後、開放電圧を測定すると、流した充放電電流の積
分値に対して図に示すような相関関係があることが解っ
た。
電流を流したときの、方形波パルスの面積（電流積分
値）［Asec］に対する開放電圧［V］を示す。なお、方
形波パルス面積の−値は充電電流積分値を、＋値は放電
電流積分値を示す。ニッケル水素電池に充放電電流を流
した後、開放電圧を測定すると、流した充放電電流の積
分値に対して図に示すような相関関係があることが解っ
た。
【００１２】この充放電電流積分値（方形波パルス面
積）に対する開放電圧の関係と、図３、図４に示す開放
電圧に対する入出力密度との関係から、図６、図７に示
すような方形波パルス面積に対する５秒目出力密度と５
秒目入力密度の関係を求めることができる。図６、図７
から明らかなように、これらの関係においても一定の相
関関係が認められる。
積）に対する開放電圧の関係と、図３、図４に示す開放
電圧に対する入出力密度との関係から、図６、図７に示
すような方形波パルス面積に対する５秒目出力密度と５
秒目入力密度の関係を求めることができる。図６、図７
から明らかなように、これらの関係においても一定の相
関関係が認められる。
【００１３】以上のことから、この実施の形態では、図
３、図４に示す開放電圧に対する入出力密度の関係を、
電池の温度とＳＯＣをパラメータにして予め測定し、マ
ップ化して記憶しておくとともに、図５に示す電流積分
値に対する開放電圧特性の傾き（変化率）を記憶してお
く。そして、電池に充放電電流が流れていないときは、
上記入出力密度の特性マップから電池の温度、ＳＯＣお
よび開放電圧に対応する入出力密度を求める。一方、電
池に充放電電流が流れているときは、電流値を積分して
図５に示す開放電圧特性の変化率により補正開放電圧を
求め、入出力特性マップから電池の温度、ＳＯＣおよび
補正開放電圧に対応する入出力密度を予測する。
３、図４に示す開放電圧に対する入出力密度の関係を、
電池の温度とＳＯＣをパラメータにして予め測定し、マ
ップ化して記憶しておくとともに、図５に示す電流積分
値に対する開放電圧特性の傾き（変化率）を記憶してお
く。そして、電池に充放電電流が流れていないときは、
上記入出力密度の特性マップから電池の温度、ＳＯＣお
よび開放電圧に対応する入出力密度を求める。一方、電
池に充放電電流が流れているときは、電流値を積分して
図５に示す開放電圧特性の変化率により補正開放電圧を
求め、入出力特性マップから電池の温度、ＳＯＣおよび
補正開放電圧に対応する入出力密度を予測する。
【００１４】図８は、ＳＯＣ５０％、温度２５℃のニッ
ケル水素電池に図１に示すパターンの電流を流したとき
の、補正後の開放電圧を示す。電池に充放電電流が流れ
ていないときは、そのときの端子電圧を開放電圧として
そのまま用いる。一方、電池に充放電電流が流れている
ときは、電流積分値−開放電圧特性の変化率に電池に電
流が流れ始めてからの電流積分値を乗じて、電池に電流
が流れてからの開放電圧の変化量を求め、電池に電流が
流れ始める前の開放電圧からその変化量を減じた値を、
そのときの開放電圧（補正開放電圧）として用いる。な
お、電池の充放電電流がふたたび０になったら、電流積
分値を０にリセットするとともに、そのときの端子電圧
を開放電圧とする。
ケル水素電池に図１に示すパターンの電流を流したとき
の、補正後の開放電圧を示す。電池に充放電電流が流れ
ていないときは、そのときの端子電圧を開放電圧として
そのまま用いる。一方、電池に充放電電流が流れている
ときは、電流積分値−開放電圧特性の変化率に電池に電
流が流れ始めてからの電流積分値を乗じて、電池に電流
が流れてからの開放電圧の変化量を求め、電池に電流が
流れ始める前の開放電圧からその変化量を減じた値を、
そのときの開放電圧（補正開放電圧）として用いる。な
お、電池の充放電電流がふたたび０になったら、電流積
分値を０にリセットするとともに、そのときの端子電圧
を開放電圧とする。
【００１５】図９は、図３、図４に示す開放電圧−入出
力密度特性から図８に示す開放電圧に対応する入出力密
度を求めた図である。この電池の定格出力は５００W/kg
であるが、この実施の形態による入出力の予測方法によ
れば、５００W/kg以上の出力で用いることができ、電池
の能力を充分に活用することができる。
力密度特性から図８に示す開放電圧に対応する入出力密
度を求めた図である。この電池の定格出力は５００W/kg
であるが、この実施の形態による入出力の予測方法によ
れば、５００W/kg以上の出力で用いることができ、電池
の能力を充分に活用することができる。
【００１６】以上説明した入出力演算方法をハイブリッ
ド車両に適用した一実施の形態を説明する。図１０は一
実施の形態の構成を示す図である。図において、太い実
線は機械力の伝達経路を示し、太い破線は電力線を示
す。また、細い実線は制御線を示し、二重線は油圧系統
を示す。この車両のパワートレインは、モーター１、エ
ンジン２、クラッチ３、モーター４、無段変速機５、減
速装置６、差動装置７および駆動輪８から構成される。
モーター１の出力軸、エンジン２の出力軸およびクラッ
チ３の入力軸は互いに連結されており、また、クラッチ
３の出力軸、モーター４の出力軸および無段変速機５の
入力軸は互いに連結されている。
ド車両に適用した一実施の形態を説明する。図１０は一
実施の形態の構成を示す図である。図において、太い実
線は機械力の伝達経路を示し、太い破線は電力線を示
す。また、細い実線は制御線を示し、二重線は油圧系統
を示す。この車両のパワートレインは、モーター１、エ
ンジン２、クラッチ３、モーター４、無段変速機５、減
速装置６、差動装置７および駆動輪８から構成される。
モーター１の出力軸、エンジン２の出力軸およびクラッ
チ３の入力軸は互いに連結されており、また、クラッチ
３の出力軸、モーター４の出力軸および無段変速機５の
入力軸は互いに連結されている。
【００１７】クラッチ３締結時はエンジン２とモーター
４が車両の推進源となり、クラッチ３解放時はモーター
４のみが車両の推進源となる。エンジン２および／また
はモーター４の駆動力は、無段変速機５、減速装置６お
よび差動装置７を介して駆動輪８へ伝達される。無段変
速機５には油圧装置９から圧油が供給され、ベルトのク
ランプと潤滑がなされる。油圧装置９のオイルポンプ
（不図示）はモーター１０により駆動される。
４が車両の推進源となり、クラッチ３解放時はモーター
４のみが車両の推進源となる。エンジン２および／また
はモーター４の駆動力は、無段変速機５、減速装置６お
よび差動装置７を介して駆動輪８へ伝達される。無段変
速機５には油圧装置９から圧油が供給され、ベルトのク
ランプと潤滑がなされる。油圧装置９のオイルポンプ
（不図示）はモーター１０により駆動される。
【００１８】モータ１，４，１０は三相同期電動機また
は三相誘導電動機などの交流機であり、モーター１は主
としてエンジン始動と発電に用いられ、モーター４は主
として車両の推進と制動に用いられる。また、モーター
１０は油圧装置９のオイルポンプ駆動用である。なお、
モーター１，４，１０には交流機に限らず直流電動機を
用いることもできる。また、クラッチ３締結時に、モー
ター１を車両の推進と制動に用いることもでき、モータ
ー４をエンジン始動や発電に用いることもできる。
は三相誘導電動機などの交流機であり、モーター１は主
としてエンジン始動と発電に用いられ、モーター４は主
として車両の推進と制動に用いられる。また、モーター
１０は油圧装置９のオイルポンプ駆動用である。なお、
モーター１，４，１０には交流機に限らず直流電動機を
用いることもできる。また、クラッチ３締結時に、モー
ター１を車両の推進と制動に用いることもでき、モータ
ー４をエンジン始動や発電に用いることもできる。
【００１９】クラッチ３はパウダークラッチであり、伝
達トルクがほぼ励磁電流に比例するので伝達トルクを調
節することができる。無段変速機５はベルト式やトロイ
ダル式などの無段変速機であり、変速比を無段階に調節
することができる。
達トルクがほぼ励磁電流に比例するので伝達トルクを調
節することができる。無段変速機５はベルト式やトロイ
ダル式などの無段変速機であり、変速比を無段階に調節
することができる。
【００２０】モーター１，４，１０はそれぞれ、インバ
ーター１１，１２，１３により駆動される。なお、モー
ター１，４，１０に直流電動機を用いる場合には、イン
バーターの代わりにＤＣ／ＤＣコンバーターを用いる。
インバーター１１〜１３は共通のＤＣリンク１４を介し
てメインバッテリー１５に接続されており、メインバッ
テリー１５の直流充電電力を交流電力に変換してモータ
ー１，４，１０へ供給するとともに、モーター１，４の
交流発電電力を直流電力に変換してメインバッテリー１
５を充電する。なお、インバーター１１〜１３は互いに
ＤＣリンク１４を介して接続されているので、回生運転
中のモーターにより発電された電力をメインバッテリー
１５を介さずに直接、力行運転中のモーターへ供給する
ことができる。メインバッテリー１５はニッケル水素電
池である。
ーター１１，１２，１３により駆動される。なお、モー
ター１，４，１０に直流電動機を用いる場合には、イン
バーターの代わりにＤＣ／ＤＣコンバーターを用いる。
インバーター１１〜１３は共通のＤＣリンク１４を介し
てメインバッテリー１５に接続されており、メインバッ
テリー１５の直流充電電力を交流電力に変換してモータ
ー１，４，１０へ供給するとともに、モーター１，４の
交流発電電力を直流電力に変換してメインバッテリー１
５を充電する。なお、インバーター１１〜１３は互いに
ＤＣリンク１４を介して接続されているので、回生運転
中のモーターにより発電された電力をメインバッテリー
１５を介さずに直接、力行運転中のモーターへ供給する
ことができる。メインバッテリー１５はニッケル水素電
池である。
【００２１】コントローラー１６は、マイクロコンピュ
ーターとその周辺部品や各種アクチュエータなどを備
え、エンジン２の回転速度や出力トルク、クラッチ３の
伝達トルク、モーター１，４，１０の回転速度や出力ト
ルク、無段変速機５の変速比、メインバッテリー１５の
充放電などを制御する。
ーターとその周辺部品や各種アクチュエータなどを備
え、エンジン２の回転速度や出力トルク、クラッチ３の
伝達トルク、モーター１，４，１０の回転速度や出力ト
ルク、無段変速機５の変速比、メインバッテリー１５の
充放電などを制御する。
【００２２】コントローラー１６には、図１１に示すよ
うな機器が接続されている。温度センサー２０はメイン
バッテリー１５の温度Tbを検出し、ＳＯＣ検出装置２１
はメインバッテリー１５のＳＯＣを検出する。また、電
圧センサー２２はメインバッテリー１５の端子電圧ｖを
検出し、電流センサー２３はメインバッテリー１５に流
れる充放電電流ｉを検出する。なお、コントローラー１
６には、メインバッテリー１５の温度TbとＳＯＣをパラ
メーターとした開放電圧Ｖoに対する入出力密度のマッ
プ（図１２参照）と、電流積分値Ｉに対する開放電圧Ｖ
oの変化率K2＝dＶo／dＩ（図５参照）を記憶するメモリ
１６ａが内蔵されている。
うな機器が接続されている。温度センサー２０はメイン
バッテリー１５の温度Tbを検出し、ＳＯＣ検出装置２１
はメインバッテリー１５のＳＯＣを検出する。また、電
圧センサー２２はメインバッテリー１５の端子電圧ｖを
検出し、電流センサー２３はメインバッテリー１５に流
れる充放電電流ｉを検出する。なお、コントローラー１
６には、メインバッテリー１５の温度TbとＳＯＣをパラ
メーターとした開放電圧Ｖoに対する入出力密度のマッ
プ（図１２参照）と、電流積分値Ｉに対する開放電圧Ｖ
oの変化率K2＝dＶo／dＩ（図５参照）を記憶するメモリ
１６ａが内蔵されている。
【００２３】図１３は、一実施の形態の入出力演算処理
を示すフローチャートである。コントローラー１６は車
両のメインキーがON位置に設定されている間、この演算
処理を繰り返す。ステップ１において、電流センサー２
３により充放電電流ｉを検出し、検出値の絶対値｜ｉ｜
が基準値K1以下かどうかを確認する。ここで、基準値K1
は充放電時か否かを判定するための判定基準値であり、
電流センサー２３のオフセットなどを考慮した最少の電
流を設定する。充放電電流ｉの絶対値が基準値K1以下の
ときは、メインバッテリー１５が開放状態にあると判断
してステップ２〜５の処理を実行し、充放電電流ｉの絶
対値が基準値K1を超えるときは、メインバッテリー１５
が充放電状態にあると判断してステップ６〜８の処理を
実行する。
を示すフローチャートである。コントローラー１６は車
両のメインキーがON位置に設定されている間、この演算
処理を繰り返す。ステップ１において、電流センサー２
３により充放電電流ｉを検出し、検出値の絶対値｜ｉ｜
が基準値K1以下かどうかを確認する。ここで、基準値K1
は充放電時か否かを判定するための判定基準値であり、
電流センサー２３のオフセットなどを考慮した最少の電
流を設定する。充放電電流ｉの絶対値が基準値K1以下の
ときは、メインバッテリー１５が開放状態にあると判断
してステップ２〜５の処理を実行し、充放電電流ｉの絶
対値が基準値K1を超えるときは、メインバッテリー１５
が充放電状態にあると判断してステップ６〜８の処理を
実行する。
【００２４】メインバッテリー１５が開放状態にあると
きは、ステップ２で電圧センサー２２により端子電圧ｖ
を検出し、それを現時点における開放電圧Voとする。続
くステップ３で、温度センサー２０によりバッテリー温
度Tbを、ＳＯＣ検出装置２１によりＳＯＣをそれぞれ検
出する。そして、ステップ４で、メモリ１６ａに記憶さ
れているマップから、メインバッテリー１５の現在の温
度TbとＳＯＣと開放電圧Ｖoに対応する入出力を求め
る。ステップ５では、電流積分値Ｉを０にリセットして
ステップ１へ戻る。
きは、ステップ２で電圧センサー２２により端子電圧ｖ
を検出し、それを現時点における開放電圧Voとする。続
くステップ３で、温度センサー２０によりバッテリー温
度Tbを、ＳＯＣ検出装置２１によりＳＯＣをそれぞれ検
出する。そして、ステップ４で、メモリ１６ａに記憶さ
れているマップから、メインバッテリー１５の現在の温
度TbとＳＯＣと開放電圧Ｖoに対応する入出力を求め
る。ステップ５では、電流積分値Ｉを０にリセットして
ステップ１へ戻る。
【００２５】メインバッテリー１５が充放電状態にある
ときは、ステップ６で電流センサー２０の検出値を積分
し、電流積分値Ｉを求める。続くステップ７で、メモリ
１６ａから電流積分値Ｉに対応する変化率K2を読み出
し、次式により補正開放電圧Ｖo’を求める。
ときは、ステップ６で電流センサー２０の検出値を積分
し、電流積分値Ｉを求める。続くステップ７で、メモリ
１６ａから電流積分値Ｉに対応する変化率K2を読み出
し、次式により補正開放電圧Ｖo’を求める。
【数１】Ｖo’＝Ｖo−K2・Ｉ そして、ステップ８において、電池の開放状態の入出力
演算で用いたマップ（ステップ４）から補正開放電圧Ｖ
o’に対応する入出力を求め、充放電中のメインバッテ
リー１５の入出力予測値とする。なお、ステップ８で、
メインバッテリー１５の温度TbとＳＯＣを検出し、改め
てメモり１６ａのマップを参照して現在の温度TbとＳＯ
Ｃと補正開放電圧Ｖo’に対応する入出力を求めてもよ
い。
演算で用いたマップ（ステップ４）から補正開放電圧Ｖ
o’に対応する入出力を求め、充放電中のメインバッテ
リー１５の入出力予測値とする。なお、ステップ８で、
メインバッテリー１５の温度TbとＳＯＣを検出し、改め
てメモり１６ａのマップを参照して現在の温度TbとＳＯ
Ｃと補正開放電圧Ｖo’に対応する入出力を求めてもよ
い。
【００２６】以上の一実施の形態の構成において、メイ
ンバッテリー１５が電池を、メモリ１６ａが記憶手段
を、電圧センサー２２が電圧測定手段を、電流センサー
２３が電流測定手段を、コントローラー１６が電流積分
手段および入出力演算手段をそれぞれ構成する。
ンバッテリー１５が電池を、メモリ１６ａが記憶手段
を、電圧センサー２２が電圧測定手段を、電流センサー
２３が電流測定手段を、コントローラー１６が電流積分
手段および入出力演算手段をそれぞれ構成する。
【００２７】なお、上述した一実施の形態ではニッケル
水素電池を例に上げて説明したが、本発明は電極にニッ
ケル材料を用いたすべての電池に対して適用することが
できる。
水素電池を例に上げて説明したが、本発明は電極にニッ
ケル材料を用いたすべての電池に対して適用することが
できる。
【図１】 電池に流す電流パターンの一例を示す図であ
る。
る。
【図２】 図１に示すパターンの電流をニッケル水素電
池に流したときの端子電圧を示す図である。
池に流したときの端子電圧を示す図である。
【図３】 ニッケル水素電池にパルス電流を流したとき
の、直前の開放電圧に対する５秒目出力密度を示す図で
ある。
の、直前の開放電圧に対する５秒目出力密度を示す図で
ある。
【図４】 ニッケル水素電池にパルス電流を流したとき
の、直前の開放電圧に対する５秒目入力密度を示す図で
ある。
の、直前の開放電圧に対する５秒目入力密度を示す図で
ある。
【図５】 ニッケル水素電池に方形波パルス電流を流し
たときの、電流積分値に対する開放電圧を示す図であ
る。
たときの、電流積分値に対する開放電圧を示す図であ
る。
【図６】 電流積分値に対する５秒目出力密度を示す図
である。
である。
【図７】 電流積分値に対する５秒目入力密度を示す図
である。
である。
【図８】 ニッケル水素電池に図１に示すパターンの電
流を流したときの、補正後の開放電圧を示す図である。
流を流したときの、補正後の開放電圧を示す図である。
【図９】 図８に示す開放電圧に対する入出力密度を示
す図である。
す図である。
【図１０】 一実施の形態の構成を示す図である。
【図１１】 図１０に続く、一実施の形態の構成を示す
図である。
図である。
【図１２】 バッテリーの温度とＳＯＣをパラメーター
とした開放電圧に対する入出力密度のマップを示す図で
ある。
とした開放電圧に対する入出力密度のマップを示す図で
ある。
【図１３】 一実施の形態の入出力演算処理を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
１ モーター ２ エンジン ３ クラッチ ４ モーター ５ 無段変速機 １１〜１３ インバーター １５ メインバッテリー １６ コントローラー １６ａ メモリ ２０ 温度センサー ２１ ＳＯＣ検出装置 ２２ 電圧センサー ２３ 電流センサー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀江 英明 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 安部 孝昭 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 川合 幹夫 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 (72)発明者 中川 豊昭 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 5G003 AA07 BA01 CA01 CA11 CA18 CB01 DA06 EA05 FA06 GB06 GC05 5H030 AA03 AA04 AA10 AS08 BB01 BB21 FF21 FF42 FF44
Claims (3)
- 【請求項１】電極にニッケル材料を用いた電池の入出力
可能な電力を演算する装置であって、 予め測定した前記電池の開放電圧に対する入出力特性と
充放電電流積分値に対する開放電圧の変化率とを記憶す
る記憶手段と、 前記電池の端子電圧を測定する電圧測定手段と、 前記電池の充放電電流を測定する電流測定手段と、 前記充放電電流測定値を積分する電流積分手段と、 前記入出力特性、前記変化率、前記端子電圧測定値、前
記充放電電流測定値および前記充放電電流積分値に基づ
いて前記電池の入出力を演算する入出力演算手段とを備
え、 前記入出力演算手段は、前記電池に充放電電流が流れて
いないときは、前記入出力特性から前記端子電圧測定値
に対応する入出力を求めるとともに、前記電池に充放電
電流が流れているときは、前記充放電電流積分値に前記
変化率を乗じた値に基づいて前記充放電電流が流れてい
ないときの開放電圧を補正し、前記入出力特性から前記
補正開放電圧に対応する入出力を求めることを特徴とす
る電池の入出力演算装置。 - 【請求項２】請求項１に記載の電池の入出力演算装置に
おいて、 前記入出力特性は、前記電池の温度とＳＯＣを考慮した
特性であることを特徴とする電池の入出力演算装置。 - 【請求項３】請求項１または請求項２に記載の電池の入
出力演算装置において、 前記電流積分手段は、前記電池の充放電電流が略０にな
るたびに前記充放電電流積分値をリセットすることを特
徴とする電池の入出力演算装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10198695A JP2000030748A (ja) | 1998-07-14 | 1998-07-14 | 電池の入出力演算装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10198695A JP2000030748A (ja) | 1998-07-14 | 1998-07-14 | 電池の入出力演算装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000030748A true JP2000030748A (ja) | 2000-01-28 |
Family
ID=16395500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10198695A Pending JP2000030748A (ja) | 1998-07-14 | 1998-07-14 | 電池の入出力演算装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000030748A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1460441A2 (en) * | 2003-02-28 | 2004-09-22 | Nissan Motor Company, Limited | Apparatus and method of estimating possible input and output powers of a secondary cell |
| JP2020091247A (ja) * | 2018-12-07 | 2020-06-11 | トヨタ自動車株式会社 | 電池システム |
| JP2020091246A (ja) * | 2018-12-07 | 2020-06-11 | トヨタ自動車株式会社 | 電池システム |
| DE112020001724T5 (de) | 2019-04-03 | 2021-12-23 | Denso Corporation | Steuergerät |
| DE112020001791T5 (de) | 2019-04-03 | 2021-12-30 | Denso Corporation | Steuervorrichtung |
-
1998
- 1998-07-14 JP JP10198695A patent/JP2000030748A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1460441A2 (en) * | 2003-02-28 | 2004-09-22 | Nissan Motor Company, Limited | Apparatus and method of estimating possible input and output powers of a secondary cell |
| EP1460441A3 (en) * | 2003-02-28 | 2005-02-09 | Nissan Motor Company, Limited | Apparatus and method of estimating possible input and output powers of a secondary cell |
| US7009402B2 (en) | 2003-02-28 | 2006-03-07 | Nissan Motor Co., Ltd. | Estimating apparatus and method of input and output enabling powers for secondary cell |
| JP2020091247A (ja) * | 2018-12-07 | 2020-06-11 | トヨタ自動車株式会社 | 電池システム |
| JP2020091246A (ja) * | 2018-12-07 | 2020-06-11 | トヨタ自動車株式会社 | 電池システム |
| JP7110958B2 (ja) | 2018-12-07 | 2022-08-02 | トヨタ自動車株式会社 | 電池システム |
| JP7110957B2 (ja) | 2018-12-07 | 2022-08-02 | トヨタ自動車株式会社 | 電池システム |
| DE112020001724T5 (de) | 2019-04-03 | 2021-12-23 | Denso Corporation | Steuergerät |
| DE112020001791T5 (de) | 2019-04-03 | 2021-12-30 | Denso Corporation | Steuervorrichtung |
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