JP2001339863A - 二次電池の残容量の演算方法 - Google Patents
二次電池の残容量の演算方法Info
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 充電効率があらかじめ記憶している値からず
れても、正確に残容量を演算する。 【解決手段】 二次電池の残容量を演算する方法は、電
池を満充電して、あるいは、電池温度と放電電流と電池
電圧から実測残容量を検出し、充放電電流と充電効率の
積を積算して演算残容量を検出し、検出した実測残容量
と演算残容量を比較する。演算残容量が実測残容量より
も大きいときには、その差に相当して充電効率を低下
し、演算残容量が実測残容量よりも小さいときは、その
差に相当して充電効率を増加する。
れても、正確に残容量を演算する。 【解決手段】 二次電池の残容量を演算する方法は、電
池を満充電して、あるいは、電池温度と放電電流と電池
電圧から実測残容量を検出し、充放電電流と充電効率の
積を積算して演算残容量を検出し、検出した実測残容量
と演算残容量を比較する。演算残容量が実測残容量より
も大きいときには、その差に相当して充電効率を低下
し、演算残容量が実測残容量よりも小さいときは、その
差に相当して充電効率を増加する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電池の充放電から残
容量を演算する方法に関する。
容量を演算する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】充放電される二次電池は、充放電する電
流値を積算して残容量を演算できる。この方法は、充電
電流と充電効率の積の積算値を残容量に加算し、放電電
流の積算値を減算して残容量を演算する。充電効率は、
充電する電池の温度と残容量で変化する。温度が高くな
ると充電効率は低下する。残容量はほぼ５０％で充電効
率が最大となり、残容量が０または１００％に近付くと
充電効率が低下する。充放電の電流から残容量を正確に
演算するために、温度と残容量で充電効率を最適な値に
変更している。表１は、ニッケル−水素電池の温度と残
容量に対する充電効率を示すテーブルである。このテー
ブルの充電効率は、電池の残容量を演算する回路のメモ
リに記憶される。演算回路は、電池の温度と残容量をパ
ラメターとして、テーブルとして記憶している充電効率
を特定し、特定された充電効率から残容量を演算する。
流値を積算して残容量を演算できる。この方法は、充電
電流と充電効率の積の積算値を残容量に加算し、放電電
流の積算値を減算して残容量を演算する。充電効率は、
充電する電池の温度と残容量で変化する。温度が高くな
ると充電効率は低下する。残容量はほぼ５０％で充電効
率が最大となり、残容量が０または１００％に近付くと
充電効率が低下する。充放電の電流から残容量を正確に
演算するために、温度と残容量で充電効率を最適な値に
変更している。表１は、ニッケル−水素電池の温度と残
容量に対する充電効率を示すテーブルである。このテー
ブルの充電効率は、電池の残容量を演算する回路のメモ
リに記憶される。演算回路は、電池の温度と残容量をパ
ラメターとして、テーブルとして記憶している充電効率
を特定し、特定された充電効率から残容量を演算する。
【０００３】
【表１】
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】温度や残容量で充電効
率を最適値に特定して残容量を演算する方法は、比較的
正確に残容量を演算できる。しかしながら、このテーブ
ルに記載される充電効率と、実際の電池の充電効率を、
常に完全に一致させることは極めて難しい。充電効率の
誤差を皆無にはできないので、充放電する電流を積算し
て残容量を演算するとき、誤差が累積されて正確に残容
量を演算するのが難しくなる。原理的には、充電効率を
より正確な値としてテーブルに記憶させて、残容量の累
積誤差を少なくできる。ただ実際には、充電効率をさら
に正確な値とすることは極めて難しい。それは、温度や
残容量のみでなく、他のパラメター、たとえば充電電流
や劣化の程度等によっても、充電効率が変化するからで
ある。したがって、充電効率を誤差なく正確にテーブル
として記憶することは、実際にはほとんど不可能であ
る。
率を最適値に特定して残容量を演算する方法は、比較的
正確に残容量を演算できる。しかしながら、このテーブ
ルに記載される充電効率と、実際の電池の充電効率を、
常に完全に一致させることは極めて難しい。充電効率の
誤差を皆無にはできないので、充放電する電流を積算し
て残容量を演算するとき、誤差が累積されて正確に残容
量を演算するのが難しくなる。原理的には、充電効率を
より正確な値としてテーブルに記憶させて、残容量の累
積誤差を少なくできる。ただ実際には、充電効率をさら
に正確な値とすることは極めて難しい。それは、温度や
残容量のみでなく、他のパラメター、たとえば充電電流
や劣化の程度等によっても、充電効率が変化するからで
ある。したがって、充電効率を誤差なく正確にテーブル
として記憶することは、実際にはほとんど不可能であ
る。
【０００５】本発明は、充電効率があらかじめ記憶して
いる値からずれても、正確に残容量を演算できる二次電
池の残容量の演算方法を提供することを目的に開発され
たものである。
いる値からずれても、正確に残容量を演算できる二次電
池の残容量の演算方法を提供することを目的に開発され
たものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の演算
方法は、二次電池の充電電流と充電効率の積を積算し
て、電池の残容量を演算するもので、電池を満充電して
実測残容量を検出し、充放電電流と充電効率の積を積算
して演算残容量を検出する。本明細書において「演算残
容量」は、充電電流と放電電流を演算して算出した残容
量を意味する。ただ、演算された演算残容量は、必ずし
もバッテリー本来の正確な残容量とは一致しない。バッ
テリー本来の残容量を特定の条件で検出した値が「実測
残容量」である。実測残容量は、たとえば、バッテリー
を満充電するときに正確に検出できる。満充電されたバ
ッテリーの実測残容量は１００％である。したがって、
バッテリーを満充電して実測残容量を検出し、検出した
実測残容量を演算した演算残容量に比較する。演算残容
量が実測残容量よりも大きいときには、その差に相当し
て充電効率を低下させる。演算残容量が実測残容量より
も小さいときは、その差に相当して充電効率を増加す
る。たとえば、演算残容量が１０１％で、実測残容量が
１００％であるときは充電効率を１％少なく補正し、演
算残容量が９９％で実測残容量が１００％であるときに
は、充電効率を１％増加するように補正して、その後の
演算残容量を演算する。
方法は、二次電池の充電電流と充電効率の積を積算し
て、電池の残容量を演算するもので、電池を満充電して
実測残容量を検出し、充放電電流と充電効率の積を積算
して演算残容量を検出する。本明細書において「演算残
容量」は、充電電流と放電電流を演算して算出した残容
量を意味する。ただ、演算された演算残容量は、必ずし
もバッテリー本来の正確な残容量とは一致しない。バッ
テリー本来の残容量を特定の条件で検出した値が「実測
残容量」である。実測残容量は、たとえば、バッテリー
を満充電するときに正確に検出できる。満充電されたバ
ッテリーの実測残容量は１００％である。したがって、
バッテリーを満充電して実測残容量を検出し、検出した
実測残容量を演算した演算残容量に比較する。演算残容
量が実測残容量よりも大きいときには、その差に相当し
て充電効率を低下させる。演算残容量が実測残容量より
も小さいときは、その差に相当して充電効率を増加す
る。たとえば、演算残容量が１０１％で、実測残容量が
１００％であるときは充電効率を１％少なく補正し、演
算残容量が９９％で実測残容量が１００％であるときに
は、充電効率を１％増加するように補正して、その後の
演算残容量を演算する。
【０００７】本発明の請求項２の残容量の演算方法は、
電池温度と放電電流と電池電圧から実測残容量を検出す
る。特定の実測残容量、たとえば、残容量が０％、２０
％、８０％となるときの電池温度と放電電流と電池電圧
を、あらかじめ測定してメモリに記憶しておく。電池温
度と放電電流と電池電圧がメモリに記憶される値になる
と、メモリの記憶値から実測残容量を検出する。さら
に、充放電電流と充電効率の積を積算して演算残容量を
検出する。検出した実測残容量と演算残容量を比較す
る。演算残容量が実測残容量よりも大きいときには、そ
の差に相当して充電効率を低下する。演算残容量が実測
残容量よりも小さいときは、その差に相当して充電効率
を増加する。この方法は、温度と放電電流と電池電圧に
対する残容量をテーブルとして記憶して、温度と放電電
流と電池電圧をテーブルの記憶値に比較して実測残容量
を検出することができる。
電池温度と放電電流と電池電圧から実測残容量を検出す
る。特定の実測残容量、たとえば、残容量が０％、２０
％、８０％となるときの電池温度と放電電流と電池電圧
を、あらかじめ測定してメモリに記憶しておく。電池温
度と放電電流と電池電圧がメモリに記憶される値になる
と、メモリの記憶値から実測残容量を検出する。さら
に、充放電電流と充電効率の積を積算して演算残容量を
検出する。検出した実測残容量と演算残容量を比較す
る。演算残容量が実測残容量よりも大きいときには、そ
の差に相当して充電効率を低下する。演算残容量が実測
残容量よりも小さいときは、その差に相当して充電効率
を増加する。この方法は、温度と放電電流と電池電圧に
対する残容量をテーブルとして記憶して、温度と放電電
流と電池電圧をテーブルの記憶値に比較して実測残容量
を検出することができる。
【０００８】本発明の請求項１または請求項２の二次電
池の残容量の演算方法は、電池の残容量と温度に対する
充電効率をテーブルとして記憶して、演算残容量と実測
残容量の差で、テーブルとして記憶される全体の充電効
率を増減することができる。
池の残容量の演算方法は、電池の残容量と温度に対する
充電効率をテーブルとして記憶して、演算残容量と実測
残容量の差で、テーブルとして記憶される全体の充電効
率を増減することができる。
【０００９】また、本発明の請求項１または２の残容量
の演算方法は、電池の残容量と温度に対する充電効率を
関数として記憶することができる。演算残容量と実測残
容量の差で、関数として記憶される充電効率を増減す
る。
の演算方法は、電池の残容量と温度に対する充電効率を
関数として記憶することができる。演算残容量と実測残
容量の差で、関数として記憶される充電効率を増減す
る。
【００１０】本発明の請求項１の演算方法は、電池電圧
がピーク電圧となり、あるいはピーク電圧からΔＶ低下
するまで充電して電池を満充電して実測残容量を検出す
ることができる。また、電池温度が設定温度になり、あ
るいは、電池温度が上昇する温度勾配が設定値になるま
で充電して電池を満充電して実測残容量を検出すること
ができる。
がピーク電圧となり、あるいはピーク電圧からΔＶ低下
するまで充電して電池を満充電して実測残容量を検出す
ることができる。また、電池温度が設定温度になり、あ
るいは、電池温度が上昇する温度勾配が設定値になるま
で充電して電池を満充電して実測残容量を検出すること
ができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するための電池の残容量の演算方法
を例示するものであって、本発明は残容量の演算方法を
以下のものに特定しない。
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するための電池の残容量の演算方法
を例示するものであって、本発明は残容量の演算方法を
以下のものに特定しない。
【００１２】図１は、本発明の残容量の演算方法を実施
する回路図である。この図は、ハイブリッドカーや電気
自動車に搭載されて自動車を走行させる走行制御回路５
のブロック図である。ハイブリッドカーは、エンジンで
発電機を駆動して電池群を充電する機構を搭載してい
る。電気自動車は、エンジンを搭載しないので、回生制
動するときにのみモーターや発電機で発電して電池群を
充電する。
する回路図である。この図は、ハイブリッドカーや電気
自動車に搭載されて自動車を走行させる走行制御回路５
のブロック図である。ハイブリッドカーは、エンジンで
発電機を駆動して電池群を充電する機構を搭載してい
る。電気自動車は、エンジンを搭載しないので、回生制
動するときにのみモーターや発電機で発電して電池群を
充電する。
【００１３】この図に示す走行制御回路５は、自動車を
走行させるモーター２に電力を供給するバッテリー１
と、このバッテリー１とモーター２および発電機３との
間に接続しているインバータ４と、バッテリー１の残容
量を演算してインバータ４を制御する制御回路５と、バ
ッテリー１の温度が高くなると冷却する冷却機構６とを
備えている。制御回路５は、バッテリー１の残容量を演
算する容量検知部５Ａと、残容量をパラメターとしてイ
ンバータ４を制御してバッテリー１の充放電を制御する
充放電制御部５Ｂとを備える。冷却機構６は、バッテリ
ー１に冷却空気を送風するファン７と、このファン７を
回転させる電圧にバッテリー電圧を降圧するダウンコン
バータ８と、ダウンコンバータ８を制御するファンコン
トローラー９とを備える。
走行させるモーター２に電力を供給するバッテリー１
と、このバッテリー１とモーター２および発電機３との
間に接続しているインバータ４と、バッテリー１の残容
量を演算してインバータ４を制御する制御回路５と、バ
ッテリー１の温度が高くなると冷却する冷却機構６とを
備えている。制御回路５は、バッテリー１の残容量を演
算する容量検知部５Ａと、残容量をパラメターとしてイ
ンバータ４を制御してバッテリー１の充放電を制御する
充放電制御部５Ｂとを備える。冷却機構６は、バッテリ
ー１に冷却空気を送風するファン７と、このファン７を
回転させる電圧にバッテリー電圧を降圧するダウンコン
バータ８と、ダウンコンバータ８を制御するファンコン
トローラー９とを備える。
【００１４】バッテリー１は、直列または並列に接続し
ている複数のモジュール電池を備える。モジュール電池
は、複数の二次電池を直列または並列に接続している。
二次電池は、ニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウ
ム電池、リチウムイオン二次電池等の充電できる電池で
ある。
ている複数のモジュール電池を備える。モジュール電池
は、複数の二次電池を直列または並列に接続している。
二次電池は、ニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウ
ム電池、リチウムイオン二次電池等の充電できる電池で
ある。
【００１５】モジュール電池は、電池温度を検出する温
度センサー（図示せず）を電池の表面に固定している。
温度センサーは、制御回路５の容量検知部５Ａに電池の
温度信号を出力する。容量検知部５Ａは、温度センサー
から入力される信号から、電池が満充電されたかどうか
を判別する。温度センサーは、モジュール電池を構成し
ている全ての電池の表面に固定され、あるいは、いずれ
かの電池の表面に固定される。複数の温度センサーは互
いに直列に接続される。直列に接続された複数の温度セ
ンサーは、バッテリー全体の温度を検出する信号を容量
検知部５Ａに出力する。ただ、各々の温度センサーから
独立して、温度信号を容量検知部５Ａに出力することも
できる。複数の温度信号が入力される容量検知部５Ａ
は、入力される温度を平均し、あるいは、いずれかの温
度信号を優先して、バッテリー温度を検出する。
度センサー（図示せず）を電池の表面に固定している。
温度センサーは、制御回路５の容量検知部５Ａに電池の
温度信号を出力する。容量検知部５Ａは、温度センサー
から入力される信号から、電池が満充電されたかどうか
を判別する。温度センサーは、モジュール電池を構成し
ている全ての電池の表面に固定され、あるいは、いずれ
かの電池の表面に固定される。複数の温度センサーは互
いに直列に接続される。直列に接続された複数の温度セ
ンサーは、バッテリー全体の温度を検出する信号を容量
検知部５Ａに出力する。ただ、各々の温度センサーから
独立して、温度信号を容量検知部５Ａに出力することも
できる。複数の温度信号が入力される容量検知部５Ａ
は、入力される温度を平均し、あるいは、いずれかの温
度信号を優先して、バッテリー温度を検出する。
【００１６】温度センサーは、温度で電気抵抗が変化す
る素子であるＰＴＣ、サーミスタ、バリスタ等が使用で
きる。ＰＴＣは、電池温度が設定温度よりも高くなると
電気抵抗が急激に増加するので、電池の温度が設定温度
になる温度領域において、温度変化を正確に検出でき
る。温度センサーに使用できるサーミスタやバリスタ
は、全ての温度範囲において、リニアに近い状態で電気
抵抗が変化する。したがって、これ等の温度センサーを
使用すると、広い温度範囲において、電池の温度変化を
正確に検出できる。
る素子であるＰＴＣ、サーミスタ、バリスタ等が使用で
きる。ＰＴＣは、電池温度が設定温度よりも高くなると
電気抵抗が急激に増加するので、電池の温度が設定温度
になる温度領域において、温度変化を正確に検出でき
る。温度センサーに使用できるサーミスタやバリスタ
は、全ての温度範囲において、リニアに近い状態で電気
抵抗が変化する。したがって、これ等の温度センサーを
使用すると、広い温度範囲において、電池の温度変化を
正確に検出できる。
【００１７】インバータ４は、バッテリー１の充電電流
と充放電を制御する。インバータ４は、制御回路５の充
放電制御部５Ｂに制御されて、バッテリー１を充放電す
る電流を制御する。インバータ４が、バッテリー１の放
電電流を大きくすると、モーター２の出力が大きくな
り、自動車を走行させる馬力が増加する。自動車が回生
制動するとき、インバータ４は、モーター２を発電機と
し、あるいは、モーター２と別に設けられた発電機３が
バッテリー１が充電する電流を制御する。充電電流を大
きくすると自動車の制動力が大きくなる。発電機３の回
転トルクが充電電流に比例して大きくなるからである。
と充放電を制御する。インバータ４は、制御回路５の充
放電制御部５Ｂに制御されて、バッテリー１を充放電す
る電流を制御する。インバータ４が、バッテリー１の放
電電流を大きくすると、モーター２の出力が大きくな
り、自動車を走行させる馬力が増加する。自動車が回生
制動するとき、インバータ４は、モーター２を発電機と
し、あるいは、モーター２と別に設けられた発電機３が
バッテリー１が充電する電流を制御する。充電電流を大
きくすると自動車の制動力が大きくなる。発電機３の回
転トルクが充電電流に比例して大きくなるからである。
【００１８】充放電制御部５Ｂは、バッテリー１の残容
量が設定された範囲となるようにインバータ４を制御し
て、バッテリー１の充放電電流を制御する。充放電制御
部５Ｂは、自動車を加速する信号が入力されると、バッ
テリー１の放電電流を増加させる。自動車を制動する信
号が入力されると、バッテリー１の充電電流を増加させ
る。ただ、充放電制御部５Ｂは、バッテリー１の残容量
が設定された範囲となるように、インバータ４を制御す
る。ハイブリッドカーはエンジンで回転される発電機３
を搭載しているので、バッテリー１の残容量が設定値よ
りも少なくなると、エンジンで発電機３を駆動してバッ
テリー１を充電する。充放電制御部５Ｂは、容量検知部
５Ａからバッテリー１の残容量が設定値よりも少なくな
ったことを示す信号が入力されると、インバータ４を制
御してバッテリー１を充電する。
量が設定された範囲となるようにインバータ４を制御し
て、バッテリー１の充放電電流を制御する。充放電制御
部５Ｂは、自動車を加速する信号が入力されると、バッ
テリー１の放電電流を増加させる。自動車を制動する信
号が入力されると、バッテリー１の充電電流を増加させ
る。ただ、充放電制御部５Ｂは、バッテリー１の残容量
が設定された範囲となるように、インバータ４を制御す
る。ハイブリッドカーはエンジンで回転される発電機３
を搭載しているので、バッテリー１の残容量が設定値よ
りも少なくなると、エンジンで発電機３を駆動してバッ
テリー１を充電する。充放電制御部５Ｂは、容量検知部
５Ａからバッテリー１の残容量が設定値よりも少なくな
ったことを示す信号が入力されると、インバータ４を制
御してバッテリー１を充電する。
【００１９】容量検知部５Ａは、バッテリー１を充放電
させる電流を積算してバッテリー１の残容量を演算す
る。充電するときに残容量を増加させて、放電すると減
少させる。充電時の増加量は、充電電流と充電効率の積
を積算した値とし、放電時の減少量は、放電電流の積算
値となる。ただ、充放電電流の積算値から演算されたバ
ッテリー１の演算残容量は、必ずしもバッテリー１の本
来の残容量とは正確には一致しない。充電効率が、バッ
テリー１を充電する状態によって大幅に変動するからで
ある。演算残容量をより正確に演算するために、容量検
知部５Ａは、バッテリー１が特定の状態になるときに実
測残容量を検出して、演算残容量と充電効率を補正す
る。
させる電流を積算してバッテリー１の残容量を演算す
る。充電するときに残容量を増加させて、放電すると減
少させる。充電時の増加量は、充電電流と充電効率の積
を積算した値とし、放電時の減少量は、放電電流の積算
値となる。ただ、充放電電流の積算値から演算されたバ
ッテリー１の演算残容量は、必ずしもバッテリー１の本
来の残容量とは正確には一致しない。充電効率が、バッ
テリー１を充電する状態によって大幅に変動するからで
ある。演算残容量をより正確に演算するために、容量検
知部５Ａは、バッテリー１が特定の状態になるときに実
測残容量を検出して、演算残容量と充電効率を補正す
る。
【００２０】充電効率は、検出された実測残容量を演算
残容量に比較して補正される。演算に使用する充電効率
が、実際にバッテリー１を充電するときの値よりも大き
いとき、演算された演算残容量は実測残容量よりも大き
くなる。反対に、演算に使用する充電効率が、実際にバ
ッテリー１を充電するときの値よりも小さいとき、演算
された演算残容量は実測残容量よりも小さくなる。演算
に使用する充電効率が、実際の値に等しいとき、演算残
容量は実測残容量に等しくなる。したがって、演算残容
量を実測残容量に比較して充電効率を補正できる。
残容量に比較して補正される。演算に使用する充電効率
が、実際にバッテリー１を充電するときの値よりも大き
いとき、演算された演算残容量は実測残容量よりも大き
くなる。反対に、演算に使用する充電効率が、実際にバ
ッテリー１を充電するときの値よりも小さいとき、演算
された演算残容量は実測残容量よりも小さくなる。演算
に使用する充電効率が、実際の値に等しいとき、演算残
容量は実測残容量に等しくなる。したがって、演算残容
量を実測残容量に比較して充電効率を補正できる。
【００２１】実測残容量は、残容量を特定の値とすると
き、たとえば、１００％、０％、２０％、８０％とする
状態で検出される。バッテリー１を満充電して、実測残
容量が１００％になったことを検出できる。バッテリー
１の満充電は、ニッケル−水素電池とニッケル−カドミ
ウム電池においては、バッテリー１のピーク電圧、また
は、ピーク電圧からΔＶ低下することで検出できる。リ
チウムイオン二次電池においては、電池電圧で満充電を
検出できる。また、電池の種類を問わず、電池温度を設
定温度に比較し、あるいは、電池温度が上昇する勾配を
設定値に比較して満充電を検出することもできる。
き、たとえば、１００％、０％、２０％、８０％とする
状態で検出される。バッテリー１を満充電して、実測残
容量が１００％になったことを検出できる。バッテリー
１の満充電は、ニッケル−水素電池とニッケル−カドミ
ウム電池においては、バッテリー１のピーク電圧、また
は、ピーク電圧からΔＶ低下することで検出できる。リ
チウムイオン二次電池においては、電池電圧で満充電を
検出できる。また、電池の種類を問わず、電池温度を設
定温度に比較し、あるいは、電池温度が上昇する勾配を
設定値に比較して満充電を検出することもできる。
【００２２】実測残容量が、０％、２０％、８０％にな
ったことは、電池温度と放電電流と電池電圧に基づいて
検出する。特定の残容量になったことを検出するため
に、容量検知部５Ａは、たとえば、表２ないし表４に示
すように、温度と放電電流と電池電圧に対する特定残容
量のテーブルをメモリに記憶している。電池の温度と放
電電流と電池電圧を検出し、検出した値に基づいて、テ
ーブルの記憶値からバッテリー１の実測残容量が特定の
値になったことを判定する。これらの表に示すテーブル
は、バッテリー１として、ニッケル−水素電池１２セル
を直列に接続したものを使用している。
ったことは、電池温度と放電電流と電池電圧に基づいて
検出する。特定の残容量になったことを検出するため
に、容量検知部５Ａは、たとえば、表２ないし表４に示
すように、温度と放電電流と電池電圧に対する特定残容
量のテーブルをメモリに記憶している。電池の温度と放
電電流と電池電圧を検出し、検出した値に基づいて、テ
ーブルの記憶値からバッテリー１の実測残容量が特定の
値になったことを判定する。これらの表に示すテーブル
は、バッテリー１として、ニッケル−水素電池１２セル
を直列に接続したものを使用している。
【００２３】
【表２】
【００２４】
【表３】
【００２５】
【表４】
【００２６】容量検知部５Ａがテーブルの記憶値から実
測残容量を検出するフローチャートを図２に示す。この
フローチャートは以下のステップで実測残容量を検出す
る。 ［ｎ＝１のステップ］バッテリー１の放電電流を検出す
る。 ［ｎ＝２のステップ］バッテリー１の電圧を検出する。 ［ｎ＝３のステップ］バッテリー１の温度を検出する。 ［ｎ＝４のステップ］検出した電流と電圧をパラメター
として、バッテリー１の残容量がテーブルに記憶される
実測残容量であるかどうかを判定する。バッテリー１の
実測残容量が特定の残容量でないとき、ｎ＝１のステッ
プにジャンプする。 ［ｎ＝５のステップ］検出した電流と電圧と温度から、
バッテリー１の残容量が特定の残容量であるとき、バッ
テリー１の実測残容量を特定の残容量として検出する。
測残容量を検出するフローチャートを図２に示す。この
フローチャートは以下のステップで実測残容量を検出す
る。 ［ｎ＝１のステップ］バッテリー１の放電電流を検出す
る。 ［ｎ＝２のステップ］バッテリー１の電圧を検出する。 ［ｎ＝３のステップ］バッテリー１の温度を検出する。 ［ｎ＝４のステップ］検出した電流と電圧をパラメター
として、バッテリー１の残容量がテーブルに記憶される
実測残容量であるかどうかを判定する。バッテリー１の
実測残容量が特定の残容量でないとき、ｎ＝１のステッ
プにジャンプする。 ［ｎ＝５のステップ］検出した電流と電圧と温度から、
バッテリー１の残容量が特定の残容量であるとき、バッ
テリー１の実測残容量を特定の残容量として検出する。
【００２７】容量検知部５Ａは、図３のフローチャート
で演算残容量を演算する。 ［ｎ＝１のステップ］バッテリー１に流れる電流（Ｉ）
が＋かどうか、すなわち電流（Ｉ）の方向で充電と放電
を識別する。 ［ｎ＝２のステップ］バッテリー１の電流（Ｉ）が＋で
放電していると、このステップにおいて、放電電流
（Ｉ）を時間（ｔ）で積分した放電容量を、残容量から
減算する。このステップにおける残容量の単位はＡｈで
ある。 ［ｎ＝３のステップ］バッテリー１の電流（Ｉ）が−で
充電していると判定されると、このステップにおいて、
充電電流（Ｉ）と充電効率（η）の積を時間（ｔ）で積
分した充電容量を、残容量にプラスする。充電効率
（η）は、残容量と電池温度によって変化する。したが
って、容量検知部５Ａは、残容量と電池温度に対する充
電効率（η）を、表１のテーブルのように記憶してお
り、充電しているときの電池の残容量と温度から最適な
充電効率（η）を選択して、充電容量を演算する。ただ
し、容量検知部５Ａは、表１のテーブルではなくて、残
容量と電池温度に対する充電効率を関数として記憶し、
残容量と温度から充電効率を特定することもできる。こ
のステップにおける式において、電流（Ｉ）は−である
ので、式においては残容量から充電容量を減算している
が、実際には＋される。このステップにおける残容量も
Ａｈである。 ［ｎ＝４のステップ］残容量／総充電容量を算出し、こ
れに１００を掛けて、総充電容量に対する残容量、すな
わち相対残容量を算出する。ここで演算された演算残容
量は相対残容量であるから単位は％となる。
で演算残容量を演算する。 ［ｎ＝１のステップ］バッテリー１に流れる電流（Ｉ）
が＋かどうか、すなわち電流（Ｉ）の方向で充電と放電
を識別する。 ［ｎ＝２のステップ］バッテリー１の電流（Ｉ）が＋で
放電していると、このステップにおいて、放電電流
（Ｉ）を時間（ｔ）で積分した放電容量を、残容量から
減算する。このステップにおける残容量の単位はＡｈで
ある。 ［ｎ＝３のステップ］バッテリー１の電流（Ｉ）が−で
充電していると判定されると、このステップにおいて、
充電電流（Ｉ）と充電効率（η）の積を時間（ｔ）で積
分した充電容量を、残容量にプラスする。充電効率
（η）は、残容量と電池温度によって変化する。したが
って、容量検知部５Ａは、残容量と電池温度に対する充
電効率（η）を、表１のテーブルのように記憶してお
り、充電しているときの電池の残容量と温度から最適な
充電効率（η）を選択して、充電容量を演算する。ただ
し、容量検知部５Ａは、表１のテーブルではなくて、残
容量と電池温度に対する充電効率を関数として記憶し、
残容量と温度から充電効率を特定することもできる。こ
のステップにおける式において、電流（Ｉ）は−である
ので、式においては残容量から充電容量を減算している
が、実際には＋される。このステップにおける残容量も
Ａｈである。 ［ｎ＝４のステップ］残容量／総充電容量を算出し、こ
れに１００を掛けて、総充電容量に対する残容量、すな
わち相対残容量を算出する。ここで演算された演算残容
量は相対残容量であるから単位は％となる。
【００２８】バッテリー１は、充電と放電とが繰り返さ
れるので、図３のフローチャートを、所定の周期で繰り
返して、容量検知部５Ａが残容量を演算する。容量検知
部５Ａがバッテリー１の残容量を演算する周期は、電流
の変化する時間を考慮して最適値とする。たとえば、自
動車のバッテリー１の残容量を演算する容量検知部５Ａ
は、１ｍｓｅｃ〜１ｓｅｃ、好ましくは１０ｍｓｅｃ〜
５００ｍｓｅｃ、さらに好ましくは５０ｍｓｅｃ〜５０
０ｍｓｅｃの周期で、図３のフローチャートを繰り返し
て残容量を演算する。残容量を検出する周期を短くし
て、残容量をより正確に検出でき、反対に周期を長くす
ると、容量検知部に処理速度の遅い演算素子を使用でき
る。
れるので、図３のフローチャートを、所定の周期で繰り
返して、容量検知部５Ａが残容量を演算する。容量検知
部５Ａがバッテリー１の残容量を演算する周期は、電流
の変化する時間を考慮して最適値とする。たとえば、自
動車のバッテリー１の残容量を演算する容量検知部５Ａ
は、１ｍｓｅｃ〜１ｓｅｃ、好ましくは１０ｍｓｅｃ〜
５００ｍｓｅｃ、さらに好ましくは５０ｍｓｅｃ〜５０
０ｍｓｅｃの周期で、図３のフローチャートを繰り返し
て残容量を演算する。残容量を検出する周期を短くし
て、残容量をより正確に検出でき、反対に周期を長くす
ると、容量検知部に処理速度の遅い演算素子を使用でき
る。
【００２９】容量検知部５Ａは、電池の残容量が特定の
値になって、実測残容量が検出されたときに、検出され
た実測残容量を演算残容量に比較し、演算残容量と実測
残容量の差で充電効率を補正する。充電効率は、図４に
示すフローチャートで、以下のステップで補正される。 ［ｎ＝１のステップ］実測残容量（Ｘ％）を検出する。
実測残容量が検出できないときは、最後のステップにジ
ャンプして充電効率を補正しない。バッテリー１は、特
定の残容量のときにかぎって、実測残容量（Ｘ％）を検
出できるので、実測残容量を検出できないときは、最後
のステップにジャンプする。 ［ｎ＝２のステップ］実測残容量（Ｘ％）が検出される
と、実測残容量（Ｘ％）が０かどうかを判定し、実測残
容量（Ｘ％）が０であると、ｎ＝４のステップにジャン
プして、演算残容量を０％とする。 ［ｎ＝３のステップ］検出された実測残容量（Ｘ％）が
０でないと、このステップで充電効率（η）を補正す
る。充電効率（η）は、図に示す式で補正される。この
式は、たとえば、検出された実測残容量（Ｘ％）が１０
０％で、演算残容量が１０１％であると、充電効率
（η）の値を１％下げる。たとえば、容量検知部５Ａが
表１に示す充電効率をテーブルとして記憶していると
き、表５に示すように、充電効率を１％少なくなるよう
に補正し、以後、この充電効率（η）で演算残容量を演
算する。 ［ｎ＝４のステップ］充電効率（η）を補正した後、演
算された演算残容量を検出した実測残容量（Ｘ％）に補
正する。実測残容量（Ｘ％）は、演算残容量に比較して
実際のバッテリー１の正しい残容量に近いので、演算残
容量を実測残容量（Ｘ％）に補正する。
値になって、実測残容量が検出されたときに、検出され
た実測残容量を演算残容量に比較し、演算残容量と実測
残容量の差で充電効率を補正する。充電効率は、図４に
示すフローチャートで、以下のステップで補正される。 ［ｎ＝１のステップ］実測残容量（Ｘ％）を検出する。
実測残容量が検出できないときは、最後のステップにジ
ャンプして充電効率を補正しない。バッテリー１は、特
定の残容量のときにかぎって、実測残容量（Ｘ％）を検
出できるので、実測残容量を検出できないときは、最後
のステップにジャンプする。 ［ｎ＝２のステップ］実測残容量（Ｘ％）が検出される
と、実測残容量（Ｘ％）が０かどうかを判定し、実測残
容量（Ｘ％）が０であると、ｎ＝４のステップにジャン
プして、演算残容量を０％とする。 ［ｎ＝３のステップ］検出された実測残容量（Ｘ％）が
０でないと、このステップで充電効率（η）を補正す
る。充電効率（η）は、図に示す式で補正される。この
式は、たとえば、検出された実測残容量（Ｘ％）が１０
０％で、演算残容量が１０１％であると、充電効率
（η）の値を１％下げる。たとえば、容量検知部５Ａが
表１に示す充電効率をテーブルとして記憶していると
き、表５に示すように、充電効率を１％少なくなるよう
に補正し、以後、この充電効率（η）で演算残容量を演
算する。 ［ｎ＝４のステップ］充電効率（η）を補正した後、演
算された演算残容量を検出した実測残容量（Ｘ％）に補
正する。実測残容量（Ｘ％）は、演算残容量に比較して
実際のバッテリー１の正しい残容量に近いので、演算残
容量を実測残容量（Ｘ％）に補正する。
【００３０】
【表５】
【００３１】容量検知部５Ａは、バッテリー１の残容量
が実測残容量（Ｘ％）を検出できる値になるごとに、図
４のフローチャートで充電効率（η）と演算残容量とを
正しく補正する。
が実測残容量（Ｘ％）を検出できる値になるごとに、図
４のフローチャートで充電効率（η）と演算残容量とを
正しく補正する。
【００３２】
【発明の効果】本発明の二次電池の残容量の演算方法
は、充電効率があらかじめ記憶している値からずれて
も、正確に残容量を演算できる特長がある。それは、本
発明の二次電池の残容量の演算方法が、電池を満充電し
て、あるいは、電池温度と放電電流と電池電圧から実測
残容量を検出すると共に、充放電電流と充電効率の積を
積算して演算残容量を検出しており、検出した実測残容
量と演算残容量を比較し、演算残容量が実測残容量より
も大きいときには、その差に相当して充電効率を低下
し、演算残容量が実測残容量よりも小さいときは、その
差に相当して充電効率を増加しているからである。本発
明の残容量の演算方法は、検出した実測残容量と演算残
容量を比較して、これらの差で充電効率を補正するの
で、極めて簡単に充電効率を正確な値として、残容量を
正確に演算できる。
は、充電効率があらかじめ記憶している値からずれて
も、正確に残容量を演算できる特長がある。それは、本
発明の二次電池の残容量の演算方法が、電池を満充電し
て、あるいは、電池温度と放電電流と電池電圧から実測
残容量を検出すると共に、充放電電流と充電効率の積を
積算して演算残容量を検出しており、検出した実測残容
量と演算残容量を比較し、演算残容量が実測残容量より
も大きいときには、その差に相当して充電効率を低下
し、演算残容量が実測残容量よりも小さいときは、その
差に相当して充電効率を増加しているからである。本発
明の残容量の演算方法は、検出した実測残容量と演算残
容量を比較して、これらの差で充電効率を補正するの
で、極めて簡単に充電効率を正確な値として、残容量を
正確に演算できる。
【００３３】さらに、本発明の請求項３の残容量の演算
方法は、温度と放電電流と電池電圧に対する残容量をテ
ーブルとして記憶しているので、このテーブルの記憶値
に基づいて、極めて簡単に実測残容量を検出できる。
方法は、温度と放電電流と電池電圧に対する残容量をテ
ーブルとして記憶しているので、このテーブルの記憶値
に基づいて、極めて簡単に実測残容量を検出できる。
【００３４】さらに、本発明の請求項４の残容量の演算
方法は、電池の残容量と温度に対する充電効率をテーブ
ルとして記憶しているので、演算残容量と実測残容量の
差で、テーブルとして記憶される全体の充電効率を増減
して、極めて簡単に充電効率を正確な値にできる。
方法は、電池の残容量と温度に対する充電効率をテーブ
ルとして記憶しているので、演算残容量と実測残容量の
差で、テーブルとして記憶される全体の充電効率を増減
して、極めて簡単に充電効率を正確な値にできる。
【図１】本発明の実施例の残容量の演算方法を実施する
回路を示すブロック図
回路を示すブロック図
【図２】容量検知部が実測残容量を検出する工程を示す
フローチャート図
フローチャート図
【図３】容量検知部が演算残容量を演算する工程を示す
フローチャート図
フローチャート図
【図４】容量検知部が充電効率を補正する工程を示すフ
ローチャート図
ローチャート図
１…バッテリー ２…モーター ３…発電機 ４…インバータ ５…制御回路 ５Ａ…容量検知部 ５
Ｂ…充放電制御部 ６…冷却機構 ７…ファン ８…ダウンコンバータ ９…ファンコントローラー
Ｂ…充放電制御部 ６…冷却機構 ７…ファン ８…ダウンコンバータ ９…ファンコントローラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G016 CA03 CB12 CB22 CB32 CC01 CC03 CC04 CC13 CC27 CC28 5G003 AA07 BA01 CA17 DA07 EA05 FA06 GB06 GC05 5H030 AA00 AA10 AS08 FF22 FF42 FF43 FF44
Claims (7)
- 【請求項１】 充電電流と充電効率の積を積算して、電
池の残容量を演算する方法において、 電池を満充電して実測残容量を検出し、充放電電流と充
電効率の積を積算して演算残容量を検出し、検出した実
測残容量と演算残容量を比較し、 演算残容量が実測残容量よりも大きいときには、その差
に相当して充電効率を低下し、演算残容量が実測残容量
よりも小さいときは、その差に相当して充電効率を増加
することを特徴とする二次電池の残容量の算出方法。 - 【請求項２】 充電電流と充電効率の積を積算して、電
池の残容量を演算する方法において、 電池温度と放電電流と電池電圧から実測残容量を検出
し、充放電電流と充電効率の積を積算して演算残容量を
検出し、検出した実測残容量と演算残容量を比較し、 演算残容量が実測残容量よりも大きいときには、その差
に相当して充電効率を低下し、演算残容量が実測残容量
よりも小さいときは、その差に相当して充電効率を増加
することを特徴とする二次電池の残容量の算出方法。 - 【請求項３】 温度と放電電流と電池電圧に対する残容
量をテーブルとして記憶しており、テーブルの記憶値に
も基づいて、検出した温度と放電電流と電池電圧から実
測残容量を検出する請求項２に記載される二次電池の残
容量の演算方法。 - 【請求項４】 電池の残容量と温度に対する充電効率を
テーブルとして記憶しており、演算残容量と実測残容量
の差で、テーブルとして記憶される全体の充電効率を増
減する請求項１または２に記載される二次電池の残容量
の演算方法。 - 【請求項５】 電池の残容量と温度に対する充電効率を
関数として記憶しており、演算残容量と実測残容量の差
で関数として記憶される充電効率を増減する請求項１ま
たは２に記載される二次電池の残容量の演算方法。 - 【請求項６】 電池電圧がピーク電圧となり、あるいは
ピーク電圧からΔＶ低下するまで充電して電池を満充電
して実測残容量を検出する請求項１に記載される二次電
池の残容量の演算方法。 - 【請求項７】 電池温度が設定温度になり、あるいは、
電池温度が上昇する温度勾配が設定値になるまで充電し
て電池を満充電して実測残容量を検出する請求項１に記
載される二次電池の残容量の演算方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000159917A JP2001339863A (ja) | 2000-05-30 | 2000-05-30 | 二次電池の残容量の演算方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000159917A JP2001339863A (ja) | 2000-05-30 | 2000-05-30 | 二次電池の残容量の演算方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001339863A true JP2001339863A (ja) | 2001-12-07 |
Family
ID=18664185
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000159917A Pending JP2001339863A (ja) | 2000-05-30 | 2000-05-30 | 二次電池の残容量の演算方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001339863A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003061055A1 (fr) * | 2001-12-27 | 2003-07-24 | Panasonic Ev Energy Co., Ltd. | Evaluation de la capacite restante d'un accumulateur et dispositif a cet effet, systeme de bloc-batterie, et vehicule electrique |
| JP2008086109A (ja) * | 2006-09-27 | 2008-04-10 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 電源システム、ネットワークシステム、ネットワークシステムの制御方法、及びネットワークシステムの電源システム制御プログラム |
| US7586290B2 (en) | 2004-06-11 | 2009-09-08 | Nissan Motor Co., Ltd. | Battery state of charge detection |
| WO2016157405A1 (ja) * | 2015-03-31 | 2016-10-06 | 三菱電機株式会社 | 車載用蓄電装置 |
| JP6276445B1 (ja) * | 2016-12-19 | 2018-02-07 | エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. | エネルギー貯蔵システムの充放電効率値更新装置 |
| JP2020150759A (ja) * | 2019-03-15 | 2020-09-17 | 株式会社デンソー | 電力制御装置 |
-
2000
- 2000-05-30 JP JP2000159917A patent/JP2001339863A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003061055A1 (fr) * | 2001-12-27 | 2003-07-24 | Panasonic Ev Energy Co., Ltd. | Evaluation de la capacite restante d'un accumulateur et dispositif a cet effet, systeme de bloc-batterie, et vehicule electrique |
| CN1300893C (zh) * | 2001-12-27 | 2007-02-14 | 松下电动车辆能源股份有限公司 | 用于估算二次电池剩余容量的方法和装置、电池组系统以及电动车辆 |
| US7339351B2 (en) | 2001-12-27 | 2008-03-04 | Panasonic Ev Energy Co., Ltd. | Method and apparatus for estimating remaining capacity of secondary battery |
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| JPWO2016157405A1 (ja) * | 2015-03-31 | 2017-07-06 | 三菱電機株式会社 | 車載用蓄電装置 |
| WO2016157405A1 (ja) * | 2015-03-31 | 2016-10-06 | 三菱電機株式会社 | 車載用蓄電装置 |
| CN107406002A (zh) * | 2015-03-31 | 2017-11-28 | 三菱电机株式会社 | 车载用蓄电装置 |
| US10464424B2 (en) | 2015-03-31 | 2019-11-05 | Mitsubishi Electric Corporation | On-vehicle electric power storage apparatus |
| CN107406002B (zh) * | 2015-03-31 | 2019-11-05 | 三菱电机株式会社 | 车载用蓄电装置 |
| JP6276445B1 (ja) * | 2016-12-19 | 2018-02-07 | エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. | エネルギー貯蔵システムの充放電効率値更新装置 |
| JP2018102109A (ja) * | 2016-12-19 | 2018-06-28 | エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. | エネルギー貯蔵システムの充放電効率値更新装置 |
| US10330733B2 (en) | 2016-12-19 | 2019-06-25 | Lsis Co., Ltd. | Apparatus for updating charging/discharging efficiency factor of energy storage system |
| JP2020150759A (ja) * | 2019-03-15 | 2020-09-17 | 株式会社デンソー | 電力制御装置 |
| JP7151570B2 (ja) | 2019-03-15 | 2022-10-12 | 株式会社デンソー | 電力制御装置 |
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|---|---|---|---|
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