JP2002107429A - 電動モータ付き車両におけるバッテリー残容量表示方法 - Google Patents

電動モータ付き車両におけるバッテリー残容量表示方法

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聡 本田
Hiroyuki Suzuki
博之 鈴木
Shigemi Sasaki
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    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/382Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
    • G01R31/3828Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC using current integration

Abstract

(57)【要約】 【課題】 満充電完了およびバッテリーの寿命を容易に
認識できるようにする。 【解決手段】 電動モータ付き車両に積載されたバッテ
リーの電流と電圧に基づいた電力量を積算し、当該積算
値に応じてバッテリー1の残容量をバッテリー残容量計
13にて表示するためのバッテリー残容量表示方法であ
って、バッテリー1の充電完了時にバッテリー残容量を
満充電表示した後に、前記積算値に応じた残容量表示を
行い、且つ、充電完了時のバッテリー容量が所定の残容
量以下となったことを判定して、バッテリー1の残容量
表示とは別にバッテリー1の寿命表示を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータ付き車
両に積載されたバッテリーの残容量の表示方法に関する
ものである。
【0002】
【従来の技術】従来、バッテリーを駆動源とした電動モ
ータ付き車両が開発されている。そして、このような電
動モータ付き車両においては、走行可能距離がバッテリ
ーの残容量に依存するために、バッテリーの残容量を常
時表示するバッテリー残容量計の装備が必須であり、そ
の一従来例が、例えば、特開昭56−44868号公報
において提案されている。このバッテリー残容量計は、
充電後の端子電圧を検出してバッテリーの絶対容量を表
示し、その後、バッテリーの放電容量に応じてバッテリ
ーの残容量を表示するものである。この場合には、常に
バッテリーの絶対容量を表示するので、バッテリーの容
量を正確にユーザーが認識し易いと言える。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来のバッテリー残容量計においては、バッテリーの劣化
が進めば充電が完了してもバッテリー容量が満充電を表
示しないので、ユーザーは充電が完了したのか否か認識
しずらいという不具合があった。しかも、絶対容量表示
により残存寿命を表示していても、どの程度劣化したら
バッテリーを交換しなければならないか、つまりバッテ
リーが寿命であると判断するかがユーザーには判らない
ため、交換のタイミングが特定しずらいといったユーザ
ーの使い勝手における配慮がなされていなかった。つま
り、このバッテリー残容量計は、単にバッテリーの絶対
容量を表示することだけの考えしかなかった。したがっ
て、これらの改善が望まれている。本発明はこのような
従来において残されている課題を解決せんとするもので
ある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、前述した課題
を解決するために、次のような電動モータ付き車両にお
けるバッテリー残容量表示方法を提供するものである。
請求項1に記載の発明に係るバッテリー残容量表示方法
は、電動モータ付き車両に積載されたバッテリーの電流
と電圧に基づいた電力量を積算し、当該積算値に応じて
バッテリーの残容量をバッテリー残容量計にて表示する
ためのバッテリー残容量表示方法であって、前記バッテ
リーの充電完了時にバッテリー残容量を満充電表示した
後に、前記積算値に応じた残容量表示を行い、且つ、充
電完了時のバッテリー容量が所定の残容量以下となった
ことを判定して、前記バッテリーの残容量表示とは別に
バッテリーの寿命表示を行うことを特徴とする。請求項
2に記載の発明に係るバッテリー残容量表示方法は、請
求項1に記載の発明において、前記所定の残容量以下と
なったことの判定は、バッテリーの充電回数が所定の回
数以上となったことに基づいて行うことを特徴とする。
請求項3に記載の発明に係るバッテリー残容量表示方法
は、請求項1に記載の発明において、前記所定の残容量
以下となったことの判定は、前記積算値が所定のバッテ
リー容量以下となったことに基づいて行うことを特徴と
する。
【0005】
【作用】請求項1に記載の発明に係る電動モータ付き車
両におけるバッテリー残容量表示方法によると、バッテ
リーの充電が完了した時点でバッテリー残容量を満充電
表示し、この後、積算値に応じた残容量表示を行う。ま
た、充電完了時のバッテリー容量が所定の残容量以下に
なったと判定すると、バッテリーの残容量表示とは別に
バッテリーの寿命表示を行う。請求項2に記載の発明に
係る電動モータ付き車両におけるバッテリー残容量表示
方法によると、バッテリーの充電回数が所定の回数以上
となったときに、充電完了時のバッテリー容量が前記所
定の残容量以下となったと判定する。請求項3に記載の
発明に係る電動モータ付き車両におけるバッテリー残容
量表示方法によると、前記積算値が所定のバッテリー容
量以下となったときに、充電完了時のバッテリー容量が
前記所定の残容量以下となったと判定する。
【0006】
【発明の実施の形態】以下、本発明の第1の実施の形態
を第1図ないし第7図に基づき説明する。第1図は本実
施の形態の一方法を実施するための装置のブロック図
で、図中、符号1はバッテリーで、その正端子には、駆
動用のスイッチAと充電用のスイッチBとを備えたコン
ビネーションスイッチ2が接続されている。前記コンビ
ネーションスイッチ2のスイッチBには、充電器3が接
続されており、前記スイッチBは、前記充電器3による
バッテリー1の充電が完了した時点で自動的にOFFと
なされるようになっている。前記スイッチBは、前述の
ようにコンビネーションスイッチ2内に内蔵された形式
のほかに、例えば、前記充電器3内に内蔵されるもので
あってもよい。要は、バッテリー1の充電開始後におい
てその充電が完了した時点でOFFとなるスイッチであ
ればよい。
【0007】また、前記スイッチAには、電動機4への
供給電流の制御をなすドライバ5と、このドライバ5に
接続されてその動作を制御するコントローラ6が接続さ
れているとともに、ダウンコンバータ7を経て、電気的
負荷(一例として灯火器)8が接続されている。そし
て、前記コントローラ6には、前記バッテリー1に装着
された温度センサー9、電動車両の速度調整用のスロッ
トルの操作量を検出するスロットルセンサー10、前記
灯火器8等への駆動電流を検出する電流計11、およ
び、前記電動機4の回転速度等を検出する速度センサー
12等が電気的に接続されているとともに、前記バッテ
リー1の残容量を表示するバッテリー残容量計13が電
気的に接続されている。次いで、このように構成された
装置を参照して、本発明の一実施の形態のバッテリー残
容量表示方法を、第2図のフローチャートに基づいて説
明する。まず、バッテリー1が満充電状態において電動
車両の走行を開始した場合について説明する。このフロ
ーチャートに示す制御は、コンビネーションスイッチ2
のスイッチAをONとして、電動車両の各電気的負荷
(灯火器8や電動機4等)へ電流を供給するのと同時に
開始され、以下の各ステップSにしたがって実行され
る。
【0008】(ステップS1)充電用のスイッチBがO
Nか否か、すなわち、充電中か否かを判断し、スイッチ
BがOFFであることを条件として、次のステップS2
へ移行する。 (ステップS2)ここで、各電動機4や灯火器8等ヘバ
ッテリー1から駆動電流が供給され、バッテリー1の容
量が順次消費されている。そして、このステップS2に
おいては、バッテリー1からの駆動電流の供給経路に設
けられている電流計11からの信号により、前記駆動電
流の供給時におけるバッテリー電流IBを継続して検出
するとともに、コントローラ6においてその供給時間T
を計測し、次のステップS3へ移行する。 (ステップS3)前記ステップS2において検出したバ
ッテリー電流IBと供給時間Tとに基づいて、消費され
た電力量(容量)R・IB 2・Tを算出し、この消費電力
R・IB 2・Tを、バッテリー1の残容量Qから減算し、
その結果を新たな残容量Qとして書き換え記憶したのち
にステップS4へ移行する。ここでRはバッテリー1側
からみた回路の抵抗(正確にはインピーダンス)を表わ
す。この書き換えられた残容量Qがこの時点におけるバ
ッテリー1の残容量である。
【0009】(ステップS4)スデップS3において書
き換えられたバッテリー1の残容量Qの情報に基づき、
コントローラ6からバッテリー残容量計13へ駆動信号
を出力する。これによって、前記残容量Qに対応した表
示をバッテリー残容量計13において行い、次のステッ
プS5へ移行する。 (ステップS5)前記ステップS3において書き換えら
れた残容量Qと、使用可能な限度として予め設定されて
いる下限容量QLとの比較を行い、残容量Qが下限容量
L以上の場合には、使用上充分な容量が残されている
ものと判断して、前記ステップS1へ戻り、前記残容量
Qが下限容量QLを下回っている場合にはステップS6
へ移行する。 (ステップS6)残容量Qが下限容量QLを下回ってい
る場合、電動車両の走行上不都合であると判断し、警告
灯等の表示手段を作動させて、充電の必要性を告知して
ステップS1へ戻る。
【0010】ここで、前記下限容量QLは、例えば、バ
ッテリー1の充電可能な全容量の60%程度に設定され
る。これは、放電率80%〜100%で平均90%の放
電率で繰り返し使用した場合と、平均80%の放電率で
繰り返し使用した場合との比較において、初期容量の8
0%の容量を取り出すことのできる繰り返し充放電回数
が、第3図に示すように、前者は後者に比して大幅に減
少することによるものである。すなわち、前者の場合、
1つのバッテリー1から取り出せる総容量が少なくな
る。そして、充電警告がなされて実際に充電が行われる
までには、ある程度の走行が必要であることから、その
走行に必要な容量を20%として見込んで、前記下限容
量QLが60%として設定される。このような制御によ
るバッテリー残容量計13の表示形態を、第5図および
第6図に示す。第5図は残容量Qが下限容量QLよりも
大きい場合で、第6図が下限容量QLよりも小さい場合
である。一方、ステップS1においてスイッチBがON
となされでいる場合には、充電が開始されたと判断し
て、ステップS7以降の手順により制御が実行される。 (ステップS7)充電開始後において充電が完了したか
否かを判断し、未完了であることを条件としてステップ
S8へ移行し、充電が完了したと判断した場合にはステ
ップS9へ移行する。この時の充電完了未完了の判断
は、充電完了と同時に前記スイッチBがOFFとなされ
ることから、本実施の形態においては、このスイッチB
の状態変化を検出することによって行う。
【0011】(ステップS8)バッテリー残容量計13
に駆動信号を出力して、満充電表示を行わせ、前記ステ
ップS7へ戻る。 (ステップS9)充電中はステップ7と8との間をルー
プしているのであって、容量算出の演算は行っていな
い。充填完了判断後、ステップ9にて充電容量Qの初期
化と補正を行う。この際、この時間でバッテリー1の電
圧Vから求めるとともに、温度情報に基づいて補正す
る。 (ステップS10)ステップS9において測定、補正さ
れた満充電容量Q0を初期容量Qとして書き換え記憶
し、ステップS11へ移行する。 (ステップS11)このステップS11においては、予
め設定されているところの、最小満充電容量QHとの比
較を行って、満充電容量Qが最小満充電容量QHよりも
大きい場合には、前記ステップS2へ移行し、小さい場
合にはステップS12へ移行する。 (ステッブS12)満充電容量Qが最小満充電容量QH
よりも小さい場合には、設定された走行状態を再現する
のに必要な容量が得られないことから、バッテリー1の
寿命と判断して、その旨の表示をバッテリー残容量計1
3において表示させ、ステップS2へ戻る。
【0012】本実施の形態では前記バッテリーの寿命表
示形態として、第7図に示すように、最小満充電容量Q
H以上の部分にライフゾーンLを設けておき、バッテリ
ー1が寿命と判断された場合に、指針14を前記ライフ
ゾーンLの外に位置させることによって行っている。そ
して、前述の80%以内の放電による使用条件を設定し
た場合、第4図に示すように、充電可能回数Nが理論上
決まるから、逆に、この充電可能回数Nを設定して、前
述の使用条件を設定することも可能である。しかして、
このような本実施の形態のバッテリー残容量表示方法に
よれば、バッテリー1の充電後の満充電容量Q0を直接
測定してバッテリー残容量計13において表示させ、ま
た、放電量を直接検出して、この放電量を前記満充電容
量Q 0から順次減算することによってバッテリー1の残
容量Qを算出し、かつ、この算出された残容量Qに基づ
きバッテリー残容量計13において表示させるものであ
るから、バッテリー1の実容量とバッテリー残容量計1
3との表示とがほぼ完全に一致する。したがって、バッ
テリーの残容量を可視情報として、高精度に把握するこ
とが可能となる。また、本実施の形態においては、検出
されたバッテリー1の満充電容量Q0に温度補正を行う
ものであるから、より一層満充電容量Q0の測定精度が
高められるとともに、この補正後の情報に基づきバッテ
リー残容量計13に表示を行わせるものであるから、補
正およびそれに基づく表示も容易かつ確実である。さら
に、満充電容量Q0と最小満充電容量QHとの比較により
バッテリー1の寿命を表示するから、バッテリー1の交
換時期が容易かつ確実に把握される。
【0013】次いで、本発明の第2の実施の形態を第8
図を参照して説明する。 (ステップS1)充電用のスイッチBがONか否か、す
なわち、充電中か否かを判断し、スイッチBがOFFで
あることを条件として、次のステップS2へ移行する。 (ステップS2)このステップS2においては、電流計
11からの信号により、駆動電流供給時におけるバッテ
リー電流IBを継続して検出するとともに、コントロー
ラ6においてその供給時間Tを計測し、次のステップS
3へ移行する。 (ステップS3)前記ステップS2において検出したバ
ッテリー電流IBと供給時間Tとに基づいて、消費され
た電力量(容量)R・IB 2・Tを算出し、この消費電力
量R・I B 2・Tを、バッテリー1の残容量Qから減算
し、その結果を新たな残容量Qとして書き換え記憶した
のちにステップS4へ移行する。この書き換えられた残
容量Qがこの時点におけるバッテリー1の残容量であ
る。
【0014】(ステップS4)ステップS3において書
き換えられたバッテリー1の残容量Qの情報に基づき、
コントローラ6からバッテリー残容量計13へ駆動信号
を出力する。これによって、前記残容量Qに対応した表
示をバッテリー残容量計13において行い、次のステップ
S5へ移行する。 (ステップS5)前記ステップS3において書き換えら
れた残容量Qと、使用可能な限度として予め設定されて
いる下限容量QLとの比較を行い、残容量Qが下限容量
L以上の場合には、使用上充分な容量が残されている
ものと判断して、前記ステップS1へ戻り、前記残容量
Qが下限容量QLを下回っている場合にはステップS6
へ移行する。 (ステップS6)残容量Qが下限容量QLを下回ってい
る場合、電動車両の走行上不都合であると判断し、警告
灯等の表示手段を作動させて、充電の必要性を告知して
ステップS1へ戻る。一方、ステップS1においてスイ
ッチBがONとなされている場合には、充電が開始され
たと判断して、ステップS7以降の手順により制御が実
行される。 (ステップS7)充電開始後において充電が完了したか
否かを判断し、未完了であることを条件としてステップ
S8へ移行する。 (ステップS8)残容量Qを満充電容量QFに書き換え
記憶し、ステップS9へ移行する。 (ステップS9)満充電容量QFの情報に基づき、バッ
テリー残容量計13に駆動信号を出力して、満充電表示
を行わせ、ステップS10へ移行する。
【0015】(ステップS10)カウンター値nとして
初期値n0を書き換え記憶し前記ステップS7へ戻る。 (ステップS11)ステップS7において充電が完了し
たと判断されると、このステップS11において、カウ
ンター値nに(n−1)を書き換え記憶し、ステップS
12へ移行する。 (ステップS12)前記カウンター値nが0より大きい
か否かを判断し、n≦0である場合には、ステップS1
3へ移行し、n>0である場合には、ステップS11へ
戻る。このステップS 11〜12でタイマーが構成さ
れ、前記ステップS10において書き込まれたn0の値
に応じた時間だけステップS7からステップS13への
移行を遅らせるようになっている。 (ステップS13)バッテリー1の電圧を測定して満充
電容量Q0を測定するとともに、温度センサー9からの
バッテリー1の温度情報に基づいで補正を加えステップ
S14へ移行する。
【0016】(ステップS14)ステップS13におい
て測定補正された満充電容量Q0、最大の充電容量QF
および、ステップS8において書き換えられた容量Qと
により、次式による演算を行って、その結果を残容量Q
として書き換え記憶しステップS15へ移行する。 Q−(QF−Qo) 上記式は、最大の充電容量QFに対する測定された満充
電容量Q0との差分を差し引いて、実残容量Qを算出す
るための処理である。 (ステップS15)このステップS15においては、予
め設定されているところの、最小満充電容量QHとの比
較を行って、満充電容量Qが最小満充電容量QHよりも
大きい場合には、前記ステップS2へ移行し、小さい場
合にはステップS12へ移行する。 (ステップS16)満充電容量Qが最小満充電容量QH
よりも小さい場合には、その旨の表示をバッテリー残容
量計13において表示させ、ステップS2へ戻る。この
ような本実施の形態のバッテリー残容量表示方法によれ
ば、ステップS10〜13によって、充電後所定時間を
おいてバッテリー1の満充電容量Q0を測定するから、
バッテリー1が安定した状態での容量測定が行われる。
したがって、より高精度な容量測定が可能となる。
【0017】さらに、第9図は、本発明の第3の実施の
形態を示すものである。本実施の形態において、ステッ
プS1〜ステップS7、および、ステップS10〜12
は、前記第1の実施の形態と同様であり、ステップS9
を以下に示す制御に変更したものである。 (ステップS13)ステップS7において充電を完了し
たと判断した場合、カウンター値nを所定値n0に書き
換え記憶し、ステップS14へ移行する。 (ステップS14)カウンター値nをn−1に書き換え記
憶し、ステップS15へ移行する。 (ステップS15)バッテリー1の両端子間に、電動車
両の灯火器8等を抵抗体として用いて所定時間(例えば
数秒)電流を流しステップS16へ移行する。 (ステップS16)ステップS15の処理と同時に、放
電電圧Vnを測定記憶し、ステップS17へ移行する。 (ステップS17)前記カウンター値nが0より大きい
か否かを判断し、n≦0である場合にはステップS18
へ移行し、n>0である場合には、ステップS14へ戻
る。このステップS13・14・17は、第2の実施の
形態と同様にタイマーを構成する。 (ステップS18)ステップS16において測定された
バッテリー電圧Vnに基づき、温度補正をからめて、予
め求められている放電特性との比較を行い、対応する満
充電容量qを決定し、満充電容量Qとして書き換え記憶
してステップS10以降の制御を行う。本実施の形態の
バッテリー残容量表示方法によれば、満充電時における
放電電圧が、満充電時のバッテリー1の飽和容量に比例
して変化することから、この放電電圧を予め求められて
いる放電特性と比較することにより、バッテリー1の能
力低下量を精度よく検出することができるとともに、そ
の可視的情報としてのバッテリー残容量計13の指示
を、バッテリー1の実容量に即して行わせることができ
る。なお、前記各実施の形態は一例であって、制御の手
順等は設計要求に基づき種々変更可能である。例えば、
放電電圧と求められている放電特性との比較による満充
電容量を検出する例について示したが、第10図に示す
ように、放電時間の経過の差によっても放電電圧に差が
生じることから、この制御を、スイッチAのONの度に
行うことによリ、充電時以外の、走行開始時における残
容量の初期値設定を行うこともできる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる電
動モータ付き車両におけるバッテリー残容量表示方法に
よれば、次のような優れた効果を奏する。請求項1に記
載の発明によれば、バッテリーの充電完了時にバッテリ
ー残容量を満充電表示した後に、積算値に応じた残容量
表示を行い、且つ、充電完了時のバッテリー容量が所定
の残容量以下となったことを判定して、前記バッテリー
の残容量表示とは別にバッテリーの寿命表示を行うこと
により、バッテリーの充電完了時は、残容量計は満充填
レベルから表示を開始するので、ユーザーは、満充電の
確認を容易にできるとともに安心感が生まれ、また、満
充電表示後に電力積算に基づくバッテリー残容量表示を
行うので残容量の表示精度が高く、さらに、充電完了時
のバッテリー容量が所定の残容量以下のときには残容量
表示とは別に寿命表示を行うので、ユーザーはバッテリ
ーの交換時期が来たことを容易に確認することができ
る。請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の
発明における前記所定の残容量以下となったことの判定
を、バッテリーの充電回数が所定の回数以上となったこ
とに基づいて行うことができる。請求項3に記載の発明
によれば、請求項1に記載の発明における前記所定の残
容量以下となったことの判定を、前記積算値が所定のバ
ッテリー容量以下となったことに基づいて行うことがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1図は本発明を実施するための電動車両に
おける制御系のブロック図。
【図2】 第2図は本発明の一実施の形態を説明するた
めのブロック図。
【図3】 第3図は放電比率を変化させた場合における
放電容量と充放電回数との関係を示すグラフ。
【図4】 第4図は放電容量と充電回数との関係を示す
グラフ。
【図5】 第5図はバッテリー残容量計を示す概略正面
図。
【図6】 第6図はバッテリー残容量計を示す概略正面
図。
【図7】 第7図はバッテリー残容量計を示す概略正面
図。
【図8】 第8図は本発明の第2の実施の形態を説明す
るためのフローチャート。
【図9】 第9図は本発明の第3の実施の形態を説明す
るためのフローチャート。
【図10】 第10図はバッテリーの放電電圧特性を示
すバッテリー電圧放電時間線図。
【符号の説明】
1………バッテリー 3………充電器 9………温度センサー 13………バッテリー残容量計。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 博之 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 佐々木 茂美 埼玉県和光市中央1丁目4番1号 株式会 社本田技術研究所内 Fターム(参考) 2G016 CB02 CB13 CB22 CC01 CC03 CC04 CC06 CC07 CC10 CC12 CC13 CC23 CD02 CE00 CF06 5G003 AA01 BA01 DA07 EA05 FA06 5H030 AS08 BB09 DD06 FF42 FF44 FF51

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電動モータ付き車両に積載されたバッテ
    リーの電流と電圧に基づいた電力量を積算し、当該積算
    値に応じてバッテリーの残容量をバッテリー残容量計に
    て表示するためのバッテリー残容量表示方法であって、
    前記バッテリーの充電完了時にバッテリー残容量を満充
    電表示した後に、前記積算値に応じた残容量表示を行
    い、且つ、充電完了時のバッテリー容量が所定の残容量
    以下となったことを判定して、前記バッテリーの残容量
    表示とは別にバッテリーの寿命表示を行うことを特徴と
    する電動モータ付き車両におけるバッテリー残容量表示
    方法。
  2. 【請求項2】 前記所定の残容量以下となったことの判
    定は、バッテリーの充電回数が所定の回数以上となった
    ことに基づいて行うことを特徴とする請求項1に記載の
    電動モータ付き車両におけるバッテリー残容量表示方
    法。
  3. 【請求項3】 前記所定の残容量以下となったことの判
    定は、前記積算値が所定のバッテリー容量以下となった
    ことに基づいて行うことを特徴とする請求項1記載の電
    動モータ付き車両におけるバッテリー残容量表示方法。
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