JP2002325362A - 二次電池容量測定システム、二次電池満容量の補正方法、充電効率の補正方法および放電効率の補正方法 - Google Patents
二次電池容量測定システム、二次電池満容量の補正方法、充電効率の補正方法および放電効率の補正方法Info
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- JP2002325362A JP2002325362A JP2001129240A JP2001129240A JP2002325362A JP 2002325362 A JP2002325362 A JP 2002325362A JP 2001129240 A JP2001129240 A JP 2001129240A JP 2001129240 A JP2001129240 A JP 2001129240A JP 2002325362 A JP2002325362 A JP 2002325362A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
(57)【要約】
【課題】 二次電池満容量、放電効率，充電効率等のパ
ラメータが経時変化等しても、精度の高い電池満容量の
補正を可能とする。 【解決手段】二次電池111の満充電および完全放電を検
知する満充電・完全放電検知手段と、二次電池の入出力
電流を検出する電池電流検出手段114と、入出力電流を
積算する電池電流積算手段117と、二次電池満容量記憶
部1191、および充電効率記憶部1192ならびに放電効率記
憶部1193を有する記憶手段119と、二次電池残容量を演
算するとともに、満充電検知時および／または完全放電
検知時に、新たな二次電池満容量を演算する演算手段
（電池容量計算手段118）とを有し、電池容量計算手段1
18は、「二次電池満容量記憶部に記憶された二次電池満
容量」から、「満充電検知時および／または完全放電検
知時に検出された二次電池満容量との誤差に所定係数を
乗じた値」を減算することで、新たな二次電池満容量を
演算し、記憶手段119は、演算の結果を、二次電池満容
量記憶部1191に、新たな二次電池満容量として記憶する
ことを特徴とする。
ラメータが経時変化等しても、精度の高い電池満容量の
補正を可能とする。 【解決手段】二次電池111の満充電および完全放電を検
知する満充電・完全放電検知手段と、二次電池の入出力
電流を検出する電池電流検出手段114と、入出力電流を
積算する電池電流積算手段117と、二次電池満容量記憶
部1191、および充電効率記憶部1192ならびに放電効率記
憶部1193を有する記憶手段119と、二次電池残容量を演
算するとともに、満充電検知時および／または完全放電
検知時に、新たな二次電池満容量を演算する演算手段
（電池容量計算手段118）とを有し、電池容量計算手段1
18は、「二次電池満容量記憶部に記憶された二次電池満
容量」から、「満充電検知時および／または完全放電検
知時に検出された二次電池満容量との誤差に所定係数を
乗じた値」を減算することで、新たな二次電池満容量を
演算し、記憶手段119は、演算の結果を、二次電池満容
量記憶部1191に、新たな二次電池満容量として記憶する
ことを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池満容量、
充電効率，放電効率等のパラメータが経時変化等して
も、精度の高い補正が可能な二次電池容量測定システ
ム、二次電池満容量の補正方法、充電効率の補正方法お
よび放電効率の補正方法に関する。
充電効率，放電効率等のパラメータが経時変化等して
も、精度の高い補正が可能な二次電池容量測定システ
ム、二次電池満容量の補正方法、充電効率の補正方法お
よび放電効率の補正方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】二次電池が使用される装置・機器、たと
えば電気自動車，携帯電子機器等では、二次電池残量測
定機能および表示機能が備えられる。
えば電気自動車，携帯電子機器等では、二次電池残量測
定機能および表示機能が備えられる。
【０００３】図５は、従来の二次電池残量測定システム
を示す概略図である。図５の二次電池残量測定システム
９においては、二次電池９１１は、充電手段９１２によ
り充電され、充電されたエネルギーは放電手段（負荷電
流供給手段）９１３を介して図示しない負荷に供給され
る。二次電池９１１の電池電流Ｉ（充電電流ＩCまたは
放電電流ＩD）は、電池電流検出手段９１４により検出
され、二次電池の端子電圧ＶBは、電池電圧検出手段９
１５により検出され、これらの検出値は制御手段９１６
に出力される。
を示す概略図である。図５の二次電池残量測定システム
９においては、二次電池９１１は、充電手段９１２によ
り充電され、充電されたエネルギーは放電手段（負荷電
流供給手段）９１３を介して図示しない負荷に供給され
る。二次電池９１１の電池電流Ｉ（充電電流ＩCまたは
放電電流ＩD）は、電池電流検出手段９１４により検出
され、二次電池の端子電圧ＶBは、電池電圧検出手段９
１５により検出され、これらの検出値は制御手段９１６
に出力される。
【０００４】制御手段９１６は、電流検出値あるいは電
圧検出値に基づき充電手段９１２あるいは放電手段９１
３に制御信号を出力する。ここでは、電池電流Ｉが、充
電電流ＩCのときは値を正、放電電流ＩDのときは値を負
として定義してある。
圧検出値に基づき充電手段９１２あるいは放電手段９１
３に制御信号を出力する。ここでは、電池電流Ｉが、充
電電流ＩCのときは値を正、放電電流ＩDのときは値を負
として定義してある。
【０００５】電池電流検出手段９１４の検出値は電池電
流積算手段９１７に出力され、電池電流積算手段９１７
は、電池電流Ｉを積算し、これを電池容量計算手段９１
８に出力する。電池容量計算手段９１８は、記憶手段９
１９に記憶されている二次電池満容量（満充電検出時の
二次電池容量）Ｑを参照し、現在の電池残容量を演算
し、演算結果を電池電流積算量表示手段９２０に出力す
る。電池容量計算手段９１８は、「満充電終了」、「完
全放電終了」、「充電中」等の情報を電池電流積算量表
示手段９２０に出力することができる。図５では満充電
・完全放電検知手段９２１は、充電または放電に際し
て、電池電圧検出手段９１５により検出される端子電圧
ＶBを監視することで、満充電および完全放電を検知し
ている。
流積算手段９１７に出力され、電池電流積算手段９１７
は、電池電流Ｉを積算し、これを電池容量計算手段９１
８に出力する。電池容量計算手段９１８は、記憶手段９
１９に記憶されている二次電池満容量（満充電検出時の
二次電池容量）Ｑを参照し、現在の電池残容量を演算
し、演算結果を電池電流積算量表示手段９２０に出力す
る。電池容量計算手段９１８は、「満充電終了」、「完
全放電終了」、「充電中」等の情報を電池電流積算量表
示手段９２０に出力することができる。図５では満充電
・完全放電検知手段９２１は、充電または放電に際し
て、電池電圧検出手段９１５により検出される端子電圧
ＶBを監視することで、満充電および完全放電を検知し
ている。
【０００６】図５の二次電池残量測定システム９では、
二次電池残量測定に際しては、電池電流を積算してい
る。充電電流積算量ＳCは、充電電流ＩCの充電時間ｔに
対する積算値に、充電効率νCを乗算した値、すなわ
ち、 ＳC＝∫ＩCｄｔ×νC で表され、放電時電流積算量ＳDは、放電電流ＩDの充電
時間（使用時間）ｔに対する積算値に、放電効率νDを
乗算した値、すなわち、 ＳD＝−∫ＩDｄｔ×νD で表される。
二次電池残量測定に際しては、電池電流を積算してい
る。充電電流積算量ＳCは、充電電流ＩCの充電時間ｔに
対する積算値に、充電効率νCを乗算した値、すなわ
ち、 ＳC＝∫ＩCｄｔ×νC で表され、放電時電流積算量ＳDは、放電電流ＩDの充電
時間（使用時間）ｔに対する積算値に、放電効率νDを
乗算した値、すなわち、 ＳD＝−∫ＩDｄｔ×νD で表される。
【０００７】ある時の二次電池残容量Ｒｉは、 Ｒｉ＝Ｑ＋ＳC−ＳD で表され、二次電池残容量Ｒｉは、電池電流積算量表示
手段９２０を構成する図示しないディスプレイに表示さ
れる。
手段９２０を構成する図示しないディスプレイに表示さ
れる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、二次電池で
は、二次電池満容量Ｑは、当該二次電池自体の経時劣化
により変動するし、二次電池の使用頻度によっても変動
する。また、充電がどのような充電レベルから何回程度
行われたかによっても変動する。さらに、二次電池満容
量Ｑは、個体差により変化の程度が異なる。
は、二次電池満容量Ｑは、当該二次電池自体の経時劣化
により変動するし、二次電池の使用頻度によっても変動
する。また、充電がどのような充電レベルから何回程度
行われたかによっても変動する。さらに、二次電池満容
量Ｑは、個体差により変化の程度が異なる。
【０００９】図５の二次電池残量測定システム９におい
て、電池容量計算手段９１８は、記憶手段９１９に記憶
されている二次電池満容量Ｑの値を補正することができ
る。
て、電池容量計算手段９１８は、記憶手段９１９に記憶
されている二次電池満容量Ｑの値を補正することができ
る。
【００１０】具体的には、満充電検出時、あるいは完全
放電検出時に、二次電池満容量Ｑの補正を行う。すなわ
ち、二次電池残容量がＲｉであるときに、満充電される
まで充電をしたときには、満充電検出時における二次電
池満容量（二次電池容量実力値Ｒｆ）は、 Ｒｆ＝Ｒｉ＋ＳC,i→f＝Ｒｉ＋∫ＩCｄｔ×νC （１） で表される。ここで、ＳC,i→f（＝∫ＩCｄｔ×νC）
は、二次電池残容量がＲｉから満充電状態となるまでの
充電電流積算量である。このＲｆはＱとなるはずであ
る。したがって、Ｒｉ＋∫ＩCｄｔ×νCを、新たな二次
電池満容量ＱNEWとすることができる。
放電検出時に、二次電池満容量Ｑの補正を行う。すなわ
ち、二次電池残容量がＲｉであるときに、満充電される
まで充電をしたときには、満充電検出時における二次電
池満容量（二次電池容量実力値Ｒｆ）は、 Ｒｆ＝Ｒｉ＋ＳC,i→f＝Ｒｉ＋∫ＩCｄｔ×νC （１） で表される。ここで、ＳC,i→f（＝∫ＩCｄｔ×νC）
は、二次電池残容量がＲｉから満充電状態となるまでの
充電電流積算量である。このＲｆはＱとなるはずであ
る。したがって、Ｒｉ＋∫ＩCｄｔ×νCを、新たな二次
電池満容量ＱNEWとすることができる。
【００１１】また、二次電池残容量がＲｉであるとき
に、完全放電されるまで放電をしたときには、完全放電
検出時における見かけ上の二次電池残容量ＲRは、 ＲR＝Ｒｉ−ＳD,i→e＝Ｒｉ−∫ＩDｄｔ×νD （２） で表される。ここで、ＳD,i→e（＝∫ＩDｄｔ×νD）
は、二次電池残容量Ｒｉから完全放電検出時（放電終止
電圧検出時）までの放電電流積算量である。完全放電検
出時における見かけ上の二次電池残容量ＲRは、誤差分
である。したがって、ＱからＲRを減算した、〔Ｑ−
ＲR〕を新たな二次電池満容量ＱNEWとすることができ
る。
に、完全放電されるまで放電をしたときには、完全放電
検出時における見かけ上の二次電池残容量ＲRは、 ＲR＝Ｒｉ−ＳD,i→e＝Ｒｉ−∫ＩDｄｔ×νD （２） で表される。ここで、ＳD,i→e（＝∫ＩDｄｔ×νD）
は、二次電池残容量Ｒｉから完全放電検出時（放電終止
電圧検出時）までの放電電流積算量である。完全放電検
出時における見かけ上の二次電池残容量ＲRは、誤差分
である。したがって、ＱからＲRを減算した、〔Ｑ−
ＲR〕を新たな二次電池満容量ＱNEWとすることができ
る。
【００１２】ところが、二次電池では、充電効率νCや
放電効率νDも経時的に変化（低下）する。このため、
（１）式では、新たな二次電池満容量ＱNEWの、Ｓ
C,i→f（＝∫ＩCｄｔ×νC）に充電効率νCに起因する
誤差が含まれる。また、（２）式では、新たな二次電池
満容量ＱNEWに含まれるＲRの、ＳD,f→e（＝∫ＩDｄｔ
×νD）に放電効率νDに起因する誤差が含まれる。
放電効率νDも経時的に変化（低下）する。このため、
（１）式では、新たな二次電池満容量ＱNEWの、Ｓ
C,i→f（＝∫ＩCｄｔ×νC）に充電効率νCに起因する
誤差が含まれる。また、（２）式では、新たな二次電池
満容量ＱNEWに含まれるＲRの、ＳD,f→e（＝∫ＩDｄｔ
×νD）に放電効率νDに起因する誤差が含まれる。
【００１３】本発明の目的は、二次電池満容量、放電効
率，充電効率等のパラメータが経時変化等しても、的確
な補正が可能な二次電池容量測定システム、二次電池満
容量の補正方法、充電効率の補正方法および放電効率の
補正方法を提供することにある。
率，充電効率等のパラメータが経時変化等しても、的確
な補正が可能な二次電池容量測定システム、二次電池満
容量の補正方法、充電効率の補正方法および放電効率の
補正方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の二次電池容量測
定システムは、たとえば電気自動車等の電池駆動される
乗り物や、ノートブック型コンピュータ等の電池駆動機
器に搭載されるもので、二次電池の満充電および完全
放電を検知する満充電・完全放電検知手段と、二次電
池の入出力電流を検出する電池電流検出手段と、入出
力電流を積算する電池電流積算手段と、二次電池満容
量記憶部、および充電効率記憶部ならびに放電効率記憶
部を有する記憶手段と、二次電池残容量を演算すると
ともに、満充電検知時および／または完全放電検知時
に、新たな二次電池満容量を演算する演算手段とを有す
る。
定システムは、たとえば電気自動車等の電池駆動される
乗り物や、ノートブック型コンピュータ等の電池駆動機
器に搭載されるもので、二次電池の満充電および完全
放電を検知する満充電・完全放電検知手段と、二次電
池の入出力電流を検出する電池電流検出手段と、入出
力電流を積算する電池電流積算手段と、二次電池満容
量記憶部、および充電効率記憶部ならびに放電効率記憶
部を有する記憶手段と、二次電池残容量を演算すると
ともに、満充電検知時および／または完全放電検知時
に、新たな二次電池満容量を演算する演算手段とを有す
る。
【００１５】演算手段は、「二次電池満容量記憶部に記
憶された二次電池満容量」と、「満充電検知時または完
全放電検知時に検出された二次電池満容量との誤差に所
定係数を乗じた値」との差を求めることで、新たな二次
電池満容量を演算し、記憶手段は、演算の結果を、二次
電池満容量記憶部に、新たな二次電池満容量として記憶
することを特徴とする。
憶された二次電池満容量」と、「満充電検知時または完
全放電検知時に検出された二次電池満容量との誤差に所
定係数を乗じた値」との差を求めることで、新たな二次
電池満容量を演算し、記憶手段は、演算の結果を、二次
電池満容量記憶部に、新たな二次電池満容量として記憶
することを特徴とする。
【００１６】また、本発明の二次電池容量測定システム
では、演算手段は、前記二次電池満容量記憶部に新たな
二次電池満容量を記憶したときに、「二次電池満容量記
憶部に新たに記憶された二次電池満容量」と、「二次電
池満容量記憶部に以前に記憶されていた二次電池満容
量」との差の値に、所定係数を乗じた値を、充電効率誤
差および／または放電効率誤差として、新たな充電効率
および／または放電効率を演算し、記憶手段は、演算の
結果を、充電効率記憶部または／または放電効率記憶部
に、新たな充電効率および／または放電効率として記憶
することを特徴とする。
では、演算手段は、前記二次電池満容量記憶部に新たな
二次電池満容量を記憶したときに、「二次電池満容量記
憶部に新たに記憶された二次電池満容量」と、「二次電
池満容量記憶部に以前に記憶されていた二次電池満容
量」との差の値に、所定係数を乗じた値を、充電効率誤
差および／または放電効率誤差として、新たな充電効率
および／または放電効率を演算し、記憶手段は、演算の
結果を、充電効率記憶部または／または放電効率記憶部
に、新たな充電効率および／または放電効率として記憶
することを特徴とする。
【００１７】本発明の二次電池満容量の補正方法では、
満充電に際しては、満充電検出時に生じる充電容量誤差
δC、 δC＝Ｑ−（Ｒｉ＋ＳC,i→f） ＝Ｑ−（Ｒｉ＋∫ＩCｄｔ×νC） （３） を用いて、新たな二次電池満容量ＱNEW,Cを求める。満
充電検出時において、 ＱNEW,C＝Ｑ−δC／αC ＝Ｑ−〔Ｑ−（Ｒｉ＋∫ＩCｄｔ×νC）〕／αC （４） （αC＞１） とする。
満充電に際しては、満充電検出時に生じる充電容量誤差
δC、 δC＝Ｑ−（Ｒｉ＋ＳC,i→f） ＝Ｑ−（Ｒｉ＋∫ＩCｄｔ×νC） （３） を用いて、新たな二次電池満容量ＱNEW,Cを求める。満
充電検出時において、 ＱNEW,C＝Ｑ−δC／αC ＝Ｑ−〔Ｑ−（Ｒｉ＋∫ＩCｄｔ×νC）〕／αC （４） （αC＞１） とする。
【００１８】また、本発明の二次電池満容量の補正方法
では、完全放電に際しては、完全放電検出時（放電終止
電圧検出時）に生じる放電容量誤差δD、 δD＝ＲR＝Ｒｉ−ＳD,i→e ＝Ｒｉ−∫ＩDｄｔ×νD （５） を用いて、新たな二次電池満容量ＱNEW,Dを求める。
では、完全放電に際しては、完全放電検出時（放電終止
電圧検出時）に生じる放電容量誤差δD、 δD＝ＲR＝Ｒｉ−ＳD,i→e ＝Ｒｉ−∫ＩDｄｔ×νD （５） を用いて、新たな二次電池満容量ＱNEW,Dを求める。
【００１９】完全放電検出時において、 ＱNEW,D＝Ｑ−δD／αD ＝Ｑ−（Ｑ−∫ＩDｄｔ×νD）／αD （６） （αD＞１） とする。
【００２０】また、本発明の放電効率の補正方法では、
新たな二次電池満容量ＱNEW,Dを用いて、充電効率νDの
補正を行うことができるし、新たな二次電池満容量Ｑ
NEW,Dを用いて、放電効率νDの補正も行うことができ
る。新たな充電効率νNEW,Cを求めるには、以前の充電
効率νNEW,Cに、次の補正係数、 μC＝１−（ＱNEW,C−Ｑ）／βC （７） を乗算することで、 νNEW,C＝〔１−（ＱNEW,C−Ｑ）／βC〕×νC （８） を求めることができる。
新たな二次電池満容量ＱNEW,Dを用いて、充電効率νDの
補正を行うことができるし、新たな二次電池満容量Ｑ
NEW,Dを用いて、放電効率νDの補正も行うことができ
る。新たな充電効率νNEW,Cを求めるには、以前の充電
効率νNEW,Cに、次の補正係数、 μC＝１−（ＱNEW,C−Ｑ）／βC （７） を乗算することで、 νNEW,C＝〔１−（ＱNEW,C−Ｑ）／βC〕×νC （８） を求めることができる。
【００２１】また、新たな充電効率νNEW,Dを求めるに
は、以前の充電効率νNEW,Dに、次の補正係数、 μD＝１−（ＱNEW,D−Ｑ）／βD （９） を乗算することで、 νNEW,D＝〔１−（ＱNEW,D−Ｑ）／βD〕×νD （１０） を求めることができる。
は、以前の充電効率νNEW,Dに、次の補正係数、 μD＝１−（ＱNEW,D−Ｑ）／βD （９） を乗算することで、 νNEW,D＝〔１−（ＱNEW,D−Ｑ）／βD〕×νD （１０） を求めることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】図１および図２により本発明の二
次電池残量測定システムの一実施形態を説明する。
次電池残量測定システムの一実施形態を説明する。
【００２３】図１は、電気自動車に搭載される二次電池
残量測定システム１を示す概略図であり、二次電池残量
測定システム１は、二次電池１１１と、充電手段１１２
と、負荷電流供給手段１１３と、後述する符号１１４〜
１２１で表される各手段からなる測定装置１０とから構
成される。
残量測定システム１を示す概略図であり、二次電池残量
測定システム１は、二次電池１１１と、充電手段１１２
と、負荷電流供給手段１１３と、後述する符号１１４〜
１２１で表される各手段からなる測定装置１０とから構
成される。
【００２４】二次電池残量測定システム１において、二
次電池１１１は、充電手段１１２により充電され、充電
されたエネルギーは放電手段（負荷電流供給手段）１１
３を介して図示しない負荷に供給される。二次電池１１
１の電池電流Ｉ（充電電流Ｉ Cまたは放電電流ＩD）は、
電池電流検出手段１１４により検出され、二次電池の端
子電圧ＶBは、電池電圧検出手段１１５により検出さ
れ、これらの検出値は制御手段１１６に出力される。
次電池１１１は、充電手段１１２により充電され、充電
されたエネルギーは放電手段（負荷電流供給手段）１１
３を介して図示しない負荷に供給される。二次電池１１
１の電池電流Ｉ（充電電流Ｉ Cまたは放電電流ＩD）は、
電池電流検出手段１１４により検出され、二次電池の端
子電圧ＶBは、電池電圧検出手段１１５により検出さ
れ、これらの検出値は制御手段１１６に出力される。
【００２５】制御手段１１６は、電流検出値あるいは電
圧検出値に基づき充電手段１１２あるいは放電手段１１
３に制御信号を出力する。ここでは、電池電流Ｉが、充
電電流ＩCのときは値を正、放電電流ＩDのときは値を負
として定義してある。
圧検出値に基づき充電手段１１２あるいは放電手段１１
３に制御信号を出力する。ここでは、電池電流Ｉが、充
電電流ＩCのときは値を正、放電電流ＩDのときは値を負
として定義してある。
【００２６】記憶手段１１９は、二次電池満容量記憶部
１１９１，充電効率記憶部１１９２，放電効率記憶部１
１９３，容量誤差係数記憶部１１９４を有しており、二
次電池満容量記憶部１１９１には二次電池満容量Ｑを、
充電効率記憶部１１９２には充電効率νCを、放電効率
記憶部１１９３には放電効率νDを、容量誤差係数記憶
部１１９４には容量誤差係数（C，αD、βC，βD）を、
それぞれ記憶している。
１１９１，充電効率記憶部１１９２，放電効率記憶部１
１９３，容量誤差係数記憶部１１９４を有しており、二
次電池満容量記憶部１１９１には二次電池満容量Ｑを、
充電効率記憶部１１９２には充電効率νCを、放電効率
記憶部１１９３には放電効率νDを、容量誤差係数記憶
部１１９４には容量誤差係数（C，αD、βC，βD）を、
それぞれ記憶している。
【００２７】電池電流検出手段１１４の検出値は電池電
流積算手段１１７に出力され、電池電流積算手段１１７
は、電池電流Ｉを積算し、これを電池容量計算手段（本
発明の演算手段）１１８に出力する。
流積算手段１１７に出力され、電池電流積算手段１１７
は、電池電流Ｉを積算し、これを電池容量計算手段（本
発明の演算手段）１１８に出力する。
【００２８】電池容量計算手段１１８は、記憶手段１１
９に記憶されている二次電池満容量（満充電検出時の二
次電池容量）Ｑを参照し、現在の電池残容量を演算し、
演算結果を電池電流積算量表示手段１２０に出力する。
なお、電池容量計算手段１１８は、「満充電終了」、
「完全放電終了」、「充電中」等の情報を電池電流積算
量表示手段１２０に出力することができる。
９に記憶されている二次電池満容量（満充電検出時の二
次電池容量）Ｑを参照し、現在の電池残容量を演算し、
演算結果を電池電流積算量表示手段１２０に出力する。
なお、電池容量計算手段１１８は、「満充電終了」、
「完全放電終了」、「充電中」等の情報を電池電流積算
量表示手段１２０に出力することができる。
【００２９】なお、図１では満充電・完全放電検知手段
１２１は、充電または放電に際して、電池電圧検出手段
１１５により検出される端子電圧ＶBを監視すること
で、満充電（満充電終了）および完全放電（完全放電終
了）を検知している。なお、完全放電は、二次電池１１
１のリフレッシュに際して行われるし、また二次電池の
通常使用において行われることもある。
１２１は、充電または放電に際して、電池電圧検出手段
１１５により検出される端子電圧ＶBを監視すること
で、満充電（満充電終了）および完全放電（完全放電終
了）を検知している。なお、完全放電は、二次電池１１
１のリフレッシュに際して行われるし、また二次電池の
通常使用において行われることもある。
【００３０】二次電池残量測定システム１では、電池容
量計算手段１１８は、満充電・完全放電検知手段１２１
が満充電または完全放電を検出したときは、新たな二次
電池満容量を演算するとともに、新たな充電効率および
／または放電効率を演算する。
量計算手段１１８は、満充電・完全放電検知手段１２１
が満充電または完全放電を検出したときは、新たな二次
電池満容量を演算するとともに、新たな充電効率および
／または放電効率を演算する。
【００３１】すなわち、電池容量計算手段１１８は、満
充電・完全放電検知手段１２１が満充電を検出したとき
は、新たな二次電池満容量ＱNEW,Cを、 ＱNEW,C＝Ｑ−〔Ｑ−（Ｒｉ＋ＳC,i→f×νC）〕／αC （１１） Ｑ：以前の二次電池満容量 ＳC,i→f：二次電池残容量Ｒｉから満充電までの積算量 νC：充電効率 １／αC：容量誤差係数（αC＞１） とする演算を行う。ここで、ＳC,i→f（＝∫ＩCｄｔ）
は、二次電池残容量がＲｉから満充電状態となるまでの
充電電流積算量である。
充電・完全放電検知手段１２１が満充電を検出したとき
は、新たな二次電池満容量ＱNEW,Cを、 ＱNEW,C＝Ｑ−〔Ｑ−（Ｒｉ＋ＳC,i→f×νC）〕／αC （１１） Ｑ：以前の二次電池満容量 ＳC,i→f：二次電池残容量Ｒｉから満充電までの積算量 νC：充電効率 １／αC：容量誤差係数（αC＞１） とする演算を行う。ここで、ＳC,i→f（＝∫ＩCｄｔ）
は、二次電池残容量がＲｉから満充電状態となるまでの
充電電流積算量である。
【００３２】新たな二次電池満容量ＱNEW,Cは、以前の
二次電池満容量Ｑに代えて二次電池満容量記憶部１１９
１に記憶される。また、電池容量計算手段１１８は、新
たな充電効率νNEW,Cを、 νNEW,C＝〔１−（ＱNEW,C−Ｑ）／βC〕×νC （１２） １／βC：容量誤差係数（βC＞１） とする演算を行う。新たな充電効率νNEW,Cは、以前の
充電効率νCに代えて、充電効率記憶部１１９２に記憶
される。
二次電池満容量Ｑに代えて二次電池満容量記憶部１１９
１に記憶される。また、電池容量計算手段１１８は、新
たな充電効率νNEW,Cを、 νNEW,C＝〔１−（ＱNEW,C−Ｑ）／βC〕×νC （１２） １／βC：容量誤差係数（βC＞１） とする演算を行う。新たな充電効率νNEW,Cは、以前の
充電効率νCに代えて、充電効率記憶部１１９２に記憶
される。
【００３３】一方、電池容量計算手段１１８は、満充電
・完全放電検知手段１２１が完全充電を検出したとき
は、新たな二次電池満容量ＱNEW,Dを、 ＱNEW,D＝Ｑ−（Ｑ−ＳD,i→e×νD）／αD （１３） Ｑ：以前の二次電池満容量 ＳD,i→e：二次電池残容量Ｒｉから完全放電までの積算
量 νD：放電効率 １／αD：容量誤差係数（αD＞１） とする演算を行う。ここで、ＳD,i→e（＝∫ＩDｄｔ）
は、二次電池残容量がＲｉから完全放電状態となるまで
の放電電流積算量である。
・完全放電検知手段１２１が完全充電を検出したとき
は、新たな二次電池満容量ＱNEW,Dを、 ＱNEW,D＝Ｑ−（Ｑ−ＳD,i→e×νD）／αD （１３） Ｑ：以前の二次電池満容量 ＳD,i→e：二次電池残容量Ｒｉから完全放電までの積算
量 νD：放電効率 １／αD：容量誤差係数（αD＞１） とする演算を行う。ここで、ＳD,i→e（＝∫ＩDｄｔ）
は、二次電池残容量がＲｉから完全放電状態となるまで
の放電電流積算量である。
【００３４】新たな二次電池満容量ＱNEW,Dは、以前の
二次電池満容量Ｑに代えて二次電池満容量記憶部１１９
１に記憶される。また、電池容量計算手段１１８は、新
たな放電効率νNEW,Dを、 νNEW,D＝〔１−（ＱNEW,D−Ｑ）／βD〕×νD （１４） １／βD：容量誤差係数（βD＞１） とする演算を行う。新たな放電効率νNEW,Dは、以前の
放電効率νDに代えて、放電効率記憶部１１９３に記憶
される。
二次電池満容量Ｑに代えて二次電池満容量記憶部１１９
１に記憶される。また、電池容量計算手段１１８は、新
たな放電効率νNEW,Dを、 νNEW,D＝〔１−（ＱNEW,D−Ｑ）／βD〕×νD （１４） １／βD：容量誤差係数（βD＞１） とする演算を行う。新たな放電効率νNEW,Dは、以前の
放電効率νDに代えて、放電効率記憶部１１９３に記憶
される。
【００３５】以下、図２および図３により、本実施形態
における作用を説明する。図２は満充電に際し、新たな
二次電池満容量ＱNEW,Cおよび新たな充電効率νN EW,Cを
求める場合のフローチャートである。充電が、電池残容
量Ｒｉのときに開始されると、電池容量計算手段１１８
は、電池残容量を積算して、電池残容量〔Ｑ−（Ｒｉ＋
ＳC,i→p×νC）〕を求める（Ｓ１１０）。ここで、Ｓ
C,i→pは、あるときの充電電流積算量である。
における作用を説明する。図２は満充電に際し、新たな
二次電池満容量ＱNEW,Cおよび新たな充電効率νN EW,Cを
求める場合のフローチャートである。充電が、電池残容
量Ｒｉのときに開始されると、電池容量計算手段１１８
は、電池残容量を積算して、電池残容量〔Ｑ−（Ｒｉ＋
ＳC,i→p×νC）〕を求める（Ｓ１１０）。ここで、Ｓ
C,i→pは、あるときの充電電流積算量である。
【００３６】満充電・完全放電検知手段１２１により満
充電が検知されるまで、ステップＳ１１０は繰り返し行
われ（Ｓ１２０）、満充電が検知されたときには、充電
容量誤差δC＝〔Ｑ−（Ｒｉ＋ＳC,i→f）〕が演算され
る（Ｓ１３０）。
充電が検知されるまで、ステップＳ１１０は繰り返し行
われ（Ｓ１２０）、満充電が検知されたときには、充電
容量誤差δC＝〔Ｑ−（Ｒｉ＋ＳC,i→f）〕が演算され
る（Ｓ１３０）。
【００３７】この後、新たな電池満容量ＱNEW,Cが、
（１１）式により演算され、ＱNEW,Cは、以前の電池満
容量Ｑに代えて、二次電池満容量記憶部１１９１に記憶
される（Ｓ１４０）。また、新たな充電効率ν
NEW,Cが、（１２）式により演算され、νN EW,Cは、以前
の充電効率νCに代えて、充電効率記憶部１１９２に記
憶される（Ｓ１５０）。
（１１）式により演算され、ＱNEW,Cは、以前の電池満
容量Ｑに代えて、二次電池満容量記憶部１１９１に記憶
される（Ｓ１４０）。また、新たな充電効率ν
NEW,Cが、（１２）式により演算され、νN EW,Cは、以前
の充電効率νCに代えて、充電効率記憶部１１９２に記
憶される（Ｓ１５０）。
【００３８】図３は完全放電に際し、新たな二次電池満
容量ＱNEW,Dおよび新たな放電効率νNEW,Dを求める場合
のフローチャートである。
容量ＱNEW,Dおよび新たな放電効率νNEW,Dを求める場合
のフローチャートである。
【００３９】放電が、電池残容量Ｒｉのときに開始され
ると、電池容量計算手段１１８は、電池残容量を積算し
て、電池残容量（Ｑ−ＳD,i→p×νD）を求める（Ｓ２
１０）。ここで、ＳD,i→pは、あるときの放電電流積算
量である。
ると、電池容量計算手段１１８は、電池残容量を積算し
て、電池残容量（Ｑ−ＳD,i→p×νD）を求める（Ｓ２
１０）。ここで、ＳD,i→pは、あるときの放電電流積算
量である。
【００４０】満充電・完全放電検知手段１２１により完
全放電が検知されるまで、ステップＳ２１０は繰り返し
行われ（Ｓ２２０）、完全放電が検知されたときには、
放電容量誤差δD＝Ｒｉ−ＳD,i→eが演算される（Ｓ２
３０）。
全放電が検知されるまで、ステップＳ２１０は繰り返し
行われ（Ｓ２２０）、完全放電が検知されたときには、
放電容量誤差δD＝Ｒｉ−ＳD,i→eが演算される（Ｓ２
３０）。
【００４１】この後、新たな電池満容量ＱNEW,Dが、
（１３）式により演算され、ＱNEW,Dは、以前の電池満
容量Ｑに代えて、二次電池満容量記憶部１１９１に記憶
される（Ｓ２４０）。また、新たな放電効率ν
NEW,Dが、（１４）式により演算され、νN EW,Dは、以前
の放電効率νDに代えて、放電効率記憶部１１９３に記
憶される（Ｓ２５０）。
（１３）式により演算され、ＱNEW,Dは、以前の電池満
容量Ｑに代えて、二次電池満容量記憶部１１９１に記憶
される（Ｓ２４０）。また、新たな放電効率ν
NEW,Dが、（１４）式により演算され、νN EW,Dは、以前
の放電効率νDに代えて、放電効率記憶部１１９３に記
憶される（Ｓ２５０）。
【００４２】ところで、図１に示した電池電流検出手段
１１４や電池電圧検出手段１１５ではシャント抵抗の電
圧降下をＡＤコンバータを用いて検出することで、電池
電流ＩBや電池電圧ＶBを求めている。
１１４や電池電圧検出手段１１５ではシャント抵抗の電
圧降下をＡＤコンバータを用いて検出することで、電池
電流ＩBや電池電圧ＶBを求めている。
【００４３】ところが、ＡＤコンバータは、電流値が低
いときには、周辺回路のオフセットなどにより、高い精
度の検出ができない。この不都合を解消するために、ア
ンプを追加することも考えられるが、追加したアンプ自
体のオフセットにより新たな精度低下が生じる。また、
ＡＤコンバータによっては、入力インピーダンスに狂い
が生じると、測定値に誤差が生じるものもある。
いときには、周辺回路のオフセットなどにより、高い精
度の検出ができない。この不都合を解消するために、ア
ンプを追加することも考えられるが、追加したアンプ自
体のオフセットにより新たな精度低下が生じる。また、
ＡＤコンバータによっては、入力インピーダンスに狂い
が生じると、測定値に誤差が生じるものもある。
【００４４】加えて、シャント抵抗の高精度のものは高
価であるため、ＡＤコンバータのコストダウンを図ろう
とすると、どうしてもシャント抵抗として高精度のもの
を採用することができない。
価であるため、ＡＤコンバータのコストダウンを図ろう
とすると、どうしてもシャント抵抗として高精度のもの
を採用することができない。
【００４５】そこで、図１の電池電流検出手段１１４や
電池電圧検出手段１１５では、二次電池容量測定システ
ム１内にＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリを用意してお
き、システムのスタート時に電流ゼロの時と基準電流＋
ＩREFおよび−ＩREFを流したときのＡＤコンバータの
「読み値」を、当該不揮発性メモリにインプットし、理
想特性と比較して、以後のＡＤコンバータによるアナロ
グ値の「取り込み値」にオフセットと傾きの補正をかけ
ている。
電池電圧検出手段１１５では、二次電池容量測定システ
ム１内にＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリを用意してお
き、システムのスタート時に電流ゼロの時と基準電流＋
ＩREFおよび−ＩREFを流したときのＡＤコンバータの
「読み値」を、当該不揮発性メモリにインプットし、理
想特性と比較して、以後のＡＤコンバータによるアナロ
グ値の「取り込み値」にオフセットと傾きの補正をかけ
ている。
【００４６】図４はこのときの補正の様子を示してい
る。図４では、 Ｖ′A：基準電流＋ＩREFを流したときの読み値 Ｖ′B：基準電流−ＩREFを流したときの読み値 Ｖ′0：システムの起動時における電流ゼロのときの読
み値 ａ：傾きの理想値 としてある。
る。図４では、 Ｖ′A：基準電流＋ＩREFを流したときの読み値 Ｖ′B：基準電流−ＩREFを流したときの読み値 Ｖ′0：システムの起動時における電流ゼロのときの読
み値 ａ：傾きの理想値 としてある。
【００４７】図４において、オフセットの補正値Ｖ
offsetをＶ′0、傾きの補正値ａ′を（Ｖ′A＋Ｖ′B）
／（２×ＩREF）とし、以降、読み値に対し、電流値を
求めるに際して、これらの値を用いる。
offsetをＶ′0、傾きの補正値ａ′を（Ｖ′A＋Ｖ′B）
／（２×ＩREF）とし、以降、読み値に対し、電流値を
求めるに際して、これらの値を用いる。
【００４８】具体的には、電流値Ｉは、 Ｉ＝（読み値−Ｖ′0）÷ａ′ ＝（読み値−Ｖoffset）÷〔（Ｖ′A＋Ｖ′B）／（２×ＩREF）〕 により算出される。
【００４９】ただし、Ｖoffsetがある既定の範囲に収ま
らない場合、たとえばＶoffsetの絶対値がある値Ｖ
offset_LMTを超えてしまったような場合には、Ｖoffset
を既定のオフセットの値Ｖoffset_LMTに丸める。
らない場合、たとえばＶoffsetの絶対値がある値Ｖ
offset_LMTを超えてしまったような場合には、Ｖoffset
を既定のオフセットの値Ｖoffset_LMTに丸める。
【００５０】また、ａ′がある既定の範囲に収まらない
場合、たとえばａ′の値がある値ａ LMTを超えてしまっ
たような場合には、傾きの補正値をａLMTに丸める。
場合、たとえばａ′の値がある値ａ LMTを超えてしまっ
たような場合には、傾きの補正値をａLMTに丸める。
【００５１】Ｖoffsetがある既定の範囲に収まらない場
合や、ａ′がある既定の範囲に収まらない場合には、ブ
ザー、アラームランプ等により充電の中止等の警告を行
い、充電の中止を充電を行っている者に喚起することが
できる。システム自らが、充電を中断し、この後に充電
を中止した事実をブザー、アラームランプ等により充電
を行っていた者に通知することもできる。
合や、ａ′がある既定の範囲に収まらない場合には、ブ
ザー、アラームランプ等により充電の中止等の警告を行
い、充電の中止を充電を行っている者に喚起することが
できる。システム自らが、充電を中断し、この後に充電
を中止した事実をブザー、アラームランプ等により充電
を行っていた者に通知することもできる。
【００５２】
【発明の効果】本発明では、満充電検出または完全放電
検出に際して検出された電池満容量と、以前の電池満容
量との誤差に所定係数を乗算して新たな電池満容量を求
めることにしている。
検出に際して検出された電池満容量と、以前の電池満容
量との誤差に所定係数を乗算して新たな電池満容量を求
めることにしている。
【００５３】また、新たな電池満容量と、以前の電池満
容量との誤差に所定係数を乗じた値に基き、新たな放電
効率，充電効率を求めている。したがって、二次電池満
容量、放電効率，充電効率等のパラメータが経時変化等
しても、精度の高い電池満容量の補正が可能となる。
容量との誤差に所定係数を乗じた値に基き、新たな放電
効率，充電効率を求めている。したがって、二次電池満
容量、放電効率，充電効率等のパラメータが経時変化等
しても、精度の高い電池満容量の補正が可能となる。
【図１】図１は、電気自動車に搭載される二次電池残量
測定システムを示す概略図である。
測定システムを示す概略図である。
【図２】満充電に際し、新たな二次電池満容量および新
たな充電効率を求める場合のフローチャートである。
たな充電効率を求める場合のフローチャートである。
【図３】完全放電に際し、新たな二次電池満容量および
新たな放電効率を求める場合のフローチャートである。
新たな放電効率を求める場合のフローチャートである。
【図４】電池電流検出手段や電池電圧検出手段に内蔵さ
れるＡＤコンバータによるアナログ値の「取り込み値」
に、オフセットと傾きの補正をかける様子を示す図であ
る。
れるＡＤコンバータによるアナログ値の「取り込み値」
に、オフセットと傾きの補正をかける様子を示す図であ
る。
【図５】従来の二次電池残量測定システムを示す概略図
である。
である。
１ 二次電池残量測定システム １０ 測定装置 １１１ 二次電池 １１２ 充電手段 １１３ 放電手段 １１４ 電池電流検出手段 １１５ 電池電圧検出手段 １１６ 制御手段 １１７ 電池電流積算手段 １１８ 電池容量計算手段 １１９ 記憶手段 １２０ 電池電流積算量表示手段 １２１ 満充電・完全放電検知手段 １１９１ 二次電池満容量記憶部 １１９２ 充電効率記憶部 １１９３ 放電効率記憶部 １１９４ 容量誤差係数記憶部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡口 彦一 神奈川県厚木市愛甲1516 株式会社東京ア ールアンドデー厚木事業所内 Ｆターム(参考） 2G016 CA00 CB12 CB22 CB32 CC03 CC04 CC06 CC27 CC28 CE00 5G003 BA01 CA05 CA11 DA06 DA13 EA01 EA05 5H030 AA03 AA04 AA06 AS08 AS11 FF42 FF43 FF44
Claims (7)
- 【請求項１】 二次電池の満充電および完全放電を検知
する満充電・完全放電検知手段と、 前記二次電池の入出力電流を検出する電池電流検出手段
と、 前記入出力電流を積算する電池電流積算手段と、 二次電池満容量記憶部、および充電効率記憶部ならびに
放電効率記憶部を有する記憶手段と、 前記二次電池残容量を演算するとともに、満充電検知時
および／または完全放電検知時に、新たな二次電池満容
量を演算する演算手段と、を有し、 前記演算手段は、「二次電池満容量記憶部に記憶された
二次電池満容量」と、「満充電検知時および／または完
全放電検知時に検出された二次電池満容量との差に所定
係数を乗じた値」との差を求めることで、新たな二次電
池満容量を演算し、 前記記憶手段は、前記演算の結果を、前記二次電池満容
量記憶部に、新たな二次電池満容量として記憶する、こ
とを特徴とする二次電池容量測定システム。 - 【請求項２】 前記演算手段は、前記二次電池満容量記
憶部に新たな二次電池満容量を記憶したときに、「二次
電池満容量記憶部に新たに記憶された二次電池満容量」
と、「二次電池満容量記憶部に以前に記憶されていた二
次電池満容量」ｊとの差の値に、所定係数を乗じた値
を、充電効率誤差および／または放電効率誤差として、
新たな充電効率および／または放電効率を演算し、 前記記憶手段は、前記演算の結果を、前記充電効率記憶
部または／または前記放電効率記憶部に、新たな充電効
率および／または放電効率として記憶する、ことを特徴
とする請求項１に記載の二次電池容量測定システム。 - 【請求項３】 電気自動車に搭載されることを特徴とす
る請求項１または２に記載の二次電池容量測定システ
ム。 - 【請求項４】 二次電池を、ある二次電池残容量Ｒｉか
ら、満充電となるまで充電をしたときに、満充電検知時
における新たな二次電池満容量ＱNEW,Cを、 ＱNEW,C＝Ｑ−〔Ｑ−（Ｒｉ＋ＳC,i→f×νC）〕／αC Ｑ：以前の二次電池満容量 ＳC,i→f：二次電池残容量Ｒｉから満充電までの積算量 νC：充電効率 １／αC：容量誤差係数（αC＞１） とする、ことを特徴とする二次電池満容量の補正方法。 - 【請求項５】 二次電池を、ある二次電池残容量Ｒｉか
ら、完全放電されるまで放電をしたときに、完全放電検
知時における新たな二次電池満容量ＱNEW,Dを、 ＱNEW,D＝Ｑ−（Ｑ−ＳD,i→e×νD）／αD Ｑ：以前の二次電池満容量 ＳD,i→e：二次電池残容量Ｒｉから完全放電までの積算
量 νD：放電効率 １／αD：容量誤差係数（αD＞１） とする、ことを特徴とする二次電池満容量の補正方法。 - 【請求項６】 二次電池を、ある二次電池残容量Ｒｉか
ら、満充電となるまで充電をしたときに、満充電検知時
における新たな二次電池満容量ＱNEW,Cを、 ＱNEW,C＝Ｑ−〔Ｑ−（Ｒｉ＋ＳC,i→f×νC）〕／αC Ｑ：以前の二次電池満容量 ＳC,i→e：二次電池残容量Ｒｉから完全充電までの積算
量 νC：充電効率 １／αC：容量誤差係数（αC＞１） として求め、 新たな充電効率νNEW,Cを、 νNEW,C＝〔１−（ＱNEW,C−Ｑ）／βC〕×νC １／βC：容量誤差係数（βC＞１） とすることを特徴とする充電効率の補正方法。 - 【請求項７】 二次電池を、ある二次電池残容量Ｒｉか
ら、完全放電されるまで放電をしたときに、完全放電検
知時における新たな二次電池満容量ＱNEW,Dを、 ＱNEW,D＝Ｑ−（Ｑ−ＳD,i→e×νD）／αD Ｑ：以前の二次電池満容量 ＳD,i→e：二次電池残容量Ｒｉから完全放電までの積算
量 νD：放電効率 １／αD：容量誤差係数（αD＞１） として求め、 新たな放電効率νNEW,Dを、 νNEW,D＝〔１−（ＱNEW,D−Ｑ）／βD〕×νD １／βD：容量誤差係数（βD＞１） とすることを特徴とする放電効率の補正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001129240A JP2002325362A (ja) | 2001-04-26 | 2001-04-26 | 二次電池容量測定システム、二次電池満容量の補正方法、充電効率の補正方法および放電効率の補正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001129240A JP2002325362A (ja) | 2001-04-26 | 2001-04-26 | 二次電池容量測定システム、二次電池満容量の補正方法、充電効率の補正方法および放電効率の補正方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002325362A true JP2002325362A (ja) | 2002-11-08 |
Family
ID=18977796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001129240A Pending JP2002325362A (ja) | 2001-04-26 | 2001-04-26 | 二次電池容量測定システム、二次電池満容量の補正方法、充電効率の補正方法および放電効率の補正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002325362A (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| US7932699B2 (en) | 2006-12-11 | 2011-04-26 | Hyundai Motor Company | Method of controlling battery charge level of hybrid electric vehicle |
| WO2011108249A1 (ja) * | 2010-03-05 | 2011-09-09 | パナソニック株式会社 | 満充電容量値補正回路、電池パック、及び充電システム |
| US8423238B2 (en) | 2009-07-31 | 2013-04-16 | Thermo King Corporation | Monitoring battery health in an HVAC system |
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| WO2022201915A1 (ja) * | 2021-03-23 | 2022-09-29 | 株式会社デンソー | 電池装置 |
-
2001
- 2001-04-26 JP JP2001129240A patent/JP2002325362A/ja active Pending
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