JP2999860B2 - 鉛蓄電池の残存容量測定法 - Google Patents
鉛蓄電池の残存容量測定法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は電気自動車等に使用す
る鉛蓄電池の残存容量測定法に関するものである。
る鉛蓄電池の残存容量測定法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電気自動車を運転する人にとって走行中
の鉛蓄電池の残存容量を的確に知ることは長年の夢であ
る。
の鉛蓄電池の残存容量を的確に知ることは長年の夢であ
る。
【０００３】そのため、種々の研究がなされているが、
運転条件などによる変動が大きく測定精度に問題があ
る。
運転条件などによる変動が大きく測定精度に問題があ
る。
【０００４】そこで、鉛蓄電池の残存容量を測定する方
法の１つに開路電圧を用いる方法があるが、充放電中の
鉛蓄電池を一時的に止めて正確な開路電圧に極めて近似
する近似電圧を求めるには数時間以上を要する。
法の１つに開路電圧を用いる方法があるが、充放電中の
鉛蓄電池を一時的に止めて正確な開路電圧に極めて近似
する近似電圧を求めるには数時間以上を要する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のように、開路電
圧から実走行中の電気自動車用鉛蓄電池の残存容量を推
定することは実用上不可能であるという欠点がある。
圧から実走行中の電気自動車用鉛蓄電池の残存容量を推
定することは実用上不可能であるという欠点がある。
【０００６】この発明は上記従来の課題を解消するため
になされたもので、鉛蓄電池の残存容量を短時間で測定
することができ、電気自動車が実走行中においても鉛蓄
電池の残存容量の測定を実現できる鉛蓄電池容量測定法
を提供することを目的としている。
になされたもので、鉛蓄電池の残存容量を短時間で測定
することができ、電気自動車が実走行中においても鉛蓄
電池の残存容量の測定を実現できる鉛蓄電池容量測定法
を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記のような課題を解決
するため、この発明は、鉛蓄電池の完全充電または略充
電された状態及び異なった放電深度の状態のそれぞれに
おいて、一定放電量を放電した後休止し、休止直後なら
びに所定時間経過後の開路電圧を数点測定して、休止開
始から測定までの経過時間と開路電圧との回帰式を求
め、次に先の一定放電量と略同じ充電量を充電した後休
止し、休止直後ならびに所定時間経過後の開路電圧を数
点測定して、休止開始から測定までの経過時間と開路電
圧との回帰式を求め、このようにして得られた２つの回
帰式の交点から放電深度に対応する電圧を求め、次にこ
の方法を異なった放電深度の鉛蓄電池に適用してそれに
対応する近似電圧を求め、この近似電圧と放電深度との
相関式Ａを求め、この相関式Ａから鉛蓄電池の放電深度
を求める方法を採用したものである。
するため、この発明は、鉛蓄電池の完全充電または略充
電された状態及び異なった放電深度の状態のそれぞれに
おいて、一定放電量を放電した後休止し、休止直後なら
びに所定時間経過後の開路電圧を数点測定して、休止開
始から測定までの経過時間と開路電圧との回帰式を求
め、次に先の一定放電量と略同じ充電量を充電した後休
止し、休止直後ならびに所定時間経過後の開路電圧を数
点測定して、休止開始から測定までの経過時間と開路電
圧との回帰式を求め、このようにして得られた２つの回
帰式の交点から放電深度に対応する電圧を求め、次にこ
の方法を異なった放電深度の鉛蓄電池に適用してそれに
対応する近似電圧を求め、この近似電圧と放電深度との
相関式Ａを求め、この相関式Ａから鉛蓄電池の放電深度
を求める方法を採用したものである。
【０００８】なお、上記休止開始から測定までの経過時
間を対数変換して開路電圧との相関を求めた方が相関度
は向上するが、相関性を多少犠牲にするのであれば必ず
しも対数変換する必要はない。
間を対数変換して開路電圧との相関を求めた方が相関度
は向上するが、相関性を多少犠牲にするのであれば必ず
しも対数変換する必要はない。
【０００９】
【作用】或る放電深度の鉛蓄電池を一定量充電した後休
止すると、休止後の経過時間とそれに対応する開路電圧
とは高い相関があり、休止開始から測定までの経過時間
と開路電圧との回帰式を求める。
止すると、休止後の経過時間とそれに対応する開路電圧
とは高い相関があり、休止開始から測定までの経過時間
と開路電圧との回帰式を求める。
【００１０】これに引きつづき一定の放電量と同じまた
は略同じ充電量を充電した後休止すると、休止後の経過
時間とそれに対応する開路電圧とは高い相関があり、休
止開始から測定までの経過時間と開路電圧との回帰式を
求める。
は略同じ充電量を充電した後休止すると、休止後の経過
時間とそれに対応する開路電圧とは高い相関があり、休
止開始から測定までの経過時間と開路電圧との回帰式を
求める。
【００１１】上記２つの相関を表わす回帰式は互いに傾
きが逆で必ず１つの点で交わり、この交点に相当する電
圧は正確な開路電圧と略近似し、この近似電圧はそのと
きの放電深度と高い相関性があり、従って予め各放電深
度と近似電圧との相関式を用意しておくと、近似電圧を
短時間に計ることができ、鉛蓄電池の残存容量が測定で
きる。ここで、上記経過時間と開路電圧との相関を求め
るに際して、経過時間を対数変換すると相関度がより一
層向上する結果となる。
きが逆で必ず１つの点で交わり、この交点に相当する電
圧は正確な開路電圧と略近似し、この近似電圧はそのと
きの放電深度と高い相関性があり、従って予め各放電深
度と近似電圧との相関式を用意しておくと、近似電圧を
短時間に計ることができ、鉛蓄電池の残存容量が測定で
きる。ここで、上記経過時間と開路電圧との相関を求め
るに際して、経過時間を対数変換すると相関度がより一
層向上する結果となる。
【００１２】
【実施例】以下、この発明の実施例を添付図面に基づい
て説明する。
て説明する。
【００１３】電気自動車用鉛蓄電池の残存容量測定法に
おいて、まず、鉛蓄電池の完全充電または略充電された
状態及び異なった放電深度の状態のそれぞれにおいて、
一定放電量を放電した後休止し、休止直後ならびに数秒
〜数十秒経過後の開路電圧を数点測定し、休止開始から
測定までの経過秒数の対数値と開路電圧との回帰式を求
める。
おいて、まず、鉛蓄電池の完全充電または略充電された
状態及び異なった放電深度の状態のそれぞれにおいて、
一定放電量を放電した後休止し、休止直後ならびに数秒
〜数十秒経過後の開路電圧を数点測定し、休止開始から
測定までの経過秒数の対数値と開路電圧との回帰式を求
める。
【００１４】上記経過時間の対数値とそれに対応する開
路電圧とは高い相関がある。
路電圧とは高い相関がある。
【００１５】次に、先の一定放電量と略同じ充電量を充
電した後休止し、休止直後ならびに数秒〜数十秒経過後
の開路電圧を数点測定し、休止開始から測定までの経過
秒数の対数値と開路電圧との回帰式を求める。
電した後休止し、休止直後ならびに数秒〜数十秒経過後
の開路電圧を数点測定し、休止開始から測定までの経過
秒数の対数値と開路電圧との回帰式を求める。
【００１６】この場合も対数値とそれに対応する開路電
圧とは高い相関がある。
圧とは高い相関がある。
【００１７】このようにして得られた２つの相関を表わ
す回帰式は互いに傾きが逆で必ず１つの点で交わると共
に、この交点に相当する電圧は通常の開路電圧と略近似
し、この近似電圧はそのときの放電深度と高い相関性が
ある。
す回帰式は互いに傾きが逆で必ず１つの点で交わると共
に、この交点に相当する電圧は通常の開路電圧と略近似
し、この近似電圧はそのときの放電深度と高い相関性が
ある。
【００１８】従って、得られた２つの回帰式の交点から
放電深度に対応する電圧を求め、次にこの方法を異なっ
た放電深度の鉛蓄電池に適用してそれに対応する近似電
圧を求め、この近似電圧と放電深度との相関式Ａを求
め、この相関式Ａから鉛蓄電池の放電深度を求めること
により残存容量を測定する。
放電深度に対応する電圧を求め、次にこの方法を異なっ
た放電深度の鉛蓄電池に適用してそれに対応する近似電
圧を求め、この近似電圧と放電深度との相関式Ａを求
め、この相関式Ａから鉛蓄電池の放電深度を求めること
により残存容量を測定する。
【００１９】上記した残存容量の測定は、電気自動車に
搭載した鉛蓄電池に対しても実走行中に残存容量を測定
することができ、２つの回帰式の交点から電圧を求め、
この電圧を相関式Ａに当てはめ、実走行時の近似電圧を
短時間に計ることにより残存容量を測定できる。
搭載した鉛蓄電池に対しても実走行中に残存容量を測定
することができ、２つの回帰式の交点から電圧を求め、
この電圧を相関式Ａに当てはめ、実走行時の近似電圧を
短時間に計ることにより残存容量を測定できる。
【００２０】また、上記した残存容量測定法において、
鉛蓄電池に対する一定量放電と一定量充電は順序を逆に
してもよいと共に、充放電電流を同一または略同一にす
るとよい。
鉛蓄電池に対する一定量放電と一定量充電は順序を逆に
してもよいと共に、充放電電流を同一または略同一にす
るとよい。
【００２１】更に、一定量放電又は充電を行なう前に数
十秒ないし数分の休止を入れることにより、より良い結
果が期待でき、一定量放電又は充電を行なう電流値を電
池定格容量Ｃの 0.1CA〜3CA の範囲で行なう。
十秒ないし数分の休止を入れることにより、より良い結
果が期待でき、一定量放電又は充電を行なう電流値を電
池定格容量Ｃの 0.1CA〜3CA の範囲で行なう。
【００２２】ところで、それぞれの放電深度の鉛蓄電池
において、求まる２つの回帰式の交点に対応する経過時
間はほぼ千秒前後であることがわかっており、２つの回
帰式を求めて、その交点よりそれぞれの放電深度に対応
する電圧を求めるのに代えて、２つの回帰式のどちらか
１つを求め、時間の項に千秒前後の値を代入して求めた
近似電圧を使用して残存容量を測定してもよい。
において、求まる２つの回帰式の交点に対応する経過時
間はほぼ千秒前後であることがわかっており、２つの回
帰式を求めて、その交点よりそれぞれの放電深度に対応
する電圧を求めるのに代えて、２つの回帰式のどちらか
１つを求め、時間の項に千秒前後の値を代入して求めた
近似電圧を使用して残存容量を測定してもよい。
【００２３】実施例１ 定格容量35ＡＨの２Ｖ電池６個を完全充電の状態（放電
深度０％）にした後、これを 10.8 Ａで５分間放電した
後休止し、休止開始の１秒後、３秒後、１５秒後、６０
秒後の開路電圧Ｙを休止時間（秒）の対数値Ｘに対しプ
ロットしてその相関を求めた。この場合の回帰式は、図
１に示すように、Ｙ＝2.073 ＋0.019 Ｘで表わせる。
深度０％）にした後、これを 10.8 Ａで５分間放電した
後休止し、休止開始の１秒後、３秒後、１５秒後、６０
秒後の開路電圧Ｙを休止時間（秒）の対数値Ｘに対しプ
ロットしてその相関を求めた。この場合の回帰式は、図
１に示すように、Ｙ＝2.073 ＋0.019 Ｘで表わせる。
【００２４】次に、10.8Ａで５分間充電した後休止し、
休止開始の１秒後、３秒後、１５秒後、６０秒後の開路
電圧Ｙを休止時間（秒）の対数値Ｘに対しプロットして
その相関を求めた。この場合の回帰式は、図２に示すよ
うに、Ｙ＝2.447 −0.086 Ｘで表わせる。
休止開始の１秒後、３秒後、１５秒後、６０秒後の開路
電圧Ｙを休止時間（秒）の対数値Ｘに対しプロットして
その相関を求めた。この場合の回帰式は、図２に示すよ
うに、Ｙ＝2.447 −0.086 Ｘで表わせる。
【００２５】この２つの回帰式を連立させてＹを求める
と、Ｙ＝2.141(Ｖ) となり、開路電圧の近似値（近似電
圧）として用いることができる。
と、Ｙ＝2.141(Ｖ) となり、開路電圧の近似値（近似電
圧）として用いることができる。
【００２６】次に、放電深度（ＤＯＤ）25％、50％、75
％、100 ％の各状態において、同様の方法でそれぞれの
回帰式、各回帰式の交点から求めた近似電圧を求めた結
果は表１の如くである。なお、図１と図２は前記放電深
度に対応した近似電圧と休止時間（秒）の対数値との相
関を示している。 （以下、余白）
％、100 ％の各状態において、同様の方法でそれぞれの
回帰式、各回帰式の交点から求めた近似電圧を求めた結
果は表１の如くである。なお、図１と図２は前記放電深
度に対応した近似電圧と休止時間（秒）の対数値との相
関を示している。 （以下、余白）
【００２７】
【表１】
【００２８】次に、放電深度（ＤＯＤ）をＺとして近似
電圧Ｙ（Ｖ）との相関式を求めると Ｙ＝2.144 −0.002 Ｚ（図３） Ｚ＝1404.333−654.963 Ｙ（図４）
電圧Ｙ（Ｖ）との相関式を求めると Ｙ＝2.144 −0.002 Ｚ（図３） Ｚ＝1404.333−654.963 Ｙ（図４）
【００２９】従って、同様の方法で実走行中に得た近似
電圧をこの回帰式に当てはめることにより電池の放電深
度を測定することができる。
電圧をこの回帰式に当てはめることにより電池の放電深
度を測定することができる。
【００３０】尚、この実施例１では、休止開始から測定
までの経過時間を対数変換して開路電圧との相関を求め
たが、相関性を多少犠牲にしてもよいのであれば、経過
時間を対数変換しないで開路電圧との相関を求めればよ
い。
までの経過時間を対数変換して開路電圧との相関を求め
たが、相関性を多少犠牲にしてもよいのであれば、経過
時間を対数変換しないで開路電圧との相関を求めればよ
い。
【００３１】実施例２ 定格容量３５ＡＨの鉛蓄電池を１０個直列に接続し、更
に２並列構成としたものを、電気自動車の走行抵抗を模
擬負荷とする試験装置に接続し、残存容量に関するデー
タの実測を行い、推定方法の検討を行った。ここではそ
れらの実測データから放電深度に対応する近似電圧を求
め、この近似電圧と放電電力量とに関する２次回帰式を
求める事により、残存容量を推定した。図５は模擬負荷
に依る放電電力量（ＫＷＨ）と単位電池当りの近似電圧
（この測定は模擬負荷に依る放電の過程で、一時的に放
電を休止し、休止直後並びに所定時間経過後の開路電圧
を数点測定し、この開路電圧と経過時間の対数値との回
帰式において、経過時間を千秒とした時の電圧）との関
係を示す。
に２並列構成としたものを、電気自動車の走行抵抗を模
擬負荷とする試験装置に接続し、残存容量に関するデー
タの実測を行い、推定方法の検討を行った。ここではそ
れらの実測データから放電深度に対応する近似電圧を求
め、この近似電圧と放電電力量とに関する２次回帰式を
求める事により、残存容量を推定した。図５は模擬負荷
に依る放電電力量（ＫＷＨ）と単位電池当りの近似電圧
（この測定は模擬負荷に依る放電の過程で、一時的に放
電を休止し、休止直後並びに所定時間経過後の開路電圧
を数点測定し、この開路電圧と経過時間の対数値との回
帰式において、経過時間を千秒とした時の電圧）との関
係を示す。
【００３２】この図から分かるように、近似電圧は２次
回帰曲線に沿って、放電電力量の増大と共に低下してい
る。従って、図中に示すように、或る放電レベル（ＷＨ
ｎ）にある時、開路電圧下限制限値に相当する近似電圧
（Ｖ１）までの残り走行可能放電電力量（ＷＨn-1 ）
は、或る放電レベルの近似電圧（Ｖｎ）と２次回帰式と
から計算により求めることができる。この計算例は残存
容量１３８０ＷＨ、同予測量が１３９４ＷＨであり、あ
る放電レベルでの残存容量がＷＨ値で精度よく推定でき
ることが分かった。
回帰曲線に沿って、放電電力量の増大と共に低下してい
る。従って、図中に示すように、或る放電レベル（ＷＨ
ｎ）にある時、開路電圧下限制限値に相当する近似電圧
（Ｖ１）までの残り走行可能放電電力量（ＷＨn-1 ）
は、或る放電レベルの近似電圧（Ｖｎ）と２次回帰式と
から計算により求めることができる。この計算例は残存
容量１３８０ＷＨ、同予測量が１３９４ＷＨであり、あ
る放電レベルでの残存容量がＷＨ値で精度よく推定でき
ることが分かった。
【００３３】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、鉛蓄電池の残存容量を短時間で的確に知ることがで
きる。
ば、鉛蓄電池の残存容量を短時間で的確に知ることがで
きる。
【００３４】また、電気自動車の実走行中における鉛蓄
電池の残存容量を、運転条件などによる変動がなく精度
よく測定することができる。
電池の残存容量を、運転条件などによる変動がなく精度
よく測定することができる。
【図１】放電後休止して求めた経過時間と近似電圧との
相関図。
相関図。
【図２】充電後休止して求めた経過時間と近似電圧との
相関図。
相関図。
【図３】放電深度と近似電圧との相関図。
【図４】放電深度と近似電圧との相関図。
【図５】放電電力量と近似電圧との２次回帰相関図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉田 征治 大阪府高槻市城西町６番６号 湯浅電池 株式会社内 (72)発明者 稲倉 正道 大阪府高槻市城西町６番６号 湯浅電池 株式会社内 (72)発明者 樋笠 博正 香川県高松市屋島西町2109番地８ 株式 会社四国総合研究所内 (72)発明者 石川 文彦 香川県高松市屋島西町2109番地８ 株式 会社四国総合研究所内 (72)発明者 松村 茂憲 香川県高松市屋島西町2109番地８ 株式 会社四国総合研究所内 (56)参考文献 特開 平４−215083（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−134279（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−217280（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−129177（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−147279（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−131077（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 31/36
Claims (9)
- 【請求項１】 鉛蓄電池の完全充電または略充電された
状態及び異なった放電深度の状態のそれぞれにおいて、
一定放電量を放電した後休止し、休止直後ならびに所定
時間経過後の開路電圧を数点測定して、休止開始から測
定までの経過時間と開路電圧との回帰式を求め、次に先
の一定放電量と略同じ充電量を充電した後休止し、休止
直後ならびに所定時間経過後の開路電圧を数点測定し
て、休止開始から測定までの経過時間と開路電圧との回
帰式を求め、このようにして得られた２つの回帰式の交
点から放電深度に対応する電圧を求め、次にこの方法を
異なった放電深度の鉛蓄電池に適用して放電深度に対応
する近似電圧を求め、この近似電圧と放電深度との相関
式Ａを求め、この相関式Ａから鉛蓄電池の放電深度を求
めることを特徴とする鉛蓄電池の残存容量測定法。 - 【請求項２】 請求項１に記載の鉛蓄電池の残存容量測
定法において、電気自動車に搭載した鉛蓄電池において
も回帰式の交点から放電深度に対応する電圧を求め、こ
の電圧を相関式Ａに当てはめ、鉛蓄電池の放電深度を求
めることを特徴とする鉛蓄電池の残存容量測定法。 - 【請求項３】 請求項１に記載の鉛蓄電池の残存容量測
定法において、一定放電量と一定充電量の順序を逆にす
ることを特徴とする鉛蓄電池の残存容量測定法。 - 【請求項４】 請求項１に記載の鉛蓄電池の残存容量測
定法において、一定充放電量の電流を同一または略同一
にすることを特徴とする鉛蓄電池の残存容量測定法。 - 【請求項５】 請求項１に記載の鉛蓄電池の残存容量測
定法において、一定量放電または充電を行なう前に数十
秒ないし数分の休止を入れることを特徴とする鉛蓄電池
の残存容量測定法。 - 【請求項６】 請求項１に記載の鉛蓄電池の残存容量測
定法において、一定量放電または充電を行なう電流値を
電池定格容量Ｃの0.1 CA〜３CAの範囲で行なうことを特
徴とする鉛蓄電池の残存容量測定法。 - 【請求項７】 請求項１に記載の鉛蓄電池の残存容量測
定法において、２つの回帰式の交点から放電深度に対応
する電圧を求めるのに代えて、２つの回帰式のどちらか
１つを求め、経過時間の項に千秒前後の値を代入して求
めた近似電圧を放電深度として使用することを特徴とす
る鉛蓄電池の残存容量測定法。 - 【請求項８】 請求項１に記載の鉛蓄電池の残存容量測
定法において、放電及び充電後のそれぞれの休止開始か
ら測定までの経過時間と開路電圧との回帰式を求めるに
当り、経過時間を対数変換することを特徴とする鉛蓄電
池の残存容量測定法。 - 【請求項９】 請求項１に記載の鉛蓄電池の残存容量測
定法において、休止開始から測定開始までの経過時間と
開路電圧との回帰式から求めた近似電圧と、放電深度と
の相関式Ａを求めるに当り、相関式Ａに前記近似電圧と
放電電力量とに関する二次回帰式を当てはめ残存容量を
求めることを特徴とする鉛蓄電池の残存容量測定法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3183838A JP2999860B2 (ja) | 1990-09-27 | 1991-06-27 | 鉛蓄電池の残存容量測定法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25950290 | 1990-09-27 | ||
| JP2-259502 | 1990-09-27 | ||
| JP3183838A JP2999860B2 (ja) | 1990-09-27 | 1991-06-27 | 鉛蓄電池の残存容量測定法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04363679A JPH04363679A (ja) | 1992-12-16 |
| JP2999860B2 true JP2999860B2 (ja) | 2000-01-17 |
Family
ID=26502112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3183838A Expired - Lifetime JP2999860B2 (ja) | 1990-09-27 | 1991-06-27 | 鉛蓄電池の残存容量測定法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2999860B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3979397B2 (ja) | 2004-03-04 | 2007-09-19 | ソニー株式会社 | 二次電池の充電方法及び装置 |
| JP4356792B1 (ja) | 2008-05-13 | 2009-11-04 | トヨタ自動車株式会社 | 二次電池の放電制御装置 |
| WO2022103185A1 (ko) * | 2020-11-13 | 2022-05-19 | 주식회사 엘지화학 | 전지의 용량 측정 장치 및 방법, 및 상기 장치를 포함하는 전지 제어 시스템 |
-
1991
- 1991-06-27 JP JP3183838A patent/JP2999860B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04363679A (ja) | 1992-12-16 |
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