JP3076192B2 - バッテリ状態検出方法 - Google Patents
バッテリ状態検出方法Info
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- JP3076192B2 JP3076192B2 JP06064695A JP6469594A JP3076192B2 JP 3076192 B2 JP3076192 B2 JP 3076192B2 JP 06064695 A JP06064695 A JP 06064695A JP 6469594 A JP6469594 A JP 6469594A JP 3076192 B2 JP3076192 B2 JP 3076192B2
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- Japan
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- battery
- discharge current
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- correction coefficient
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- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気自動車等においてバ
ッテリ再充電の必要を知る等の用途に適用されるバッテ
リ状態検出方法に関する。
ッテリ再充電の必要を知る等の用途に適用されるバッテ
リ状態検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気自動車等においては、車両の加速等
に応じて放電電流は大きく変化し、一定ではない。すな
わち、満充電容量が同一のバッテリを使用しても、図３
に示すように、放電電流が大きくなるほど（線ｘから線
ｚへ放電電流は大きくなる）放電可能時間は短くなり、
この結果、放電可能容量（放電電流×放電時間）は小さ
くなる。したがって、例えば満充電容量から単に放電電
流の積算値を減じても正確な残存容量を得たことにはな
らない。特に電気自動車では、残存容量が少なくなると
図４に示す如くバッテリの電圧降下が大きくなるため、
一定走行を維持するために放電電流が急激に増加し、放
電可能容量が急速に小さくなる。
に応じて放電電流は大きく変化し、一定ではない。すな
わち、満充電容量が同一のバッテリを使用しても、図３
に示すように、放電電流が大きくなるほど（線ｘから線
ｚへ放電電流は大きくなる）放電可能時間は短くなり、
この結果、放電可能容量（放電電流×放電時間）は小さ
くなる。したがって、例えば満充電容量から単に放電電
流の積算値を減じても正確な残存容量を得たことにはな
らない。特に電気自動車では、残存容量が少なくなると
図４に示す如くバッテリの電圧降下が大きくなるため、
一定走行を維持するために放電電流が急激に増加し、放
電可能容量が急速に小さくなる。
【０００３】そこで、例えば特開昭６２−１７５６７８
号公報には、放電電流が所定値以下の時のバッテリ端子
電圧が一定電圧を下回ったことを確認して、再充電が必
要と判定する充電状態検知装置が示されている。
号公報には、放電電流が所定値以下の時のバッテリ端子
電圧が一定電圧を下回ったことを確認して、再充電が必
要と判定する充電状態検知装置が示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、放電電流の増
大による放電可能容量の減少はバッテリの放電分極に起
因するものであるから、これとの関連で残存容量を決定
しないと、正確にバッテリ状態を検出したことにはなら
ない。
大による放電可能容量の減少はバッテリの放電分極に起
因するものであるから、これとの関連で残存容量を決定
しないと、正確にバッテリ状態を検出したことにはなら
ない。
【０００５】本発明はかかる課題を解決するもので、放
電電流が大きく変化しても正確にバッテリの残存容量を
知ることが可能なバッテリ状態検出方法を提供すること
を目的とする。
電電流が大きく変化しても正確にバッテリの残存容量を
知ることが可能なバッテリ状態検出方法を提供すること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の方法を説明する
と、現在に先立つ所定時間内のバッテリからの平均放電
電流より補正係数を決定し、該補正係数をバッテリの満
充電容量に乗じてこれを放電可能容量となすとともに、
該放電可能容量から消費電気量を減じてバッテリの残存
容量となし、かつ上記所定時間を、バッテリの放電分極
が定常状態になる時間に応じてこれ以上の時間に設定し
たものである。
と、現在に先立つ所定時間内のバッテリからの平均放電
電流より補正係数を決定し、該補正係数をバッテリの満
充電容量に乗じてこれを放電可能容量となすとともに、
該放電可能容量から消費電気量を減じてバッテリの残存
容量となし、かつ上記所定時間を、バッテリの放電分極
が定常状態になる時間に応じてこれ以上の時間に設定し
たものである。
【０００７】上記補正係数の値は、好ましくは、バッテ
リ温度をパラメータとして、各平均放電電流値に対して
予め記憶されている。
リ温度をパラメータとして、各平均放電電流値に対して
予め記憶されている。
【０００８】
【作用】放電電流の大きさによる放電可能容量の変化
は、バッテリの分極状態の変化によるものである。した
がって、バッテリの放電分極が定常状態になる時間に応
じて所定時間を設定して、該所定時間内のバッテリから
の平均放電電流より補正係数を決定し、これにより満充
電容量を補正すれば、正確な放電可能容量が知られる。
しかして、上記放電可能容量から消費電気量を減じれ
ば、正確なバッテリの残存容量が知られる。
は、バッテリの分極状態の変化によるものである。した
がって、バッテリの放電分極が定常状態になる時間に応
じて所定時間を設定して、該所定時間内のバッテリから
の平均放電電流より補正係数を決定し、これにより満充
電容量を補正すれば、正確な放電可能容量が知られる。
しかして、上記放電可能容量から消費電気量を減じれ
ば、正確なバッテリの残存容量が知られる。
【０００９】
【実施例】本発明方法を説明するフローチャートを図１
に示す。ステップ１ではバッテリの電流および温度を測
定する。ステップ２ではバッテリ電流の方向より放電か
否か判定し、放電ならばこの間の電流を積算して放電量
Ｑｄを算出する（ステップ３）。また、充電ならばステ
ップ５でこの間の電流を積算して充電量Ｑｃを算出す
る。なお、ηは充電効率である。ステップ４では現サイ
クルに先立つ所定時間内の放電電流の平均値Ｉｍより補
正係数αを算出する。この所定時間は以下のように決定
する。
に示す。ステップ１ではバッテリの電流および温度を測
定する。ステップ２ではバッテリ電流の方向より放電か
否か判定し、放電ならばこの間の電流を積算して放電量
Ｑｄを算出する（ステップ３）。また、充電ならばステ
ップ５でこの間の電流を積算して充電量Ｑｃを算出す
る。なお、ηは充電効率である。ステップ４では現サイ
クルに先立つ所定時間内の放電電流の平均値Ｉｍより補
正係数αを算出する。この所定時間は以下のように決定
する。
【００１０】放電電流の大きさに依存する放電可能容量
の変化は、バッテリの放電分極の状態変化によるもので
ある。この放電分極は電極の気孔径、気孔率によって決
定される電解液拡散層の厚さと関係がある。そして、こ
の拡散層の厚さσと分極現象が定常状態になるまでの時
間ｔとの関係は次式により表される。 ｔ＝πσ／４Ｄ ここで、Ｄは拡散定数である。したがって、電気自動車
の走行中における放電分極の状態は、ｔ時間前から現在
までの平均放電電流を算出することによりほぼ正確に判
定することができる。例えば、鉛蓄電池の場合、拡散層
の厚さは通常２００μｍ程度であり、この場合の時間ｔ
は２００秒（３．５分）となる。そこで、本実施例では
余裕を見込んで上記所定時間を５分とする。
の変化は、バッテリの放電分極の状態変化によるもので
ある。この放電分極は電極の気孔径、気孔率によって決
定される電解液拡散層の厚さと関係がある。そして、こ
の拡散層の厚さσと分極現象が定常状態になるまでの時
間ｔとの関係は次式により表される。 ｔ＝πσ／４Ｄ ここで、Ｄは拡散定数である。したがって、電気自動車
の走行中における放電分極の状態は、ｔ時間前から現在
までの平均放電電流を算出することによりほぼ正確に判
定することができる。例えば、鉛蓄電池の場合、拡散層
の厚さは通常２００μｍ程度であり、この場合の時間ｔ
は２００秒（３．５分）となる。そこで、本実施例では
余裕を見込んで上記所定時間を５分とする。
【００１１】所定時間内の平均放電電流Ｉｍに対する補
正係数αは図２に示すように、バッテリ温度ａの時の５
時間率電流０．２Ｃにおける値を１として予めマップに
より記憶してある。図より知られる如く、この補正係数
αはバッテリ温度ａ，ｂ，ｃ（但しａ＞ｂ＞ｃ）をパラ
メータとして変化する。なお、上記平均放電電流Ｉｍの
算出は、放電時のみの電流と時間によって行い、停止中
および充電状態のものは含めない。その理由は、停止中
および充電中を含めると平均放電電流Ｉｍが非常に小さ
くなって実際の走行中の電流値と大きく異なってしまう
からである。
正係数αは図２に示すように、バッテリ温度ａの時の５
時間率電流０．２Ｃにおける値を１として予めマップに
より記憶してある。図より知られる如く、この補正係数
αはバッテリ温度ａ，ｂ，ｃ（但しａ＞ｂ＞ｃ）をパラ
メータとして変化する。なお、上記平均放電電流Ｉｍの
算出は、放電時のみの電流と時間によって行い、停止中
および充電状態のものは含めない。その理由は、停止中
および充電中を含めると平均放電電流Ｉｍが非常に小さ
くなって実際の走行中の電流値と大きく異なってしまう
からである。
【００１２】図１のステップ６では下式よりバッテリの
消費電気量Ｑｓを算出する。 Ｑｓ＝Ｑｄ−Ｑｃ 続くステップ７ではバッテリの満充電容量にステップ４
で得た補正係数αを乗じて放電可能容量を算出し、ステ
ップ８で放電可能容量より消費電気量Ｑｓを減じて残存
容量とする。
消費電気量Ｑｓを算出する。 Ｑｓ＝Ｑｄ−Ｑｃ 続くステップ７ではバッテリの満充電容量にステップ４
で得た補正係数αを乗じて放電可能容量を算出し、ステ
ップ８で放電可能容量より消費電気量Ｑｓを減じて残存
容量とする。
【００１３】かくして、最近５分間の平均放電電流Ｉｍ
の関数として補正係数αを常に更新するから、走行途中
で放電パターンが変化し、あるいは放電末期の電圧降下
による放電電流の急増が生じても、応答性良く正確なバ
ッテリの残存容量値を得ることができる。
の関数として補正係数αを常に更新するから、走行途中
で放電パターンが変化し、あるいは放電末期の電圧降下
による放電電流の急増が生じても、応答性良く正確なバ
ッテリの残存容量値を得ることができる。
【００１４】
【発明の効果】以上の如く、本発明のバッテリ状態検出
方法によれば、バッテリの放電電流が大きく変化しても
バッテリの残存容量を常に正確に知ることができ、特に
電気自動車等の動力源として使用されるバッテリの、再
充電必要時期を判定する等の用途に好適に使用できる。
方法によれば、バッテリの放電電流が大きく変化しても
バッテリの残存容量を常に正確に知ることができ、特に
電気自動車等の動力源として使用されるバッテリの、再
充電必要時期を判定する等の用途に好適に使用できる。
【図１】本発明の方法を説明するフローチャートであ
る。
る。
【図２】平均放電電流と補正係数の関係を示すグラフで
ある。
ある。
【図３】放電電流をパラメータとした放電時間とバッテ
リ端子電圧の関係を示すグラフである。
リ端子電圧の関係を示すグラフである。
【図４】一定走行を維持した場合の走行時間と放電電流
・電圧の関係を示すグラフである。
・電圧の関係を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 牧野 太輔 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式 会社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 内田 光宣 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式 会社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 加藤 豪俊 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 佐々木 虎彦 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−140654（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−262078（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−36805（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 31/36
Claims (2)
- 【請求項１】 現在に先立つ所定時間内のバッテリから
の平均放電電流より補正係数を決定し、該補正係数をバ
ッテリの満充電容量に乗じてこれを放電可能容量となす
とともに、該放電可能容量から消費電気量を減じてバッ
テリの残存容量となし、かつ上記所定時間を、バッテリ
の放電分極が定常状態になる時間に応じてこれ以上の時
間に設定したことを特徴とするバッテリ状態検出方法。 - 【請求項２】 上記補正係数の値は、バッテリ温度をパ
ラメータとして、各平均放電電流値に対して予め記憶さ
れている請求項１記載のバッテリ状態検出方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06064695A JP3076192B2 (ja) | 1994-03-07 | 1994-03-07 | バッテリ状態検出方法 |
| US08/400,082 US5680050A (en) | 1994-03-07 | 1995-03-07 | Battery condition detection method |
| US08/804,081 US5864237A (en) | 1994-03-07 | 1997-02-21 | Battery condition detection method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06064695A JP3076192B2 (ja) | 1994-03-07 | 1994-03-07 | バッテリ状態検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07244135A JPH07244135A (ja) | 1995-09-19 |
| JP3076192B2 true JP3076192B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=13265549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06064695A Expired - Fee Related JP3076192B2 (ja) | 1994-03-07 | 1994-03-07 | バッテリ状態検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3076192B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4631880B2 (ja) | 2007-07-30 | 2011-02-16 | ミツミ電機株式会社 | 電池状態検知方法 |
| WO2021142675A1 (zh) * | 2020-01-15 | 2021-07-22 | 深圳市大疆创新科技有限公司 | 电池电量计算方法、系统、电池和可移动平台 |
-
1994
- 1994-03-07 JP JP06064695A patent/JP3076192B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07244135A (ja) | 1995-09-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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