JP3164998B2 - 電池残存容量測定装置 - Google Patents
電池残存容量測定装置Info
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Classifications
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/3644—Constructional arrangements
- G01R31/3648—Constructional arrangements comprising digital calculation means, e.g. for performing an algorithm
-
- G—PHYSICS
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- G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
- G01R31/3842—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC combining voltage and current measurements
-
- G—PHYSICS
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- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
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- G01R31/006—Testing of electric installations on transport means on road vehicles, e.g. automobiles or trucks
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- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電池残存容量測定装置に
関し、特にバッテリを採用した装置の補助電源からの電
源が停止又は投入されたときの制御に関する。
関し、特にバッテリを採用した装置の補助電源からの電
源が停止又は投入されたときの制御に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に電気自動車は、バッテリによって
動くため、バッテリの残存容量の予測については、正確
な予測が要求される。この、バッテリの残存容量を測定
する方式は以下のような方式がある。 (1) 実際にバッテリから負荷側に供給される電流量
を測定して積算し、この電流積算値と充電時の電流量か
ら残存容量を予測する電流積算方式。 (2) バッテリの端子から負荷側に放電電流が流れた
ときの端子電圧を測定することにより残存容量を予測す
る電圧検出方式。 (3) バッテリ内の電解液の比重を測定することによ
り、残存容量を予測する電解液比重方式。 (4) バッテリを負荷より解放し、開路状態における
端子電圧を測定することにより残存容量を予測する開路
電圧検出方式。 (5) バッテリの内部抵抗の変化を測定して残存容量
を予測する内部抵抗測定方式。 等がある。
動くため、バッテリの残存容量の予測については、正確
な予測が要求される。この、バッテリの残存容量を測定
する方式は以下のような方式がある。 (1) 実際にバッテリから負荷側に供給される電流量
を測定して積算し、この電流積算値と充電時の電流量か
ら残存容量を予測する電流積算方式。 (2) バッテリの端子から負荷側に放電電流が流れた
ときの端子電圧を測定することにより残存容量を予測す
る電圧検出方式。 (3) バッテリ内の電解液の比重を測定することによ
り、残存容量を予測する電解液比重方式。 (4) バッテリを負荷より解放し、開路状態における
端子電圧を測定することにより残存容量を予測する開路
電圧検出方式。 (5) バッテリの内部抵抗の変化を測定して残存容量
を予測する内部抵抗測定方式。 等がある。
【0003】例えば、(2)の電圧検出方式を採用した
特願平6−200953号の電池残存容量測定装置は、
バッテリーの端子電圧及び負荷に流れる電流を、例えば
1ms間毎にサンプリングして読み、例えば100ms
経過するまでのデータを集めて平均化して、この平均化
された電圧と電流(以下ちりばりデータという)を10
0個集めて最小2乗法を用いて近似直線を求める。
特願平6−200953号の電池残存容量測定装置は、
バッテリーの端子電圧及び負荷に流れる電流を、例えば
1ms間毎にサンプリングして読み、例えば100ms
経過するまでのデータを集めて平均化して、この平均化
された電圧と電流(以下ちりばりデータという)を10
0個集めて最小2乗法を用いて近似直線を求める。
【0004】次に、電圧と電流のちりばりデータより相
関係数rを求め,求めた相関係数rが−0.9以下かど
うかを判定し、−0.9以下の場合は、あらかじめ決め
られている所定の放電電流に対応する電圧値を算出し、
この電圧値に換算した電池残存容量を求め、表示を更新
する。
関係数rを求め,求めた相関係数rが−0.9以下かど
うかを判定し、−0.9以下の場合は、あらかじめ決め
られている所定の放電電流に対応する電圧値を算出し、
この電圧値に換算した電池残存容量を求め、表示を更新
する。
【0005】また、バッテリーというのは、温度によっ
て放電特性も相違する。このため、特願平6−2009
53号の電池残存容量測定装置においては、温度センサ
をバッテリ(メインバッテリとは異なる補助バッテリ)
に取付け、この温度センサからの温度値に基づいた残存
容量を算出している。
て放電特性も相違する。このため、特願平6−2009
53号の電池残存容量測定装置においては、温度センサ
をバッテリ(メインバッテリとは異なる補助バッテリ)
に取付け、この温度センサからの温度値に基づいた残存
容量を算出している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電圧検
出方式は電圧が常に変動するため、データの収集は容易
ではない。また開路電圧検出方式は、走行中は開路には
ならないし、電流積算方式は蓄積して平均するため、計
算が複雑、さらに内部抵抗測定方式及び電解液比重測定
方式は走行中の測定が困難であり、かつ精度、価格等の
点から好ましくなかった。
出方式は電圧が常に変動するため、データの収集は容易
ではない。また開路電圧検出方式は、走行中は開路には
ならないし、電流積算方式は蓄積して平均するため、計
算が複雑、さらに内部抵抗測定方式及び電解液比重測定
方式は走行中の測定が困難であり、かつ精度、価格等の
点から好ましくなかった。
【0007】また、バッテリーというのは、一般に電源
の供給停止直後は、その電圧は直ぐには開路電圧を示さ
ないものである。
の供給停止直後は、その電圧は直ぐには開路電圧を示さ
ないものである。
【0008】このため、イグニッションをオフ後に、直
ぐに再度オンにした場合は、開路電圧を示していないの
にもかかわらず、バッテリーの端子電圧から初期残存容
量を求めることになる。
ぐに再度オンにした場合は、開路電圧を示していないの
にもかかわらず、バッテリーの端子電圧から初期残存容
量を求めることになる。
【0009】すなわち、イグニッションオフ直後におい
て開路電圧を求めたとしても、正確ではなかった。
て開路電圧を求めたとしても、正確ではなかった。
【0010】また、バッテリーの電源投入停止直後に再
度バッテリーの電源を投入された場合は、そのときの残
存容量である初期残存容量を正確に表示することは困難
であった。
度バッテリーの電源を投入された場合は、そのときの残
存容量である初期残存容量を正確に表示することは困難
であった。
【0011】従って、イグニッションオンオフ時におい
ては、簡単な構成でかつ、複雑な演算することなく、正
確な初期残存容量を得ることができる残存容量測定装置
を得ることを目的とする。
ては、簡単な構成でかつ、複雑な演算することなく、正
確な初期残存容量を得ることができる残存容量測定装置
を得ることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1は、負荷に第1
の電力を供給する主電池に接続されたサブ電池からの第
2の電力を、前記主電池の放電電流、端子電圧を所定時
間間隔で収集して平均化し、これらの平均した放電電流
データ、電圧データ毎に、最小二乗法を用いて電圧ー電
流軸上に近似直線関数を求める手段を有するコンピュー
タに供給する電源供給制御回路を備えた残存容量測定装
置である。前記電源供給制御回路は、イグニッションの
オンに伴って前記第2の電力を前記コンピュータに供給
し、前記イグニッションがオフにされたときは、前記主
電池が開路電圧に到達する時間の経過後に前記第2の電
力の供給を停止する手段を備えている。前記コンピュー
タは、起動されている間は、前記近似直線関数と基準電
流値とから前記主電池の現在の電圧を求め、この電圧に
基づく前記主電池の残存容量を表示させる閉路残存容量
算出手段と、起動されたとき、その起動時の前記収集さ
れた前記端子電圧が前記開路電圧として読み込み、この
開路電圧に基づく予め決められている前記主電池の残存
容量を表示させる開路残存容量算出手段と、からなる残
存容量算出部を備えると共に、前記イグニッションのオ
ン後は、前記閉路残存容量算出手段を起動させ、また前
記イグニッションのオフ直後は、所定後に前記開路残存
容量算出手段を起動させる起動判定部とを備えたことを
要旨とする。
の電力を供給する主電池に接続されたサブ電池からの第
2の電力を、前記主電池の放電電流、端子電圧を所定時
間間隔で収集して平均化し、これらの平均した放電電流
データ、電圧データ毎に、最小二乗法を用いて電圧ー電
流軸上に近似直線関数を求める手段を有するコンピュー
タに供給する電源供給制御回路を備えた残存容量測定装
置である。前記電源供給制御回路は、イグニッションの
オンに伴って前記第2の電力を前記コンピュータに供給
し、前記イグニッションがオフにされたときは、前記主
電池が開路電圧に到達する時間の経過後に前記第2の電
力の供給を停止する手段を備えている。前記コンピュー
タは、起動されている間は、前記近似直線関数と基準電
流値とから前記主電池の現在の電圧を求め、この電圧に
基づく前記主電池の残存容量を表示させる閉路残存容量
算出手段と、起動されたとき、その起動時の前記収集さ
れた前記端子電圧が前記開路電圧として読み込み、この
開路電圧に基づく予め決められている前記主電池の残存
容量を表示させる開路残存容量算出手段と、からなる残
存容量算出部を備えると共に、前記イグニッションのオ
ン後は、前記閉路残存容量算出手段を起動させ、また前
記イグニッションのオフ直後は、所定後に前記開路残存
容量算出手段を起動させる起動判定部とを備えたことを
要旨とする。
【0013】請求項2は、前記起動判定手段は、前記イ
グニッションのオン直後は、前記電圧、放電電流データ
が変動してきたときに前記閉路残存容量算出手段を起動
させることを要旨とする。
グニッションのオン直後は、前記電圧、放電電流データ
が変動してきたときに前記閉路残存容量算出手段を起動
させることを要旨とする。
【0014】請求項3は、前記電源供給制御部は、前記
イグニッションのオンに伴って、前記第2の電力を充電
して前記第2の電力を前記コンピュータに供給させ、前
記イグニッションがオフになったときに、開路電圧に到
達する時間に対応する時定数で前記第2の電力の供給を
停止する回路を構成していることを要旨とする。
イグニッションのオンに伴って、前記第2の電力を充電
して前記第2の電力を前記コンピュータに供給させ、前
記イグニッションがオフになったときに、開路電圧に到
達する時間に対応する時定数で前記第2の電力の供給を
停止する回路を構成していることを要旨とする。
【0015】
【0016】
【作用】請求項1においては、イグニッションオンにさ
れると電源供給制御回路は、主電池に接続されたサブ電
池からの第2の電力をコンピュータに供給する。コンピ
ュータは、サブ電池からの第2の電力が供給されている
間は、主電池から流れる放電電流とその端子電圧とを所
定時間間隔で収集して平均化し、これらの平均した放電
電流データ、電圧データ毎に、最小二乗法を用いて近似
直線関数を電圧ー電流軸に求め、この近似直線関数と基
準値とが交わる電圧軸上の点を主電池の現在の残存容量
電圧とし、この残存容量電圧に基づく容量(表示は%)
を表示する。また、電源供給制御回路は、イグニッショ
ンオフにされると、主電池が開路電圧に復帰する時間経
過後に、第2の電池の第2の電力の供給を停止する。こ
のとき、起動判定部は所定後に開路残存容量算出手段を
起動させ、この開路残存容量算出手段が起動時における
主電池の端子電圧を開路電圧として読み込み、この開路
電圧に対応する予め決められている残存容量(%)を表
示する。すなわち、コンピュータには、イグニッション
がオフにされても、主電池が開路電圧に復帰するまでの
間は、第2の電力が供給され続けられ、所定後(主電池
の安定後)に主電池の端子電圧が開路電圧として読み込
まれるので、正確な開路電圧を得ることになる。
れると電源供給制御回路は、主電池に接続されたサブ電
池からの第2の電力をコンピュータに供給する。コンピ
ュータは、サブ電池からの第2の電力が供給されている
間は、主電池から流れる放電電流とその端子電圧とを所
定時間間隔で収集して平均化し、これらの平均した放電
電流データ、電圧データ毎に、最小二乗法を用いて近似
直線関数を電圧ー電流軸に求め、この近似直線関数と基
準値とが交わる電圧軸上の点を主電池の現在の残存容量
電圧とし、この残存容量電圧に基づく容量(表示は%)
を表示する。また、電源供給制御回路は、イグニッショ
ンオフにされると、主電池が開路電圧に復帰する時間経
過後に、第2の電池の第2の電力の供給を停止する。こ
のとき、起動判定部は所定後に開路残存容量算出手段を
起動させ、この開路残存容量算出手段が起動時における
主電池の端子電圧を開路電圧として読み込み、この開路
電圧に対応する予め決められている残存容量(%)を表
示する。すなわち、コンピュータには、イグニッション
がオフにされても、主電池が開路電圧に復帰するまでの
間は、第2の電力が供給され続けられ、所定後(主電池
の安定後)に主電池の端子電圧が開路電圧として読み込
まれるので、正確な開路電圧を得ることになる。
【0017】また、起動判定部はイグニッションオンに
された直後には、主電池の端子電圧、放電電流が変動し
てきたときに、閉路残存容量算出手段を起動させるの
で、求められた近似直線は正確になり、基準電流値とこ
の近似直線とから求められるイグニッションオン直後の
残存容量も正確になる。
された直後には、主電池の端子電圧、放電電流が変動し
てきたときに、閉路残存容量算出手段を起動させるの
で、求められた近似直線は正確になり、基準電流値とこ
の近似直線とから求められるイグニッションオン直後の
残存容量も正確になる。
【0018】また、電源供給制御部は、イグニッション
のオンに伴って、第2の電力を充電して第2の電力をコ
ンピュータに供給させ、イグニッションがオフになった
ときに、開路電圧に到達する時間に対応する時定数で第
2の電力の供給を停止する回路を構成しているので、イ
グニッションオフになったときは、この時定数の放電時
間だけ第2の電力を供給させ続けることになる。
のオンに伴って、第2の電力を充電して第2の電力をコ
ンピュータに供給させ、イグニッションがオフになった
ときに、開路電圧に到達する時間に対応する時定数で第
2の電力の供給を停止する回路を構成しているので、イ
グニッションオフになったときは、この時定数の放電時
間だけ第2の電力を供給させ続けることになる。
【0019】このとき、コンピュータの起動判定部は、
請求項3に示すように、放電電流データ、電圧も監視し
ているので、放電電流データ、電圧が変動している場合
(走行中)は、第1の残存容量算出手段を起動させ続け
るので、近似直線に基づく電圧の残存容量が表示される
ことになる。
請求項3に示すように、放電電流データ、電圧も監視し
ているので、放電電流データ、電圧が変動している場合
(走行中)は、第1の残存容量算出手段を起動させ続け
るので、近似直線に基づく電圧の残存容量が表示される
ことになる。
【0020】
【実施例】実施例では、電気自動車に搭載されたバッテ
リーの残存容量を測定する場合に本発明の電池残存容量
測定装置を用いた例とし、開路とは、負荷が動作してい
ない状態として説明する。
リーの残存容量を測定する場合に本発明の電池残存容量
測定装置を用いた例とし、開路とは、負荷が動作してい
ない状態として説明する。
【0021】図1は実施例の概略構成図である。図にお
いて、1はバッテリー3に接続された電気自動車負荷
(例えばモータ)、7は電気自動車負荷(以下単に負荷
という)に流れる電流を検出する電流センサ、9はバッ
テリ3の端子電圧を検出する電圧センサーである。
いて、1はバッテリー3に接続された電気自動車負荷
(例えばモータ)、7は電気自動車負荷(以下単に負荷
という)に流れる電流を検出する電流センサ、9はバッ
テリ3の端子電圧を検出する電圧センサーである。
【0022】12は検出値入力回路部である。検出値入
力回路部12は、I/O13、LPF15、A/D17
より構成され、電圧センサ9及び電流センサ7からバッ
テリーの放電電流及び端子電圧を検出電圧及び検出電流
として入力し、ノイズを除去してデジタル変換する。
力回路部12は、I/O13、LPF15、A/D17
より構成され、電圧センサ9及び電流センサ7からバッ
テリーの放電電流及び端子電圧を検出電圧及び検出電流
として入力し、ノイズを除去してデジタル変換する。
【0023】19はコンピュータである。コンピュータ
19のプログラム構成は、電圧−電流変化傾向算出部2
1、電圧−電流近似直線算出部25、起動判定部30、
残存容量算出部32等よりなり、電源供給制御回路40
が接続されている。
19のプログラム構成は、電圧−電流変化傾向算出部2
1、電圧−電流近似直線算出部25、起動判定部30、
残存容量算出部32等よりなり、電源供給制御回路40
が接続されている。
【0024】電圧−電流変化傾向算出部21は、検出値
入力回路部12からバッテリー3のデジタルの検出電流
及び電圧を入力し、1ms毎に、検出電流及び検出電圧
をサンプリングし、100ms毎に平均化したデータを
計算し、10秒毎に、メモリ31の電圧−電流近似直線
算出部25に記憶内容を出力する。
入力回路部12からバッテリー3のデジタルの検出電流
及び電圧を入力し、1ms毎に、検出電流及び検出電圧
をサンプリングし、100ms毎に平均化したデータを
計算し、10秒毎に、メモリ31の電圧−電流近似直線
算出部25に記憶内容を出力する。
【0025】電圧−電流近似直線算出部25は、メモリ
31から複数の電圧値と電流値とを読み、両方の誤差の
二乗総和をとり、誤差を最小にするためのa、bを求
め、このa、bに基づいて、電圧ー電流近似直線関数
(Y=aX+b)を求める。
31から複数の電圧値と電流値とを読み、両方の誤差の
二乗総和をとり、誤差を最小にするためのa、bを求
め、このa、bに基づいて、電圧ー電流近似直線関数
(Y=aX+b)を求める。
【0026】起動判定部30は、イグニッションオンに
され、バッテリー3の電圧、電流が変動していないとき
は、電源供給制御部40からの電力供給があった直後
は、バッテリー3が安定するまでは残存容量算出部32
の開路残存容量算出手段35を起動させ、変動してきた
ときは閉路残存容量算出手段34を起動させる。またイ
グニッションオフにされた直後は、バッテリー3の安定
後に開路残存容量算出手段35を起動させた後に、各部
の動作を停止させる。
され、バッテリー3の電圧、電流が変動していないとき
は、電源供給制御部40からの電力供給があった直後
は、バッテリー3が安定するまでは残存容量算出部32
の開路残存容量算出手段35を起動させ、変動してきた
ときは閉路残存容量算出手段34を起動させる。またイ
グニッションオフにされた直後は、バッテリー3の安定
後に開路残存容量算出手段35を起動させた後に、各部
の動作を停止させる。
【0027】残存容量算出部32は、閉路残存容量算出
手段34と開路残存容量算出手段35よりなる。
手段34と開路残存容量算出手段35よりなる。
【0028】閉路残存容量算出手段34は、電圧−電流
近似直線算出部25で電圧ー電流近似直線関数が求めら
れる毎に、予め決められている放電電流値Yから一次式
(Y=aX+b)に基づいて、電圧軸−電流軸上の電圧
値Xを特定し、この電圧値Xに対応する残存容量をパー
セント(1%〜100%)で求める。
近似直線算出部25で電圧ー電流近似直線関数が求めら
れる毎に、予め決められている放電電流値Yから一次式
(Y=aX+b)に基づいて、電圧軸−電流軸上の電圧
値Xを特定し、この電圧値Xに対応する残存容量をパー
セント(1%〜100%)で求める。
【0029】開路残存容量算出手段35は、起動に伴っ
て検出値入力回路12からのデータ(イグニッションオ
ン直後に負荷が停止しているときの電圧)を読み、残存
容量を求め、そのパーセントデータを表示部11に出力
する。
て検出値入力回路12からのデータ(イグニッションオ
ン直後に負荷が停止しているときの電圧)を読み、残存
容量を求め、そのパーセントデータを表示部11に出力
する。
【0030】電源供給制御回路40は、サブバッテリ4
1とパワーMOSFET43並びに、イグニッションキ
ースイッチ44、ダイオード45、抵抗46からなる直
列回路と、コンデンサ47と抵抗48(放電用)より構
成され、パワーMOSFET43のドレインはサブバッ
テリ41に接続され、ソースがコンピュータ19に接続
されている。そして、直列回路の一方はサブバッテリ4
1に、他方がパワーMOSFET43のゲートに接続さ
れ、コンデンサ47がゲートに接続されている。
1とパワーMOSFET43並びに、イグニッションキ
ースイッチ44、ダイオード45、抵抗46からなる直
列回路と、コンデンサ47と抵抗48(放電用)より構
成され、パワーMOSFET43のドレインはサブバッ
テリ41に接続され、ソースがコンピュータ19に接続
されている。そして、直列回路の一方はサブバッテリ4
1に、他方がパワーMOSFET43のゲートに接続さ
れ、コンデンサ47がゲートに接続されている。
【0031】上記のように構成された電池残存容量測定
装置について、以下に説明する。図2は、実施例の動作
を説明するフローチャートである。本例では電源供給制
御部40の動作もフローにして説明し、またイグニッシ
ョンオフ後に再度オンにしたときの動作として説明す
る。
装置について、以下に説明する。図2は、実施例の動作
を説明するフローチャートである。本例では電源供給制
御部40の動作もフローにして説明し、またイグニッシ
ョンオフ後に再度オンにしたときの動作として説明す
る。
【0032】例えばイグニッション44がオンにされる
と、ダイオード45、抵抗46、コンデンサ47を介し
てパワーMOSFET43に制御信号が出力され、パワ
ーMOSFET43がオンになり、サブバッテリ41の
電力がコンピュータ19に供給される。
と、ダイオード45、抵抗46、コンデンサ47を介し
てパワーMOSFET43に制御信号が出力され、パワ
ーMOSFET43がオンになり、サブバッテリ41の
電力がコンピュータ19に供給される。
【0033】コンピュータ19の起動判定部30は、電
源供給制御回路40から電流が供給された直後(イグニ
ッションオン直後)は、残存容量算出部32の開路残存
容量算出手段35を動作させ、電圧センサ9が検出した
開路電圧を読み(S201)、初期残存容量をパーセン
トに換算して表示部11より表示させる(S203)。
この開路残存容量算出手段35の処理については後述す
る。
源供給制御回路40から電流が供給された直後(イグニ
ッションオン直後)は、残存容量算出部32の開路残存
容量算出手段35を動作させ、電圧センサ9が検出した
開路電圧を読み(S201)、初期残存容量をパーセン
トに換算して表示部11より表示させる(S203)。
この開路残存容量算出手段35の処理については後述す
る。
【0034】この開路電圧とは、イグニッションオン直
後の車両がまだ停止しているとき(負荷が変動していな
いとき)の開路の電圧であり、初期残存容量とはこのと
きの電圧に基づいた残存容量である。従って、正確な残
存容量である。
後の車両がまだ停止しているとき(負荷が変動していな
いとき)の開路の電圧であり、初期残存容量とはこのと
きの電圧に基づいた残存容量である。従って、正確な残
存容量である。
【0035】次に、コンデンサ47の充電が終わり走行
し始めると、パワーMOSFET43からの電力は多く
なり、起動判定部30は電力供給量が多くなると開路残
存容量算出手段30を除く各部を動作させる。この電力
が多くなったとする判定は、電圧又は電流値に基づいて
いる。
し始めると、パワーMOSFET43からの電力は多く
なり、起動判定部30は電力供給量が多くなると開路残
存容量算出手段30を除く各部を動作させる。この電力
が多くなったとする判定は、電圧又は電流値に基づいて
いる。
【0036】これにより、電圧−電流変化傾向算出部2
1が電圧センサ9が検出したバッテリ3の端子電圧及び
電流センサ7が検出した電流(放電電流ともいう)を読
込み(S205)、このサンプリングデータを平均化す
る(S207)。そして、これらの平均化データより、
近似直線を求めて基準の放電電流(I=0)としたとき
の電圧軸上の交点を最小二乗法による残存容量として算
出し(S209)、この残存容量を残存容量算出部32
の閉路残存容量算出手段34がパーセントに換算して
(S211)、表示させる(S213)。この表示は例
えば、1パーセント毎に変化させる。
1が電圧センサ9が検出したバッテリ3の端子電圧及び
電流センサ7が検出した電流(放電電流ともいう)を読
込み(S205)、このサンプリングデータを平均化す
る(S207)。そして、これらの平均化データより、
近似直線を求めて基準の放電電流(I=0)としたとき
の電圧軸上の交点を最小二乗法による残存容量として算
出し(S209)、この残存容量を残存容量算出部32
の閉路残存容量算出手段34がパーセントに換算して
(S211)、表示させる(S213)。この表示は例
えば、1パーセント毎に変化させる。
【0037】このときの、電源供給制御回路40は、コ
ンデンサ47と抵抗46、FET43によりハード的
に、イグニッションはオフかどうかを判定し(S21
5)、オフになっていないときは制御をステップS20
5に移して、最小2乗法により残存容量を算出させる。
また、イグニッションがオフになったときは、開路電圧
になったかどうかを判定し(S217)、開路電圧にな
っていないときは、イグニッションがオフになるまで、
制御をステップS205に移して、最小2乗法により残
存容量を算出させる。
ンデンサ47と抵抗46、FET43によりハード的
に、イグニッションはオフかどうかを判定し(S21
5)、オフになっていないときは制御をステップS20
5に移して、最小2乗法により残存容量を算出させる。
また、イグニッションがオフになったときは、開路電圧
になったかどうかを判定し(S217)、開路電圧にな
っていないときは、イグニッションがオフになるまで、
制御をステップS205に移して、最小2乗法により残
存容量を算出させる。
【0038】そして、開路電圧になったときは、コンピ
ュータ19の電力の供給を停止する電源オフにする(S
219)。
ュータ19の電力の供給を停止する電源オフにする(S
219)。
【0039】このステップS215〜S219について
説明を補足する。例えば電気自動車が走行して停止し、
イグニッションをオフにしたときは、バッテリーという
のは直ぐに開路電圧を示さないで、ゆっくりと開路電圧
に復帰する。
説明を補足する。例えば電気自動車が走行して停止し、
イグニッションをオフにしたときは、バッテリーという
のは直ぐに開路電圧を示さないで、ゆっくりと開路電圧
に復帰する。
【0040】すなわち、走行停止してイグニッションオ
フし、直ぐに再びイグニッションをオンした場合は、バ
ッテリ41の電圧はイグニッションオフ時後とほとんど
変化しない。そこで、ステップS215〜S217に示
すように、イグニッションオフしたときは、直ぐに電源
オフとしないで、ハード的にコンデンサ47(イグニッ
ションオフしたときに開路電圧に到達する時間に対応す
る時定数にされている)によってFET43を制御する
ことによって開路電圧に到達したかどうかを判断した後
に、電源オフとするようにしている。このため、開路電
圧に到達するまでは、イグニッションオフ直前の残存容
量が表示される。
フし、直ぐに再びイグニッションをオンした場合は、バ
ッテリ41の電圧はイグニッションオフ時後とほとんど
変化しない。そこで、ステップS215〜S217に示
すように、イグニッションオフしたときは、直ぐに電源
オフとしないで、ハード的にコンデンサ47(イグニッ
ションオフしたときに開路電圧に到達する時間に対応す
る時定数にされている)によってFET43を制御する
ことによって開路電圧に到達したかどうかを判断した後
に、電源オフとするようにしている。このため、開路電
圧に到達するまでは、イグニッションオフ直前の残存容
量が表示される。
【0041】次に、イグニッション44がオフされバッ
テリ41が開路電圧に到達する時間の経過後(例えば車
庫に置かれて一日経過した場合)に、イグニッション4
4がオンにされると、起動判定部30は開路残存容量算
出手段35を動作させる。
テリ41が開路電圧に到達する時間の経過後(例えば車
庫に置かれて一日経過した場合)に、イグニッション4
4がオンにされると、起動判定部30は開路残存容量算
出手段35を動作させる。
【0042】開路残存容量算出手段35は起動に伴っ
て、開路電圧Vnを読み、この開路電圧Vnに対応する
残存容量をメモリ36から求めて、表示させる。
て、開路電圧Vnを読み、この開路電圧Vnに対応する
残存容量をメモリ36から求めて、表示させる。
【0043】これは、負荷が閉じられて(自動車が停止
しているとき)いるときのバッテリの開路電圧と残存容
量というのは、一般に図3の(a)に示すように直線的
な関係となっている。
しているとき)いるときのバッテリの開路電圧と残存容
量というのは、一般に図3の(a)に示すように直線的
な関係となっている。
【0044】このようなことから、図3の(b)に示す
ように満充電での電圧と放電終始電圧を決めておけば、
開路電圧Vnはこの図3の(b)の直線上に位置するわ
けであるから、このVnに対応する残存容量(%)は容
易に求まる。すなわち、初期残存容量は容易に正確に求
められる。
ように満充電での電圧と放電終始電圧を決めておけば、
開路電圧Vnはこの図3の(b)の直線上に位置するわ
けであるから、このVnに対応する残存容量(%)は容
易に求まる。すなわち、初期残存容量は容易に正確に求
められる。
【0045】例えば、数1に示すようにこの直線の関数
式をメモリ36に記憶して、得られた残存容量を代入す
ると、表1に示すように容易に求められる。
式をメモリ36に記憶して、得られた残存容量を代入す
ると、表1に示すように容易に求められる。
【0046】
【数1】
【表1】 また、バッテリの電圧というのは周囲温度が高温のとき
は高くなり、逆に低温のときは、低くなるものである
が、開路状態における開路電圧と残存容量の傾向とした
直線として、単にこのときの電圧値に対応する残存容量
としても正確な残存容量であるから、温度センサは必要
としない。
は高くなり、逆に低温のときは、低くなるものである
が、開路状態における開路電圧と残存容量の傾向とした
直線として、単にこのときの電圧値に対応する残存容量
としても正確な残存容量であるから、温度センサは必要
としない。
【0047】なお、上記実施例では電気自動車に用いら
れる電池残存容量測定装置として説明したが、放電電流
が激しく変動したり、変動が安定したりする装置に使用
してもよい。
れる電池残存容量測定装置として説明したが、放電電流
が激しく変動したり、変動が安定したりする装置に使用
してもよい。
【0048】さらに、回生制動があったときには、バッ
テリにはこの回生電流が充電されるが、開路状態では単
に電圧を検出して対応する残存容量を表示するだけであ
るから回生充電による残存容量の復活等については考慮
しなくとも正確な残存容量が求められる。
テリにはこの回生電流が充電されるが、開路状態では単
に電圧を検出して対応する残存容量を表示するだけであ
るから回生充電による残存容量の復活等については考慮
しなくとも正確な残存容量が求められる。
【0049】
【発明の効果】以上のように請求項1によれば、イグニ
ッションオンにされると電源供給制御回路は、主電池に
接続されたサブ電池からの第2の電力をコンピュータに
供給する。コンピュータは、サブ電池からの第2の電力
が供給されている間は、主電池から流れる放電電流とそ
の端子電圧とを所定時間間隔で収集して平均化し、これ
らの平均した放電電流データ、電圧データ毎に、最小二
乗法を用いて近似直線関数を電圧ー電流軸に求め、この
近似直線関数と基準値とが交わる電圧軸上の点を主電池
の現在の残存容量電圧とし、この残存容量電圧に基づく
容量(表示は%)を表示する。また、電源供給制御回路
は、イグニッションオフにされると、主電池が開路電圧
に復帰する時間経過後に、第2の電池の第2の電力の供
給を停止する。このとき、起動判定部は所定後に開路残
存容量算出手段を起動させ、この開路残存容量算出手段
が起動時における主電池の端子電圧を開路電圧として読
み込み、この開路電圧に対応する予め決められている残
存容量(%)を表示する。すなわち、コンピュータに
は、イグニッションがオフにされても、主電池が開路電
圧に復帰するまでの間は、第2の電力が供給され続けら
れ、所定後(主電池の安定後)に主電池の端子電圧が開
路電圧として読み込まれるので、正確な開路電圧を得る
ことができるという効果が得れている。このため、使用
者は車両を停止してイグニッションをオフにしたとき
は、後どのぐらいの残存容量があるかを正確に分かる。
ッションオンにされると電源供給制御回路は、主電池に
接続されたサブ電池からの第2の電力をコンピュータに
供給する。コンピュータは、サブ電池からの第2の電力
が供給されている間は、主電池から流れる放電電流とそ
の端子電圧とを所定時間間隔で収集して平均化し、これ
らの平均した放電電流データ、電圧データ毎に、最小二
乗法を用いて近似直線関数を電圧ー電流軸に求め、この
近似直線関数と基準値とが交わる電圧軸上の点を主電池
の現在の残存容量電圧とし、この残存容量電圧に基づく
容量(表示は%)を表示する。また、電源供給制御回路
は、イグニッションオフにされると、主電池が開路電圧
に復帰する時間経過後に、第2の電池の第2の電力の供
給を停止する。このとき、起動判定部は所定後に開路残
存容量算出手段を起動させ、この開路残存容量算出手段
が起動時における主電池の端子電圧を開路電圧として読
み込み、この開路電圧に対応する予め決められている残
存容量(%)を表示する。すなわち、コンピュータに
は、イグニッションがオフにされても、主電池が開路電
圧に復帰するまでの間は、第2の電力が供給され続けら
れ、所定後(主電池の安定後)に主電池の端子電圧が開
路電圧として読み込まれるので、正確な開路電圧を得る
ことができるという効果が得れている。このため、使用
者は車両を停止してイグニッションをオフにしたとき
は、後どのぐらいの残存容量があるかを正確に分かる。
【0050】また、イグニッションがオフにされると、
放電電流、電圧に変化が少ない場合は、近似直線を用い
ての残存容量の算出を停止して、第2の開路電圧を用い
て残存容量を表示させる。従って、イグニッションのオ
ンからオフまでの期間にわたって精度の高い残存容量を
得ることができるという効果が得られている。
放電電流、電圧に変化が少ない場合は、近似直線を用い
ての残存容量の算出を停止して、第2の開路電圧を用い
て残存容量を表示させる。従って、イグニッションのオ
ンからオフまでの期間にわたって精度の高い残存容量を
得ることができるという効果が得られている。
【0051】また、起動判定部はイグニッションオンに
された直後には、主電池の端子電圧、放電電流が変動し
てきたときに、閉路残存容量算出手段を起動させるの
で、求められた近似直線は正確になり、基準電流値とこ
の近似直線とから求められるイグニッションオン直後の
残存容量も正確になる。
された直後には、主電池の端子電圧、放電電流が変動し
てきたときに、閉路残存容量算出手段を起動させるの
で、求められた近似直線は正確になり、基準電流値とこ
の近似直線とから求められるイグニッションオン直後の
残存容量も正確になる。
【0052】さらに、電源供給制御部は、イグニッショ
ンのオンに伴って、第2の電力を充電して第2の電力を
コンピュータに供給させ、イグニッションがオフになっ
たときに、開路電圧に到達する時間に対応する時定数で
第2の電力の供給を停止する回路を構成しているので、
イグニッションオフになったときは、この時定数の放電
時間だけ第2の電力を供給させ続けることになるので、
主電池が開路電圧に到達するまでの時間だけ待って主電
池の端子電圧が測定されるので、正確な開路電圧を得る
ことができるという効果が得られている。
ンのオンに伴って、第2の電力を充電して第2の電力を
コンピュータに供給させ、イグニッションがオフになっ
たときに、開路電圧に到達する時間に対応する時定数で
第2の電力の供給を停止する回路を構成しているので、
イグニッションオフになったときは、この時定数の放電
時間だけ第2の電力を供給させ続けることになるので、
主電池が開路電圧に到達するまでの時間だけ待って主電
池の端子電圧が測定されるので、正確な開路電圧を得る
ことができるという効果が得られている。
【図1】実施例の概略構成図である。
【図2】実施例の動作を説明するフローチャートであ
る。
る。
【図3】本実施例の開路電圧に対応する残存容量の求め
方を説明する説明図である。
方を説明する説明図である。
1 電気自動車負荷 3 バッテリ 7 電流センサ 9 電圧センサ 12 検出値入力回路部 19 コンピュータ 21 電圧−電流変化傾向算出部 29 電圧−電流近似直線算出部 32 残存容量算出部 31 メモリ 34 開路残存容量算出手段 35 開路残存容量算出手段 40 電源供給制御回路
Claims (3)
- 【請求項1】 負荷に第1の電力を供給する主電池に接
続されたサブ電池からの第2の電力を、前記主電池の放
電電流、端子電圧を所定時間間隔で収集して平均化し、
これらの平均した放電電流データ、電圧データ毎に、最
小二乗法を用いて電圧ー電流軸上に近似直線関数を求め
る手段を有するコンピュータに供給する電源供給制御回
路を備えた残存容量測定装置であって、 前記電源供給制御回路は、 イグニッションのオンに伴って前記第2の電力を前記コ
ンピュータに供給し、前記イグニッションがオフにされ
たときは、前記主電池が開路電圧に到達する時間の経過
後に前記第2の電力の供給を停止する手段を備え、 前記コンピュータは、 起動されている間は、前記近似直線関数と基準電流値と
から前記主電池の現在の電圧を求め、この電圧に基づく
前記主電池の残存容量を表示させる閉路残存容量算出手
段と、 起動されたとき、その起動時の前記収集された前記端子
電圧を前記開路電圧として読み込み、この開路電圧に基
づく予め決められている前記主電池の残存容量を表示さ
せる開路残存容量算出手段と、 からなる残存容量算出部を備えると共に、 前記イグニッションのオン後は、前記閉路残存容量算出
手段を起動させ、また前記イグニッションのオフ直後
は、所定後に前記開路残存容量算出手段を起動させる起
動判定部とを有することを特徴とする電池残存容量測定
装置。 - 【請求項2】 前記起動判定手段は、 前記イグニッションのオン直後は、前記電圧、放電電流
データが変動してきたときに前記閉路残存容量算出手段
を起動させることを特徴とする請求項1記載の電池残存
容量測定装置。 - 【請求項3】 前記電源供給制御部は、 前記イグニッションのオンに伴って、前記第2の電力を
充電して前記第2の電力を前記コンピュータに供給さ
せ、前記イグニッションがオフになったときに、開路電
圧に到達する時間に対応する時定数で前記第2の電力の
供給を停止する回路を構成していることを特徴とする請
求項1又は2記載の電池残存容量測定装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08237295A JP3164998B2 (ja) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | 電池残存容量測定装置 |
US08/628,338 US5672973A (en) | 1995-04-07 | 1996-04-05 | Apparatus for monitoring battery residual capacity in mulitple modes |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP08237295A JP3164998B2 (ja) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | 電池残存容量測定装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08278351A JPH08278351A (ja) | 1996-10-22 |
JP3164998B2 true JP3164998B2 (ja) | 2001-05-14 |
Family
ID=13772765
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP08237295A Expired - Fee Related JP3164998B2 (ja) | 1995-04-07 | 1995-04-07 | 電池残存容量測定装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5672973A (ja) |
JP (1) | JP3164998B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013106697A (ja) * | 2011-11-18 | 2013-06-06 | Ya Man Ltd | ヘアーアイロン |
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JP3251499B2 (ja) * | 1996-05-31 | 2002-01-28 | 矢崎総業株式会社 | 電池残存容量測定装置 |
JP3251502B2 (ja) * | 1996-06-27 | 2002-01-28 | 矢崎総業株式会社 | 電気自動車の電池残存容量測定装置 |
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JP2001004721A (ja) | 1999-06-25 | 2001-01-12 | Yazaki Corp | 満充電電圧修正機能付きバッテリの残存容量測定装置 |
JP2001021628A (ja) | 1999-07-02 | 2001-01-26 | Yazaki Corp | 温度センサを用いた充電可能容量算出機能付きバッテリ容量測定装置 |
US6624635B1 (en) | 1999-10-23 | 2003-09-23 | Cisco Technology, Inc. | Uninterruptable power supply |
US20040100225A1 (en) * | 2002-11-20 | 2004-05-27 | Neil Robert Miles | Cooling and control system for battery charging |
JP5210511B2 (ja) * | 2006-10-26 | 2013-06-12 | 矢崎総業株式会社 | 異常検出装置 |
US20120283970A1 (en) * | 2009-11-19 | 2012-11-08 | Andre Boehm | Method and device for error-compensated current measurement of an electrical accumulator |
US8525520B2 (en) * | 2010-05-26 | 2013-09-03 | Landis+Gyr Innovations, Inc. | System and method for low battery detection |
JP5797004B2 (ja) * | 2011-05-11 | 2015-10-21 | 本田技研工業株式会社 | 電動車両のバッテリ残量推定装置 |
JP6171693B2 (ja) * | 2013-08-02 | 2017-08-02 | 株式会社Gsユアサ | 鉛蓄電池の状態判定装置及び車両 |
JP6465290B2 (ja) * | 2015-02-20 | 2019-02-06 | 三菱自動車工業株式会社 | 電動車両の制御装置 |
JP6776904B2 (ja) * | 2017-01-13 | 2020-10-28 | 株式会社デンソー | 電池パック及び電源システム |
JP7311346B2 (ja) * | 2019-07-29 | 2023-07-19 | 株式会社デンソーテン | 推定装置および推定方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS63146775U (ja) * | 1987-03-19 | 1988-09-28 | ||
US5287286A (en) * | 1989-07-31 | 1994-02-15 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Low-battery state detecting system and method for detecting the residual capacity of a battery from the variation in battery voltage |
JP3416952B2 (ja) * | 1991-11-26 | 2003-06-16 | ソニー株式会社 | 電源残余容量測定装置および電源残余容量測定回路を備えた電源装置 |
JP3193486B2 (ja) * | 1992-11-27 | 2001-07-30 | 本田技研工業株式会社 | 電動車両におけるバッテリー残量表示方法及び装置 |
JP3274287B2 (ja) * | 1994-08-25 | 2002-04-15 | 矢崎総業株式会社 | 電池残存容量測定装置 |
-
1995
- 1995-04-07 JP JP08237295A patent/JP3164998B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-04-05 US US08/628,338 patent/US5672973A/en not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013106697A (ja) * | 2011-11-18 | 2013-06-06 | Ya Man Ltd | ヘアーアイロン |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08278351A (ja) | 1996-10-22 |
US5672973A (en) | 1997-09-30 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |