JP3197439B2 - 電気自動車用電池の管理装置 - Google Patents
電気自動車用電池の管理装置Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電気自動車の走行用電
力源である電池の寿命を管理する電気自動車用電池の管
理装置に関する。
力源である電池の寿命を管理する電気自動車用電池の管
理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気自動車の走行用電力源としては鉛蓄
電池等の電池が用いられる。この種の電池は、車両走行
に伴い放電しその残存容量（ＳＯＣ：充電状態）が低下
する。従って、電池のＳＯＣを検出し操縦者又は同乗者
（以下使用者と呼ぶ）に充電すべき旨を警告することが
好ましい。また、ＳＯＣの低下検出は電池電圧等に基づ
き実現できる。さらに、この種の電池は、充放電サイク
ルの繰り返しに伴いその残存寿命が少なくなる。従っ
て、残存寿命を評価してこれを表示するようにすれば、
使用者が残存寿命を確認可能となる。また、残存寿命
は、電解液量、電解液温度、放電率・充電率（通常充電
か均等充電か）等をそれぞれポイントに換算し総合する
ことにより、評価できる。これら、ＳＯＣ低下の警告や
残存寿命の評価の方法に関しては、例えば特開平２−２
２５８２号公報等に開示されている。
電池等の電池が用いられる。この種の電池は、車両走行
に伴い放電しその残存容量（ＳＯＣ：充電状態）が低下
する。従って、電池のＳＯＣを検出し操縦者又は同乗者
（以下使用者と呼ぶ）に充電すべき旨を警告することが
好ましい。また、ＳＯＣの低下検出は電池電圧等に基づ
き実現できる。さらに、この種の電池は、充放電サイク
ルの繰り返しに伴いその残存寿命が少なくなる。従っ
て、残存寿命を評価してこれを表示するようにすれば、
使用者が残存寿命を確認可能となる。また、残存寿命
は、電解液量、電解液温度、放電率・充電率（通常充電
か均等充電か）等をそれぞれポイントに換算し総合する
ことにより、評価できる。これら、ＳＯＣ低下の警告や
残存寿命の評価の方法に関しては、例えば特開平２−２
２５８２号公報等に開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような電
池管理を実行するのみでは、電池を長寿命化するのに十
分でない。
池管理を実行するのみでは、電池を長寿命化するのに十
分でない。
【０００４】まず、ＳＯＣが低下したことを使用者に警
告することにより、ＳＯＣが極端に低い状態（極端に深
い放電状態）に至るまでそのまま走行することは回避で
きる。すなわち、この警告は、エンジン車の燃料計と同
様に走行エネルギ源の状態を知らせる効果を有している
から、電池上がりとなり路上停車を余儀なくされるまで
走行を続けるといった事態は避けることができる。反面
で、“電池上がりが生じる前に充電を行えばよい”とい
うようにこの警告が理解される恐れがある。使用者が、
このような理解の下に未充電のまま（すなわち比較的深
い放電状態にて）電池を放置したりすると、これは電池
寿命短縮の原因となる。
告することにより、ＳＯＣが極端に低い状態（極端に深
い放電状態）に至るまでそのまま走行することは回避で
きる。すなわち、この警告は、エンジン車の燃料計と同
様に走行エネルギ源の状態を知らせる効果を有している
から、電池上がりとなり路上停車を余儀なくされるまで
走行を続けるといった事態は避けることができる。反面
で、“電池上がりが生じる前に充電を行えばよい”とい
うようにこの警告が理解される恐れがある。使用者が、
このような理解の下に未充電のまま（すなわち比較的深
い放電状態にて）電池を放置したりすると、これは電池
寿命短縮の原因となる。
【０００５】さらに、電池のＳＯＣが比較的高い状態で
あっても、電池寿命を考えると充電を行った方がよい場
合がある。例えば鉛蓄電池を浅い放電状態にて長期間放
置すると電池寿命の短縮の原因となるし、また部分充電
（満充電に至らない充電状態までしか充電しない充電操
作）が繰り返されるとやはり電池寿命の短縮の原因とな
る。このような原因による寿命短縮は満充電操作を実行
することにより回避できるが、このような充電の必要性
を使用者に知らしめることは、ＳＯＣ低下の警告のみで
は実現できない。
あっても、電池寿命を考えると充電を行った方がよい場
合がある。例えば鉛蓄電池を浅い放電状態にて長期間放
置すると電池寿命の短縮の原因となるし、また部分充電
（満充電に至らない充電状態までしか充電しない充電操
作）が繰り返されるとやはり電池寿命の短縮の原因とな
る。このような原因による寿命短縮は満充電操作を実行
することにより回避できるが、このような充電の必要性
を使用者に知らしめることは、ＳＯＣ低下の警告のみで
は実現できない。
【０００６】次に、残存寿命につながる要素をポイント
評価しその総合結果を使用者に知らせるにしても、それ
だけでは、なぜ残存寿命が短縮したのか使用者は理解で
きない。従って、どのような対処をとれば電池寿命の短
縮を抑制できるか、すなわちどの様な使い方をすれば電
池寿命を長くできるかを、使用者が体得するのが困難で
あるから、電池寿命確保延長のための充電操作はやはり
実行され得ない。
評価しその総合結果を使用者に知らせるにしても、それ
だけでは、なぜ残存寿命が短縮したのか使用者は理解で
きない。従って、どのような対処をとれば電池寿命の短
縮を抑制できるか、すなわちどの様な使い方をすれば電
池寿命を長くできるかを、使用者が体得するのが困難で
あるから、電池寿命確保延長のための充電操作はやはり
実行され得ない。
【０００７】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、充電操作又は完全
放電操作が必要であることを充放電履歴の評価結果に基
づき適当なタイミングで使用者に知らしめることによ
り、電池の充電操作又は完全放電操作が電池の寿命確保
延長に適するタイミングで実行されるようにし、ひいて
は電池の寿命を延ばして電気自動車の経済性を高めるこ
とを目的とする。
とを課題としてなされたものであり、充電操作又は完全
放電操作が必要であることを充放電履歴の評価結果に基
づき適当なタイミングで使用者に知らしめることによ
り、電池の充電操作又は完全放電操作が電池の寿命確保
延長に適するタイミングで実行されるようにし、ひいて
は電池の寿命を延ばして電気自動車の経済性を高めるこ
とを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の第１の構成は、電池の充放電履歴に
基づき、満充電状態に至らない充電状態での放置及び／
又は部分充電の繰り返しを原因とする電池の寿命短縮の
可能性を評価する手段と、使用者が降車しようとしてい
る場合に、上記可能性が大である場合に使用者に満充電
の必要性を知らせる警告を発する手段と、を備え、上記
原因によりその寿命が短縮される性質の電池（例えば鉛
蓄電池）を走行電力源として用いた電気自動車に搭載さ
れることを特徴とする。本発明は、さらに、満充電状態
に至らない充電状態での放置時間の積算値と部分充電に
係る電流量の積算値の和が大きい場合に、電池の寿命短
縮の可能性が大であると評価することを特徴とする。本
発明は、電池の充放電履歴に基づき警告しきい値を設定
し、電池のＳＯＣが警告しきい値を下回った場合に電池
の寿命短縮の可能性が大であると評価することを特徴と
する。
るために、本発明の第１の構成は、電池の充放電履歴に
基づき、満充電状態に至らない充電状態での放置及び／
又は部分充電の繰り返しを原因とする電池の寿命短縮の
可能性を評価する手段と、使用者が降車しようとしてい
る場合に、上記可能性が大である場合に使用者に満充電
の必要性を知らせる警告を発する手段と、を備え、上記
原因によりその寿命が短縮される性質の電池（例えば鉛
蓄電池）を走行電力源として用いた電気自動車に搭載さ
れることを特徴とする。本発明は、さらに、満充電状態
に至らない充電状態での放置時間の積算値と部分充電に
係る電流量の積算値の和が大きい場合に、電池の寿命短
縮の可能性が大であると評価することを特徴とする。本
発明は、電池の充放電履歴に基づき警告しきい値を設定
し、電池のＳＯＣが警告しきい値を下回った場合に電池
の寿命短縮の可能性が大であると評価することを特徴と
する。
【０００９】本発明の第２の構成は、電池の充放電履歴
に基づき、完全放電に至らない放電の繰り返しを原因と
する一次的な電圧低下、すなわちメモリー効果の可能性
を評価する手段と、使用者が降車しようとしている場合
に、上記可能性が大である場合に使用者に完全放電の必
要性を知らせる警告を発する手段と、を備え、上記原因
によりメモリー効果が発生すると予想される性質の電池
（例えばアルカリ蓄電池）を走行電力源として用いた電
気自動車に搭載されることを特徴とする。
に基づき、完全放電に至らない放電の繰り返しを原因と
する一次的な電圧低下、すなわちメモリー効果の可能性
を評価する手段と、使用者が降車しようとしている場合
に、上記可能性が大である場合に使用者に完全放電の必
要性を知らせる警告を発する手段と、を備え、上記原因
によりメモリー効果が発生すると予想される性質の電池
（例えばアルカリ蓄電池）を走行電力源として用いた電
気自動車に搭載されることを特徴とする。
【００１０】
【作用】本発明の第１の構成においては、まず、満充電
状態に至らない充電状態での放置及び／又は部分充電の
繰り返しを原因とする電池の寿命短縮の可能性が、電池
の充放電履歴に基づき評価される。この評価の結果は、
使用者が降車する際に、警告発生条件として使用され
る。すなわち、使用者が降車しようとしている場合に、
上記原因による寿命短縮の可能性が大であると使用者に
満充電の必要性が警告される。降車の時点では使用者が
操縦から解放され余裕ができるから警告に応じた充電操
作を実行するであろうし、またその時点で余裕がない場
合でも後に余裕ができた時点で充電操作を実行するであ
ろう。従って、上述の原因によりその寿命が短縮される
性質の電池、例えば鉛蓄電池を走行電力源として用いる
場合に、本構成においては、充電操作が必要であること
を電池の寿命確保延長に適するタイミングで使用者に知
らしめることができ、電池の寿命を延ばして電気自動車
の経済性を高めることができる。加えて、電池の充放電
履歴は電池のＳＯＣの挙動検出や充電制御状態に基づき
知ることができ、また使用者の降車はイグニッションス
イッチの状態等に基づき知ることができるから、上述の
構成を実施するに際して新たなハードウエアの追加は必
要でない。
状態に至らない充電状態での放置及び／又は部分充電の
繰り返しを原因とする電池の寿命短縮の可能性が、電池
の充放電履歴に基づき評価される。この評価の結果は、
使用者が降車する際に、警告発生条件として使用され
る。すなわち、使用者が降車しようとしている場合に、
上記原因による寿命短縮の可能性が大であると使用者に
満充電の必要性が警告される。降車の時点では使用者が
操縦から解放され余裕ができるから警告に応じた充電操
作を実行するであろうし、またその時点で余裕がない場
合でも後に余裕ができた時点で充電操作を実行するであ
ろう。従って、上述の原因によりその寿命が短縮される
性質の電池、例えば鉛蓄電池を走行電力源として用いる
場合に、本構成においては、充電操作が必要であること
を電池の寿命確保延長に適するタイミングで使用者に知
らしめることができ、電池の寿命を延ばして電気自動車
の経済性を高めることができる。加えて、電池の充放電
履歴は電池のＳＯＣの挙動検出や充電制御状態に基づき
知ることができ、また使用者の降車はイグニッションス
イッチの状態等に基づき知ることができるから、上述の
構成を実施するに際して新たなハードウエアの追加は必
要でない。
【００１１】また、本構成においては、満充電状態に至
らない充電状態での放置時間の積算値と部分充電に係る
電流量の積算値の和が大きい場合に、電池の寿命短縮の
可能性が大であると評価される。従って、放置時間が顕
著に長い場合には部分充電履歴の有無にかかわらず充電
の必要性が警告され、逆に部分充電が繰り返された場合
には放置時間が短くても充電の必要が警告される。この
ように、放置時間及び部分充電電流量という２種類の指
標を結合して上記評価を行うことにより、個々の使用者
による電池の使い方や充電の仕方を織り込んだ柔軟で正
確な評価が可能になる。
らない充電状態での放置時間の積算値と部分充電に係る
電流量の積算値の和が大きい場合に、電池の寿命短縮の
可能性が大であると評価される。従って、放置時間が顕
著に長い場合には部分充電履歴の有無にかかわらず充電
の必要性が警告され、逆に部分充電が繰り返された場合
には放置時間が短くても充電の必要が警告される。この
ように、放置時間及び部分充電電流量という２種類の指
標を結合して上記評価を行うことにより、個々の使用者
による電池の使い方や充電の仕方を織り込んだ柔軟で正
確な評価が可能になる。
【００１２】さらに、本構成においては、電池の充放電
履歴に基づき警告しきい値が設定され、電池のＳＯＣが
警告しきい値を下回った場合に電池の寿命短縮の可能性
が大であると評価される。すなわち、電池の充放電履歴
をＳＯＣと比較可能な警告しきい値に換算し、寿命短縮
の可能性評価をＳＯＣにて行うようにしているため、Ｓ
ＯＣ低下の検出処理と同様の処理により本構成を実現で
きる。
履歴に基づき警告しきい値が設定され、電池のＳＯＣが
警告しきい値を下回った場合に電池の寿命短縮の可能性
が大であると評価される。すなわち、電池の充放電履歴
をＳＯＣと比較可能な警告しきい値に換算し、寿命短縮
の可能性評価をＳＯＣにて行うようにしているため、Ｓ
ＯＣ低下の検出処理と同様の処理により本構成を実現で
きる。
【００１３】本発明の第２の構成においては、まず、電
池の充放電履歴に基づき、完全放電に至らない放電の繰
り返しを原因とする電池の寿命短縮の可能性が評価され
る。この構成において前提しているのは、上記原因によ
りその寿命が短縮される性質の電池、例えばアルカリ蓄
電池である。この評価の結果、上記原因による寿命短縮
の可能性が大であるとされると、使用者が降車する際に
完全放電の必要性が警告される。降車の時点では使用者
が操縦から解放され余裕ができるから警告に応じた完全
放電操作を実行するであろうし、またその時点で余裕が
ない場合でも後に余裕ができた時点で完全放電操作を実
行するであろう。従って、本構成においては、完全放電
操作が必要であることを電池の寿命確保延長に適するタ
イミングで使用者に知らしめることができ、電池の寿命
を延ばして電気自動車の経済性を高めることができる。
加えて、電池の充放電履歴は電池のＳＯＣの挙動検出や
充電制御状態に基づき知ることができ、また使用者の降
車はイグニッションスイッチの状態等に基づき知ること
ができるから、上述の構成を実施するに際して新たなハ
ードウエアの追加は必要でない。
池の充放電履歴に基づき、完全放電に至らない放電の繰
り返しを原因とする電池の寿命短縮の可能性が評価され
る。この構成において前提しているのは、上記原因によ
りその寿命が短縮される性質の電池、例えばアルカリ蓄
電池である。この評価の結果、上記原因による寿命短縮
の可能性が大であるとされると、使用者が降車する際に
完全放電の必要性が警告される。降車の時点では使用者
が操縦から解放され余裕ができるから警告に応じた完全
放電操作を実行するであろうし、またその時点で余裕が
ない場合でも後に余裕ができた時点で完全放電操作を実
行するであろう。従って、本構成においては、完全放電
操作が必要であることを電池の寿命確保延長に適するタ
イミングで使用者に知らしめることができ、電池の寿命
を延ばして電気自動車の経済性を高めることができる。
加えて、電池の充放電履歴は電池のＳＯＣの挙動検出や
充電制御状態に基づき知ることができ、また使用者の降
車はイグニッションスイッチの状態等に基づき知ること
ができるから、上述の構成を実施するに際して新たなハ
ードウエアの追加は必要でない。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について図面に
基づき説明する。
基づき説明する。
【００１５】図１には、本発明の一実施例に係る装置の
構成が示されている。この図に示される主電池１０は電
気自動車の走行電力源であり、インバータ１２を介して
モータ１４に駆動電力を供給している。モータ１４は車
両走行用の三相交流モータであり、インバータ１２を介
して電力供給を受け回転駆動し、車両を走行させる。ま
た、インバータ１２は、インバータ制御回路１６から供
給されるスイッチング制御信号に応じてスイッチング
し、モータ１４に供給する電流、ひいてはモータ１４の
出力を制御する。インバータ制御回路１６は、そのた
め、車両操縦者のアクセル操作やブレーキ操作を示す信
号を入力し、これらに応じてスイッチング制御信号を発
生させる。
構成が示されている。この図に示される主電池１０は電
気自動車の走行電力源であり、インバータ１２を介して
モータ１４に駆動電力を供給している。モータ１４は車
両走行用の三相交流モータであり、インバータ１２を介
して電力供給を受け回転駆動し、車両を走行させる。ま
た、インバータ１２は、インバータ制御回路１６から供
給されるスイッチング制御信号に応じてスイッチング
し、モータ１４に供給する電流、ひいてはモータ１４の
出力を制御する。インバータ制御回路１６は、そのた
め、車両操縦者のアクセル操作やブレーキ操作を示す信
号を入力し、これらに応じてスイッチング制御信号を発
生させる。
【００１６】インバータ制御回路１６を含む装置各部の
動作は、主制御回路１８により制御される。主制御回路
１８は、インバータ制御回路１６の他、ＳＯＣ演算回路
２０、充電制御回路２２及び時計回路２４と共に制御部
２６を構成している。制御部２６は、車載の補機電池２
８から電源供給を受けて動作する。また、制御部２６の
動作は、車両走行を開始させることを指示するためのイ
グニッション（ＩＧ）スイッチ３０や、主電池１０の充
電を指示するためのイグニッションチャージ（ＩＧＣ
Ｈ）スイッチ３２の状態に応じ、切り換る。
動作は、主制御回路１８により制御される。主制御回路
１８は、インバータ制御回路１６の他、ＳＯＣ演算回路
２０、充電制御回路２２及び時計回路２４と共に制御部
２６を構成している。制御部２６は、車載の補機電池２
８から電源供給を受けて動作する。また、制御部２６の
動作は、車両走行を開始させることを指示するためのイ
グニッション（ＩＧ）スイッチ３０や、主電池１０の充
電を指示するためのイグニッションチャージ（ＩＧＣ
Ｈ）スイッチ３２の状態に応じ、切り換る。
【００１７】図２には、主電池１０として鉛蓄電池を使
用した場合の主制御回路１８の動作の流れが示されてい
る。但し、図示の簡略化のため、主電池１０の充電に関
係しない処理は省いている。
用した場合の主制御回路１８の動作の流れが示されてい
る。但し、図示の簡略化のため、主電池１０の充電に関
係しない処理は省いている。
【００１８】ここでは、まず、ＩＧスイッチ３０及びＩ
ＧＣＨスイッチ３２が共にオフしている状態を考える。
この状態では、時計回路２４により計時が行われてい
る。ＩＧスイッチ３０がオンされると、主制御回路１８
はインバータ制御回路１６を起動させ、インバータ１２
を用いたモータ１４の出力制御を開始させる。主制御回
路１８は、ＩＧスイッチ３０がオンした時点で時計回路
２４に指令を与え計時動作を停止させると共に、ＳＯＣ
演算回路２０を起動させる。
ＧＣＨスイッチ３２が共にオフしている状態を考える。
この状態では、時計回路２４により計時が行われてい
る。ＩＧスイッチ３０がオンされると、主制御回路１８
はインバータ制御回路１６を起動させ、インバータ１２
を用いたモータ１４の出力制御を開始させる。主制御回
路１８は、ＩＧスイッチ３０がオンした時点で時計回路
２４に指令を与え計時動作を停止させると共に、ＳＯＣ
演算回路２０を起動させる。
【００１９】ＩＧスイッチ３０がオンしている間は、主
制御回路１８はモータ１４の出力制御を継続させる。そ
の際、主制御回路１８は、ＳＯＣ演算回路２０により演
算される主電池１０のＳＯＣやセンサ３４により検出さ
れる主電池１０の温度等を監視しモータ１４の出力制御
に反映させる。この実施例では、主電池１０のＳＯＣを
求めるため、主電池１０にセンサ３４が付設されてお
り、このセンサにより検出される主電池１０の充放電電
流、電圧、温度等がＳＯＣ演算回路２０に入力される。
ＳＯＣ演算回路２０は適宜満充電容量を演算設定すると
共に充放電電流量を求め、満充電容量に充放電電流量を
積算することによりＳＯＣを求める。ＳＯＣ演算回路２
０は、求めたＳＯＣを主制御回路１８に報知すると共
に、充電電流や電圧等を充電制御回路２２に報知する。
なお、ＳＯＣとしては定格容量に対する残存容量の比を
用いてもよいが、ここでは満充電容量に対する残存容量
の比を用いる。
制御回路１８はモータ１４の出力制御を継続させる。そ
の際、主制御回路１８は、ＳＯＣ演算回路２０により演
算される主電池１０のＳＯＣやセンサ３４により検出さ
れる主電池１０の温度等を監視しモータ１４の出力制御
に反映させる。この実施例では、主電池１０のＳＯＣを
求めるため、主電池１０にセンサ３４が付設されてお
り、このセンサにより検出される主電池１０の充放電電
流、電圧、温度等がＳＯＣ演算回路２０に入力される。
ＳＯＣ演算回路２０は適宜満充電容量を演算設定すると
共に充放電電流量を求め、満充電容量に充放電電流量を
積算することによりＳＯＣを求める。ＳＯＣ演算回路２
０は、求めたＳＯＣを主制御回路１８に報知すると共
に、充電電流や電圧等を充電制御回路２２に報知する。
なお、ＳＯＣとしては定格容量に対する残存容量の比を
用いてもよいが、ここでは満充電容量に対する残存容量
の比を用いる。
【００２０】ＩＧスイッチ３０がオフすると（１０
０）、主制御回路１８はこれに応じてインバータ制御回
路１６に指令を与え、モータ１４への電力供給を遮断さ
せる。また、ＩＧスイッチ３０がオフすることになるた
め、主制御回路１８は時計回路２４に指令を与え、その
計時値をリセットした上で計時を開始させる。
０）、主制御回路１８はこれに応じてインバータ制御回
路１６に指令を与え、モータ１４への電力供給を遮断さ
せる。また、ＩＧスイッチ３０がオフすることになるた
め、主制御回路１８は時計回路２４に指令を与え、その
計時値をリセットした上で計時を開始させる。
【００２１】主制御回路１８は、さらに、現時点におけ
る主電池１０のＳＯＣをＳＯＣ演算回路２０から入力
し、これを警告しきい値ＳＯＣ０と比較する（１０
２）。警告しきい値ＳＯＣ０は、後述のように主電池１
０の充放電履歴に応じて設定されており、ＳＯＣがその
値を下回った場合には主電池１０を充電すべきであると
見なすことができるような値に設定されている。ＳＯＣ
≧ＳＯＣ０が成立している場合、すなわちＳＯＣが十分
高く充放電履歴上は主電池１０を充電する必要がない場
合には、ＳＯＣはさらに所定値（図では８０％）と比較
される（１０４）。この比較は、ＳＯＣが若干低下して
おり主電池１０が浅い放電状態にあるか否かを判定する
ためのものである。従って、ステップ１０４においてＳ
ＯＣ≧８０％が成立した場合には、充放電履歴でみても
ＳＯＣ値でみても主電池１０を充電する必要がないもの
と見なし得るため、使用者に対する警告なしで、主制御
装置１８の動作が終了する。ステップ１０４においてＳ
ＯＣ＜８０％が成立した場合には、主電池１０が浅い放
電状態にあると考えられるため、主制御回路１８はブザ
ー３８を鳴音させることにより第１段階の警告を発する
（１０６）。例えば、ピ、ピ、ピ、…という断続音を出
力させる。ステップ１０２においてＳＯＣ＜ＳＯＣ０が
成立した場合には、充放電履歴から見て主電池１０を充
電すべきであると認められるため、主制御回路１８はブ
ザー３８を鳴音させることにより第２段階の警告を発す
る（１０８）。例えば、ピーという連続音を１０秒程度
出力させる。
る主電池１０のＳＯＣをＳＯＣ演算回路２０から入力
し、これを警告しきい値ＳＯＣ０と比較する（１０
２）。警告しきい値ＳＯＣ０は、後述のように主電池１
０の充放電履歴に応じて設定されており、ＳＯＣがその
値を下回った場合には主電池１０を充電すべきであると
見なすことができるような値に設定されている。ＳＯＣ
≧ＳＯＣ０が成立している場合、すなわちＳＯＣが十分
高く充放電履歴上は主電池１０を充電する必要がない場
合には、ＳＯＣはさらに所定値（図では８０％）と比較
される（１０４）。この比較は、ＳＯＣが若干低下して
おり主電池１０が浅い放電状態にあるか否かを判定する
ためのものである。従って、ステップ１０４においてＳ
ＯＣ≧８０％が成立した場合には、充放電履歴でみても
ＳＯＣ値でみても主電池１０を充電する必要がないもの
と見なし得るため、使用者に対する警告なしで、主制御
装置１８の動作が終了する。ステップ１０４においてＳ
ＯＣ＜８０％が成立した場合には、主電池１０が浅い放
電状態にあると考えられるため、主制御回路１８はブザ
ー３８を鳴音させることにより第１段階の警告を発する
（１０６）。例えば、ピ、ピ、ピ、…という断続音を出
力させる。ステップ１０２においてＳＯＣ＜ＳＯＣ０が
成立した場合には、充放電履歴から見て主電池１０を充
電すべきであると認められるため、主制御回路１８はブ
ザー３８を鳴音させることにより第２段階の警告を発す
る（１０８）。例えば、ピーという連続音を１０秒程度
出力させる。
【００２２】このように、使用者が車両から降りるべく
ＩＧスイッチ３０をオフさせた時点で主電池１０が浅い
放電状態にあれば第１段階の警告音が発せられ、充電が
必要ならば第２段階の警告音が発せられることになる。
従って、使用者は警告音の段階に応じて適宜充電操作を
実行できる。すなわち、第１に、使用者は、充電操作を
行うべきであることを警告音によって確実に知ることが
できる。第２に、発せられた警告音が第１段階の警告音
ならば、使用者は、時間的に余裕があるようなら充電操
作を行うといった自由度を持った行動を採ることができ
る。第３に、発せられた警告音が第２段階の警告音なら
ば、使用者は、充電操作を行わなければ主電池１０の寿
命短縮につながることを確実に認識できる。また、使用
者には、鉛蓄電池の特性に関する知識は必要でない。
ＩＧスイッチ３０をオフさせた時点で主電池１０が浅い
放電状態にあれば第１段階の警告音が発せられ、充電が
必要ならば第２段階の警告音が発せられることになる。
従って、使用者は警告音の段階に応じて適宜充電操作を
実行できる。すなわち、第１に、使用者は、充電操作を
行うべきであることを警告音によって確実に知ることが
できる。第２に、発せられた警告音が第１段階の警告音
ならば、使用者は、時間的に余裕があるようなら充電操
作を行うといった自由度を持った行動を採ることができ
る。第３に、発せられた警告音が第２段階の警告音なら
ば、使用者は、充電操作を行わなければ主電池１０の寿
命短縮につながることを確実に認識できる。また、使用
者には、鉛蓄電池の特性に関する知識は必要でない。
【００２３】次に、使用者が警告音に応じて、あるいは
自発的に充電操作を行ったとする。すなわち、ＩＧＣＨ
スイッチ３２をオンさせたとする。主制御回路１８は、
これに応じて時計回路２４に指令を与え、計時動作を停
止させると共に、充電制御回路２２に指令を与え充電器
３６による主電池１０の充電を開始させる。充電器３６
は、車両外部から供給される電力を用いて主電池１０を
充電する回路であり、車載としても車外設置としても構
わない。充電制御回路２２は、ＳＯＣ演算回路２０を介
して得られる情報、例えば主電池１０の電圧等に基づき
充電電流値を切換設定し、また充電段階に応じて充電時
間を設定しながら充電動作を実行させる。なお、充電シ
ーケンスとしては各種のものがすでに提案されている。
本実施例はいずれのシーケンスにも適用できる。
自発的に充電操作を行ったとする。すなわち、ＩＧＣＨ
スイッチ３２をオンさせたとする。主制御回路１８は、
これに応じて時計回路２４に指令を与え、計時動作を停
止させると共に、充電制御回路２２に指令を与え充電器
３６による主電池１０の充電を開始させる。充電器３６
は、車両外部から供給される電力を用いて主電池１０を
充電する回路であり、車載としても車外設置としても構
わない。充電制御回路２２は、ＳＯＣ演算回路２０を介
して得られる情報、例えば主電池１０の電圧等に基づき
充電電流値を切換設定し、また充電段階に応じて充電時
間を設定しながら充電動作を実行させる。なお、充電シ
ーケンスとしては各種のものがすでに提案されている。
本実施例はいずれのシーケンスにも適用できる。
【００２４】主制御回路１８は、その後、充電が終了す
るのを待つ。充電終了時におけるＳＯＣが１００％又は
これに十分近接した値である場合（１１０）、主制御回
路１８は充電量積算値Ｑｃ及び放置時間積算値Ｔ０に０
を設定し（１１２）、ステップ１１４に移行する。ステ
ップ１１４においては、主制御回路１８は、次の式に基
づき警告しきい値ＳＯＣ０を求める。この式から明らか
なように、充電量積算値Ｑｃ及び放置時間積算値Ｔ０が
０である場合警告しきい値ＳＯＣ０は最小の値（ほぼ４
０％）となる。
るのを待つ。充電終了時におけるＳＯＣが１００％又は
これに十分近接した値である場合（１１０）、主制御回
路１８は充電量積算値Ｑｃ及び放置時間積算値Ｔ０に０
を設定し（１１２）、ステップ１１４に移行する。ステ
ップ１１４においては、主制御回路１８は、次の式に基
づき警告しきい値ＳＯＣ０を求める。この式から明らか
なように、充電量積算値Ｑｃ及び放置時間積算値Ｔ０が
０である場合警告しきい値ＳＯＣ０は最小の値（ほぼ４
０％）となる。
【００２５】
【数１】ＳＯＣ０［％］＝４０＋ｋ１・（Ｑｃ＋Ａ
ｈ０）／Ａｈ０＋ｋ２・Ｔ０ 但し、Ａｈ０：主電池１０の満充電容量 ｋ１及びｋ２：係数 主制御回路１８は、ＩＧスイッチ３０がオフされるまで
（１００）、前述のモータ制御等を実行する。ＩＧスイ
ッチ３０がオフすると、前述のようにＳＯＣとＳＯＣ０
の比較やＳＯＣと所定値（８０％）の比較、更にはその
結果に応じた警告処理が実行される（１０２〜１０
８）。
ｈ０）／Ａｈ０＋ｋ２・Ｔ０ 但し、Ａｈ０：主電池１０の満充電容量 ｋ１及びｋ２：係数 主制御回路１８は、ＩＧスイッチ３０がオフされるまで
（１００）、前述のモータ制御等を実行する。ＩＧスイ
ッチ３０がオフすると、前述のようにＳＯＣとＳＯＣ０
の比較やＳＯＣと所定値（８０％）の比較、更にはその
結果に応じた警告処理が実行される（１０２〜１０
８）。
【００２６】また、主電池１０のＳＯＣが１００％に至
る前にＩＧＣＨスイッチ３２がオフされる等、充電が部
分充電で終了された場合（１１０）、主制御回路１８
は、その後ＩＧスイッチ３０がオンし時計回路２４の計
時動作を終了させた時点で、ＳＯＣ演算回路２０から当
該部分充電の充電電流量Ｉｃ・ｔを、時計回路２４から
放置時間計数値ｔ０を、それぞれ読み込む（１１６）。
ここに、Ｉｃは主電池１０の充電電流でありセンサ３４
により検出され、ｔは充電時間であり充電制御回路２２
から得られる。また時計回路２４は前述のようにＩＧス
イッチ３０及びＩＧＣＨスイッチ３２が共にオフしてい
るときに計時動作を実行しているから、放置時間計数値
ｔ０は充電が終了した後ＩＧスイッチ３０がオンするま
での時間を示している。主制御回路１８は、このように
して読み込んだ充電電流量Ｉｃ・ｔ及び放置時間計数値
ｔ０を、満充電後にリセットされている充電量積算値Ｑ
ｃ及び放置時間積算値Ｔ０にそれぞれ積算し（１１
８）、ステップ１１４を実行する。その結果得られる警
告しきい値ＳＯＣ０の値は満充電終了時のそれよりも大
きくなりまた主電池１０の充放電履歴を反映しているか
ら、使用者による車両の使い方や主電池１０の充電の仕
方を反映した警告が実現される。
る前にＩＧＣＨスイッチ３２がオフされる等、充電が部
分充電で終了された場合（１１０）、主制御回路１８
は、その後ＩＧスイッチ３０がオンし時計回路２４の計
時動作を終了させた時点で、ＳＯＣ演算回路２０から当
該部分充電の充電電流量Ｉｃ・ｔを、時計回路２４から
放置時間計数値ｔ０を、それぞれ読み込む（１１６）。
ここに、Ｉｃは主電池１０の充電電流でありセンサ３４
により検出され、ｔは充電時間であり充電制御回路２２
から得られる。また時計回路２４は前述のようにＩＧス
イッチ３０及びＩＧＣＨスイッチ３２が共にオフしてい
るときに計時動作を実行しているから、放置時間計数値
ｔ０は充電が終了した後ＩＧスイッチ３０がオンするま
での時間を示している。主制御回路１８は、このように
して読み込んだ充電電流量Ｉｃ・ｔ及び放置時間計数値
ｔ０を、満充電後にリセットされている充電量積算値Ｑ
ｃ及び放置時間積算値Ｔ０にそれぞれ積算し（１１
８）、ステップ１１４を実行する。その結果得られる警
告しきい値ＳＯＣ０の値は満充電終了時のそれよりも大
きくなりまた主電池１０の充放電履歴を反映しているか
ら、使用者による車両の使い方や主電池１０の充電の仕
方を反映した警告が実現される。
【００２７】なお、図２の制御手順は、鉛蓄電池に限ら
ず、満充電状態に至らない充電状態での放置や部分充電
の繰り返しにより寿命が短縮する性質の電池に広く適用
できる。
ず、満充電状態に至らない充電状態での放置や部分充電
の繰り返しにより寿命が短縮する性質の電池に広く適用
できる。
【００２８】図３には、主電池１０としてアルカリ蓄電
池、例えばニッケル水素、ニッケルカドミウム、ニッケ
ル金属水素化合物、ニッケル鉄等の各種の電池を使用し
た場合における主制御回路１８の動作の流れが示されて
いる。この種の電池は、浅い放電状態で充放電を繰り返
していると電極に不活性物質であるオキシ水酸化ニッケ
ルが蓄積し（このような現象をメモリー効果という）、
一次的に出力電圧が低下する性質を有している。そのた
め、図３においては、ＩＧスイッチ３０がオフした時点
で（２００）メモリ効果度Ａが警告しきい値Ａ０と比較
され（２０２）、Ａ＞Ａ０が成立した場合、すなわちメ
モリ効果が進行していると見なせる場合に、ＳＯＣが０
となるまで放電させるべき旨の警告音がブザー３８から
発せられる（２０４）。さらに、メモリ効果度Ａは、Ｓ
ＯＣ＝０に至らない放電が行われた場合に（２０６）こ
の放電に係る放電電流量Ｉｄ・ｔの積算値Ｑｄを求め
（２０８）それに所定の係数ｋを乗じて求められる値で
ある（２１０）。完全放電が行われると（２０６）、積
算値Ｑｄは０にリセットされる。従って、この実施例に
おいては、メモリ効果の進行による主電池１０の出力電
圧の低下を回避すべく、使用者に完全放電を行う旨の警
告を降車時点で与えることが可能である。使用者がアル
カリ蓄電池の特性を知っている必要もない。
池、例えばニッケル水素、ニッケルカドミウム、ニッケ
ル金属水素化合物、ニッケル鉄等の各種の電池を使用し
た場合における主制御回路１８の動作の流れが示されて
いる。この種の電池は、浅い放電状態で充放電を繰り返
していると電極に不活性物質であるオキシ水酸化ニッケ
ルが蓄積し（このような現象をメモリー効果という）、
一次的に出力電圧が低下する性質を有している。そのた
め、図３においては、ＩＧスイッチ３０がオフした時点
で（２００）メモリ効果度Ａが警告しきい値Ａ０と比較
され（２０２）、Ａ＞Ａ０が成立した場合、すなわちメ
モリ効果が進行していると見なせる場合に、ＳＯＣが０
となるまで放電させるべき旨の警告音がブザー３８から
発せられる（２０４）。さらに、メモリ効果度Ａは、Ｓ
ＯＣ＝０に至らない放電が行われた場合に（２０６）こ
の放電に係る放電電流量Ｉｄ・ｔの積算値Ｑｄを求め
（２０８）それに所定の係数ｋを乗じて求められる値で
ある（２１０）。完全放電が行われると（２０６）、積
算値Ｑｄは０にリセットされる。従って、この実施例に
おいては、メモリ効果の進行による主電池１０の出力電
圧の低下を回避すべく、使用者に完全放電を行う旨の警
告を降車時点で与えることが可能である。使用者がアル
カリ蓄電池の特性を知っている必要もない。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の第１の構
成によれば、満充電状態に至らない充電状態での放置及
び／又は部分充電の繰り返しを原因とする電池の寿命短
縮の可能性を電池の充放電履歴に基づき評価し、その結
果に基づき降車の際使用者に満充電の必要性を警告する
ようにしたため、使用者が適切なタイミングで充電操作
を実行可能となる。その結果、電池の寿命を延ばして電
気自動車の経済性を高めることができる。加えて、電池
の充放電履歴は電池のＳＯＣの挙動検出や充電制御状態
に基づき知ることができ、また使用者の降車はイグニッ
ションスイッチの状態等に基づき知ることができるか
ら、上述の構成を実施するに際して新たなハードウエア
の追加は必要でない。
成によれば、満充電状態に至らない充電状態での放置及
び／又は部分充電の繰り返しを原因とする電池の寿命短
縮の可能性を電池の充放電履歴に基づき評価し、その結
果に基づき降車の際使用者に満充電の必要性を警告する
ようにしたため、使用者が適切なタイミングで充電操作
を実行可能となる。その結果、電池の寿命を延ばして電
気自動車の経済性を高めることができる。加えて、電池
の充放電履歴は電池のＳＯＣの挙動検出や充電制御状態
に基づき知ることができ、また使用者の降車はイグニッ
ションスイッチの状態等に基づき知ることができるか
ら、上述の構成を実施するに際して新たなハードウエア
の追加は必要でない。
【００３０】また、本構成によれば、満充電状態に至ら
ない充電状態での放置時間の積算値と部分充電に係る電
流量の積算値の和が大きい場合に、電池の寿命短縮の可
能性が大であると評価するようにしたため、個々の使用
者による電池の使い方や充電の仕方を織り込んだ柔軟で
正確な評価が可能になる。
ない充電状態での放置時間の積算値と部分充電に係る電
流量の積算値の和が大きい場合に、電池の寿命短縮の可
能性が大であると評価するようにしたため、個々の使用
者による電池の使い方や充電の仕方を織り込んだ柔軟で
正確な評価が可能になる。
【００３１】さらに、本構成によれば、電池の充放電履
歴に基づき警告しきい値を設定し電池のＳＯＣが警告し
きい値を下回った場合に電池の寿命短縮の可能性が大で
あると評価するようにしたため、ＳＯＣ低下の検出と同
様の処理により実現できる。本発明の第２の構成によれ
ば、完全放電に至らない放電の繰り返しを原因とする電
池の寿命短縮の可能性を電池の充放電履歴に基づき評価
し、その結果に基づき降車の際使用者に完全放電の必要
性を警告するようにしたため、使用者が完全放電操作を
適切なタイミングで実行できる。従って、電池の寿命を
延ばして電気自動車の経済性を高めることができる。加
えて、電池の充放電履歴は電池のＳＯＣの挙動検出や充
電制御状態に基づき知ることができ、また使用者の降車
はイグニッションスイッチの状態等に基づき知ることが
できるから、上述の構成を実施するに際して新たなハー
ドウエアの追加は必要でない。
歴に基づき警告しきい値を設定し電池のＳＯＣが警告し
きい値を下回った場合に電池の寿命短縮の可能性が大で
あると評価するようにしたため、ＳＯＣ低下の検出と同
様の処理により実現できる。本発明の第２の構成によれ
ば、完全放電に至らない放電の繰り返しを原因とする電
池の寿命短縮の可能性を電池の充放電履歴に基づき評価
し、その結果に基づき降車の際使用者に完全放電の必要
性を警告するようにしたため、使用者が完全放電操作を
適切なタイミングで実行できる。従って、電池の寿命を
延ばして電気自動車の経済性を高めることができる。加
えて、電池の充放電履歴は電池のＳＯＣの挙動検出や充
電制御状態に基づき知ることができ、また使用者の降車
はイグニッションスイッチの状態等に基づき知ることが
できるから、上述の構成を実施するに際して新たなハー
ドウエアの追加は必要でない。
【図１】本発明の一実施例に係る装置の構成を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】主電池として鉛蓄電池を用いた場合に主制御回
路が実行するブザー制御動作を示すフローチャートであ
る。
路が実行するブザー制御動作を示すフローチャートであ
る。
【図３】主電池としてニッケル金属化合物蓄電池を用い
た場合に主制御回路が実行するブザー制御動作を示すフ
ローチャートである。
た場合に主制御回路が実行するブザー制御動作を示すフ
ローチャートである。
１０ 種電池 １８ 主制御回路 ２２ 充電制御回路 ２４ 時計回路 ２６ 制御部 ３０ ＩＧスイッチ ３２ ＩＧＣＨスイッチ ３６ 充電器 ３８ ブザー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 徹也 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−245397（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−105475（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−137211（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−113633（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60L 1/00 - 3/12 B60L 7/00 - 13/00 B60L 15/00 - 15/42 G01R 31/32 - 31/36 H01M 10/42 - 10/48 H02J 7/00 - 7/12 H02J 7/34 - 7/36
Claims (4)
- 【請求項１】 電池の充放電履歴に基づき、満充電状態
に至らない充電状態での放置及び／又は部分充電の繰り
返しを原因とする電池の寿命短縮の可能性を評価する手
段と、 操縦者又は同乗者が降車しようとしている場合に、上記
可能性が大である場合に操縦者又は同乗者に満充電の必
要性を知らせる警告を発する手段と、 を備え、 上記原因によりその寿命が短縮される性質の電池を走行
電力源として用いた電気自動車に搭載されることを特徴
とする管理装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の管理装置において、 満充電状態に至らない充電状態での放置時間の積算値と
部分充電に係る電流量の積算値の和が大きい場合に、電
池の寿命短縮の可能性が大であると評価することを特徴
とする管理装置。 - 【請求項３】 請求項１記載の管理装置において、 電池の充放電履歴に基づき警告しきい値を設定し、電池
の残存容量が警告しきい値を下回った場合に電池の寿命
短縮の可能性が大であると評価することを特徴とする管
理装置。 - 【請求項４】 電池の充放電履歴に基づき、完全放電に
至らない放電の繰り返しを原因とする電池の寿命短縮の
可能性を評価する手段と、 操縦者又は同乗者が降車しようとしている場合に、上記
可能性が大である場合に操縦者又は同乗者に完全放電の
必要性を知らせる警告を発する手段と、 を備え、 上記原因によりその寿命が短縮される性質の電池を走行
電力源として用いた電気自動車に搭載されることを特徴
とする管理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27391494A JP3197439B2 (ja) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | 電気自動車用電池の管理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27391494A JP3197439B2 (ja) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | 電気自動車用電池の管理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08140205A JPH08140205A (ja) | 1996-05-31 |
| JP3197439B2 true JP3197439B2 (ja) | 2001-08-13 |
Family
ID=17534333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27391494A Expired - Fee Related JP3197439B2 (ja) | 1994-11-08 | 1994-11-08 | 電気自動車用電池の管理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3197439B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014045530A (ja) * | 2012-08-24 | 2014-03-13 | Sony Corp | 電子機器システム、及び、バッテリパック |
| CN103969585B (zh) | 2013-01-31 | 2018-03-30 | 国际商业机器公司 | 评估电池的使用状况的方法和装置、相关系统和车辆 |
| US10732228B2 (en) | 2013-01-31 | 2020-08-04 | Utopus Insights, Inc. | Estimating condition of battery, related system and vehicle |
| KR20140105060A (ko) | 2013-02-21 | 2014-09-01 | 주식회사 케이티 | 전기차 배터리 관리 서비스 제공 방법 및 이를 위한 전기차 배터리 관리 서비스 제공 시스템 |
| JP6011716B2 (ja) * | 2013-04-12 | 2016-10-19 | 日産自動車株式会社 | 車両の発電制御装置および発電制御方法 |
| JP6067865B2 (ja) | 2014-04-01 | 2017-01-25 | 株式会社東芝 | 監視装置、制御装置及び制御システム |
| JP6370902B2 (ja) | 2014-06-24 | 2018-08-15 | 株式会社東芝 | 蓄電池システムの劣化制御装置及びその方法 |
| KR102424528B1 (ko) * | 2015-06-11 | 2022-07-25 | 삼성전자주식회사 | 배터리의 상태를 추정하는 장치 및 방법 |
-
1994
- 1994-11-08 JP JP27391494A patent/JP3197439B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08140205A (ja) | 1996-05-31 |
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Legal Events
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