JP3371588B2 - 二次電池の残存容量表示装置 - Google Patents
二次電池の残存容量表示装置Info
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- G01R31/005—Testing of electric installations on transport means
- G01R31/006—Testing of electric installations on transport means on road vehicles, e.g. automobiles or trucks
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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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、二次電池の残存容量
や総容量（満充電時の残存容量）を表示する装置に関
し、特にリチウム・イオン電池のようなイオン二次電池
に適した表示装置に関する。
や総容量（満充電時の残存容量）を表示する装置に関
し、特にリチウム・イオン電池のようなイオン二次電池
に適した表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】リチウム・イオン電池は、負極に炭素電
極を用い、その電極内にリチウムがイオンの形で存在し
ているイオン二次電池である。このようなイオン二次電
池の容量検出方法としては、例えば、電池に負荷をかけ
て放電させ、その時の電流積算量によって電池容量を検
出する方法がある。また、特開昭６４−５９０９０号公
報に記載のように、温度補正を加えた電池電圧よって電
池残存容量を求める方法や、特開平４−３６８４０１号
公報に記載のように、組電池の総電圧または任意の単電
池の電圧によって残存容量を求めるものも提案されてい
る。
極を用い、その電極内にリチウムがイオンの形で存在し
ているイオン二次電池である。このようなイオン二次電
池の容量検出方法としては、例えば、電池に負荷をかけ
て放電させ、その時の電流積算量によって電池容量を検
出する方法がある。また、特開昭６４−５９０９０号公
報に記載のように、温度補正を加えた電池電圧よって電
池残存容量を求める方法や、特開平４−３６８４０１号
公報に記載のように、組電池の総電圧または任意の単電
池の電圧によって残存容量を求めるものも提案されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来の容量検出方法においては、電池を全て放電
させなければ、その放電容量がわからない、という問題
があった。また、上記特開昭６４−５９０９０号公報に
記載の方法では、電池電圧から電池容量を求めるため、
劣化などに応じて変化する電池の総容量を検出すること
が出来ない、という問題があった。また、上記特開平４
−３６８４０１号公報に記載のものにおいては、単電池
間の容量のバラツキや内部抵抗値のバラツキによって正
確な残存容量が測定出来ない、という問題があった。ま
た、上記のような従来の方法や装置においては、残存容
量をＡｈ量で表示しているため、電池の容量と共に開回
路電圧が低下するような電池においては、同じ電力で放
電しても電池容量が少ないほど、すなわち放電電圧が低
いほどＡｈ量で示した放電電気量は大きくなるので、一
定電力で放電しても放電末期では残存容量の減少する速
度が速くなる。したがって電気自動車用の電池の場合に
は、残存電気量で何れだけの距離を走行できるのかを予
想するのが難しい、という問題があった。
ような従来の容量検出方法においては、電池を全て放電
させなければ、その放電容量がわからない、という問題
があった。また、上記特開昭６４−５９０９０号公報に
記載の方法では、電池電圧から電池容量を求めるため、
劣化などに応じて変化する電池の総容量を検出すること
が出来ない、という問題があった。また、上記特開平４
−３６８４０１号公報に記載のものにおいては、単電池
間の容量のバラツキや内部抵抗値のバラツキによって正
確な残存容量が測定出来ない、という問題があった。ま
た、上記のような従来の方法や装置においては、残存容
量をＡｈ量で表示しているため、電池の容量と共に開回
路電圧が低下するような電池においては、同じ電力で放
電しても電池容量が少ないほど、すなわち放電電圧が低
いほどＡｈ量で示した放電電気量は大きくなるので、一
定電力で放電しても放電末期では残存容量の減少する速
度が速くなる。したがって電気自動車用の電池の場合に
は、残存電気量で何れだけの距離を走行できるのかを予
想するのが難しい、という問題があった。
【０００４】本発明は、上記のごとき従来技術の問題を
解決するためになされたものであり、第１の目的は、短
時間で正確に残存容量や総容量を検出して表示すること
の出来る二次電池の残存容量表示装置を提供することで
ある。また、第２の目的は、実際に使用できる残りの電
力量が容易に判るような表示を行なうことの出来る二次
電池の残存容量表示装置を提供することである。
解決するためになされたものであり、第１の目的は、短
時間で正確に残存容量や総容量を検出して表示すること
の出来る二次電池の残存容量表示装置を提供することで
ある。また、第２の目的は、実際に使用できる残りの電
力量が容易に判るような表示を行なうことの出来る二次
電池の残存容量表示装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明においては、特許請求の範囲に記載するよう
に構成している。すなわち、請求項１に記載の発明にお
いては、二次電池の端子電圧を検出する電圧検出手段
と、上記二次電池を流れる放電電流または充電電流を検
出する電流検出手段と、上記二次電池の温度を検出する
温度検出手段と、上記各手段の検出結果に基づき、上記
電圧と電流から二次電池の内部抵抗値を演算し、また、
上記二次電池を任意の時間のあいだ放電または充電した
ときにおける放電または充電前の電池電圧Ｖ1と放電ま
たは充電後の電池電圧Ｖ2、および上記放電または充電
中の電流を積算して求めた積算容量Ｑにより、下記（数
１）式を用いて求める電池の総容量と、下記（数２）式
を用いて求める残存容量とのうちの少なくとも一方を演
算し、かつ上記演算式における残存容量を０とみなす電
池電圧Ｖ0を、上記二次電池の温度および上記内部抵抗
値に応じて変化させる演算手段と、上記の演算した総容
量と残存容量とのうちの少なくとも一方を表示する表示
手段と、を備えている。 総容量＝Ｑ×（ＶM−Ｖ0）／｜Ｖ1−Ｖ2｜ …（数１） 残存容量＝Ｑ×（Ｖ2−Ｖ0）／｜Ｖ1−Ｖ2｜ …（数２） なお、上記の充放電前や充放電後の電圧とは、開回路電
圧を意味するが、電気自動車の場合には、ラジオ用等の
微小な電流が流れている状態の電圧でも差し支えない。
また、上記の構成は、例えば後記図１の実施例に相当
し、また、残存容量を０とみなす電池電圧Ｖ0と電池の
温度および内部抵抗値との関係は、例えば後記図４、図
５の特性図に示すようになる。
め、本発明においては、特許請求の範囲に記載するよう
に構成している。すなわち、請求項１に記載の発明にお
いては、二次電池の端子電圧を検出する電圧検出手段
と、上記二次電池を流れる放電電流または充電電流を検
出する電流検出手段と、上記二次電池の温度を検出する
温度検出手段と、上記各手段の検出結果に基づき、上記
電圧と電流から二次電池の内部抵抗値を演算し、また、
上記二次電池を任意の時間のあいだ放電または充電した
ときにおける放電または充電前の電池電圧Ｖ1と放電ま
たは充電後の電池電圧Ｖ2、および上記放電または充電
中の電流を積算して求めた積算容量Ｑにより、下記（数
１）式を用いて求める電池の総容量と、下記（数２）式
を用いて求める残存容量とのうちの少なくとも一方を演
算し、かつ上記演算式における残存容量を０とみなす電
池電圧Ｖ0を、上記二次電池の温度および上記内部抵抗
値に応じて変化させる演算手段と、上記の演算した総容
量と残存容量とのうちの少なくとも一方を表示する表示
手段と、を備えている。 総容量＝Ｑ×（ＶM−Ｖ0）／｜Ｖ1−Ｖ2｜ …（数１） 残存容量＝Ｑ×（Ｖ2−Ｖ0）／｜Ｖ1−Ｖ2｜ …（数２） なお、上記の充放電前や充放電後の電圧とは、開回路電
圧を意味するが、電気自動車の場合には、ラジオ用等の
微小な電流が流れている状態の電圧でも差し支えない。
また、上記の構成は、例えば後記図１の実施例に相当
し、また、残存容量を０とみなす電池電圧Ｖ0と電池の
温度および内部抵抗値との関係は、例えば後記図４、図
５の特性図に示すようになる。
【０００６】また、請求項２に記載の発明は、単電池を
複数個直列に接続した組電池の場合に、組電池の全体に
ついて任意の電気量Ｑを放電または充電させ、そのとき
の各単電池の電圧の下降値または上昇値を上記演算式に
おける｜Ｖ1−Ｖ2｜として各単電池ごとに上記の演算を
行なうように構成したものである。また、請求項３に記
載の発明は、単電池を複数個直列に接続した組電池の場
合に、各単電池のうち最も内部抵抗値の大きい単電池に
ついて演算した残存容量を、組電池全体の残存容量とし
て出力するように構成したものである。また、請求項４
に記載の発明は、単電池を複数個直列に接続した組電池
の場合に、各単電池のうち最も電圧の低い単電池につい
て演算した残存容量を、組電池全体の残存容量として出
力するように構成したものである。また、請求項５に記
載の発明は、演算手段が上記の演算で求めたＡｈ量（ア
ンペア時）の残存容量をＷｈ量（ワット時）の電力量に
変換して出力し、表示手段は残存容量を電力量で表示す
るように構成したものである。また、請求項６に記載の
発明は、Ａｈ量で与えられた残存容量をＷｈ量の電力量
で表示するように目盛が設けられた表示手段を用いるも
のである。
複数個直列に接続した組電池の場合に、組電池の全体に
ついて任意の電気量Ｑを放電または充電させ、そのとき
の各単電池の電圧の下降値または上昇値を上記演算式に
おける｜Ｖ1−Ｖ2｜として各単電池ごとに上記の演算を
行なうように構成したものである。また、請求項３に記
載の発明は、単電池を複数個直列に接続した組電池の場
合に、各単電池のうち最も内部抵抗値の大きい単電池に
ついて演算した残存容量を、組電池全体の残存容量とし
て出力するように構成したものである。また、請求項４
に記載の発明は、単電池を複数個直列に接続した組電池
の場合に、各単電池のうち最も電圧の低い単電池につい
て演算した残存容量を、組電池全体の残存容量として出
力するように構成したものである。また、請求項５に記
載の発明は、演算手段が上記の演算で求めたＡｈ量（ア
ンペア時）の残存容量をＷｈ量（ワット時）の電力量に
変換して出力し、表示手段は残存容量を電力量で表示す
るように構成したものである。また、請求項６に記載の
発明は、Ａｈ量で与えられた残存容量をＷｈ量の電力量
で表示するように目盛が設けられた表示手段を用いるも
のである。
【０００７】また、請求項７に記載の発明は、上記演算
手段が、放電または充電の停止時点から電池電圧が安定
するまでの緩和時間中における経過時間と電池電圧との
特性を示すデータを記憶手段に予め記憶しておき、上記
データに基づいて、放電または充電の停止時点からの経
過時間に対応して安定後の電池電圧を予測し、その値を
上記放電または充電後の電池電圧Ｖ2として用いること
により、上記の演算を行なうように構成したものであ
る。また、請求項８に記載の発明は、上記演算手段が、
充放電後における安定後の電池電圧を放電電流積算量と
充電電流積算量とに対応した値として予め記憶してお
き、その記憶した値から充放電時における放電電流積算
量と充電電流積算量に対応した値を読みだし、その値を
上記の電池電圧Ｖ2として用いることにより、上記の演
算を行なうように構成したものである。
手段が、放電または充電の停止時点から電池電圧が安定
するまでの緩和時間中における経過時間と電池電圧との
特性を示すデータを記憶手段に予め記憶しておき、上記
データに基づいて、放電または充電の停止時点からの経
過時間に対応して安定後の電池電圧を予測し、その値を
上記放電または充電後の電池電圧Ｖ2として用いること
により、上記の演算を行なうように構成したものであ
る。また、請求項８に記載の発明は、上記演算手段が、
充放電後における安定後の電池電圧を放電電流積算量と
充電電流積算量とに対応した値として予め記憶してお
き、その記憶した値から充放電時における放電電流積算
量と充電電流積算量に対応した値を読みだし、その値を
上記の電池電圧Ｖ2として用いることにより、上記の演
算を行なうように構成したものである。
【０００８】
【作用】後記図２に示すように、リチウム・イオン電池
のごときイオン二次電池においては、電池容量と電池電
圧とに直線的な比例関係がある。したがって電池の残存
容量がどのような値でも、任意の時間のあいだ放電また
は充電したときの電流積算量Ｑと放電または充電前の電
圧Ｖ1、放電または充電後の電圧Ｖ2より、請求項１に記
載のごとく、（数１）式から総容量を、（数２）式から
残存容量を求めることができる。なお、総容量とは、満
充電時の残存容量（１００％時の値）である。また、上
記の演算式における残存容量を０とみなす電圧Ｖ0は、
それ以上の放電を行なうと過放電状態となって実質的に
それ以上放電出来ない値である。この値は、電池の温度
と電池の劣化程度に応じて異なった値となる。そして電
池の劣化の程度は電池の内部抵抗値に対応し、劣化の程
度が進むにつれて内部抵抗値が増加する。したがって温
度および内部抵抗値と残存容量を０とみなす電池電圧Ｖ
0との関係を予め記憶しておき、温度検出手段で求めた
温度と、電流・電圧から演算で求めた内部抵抗値とに応
じたＶ0の値を読み出して演算に用いることにより、正
確な残存容量を求めることが出来る。なお、本発明は、
イオン二次電池のように電池容量と電池電圧とに比例関
係がある電池に特に適しているが、正確に比例しない場
合でも、ほぼ対応する関係があれば適用することが出来
る。
のごときイオン二次電池においては、電池容量と電池電
圧とに直線的な比例関係がある。したがって電池の残存
容量がどのような値でも、任意の時間のあいだ放電また
は充電したときの電流積算量Ｑと放電または充電前の電
圧Ｖ1、放電または充電後の電圧Ｖ2より、請求項１に記
載のごとく、（数１）式から総容量を、（数２）式から
残存容量を求めることができる。なお、総容量とは、満
充電時の残存容量（１００％時の値）である。また、上
記の演算式における残存容量を０とみなす電圧Ｖ0は、
それ以上の放電を行なうと過放電状態となって実質的に
それ以上放電出来ない値である。この値は、電池の温度
と電池の劣化程度に応じて異なった値となる。そして電
池の劣化の程度は電池の内部抵抗値に対応し、劣化の程
度が進むにつれて内部抵抗値が増加する。したがって温
度および内部抵抗値と残存容量を０とみなす電池電圧Ｖ
0との関係を予め記憶しておき、温度検出手段で求めた
温度と、電流・電圧から演算で求めた内部抵抗値とに応
じたＶ0の値を読み出して演算に用いることにより、正
確な残存容量を求めることが出来る。なお、本発明は、
イオン二次電池のように電池容量と電池電圧とに比例関
係がある電池に特に適しているが、正確に比例しない場
合でも、ほぼ対応する関係があれば適用することが出来
る。
【０００９】また、複数個の単電池を直列に接続した組
電池においては、放電または充電時に流れる電流は全て
の単電池において同じ値であるが、それによって生じる
電池電圧の変化は、各単電池の容量に応じて異なってい
る。したがって、請求項２に記載のごとく、任意の電気
量Ｑを放電または充電させた場合における各単電池の電
圧変化｜Ｖ1−Ｖ2｜を測定することにより、各単電池ご
との容量を検出することが出来る。
電池においては、放電または充電時に流れる電流は全て
の単電池において同じ値であるが、それによって生じる
電池電圧の変化は、各単電池の容量に応じて異なってい
る。したがって、請求項２に記載のごとく、任意の電気
量Ｑを放電または充電させた場合における各単電池の電
圧変化｜Ｖ1−Ｖ2｜を測定することにより、各単電池ご
との容量を検出することが出来る。
【００１０】また、複数の単電池を直列に接続した組電
池においては、最も残存容量の少ない単電池で残存容量
の値が制約されてしまう。すなわち、各単電池が直列に
接続されているため、或る単電池の残存容量が０になれ
ば、他の単電池に電気量が残っていても組電池全体とし
て放電を終了しなければならない。したがって表示手段
で表示する残存容量としては、最も劣化の進んだ単電池
の値を表示すればよい。そのためには請求項３に記載の
ように、前記の充放電中に測定した各単電池の電圧と電
流から各単電池の内部抵抗値を演算し、それらのうちで
最も内部抵抗値の大きな単電池についてのみ残存容量を
演算し、それを表示すればよい。また、劣化の程度は単
電池の端子電圧にも現われるので、各単電池の内部抵抗
値にあまり差がない場合には、請求項４に記載のよう
に、放電中に最も低い電圧を示した単電池ついて残存容
量を測定してもよい。
池においては、最も残存容量の少ない単電池で残存容量
の値が制約されてしまう。すなわち、各単電池が直列に
接続されているため、或る単電池の残存容量が０になれ
ば、他の単電池に電気量が残っていても組電池全体とし
て放電を終了しなければならない。したがって表示手段
で表示する残存容量としては、最も劣化の進んだ単電池
の値を表示すればよい。そのためには請求項３に記載の
ように、前記の充放電中に測定した各単電池の電圧と電
流から各単電池の内部抵抗値を演算し、それらのうちで
最も内部抵抗値の大きな単電池についてのみ残存容量を
演算し、それを表示すればよい。また、劣化の程度は単
電池の端子電圧にも現われるので、各単電池の内部抵抗
値にあまり差がない場合には、請求項４に記載のよう
に、放電中に最も低い電圧を示した単電池ついて残存容
量を測定してもよい。
【００１１】また、前記の演算式で求めた残存容量は、
Ａｈ量であるが、電池の容量と共に開回路電圧が低下す
るような電池においては、同じ電力で放電しても電池容
量が少ないほど、すなわち放電電圧が低いほどＡｈ量で
示した放電電気量は大きくなるので、一定電力で放電し
ても放電末期では残存容量の減少する速度が速くなる。
したがって電気自動車用の電池の場合には、残存電気量
で何れだけの距離を走行できるのかを予想するのが難し
い。そのため、請求項５、請求項６においては、使用で
きる残りの電気量が一目で判るＷｈ量の電力量で表示す
るようにしたものである。特に、請求項６においては、
演算手段からはＡｈ量のままで出力し、それを表示手段
でＷｈ量で表示することが出来るので、Ａｈ量からＷｈ
量への換算演算が不要となり、演算内容を簡略化するこ
とが出来る。
Ａｈ量であるが、電池の容量と共に開回路電圧が低下す
るような電池においては、同じ電力で放電しても電池容
量が少ないほど、すなわち放電電圧が低いほどＡｈ量で
示した放電電気量は大きくなるので、一定電力で放電し
ても放電末期では残存容量の減少する速度が速くなる。
したがって電気自動車用の電池の場合には、残存電気量
で何れだけの距離を走行できるのかを予想するのが難し
い。そのため、請求項５、請求項６においては、使用で
きる残りの電気量が一目で判るＷｈ量の電力量で表示す
るようにしたものである。特に、請求項６においては、
演算手段からはＡｈ量のままで出力し、それを表示手段
でＷｈ量で表示することが出来るので、Ａｈ量からＷｈ
量への換算演算が不要となり、演算内容を簡略化するこ
とが出来る。
【００１２】また、請求項７においては、放電または充
電の停止時点から電池電圧が安定するまでの緩和時間中
において、予め記憶しておいた緩和時間中における経過
時間と電池電圧との特性を示すデータから電池電圧が安
定したときにおけるＶ2の値を予測し、それを用いて短
い停止時間中でも残存容量を検出することが出来るよう
に構成したものである。また、請求項８においては、上
記の電圧が安定したときにおけるＶ2の値を、予め記憶
しておいた放電電流積算量と充電電流積算量との関係か
ら推定するように構成したものである。
電の停止時点から電池電圧が安定するまでの緩和時間中
において、予め記憶しておいた緩和時間中における経過
時間と電池電圧との特性を示すデータから電池電圧が安
定したときにおけるＶ2の値を予測し、それを用いて短
い停止時間中でも残存容量を検出することが出来るよう
に構成したものである。また、請求項８においては、上
記の電圧が安定したときにおけるＶ2の値を、予め記憶
しておいた放電電流積算量と充電電流積算量との関係か
ら推定するように構成したものである。
【００１３】
【実施例】以下、この発明を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の一実施例のブロック図である。図１に
おいて、組電池１は、複数個の単電池１ａ〜１ｎから構
成されている。各単電池は例えばリチウム・イオン電池
のようなイオン二次電池である。なお、実際の電気自動
車用組電池の場合には数十個〜数百個の単電池を直列接
続したものが用いられる。また、端子とは充電時に
は充電器に、放電時には負荷に接続される。電流検出手
段５は上記の放電または充電中における電流を検出す
る。
図１は、本発明の一実施例のブロック図である。図１に
おいて、組電池１は、複数個の単電池１ａ〜１ｎから構
成されている。各単電池は例えばリチウム・イオン電池
のようなイオン二次電池である。なお、実際の電気自動
車用組電池の場合には数十個〜数百個の単電池を直列接
続したものが用いられる。また、端子とは充電時に
は充電器に、放電時には負荷に接続される。電流検出手
段５は上記の放電または充電中における電流を検出す
る。
【００１４】また、３ａ〜３ｂは各単電池の端子電圧を
検出する電圧検出手段である。このように電圧検出手段
を各単電池ごとに別個に設けたのは、各単電池が直列に
接続されているため、基準となる電位（各単電池のマイ
ナス端子電位）が異なることによる。なお、組電池１の
マイナス端子から各単電池のプラス端子までの電圧と、
一つ下位の単電池までの積算電圧との差を求めるような
回路を設けることによっても各単電池の電圧を求めるこ
とが出来る。
検出する電圧検出手段である。このように電圧検出手段
を各単電池ごとに別個に設けたのは、各単電池が直列に
接続されているため、基準となる電位（各単電池のマイ
ナス端子電位）が異なることによる。なお、組電池１の
マイナス端子から各単電池のプラス端子までの電圧と、
一つ下位の単電池までの積算電圧との差を求めるような
回路を設けることによっても各単電池の電圧を求めるこ
とが出来る。
【００１５】また、４は組電池の温度を検出する電池温
度検出手段である。この電池温度検出手段４は、各単電
池ごとに設けてそれぞれの温度を検出してもよいし、或
いは組電池を収納する筐体内に１個設けて組電池の雰囲
気温度を検出してもよい。
度検出手段である。この電池温度検出手段４は、各単電
池ごとに設けてそれぞれの温度を検出してもよいし、或
いは組電池を収納する筐体内に１個設けて組電池の雰囲
気温度を検出してもよい。
【００１６】また、ＣＰＵ６は、上記の電流検出手段
５、電圧検出手段３および電池温度検出手段４の信号に
基づき、内蔵したメモリ６ａに記憶されているデータを
用いて演算を行ない、残存容量および総容量を求める。
そしてその演算結果は表示手段２で表示される。なお、
電流検出手段５は、例えば放電または充電の電流路に直
列に低抵抗を接続し、その両端の電圧を増幅回路を介し
て出力する手段を用いることが出来る。また、電圧検出
手段３は、例えば電池の端子電圧をバッファ回路を介し
て出力する手段を用いることが出来る。また、表示手段
２は、例えば液晶表示器のような表示装置、或いは通常
の可動コイル式のメータ等を用いることが出来る。
５、電圧検出手段３および電池温度検出手段４の信号に
基づき、内蔵したメモリ６ａに記憶されているデータを
用いて演算を行ない、残存容量および総容量を求める。
そしてその演算結果は表示手段２で表示される。なお、
電流検出手段５は、例えば放電または充電の電流路に直
列に低抵抗を接続し、その両端の電圧を増幅回路を介し
て出力する手段を用いることが出来る。また、電圧検出
手段３は、例えば電池の端子電圧をバッファ回路を介し
て出力する手段を用いることが出来る。また、表示手段
２は、例えば液晶表示器のような表示装置、或いは通常
の可動コイル式のメータ等を用いることが出来る。
【００１７】次に作用を説明する。組電池１を任意の時
間のあいだ放電または充電する。そしてＣＰＵ６は、そ
の間に電流検出手段５で検出された電流値の積算量を演
算し、かつ電圧検出手段３で検出された電圧から放電ま
たは充電の前と後の電圧値を演算し、それらに基づい
て、電池の総容量と残存容量を算出する。なお、上記の
充放電前や充放電後の電圧とは、開回路電圧を意味する
が、電気自動車の場合には、ラジオ用等の微小な電流が
流れている状態の電圧でも差し支えない。
間のあいだ放電または充電する。そしてＣＰＵ６は、そ
の間に電流検出手段５で検出された電流値の積算量を演
算し、かつ電圧検出手段３で検出された電圧から放電ま
たは充電の前と後の電圧値を演算し、それらに基づい
て、電池の総容量と残存容量を算出する。なお、上記の
充放電前や充放電後の電圧とは、開回路電圧を意味する
が、電気自動車の場合には、ラジオ用等の微小な電流が
流れている状態の電圧でも差し支えない。
【００１８】次に、上記の算出方法について説明する。
図２は、イオン二次電池における電圧Ｖと電池容量
（％）との関係を示す特性図である。図２に示すよう
に、負極に結晶化度の低い炭素材料を用いたイオン二次
電池は、電池容量と電池電圧とに直線関係がある。した
がって電池の残存容量がどのような値でも、任意の時間
のあいだ放電または充電したときの電流積算量Ｑと、放
電または充電前の電圧Ｖ1、放電または充電後の電圧Ｖ2
より、次式によって総容量と残存容量を求めることがで
きる。なお、総容量とは、図２から判るように満充電時
の残存容量（１００％時の値）である。 総容量＝Ｑ×（ＶM−Ｖ0）／｜Ｖ1−Ｖ2｜ …（数１） 残存容量＝Ｑ×（Ｖ2−Ｖ0）／｜Ｖ1−Ｖ2｜ …（数２） ただし、ＶM：満充電状態での電池電圧 Ｖ0：残存容量を０とみなす電池電圧。
図２は、イオン二次電池における電圧Ｖと電池容量
（％）との関係を示す特性図である。図２に示すよう
に、負極に結晶化度の低い炭素材料を用いたイオン二次
電池は、電池容量と電池電圧とに直線関係がある。した
がって電池の残存容量がどのような値でも、任意の時間
のあいだ放電または充電したときの電流積算量Ｑと、放
電または充電前の電圧Ｖ1、放電または充電後の電圧Ｖ2
より、次式によって総容量と残存容量を求めることがで
きる。なお、総容量とは、図２から判るように満充電時
の残存容量（１００％時の値）である。 総容量＝Ｑ×（ＶM−Ｖ0）／｜Ｖ1−Ｖ2｜ …（数１） 残存容量＝Ｑ×（Ｖ2−Ｖ0）／｜Ｖ1−Ｖ2｜ …（数２） ただし、ＶM：満充電状態での電池電圧 Ｖ0：残存容量を０とみなす電池電圧。
【００１９】上記の残存容量を０とみなす電池電圧Ｖ0
は、厳密に化学的な意味における残存容量０ではない
が、それ以上の放電を行なうと過放電状態となって実質
的にそれ以上放電出来ない値である。この値は、電池の
温度と電池の劣化程度に応じて異なった値となる。な
お、電池の劣化の程度は電池の内部抵抗値に対応し、劣
化の程度が進むにつれて内部抵抗値が増加する。したが
って温度および内部抵抗値と残存容量を０とみなす電池
電圧Ｖ0との関係を予めメモリ６ａに記憶させておき、
電池温度検出手段４で求めた温度および内部抵抗値に応
じたＶ0の値を読み出して演算に用いる。なお、内部抵
抗値は電流検出手段５で検出した電流値と電圧検出手段
３で求めた電圧値とから演算で求める。
は、厳密に化学的な意味における残存容量０ではない
が、それ以上の放電を行なうと過放電状態となって実質
的にそれ以上放電出来ない値である。この値は、電池の
温度と電池の劣化程度に応じて異なった値となる。な
お、電池の劣化の程度は電池の内部抵抗値に対応し、劣
化の程度が進むにつれて内部抵抗値が増加する。したが
って温度および内部抵抗値と残存容量を０とみなす電池
電圧Ｖ0との関係を予めメモリ６ａに記憶させておき、
電池温度検出手段４で求めた温度および内部抵抗値に応
じたＶ0の値を読み出して演算に用いる。なお、内部抵
抗値は電流検出手段５で検出した電流値と電圧検出手段
３で求めた電圧値とから演算で求める。
【００２０】図４は上記の残存容量を０とみなす電池電
圧Ｖ0と電池温度との関係を示す特性図、図５は残存容
量を０とみなす電池電圧Ｖ0と内部抵抗値との関係を示
す特性図である。なお、図４は内部抵抗値が所定の値に
おける温度特性を示したものであり、実際には内部抵抗
の値に応じて複数の特性曲線がある。同様に、図５は温
度が所定の値における内部抵抗値特性を示したものであ
り、温度に応じて複数の特性曲線がある。すなわち、図
４と図５を組み合わせたものが実際の特性図となり、そ
の図から残存容量を０とみなす電池電圧Ｖ0が一意的に
求められる。このような値を予め実験で求めてメモリ６
ａに記憶させておけばよい。
圧Ｖ0と電池温度との関係を示す特性図、図５は残存容
量を０とみなす電池電圧Ｖ0と内部抵抗値との関係を示
す特性図である。なお、図４は内部抵抗値が所定の値に
おける温度特性を示したものであり、実際には内部抵抗
の値に応じて複数の特性曲線がある。同様に、図５は温
度が所定の値における内部抵抗値特性を示したものであ
り、温度に応じて複数の特性曲線がある。すなわち、図
４と図５を組み合わせたものが実際の特性図となり、そ
の図から残存容量を０とみなす電池電圧Ｖ0が一意的に
求められる。このような値を予め実験で求めてメモリ６
ａに記憶させておけばよい。
【００２１】また、図２に示す直線は温度によって変化
する。したがって電池温度検出手段４で求めた温度に応
じて温度補償を行なうことにより、より正確に容量を検
出することができる。例えば、温度が上昇すると電池電
圧も上昇するので、基準温度からの偏差に応じて検出し
た電圧を補正してやればよい。ただし、上記の温度によ
る電池電圧の変化は、０.０１Ｖ／１０℃以内であり、
測定誤差や、検出の簡便さを考えると、この温度補正は
必ずしも必要ではない。
する。したがって電池温度検出手段４で求めた温度に応
じて温度補償を行なうことにより、より正確に容量を検
出することができる。例えば、温度が上昇すると電池電
圧も上昇するので、基準温度からの偏差に応じて検出し
た電圧を補正してやればよい。ただし、上記の温度によ
る電池電圧の変化は、０.０１Ｖ／１０℃以内であり、
測定誤差や、検出の簡便さを考えると、この温度補正は
必ずしも必要ではない。
【００２２】次に、これまでの説明は、単電池が１個の
場合についての説明であるが、上記のごとき演算を、組
電池１を構成する各単電池１ａ〜１ｎごとにそれぞれ行
なえば、それぞれの単電池の残存容量と総容量を求める
ことが出来る。以下、各単電池の容量を求める場合につ
いて説明する。組電池においては、環境条件の違い等に
よって各単電池ごとに容量が異なってくる。しかし、従
来方法では組電池における各単電池個々の容量を測定す
ることはできなかった。本実施例においては、組電池全
体に任意の電気量Ｑを短時間の間に放電または充電し、
その時の各単電池の電圧下降値または上昇値を測定す
る。この電圧下降値または上昇値は、前記（数１）式、
（数２）式における｜Ｖ1−Ｖ2｜に相当し、上記電気量
Ｑは電流積算量Ｑに相当する。したがってそれらの値を
用いて前記（数１）式、（数２）式から各単電池の容量
を簡単に求めることができる。なお、上記の任意の電気
量Ｑを放電するには、短時間のあいだ組電池に抵抗器を
接続して放電させ、そのときの電流値を測定し、上記時
間と電流との積を求めればよい。また、その時点におけ
る総容量と規格容量（厳密には各単電池ごとに多少異な
る新品時の容量）との比が容量劣化率であるから、各単
電池の容量から容量劣化率も求められる。そのため容量
の少なくなった単電池を早期に発見することが可能であ
る。
場合についての説明であるが、上記のごとき演算を、組
電池１を構成する各単電池１ａ〜１ｎごとにそれぞれ行
なえば、それぞれの単電池の残存容量と総容量を求める
ことが出来る。以下、各単電池の容量を求める場合につ
いて説明する。組電池においては、環境条件の違い等に
よって各単電池ごとに容量が異なってくる。しかし、従
来方法では組電池における各単電池個々の容量を測定す
ることはできなかった。本実施例においては、組電池全
体に任意の電気量Ｑを短時間の間に放電または充電し、
その時の各単電池の電圧下降値または上昇値を測定す
る。この電圧下降値または上昇値は、前記（数１）式、
（数２）式における｜Ｖ1−Ｖ2｜に相当し、上記電気量
Ｑは電流積算量Ｑに相当する。したがってそれらの値を
用いて前記（数１）式、（数２）式から各単電池の容量
を簡単に求めることができる。なお、上記の任意の電気
量Ｑを放電するには、短時間のあいだ組電池に抵抗器を
接続して放電させ、そのときの電流値を測定し、上記時
間と電流との積を求めればよい。また、その時点におけ
る総容量と規格容量（厳密には各単電池ごとに多少異な
る新品時の容量）との比が容量劣化率であるから、各単
電池の容量から容量劣化率も求められる。そのため容量
の少なくなった単電池を早期に発見することが可能であ
る。
【００２３】また、複数の単電池を直列に接続した組電
池においては、最も残存容量の少ない単電池で残存容量
の値が制約されてしまう。すなわち、各単電池が直列に
接続されているため、或る単電池の残存容量が０になれ
ば、他の単電池に電気量が残っていても組電池全体とし
て放電を終了しなければならない。したがって表示手段
２で表示する残存容量としては、最も劣化の進んだ単電
池の値を表示すればよい。そのためには前記のように充
放電中に測定した各単電池の電圧と電流から各単電池の
内部抵抗値を演算し、それらのうちで最も内部抵抗値の
大きな単電池についてのみ残存容量を演算し、それを表
示すればよい。なお、内部抵抗値の測定は何の状態の時
に行なってもかまわず、充放電サイクルを繰り返すこと
によって内部抵抗値がどの程度増加したかが判ればよ
い。また、劣化の程度は単電池の端子電圧にも現われる
ので、各単電池の内部抵抗値にあまり差がない場合に
は、放電中に最も低い電圧を示した単電池ついて残存容
量を測定してもよい。
池においては、最も残存容量の少ない単電池で残存容量
の値が制約されてしまう。すなわち、各単電池が直列に
接続されているため、或る単電池の残存容量が０になれ
ば、他の単電池に電気量が残っていても組電池全体とし
て放電を終了しなければならない。したがって表示手段
２で表示する残存容量としては、最も劣化の進んだ単電
池の値を表示すればよい。そのためには前記のように充
放電中に測定した各単電池の電圧と電流から各単電池の
内部抵抗値を演算し、それらのうちで最も内部抵抗値の
大きな単電池についてのみ残存容量を演算し、それを表
示すればよい。なお、内部抵抗値の測定は何の状態の時
に行なってもかまわず、充放電サイクルを繰り返すこと
によって内部抵抗値がどの程度増加したかが判ればよ
い。また、劣化の程度は単電池の端子電圧にも現われる
ので、各単電池の内部抵抗値にあまり差がない場合に
は、放電中に最も低い電圧を示した単電池ついて残存容
量を測定してもよい。
【００２４】次に、放電または充電の停止時点から電池
電圧が安定するまでの緩和時間について説明する。前記
（数１）式、（数２）式における放電または充電後の電
池電圧Ｖ2は、放電または充電後に電池電圧が安定した
ときにおける値である。しかし、放電または充電後に電
池電圧が安定するまでには時間がかかり、イオン二次電
池の場合、放電末期には２週間以上かかることもある。
したがって放電または充電後に電池電圧が完全に安定す
るまで待つことは実用的でない。特に、電気自動車の場
合には、走行しているときの電流値を積算して電気量Ｑ
を求め、停止しているとき（電流値が０のとき）の電圧
Ｖを用いて前記（数２）式から電池の残存容量を求める
ようになっている。この停止時間は一般に短いので、放
電または充電の停止時点から電池電圧が安定するまでの
緩和時間の間に安定後の電池電圧を推定する必要があ
る。
電圧が安定するまでの緩和時間について説明する。前記
（数１）式、（数２）式における放電または充電後の電
池電圧Ｖ2は、放電または充電後に電池電圧が安定した
ときにおける値である。しかし、放電または充電後に電
池電圧が安定するまでには時間がかかり、イオン二次電
池の場合、放電末期には２週間以上かかることもある。
したがって放電または充電後に電池電圧が完全に安定す
るまで待つことは実用的でない。特に、電気自動車の場
合には、走行しているときの電流値を積算して電気量Ｑ
を求め、停止しているとき（電流値が０のとき）の電圧
Ｖを用いて前記（数２）式から電池の残存容量を求める
ようになっている。この停止時間は一般に短いので、放
電または充電の停止時点から電池電圧が安定するまでの
緩和時間の間に安定後の電池電圧を推定する必要があ
る。
【００２５】図３は、緩和時間と放電後の電池電圧との
関係を示す特性図である。図３の曲線は一般的には下記
（数３）式で表わされ、各パラメータを予め求めておく
ことにより、安定後の電池電圧を推定することが可能で
ある。 電圧差η＝ｉＲe〔１−exp（−ｔ／Ｒe・ＣdＬ）〕 …（数３） ただし、Ｒe：電荷移動抵抗、 ＣdＬ：二重層容量 ｉ：放電または充電時の電流 ｔ：放電または充電停止後の経過時間 なお、電荷移動抵抗Ｒeと二重層容量ＣdＬは、電池を抵
抗と容量との直列回路モデルとして表現した場合におけ
る抵抗と容量に相当する。また、電位差ηは放電または
充電停止後の経過時間ｔにおける電圧と安定後の電圧と
の差を示す。したがって、図３または（数３）式の特性
をＣＰＵ６に記憶させておき、放電または充電停止後の
経過時間ｔからそのときの電位差ηを求め、そのときの
電池電圧に加算することによって安定後の電池電圧を推
定し、その値を前記Ｖ2として用いることにより、（数
１）式、（数２）式から容量を算出することが出来る。
関係を示す特性図である。図３の曲線は一般的には下記
（数３）式で表わされ、各パラメータを予め求めておく
ことにより、安定後の電池電圧を推定することが可能で
ある。 電圧差η＝ｉＲe〔１−exp（−ｔ／Ｒe・ＣdＬ）〕 …（数３） ただし、Ｒe：電荷移動抵抗、 ＣdＬ：二重層容量 ｉ：放電または充電時の電流 ｔ：放電または充電停止後の経過時間 なお、電荷移動抵抗Ｒeと二重層容量ＣdＬは、電池を抵
抗と容量との直列回路モデルとして表現した場合におけ
る抵抗と容量に相当する。また、電位差ηは放電または
充電停止後の経過時間ｔにおける電圧と安定後の電圧と
の差を示す。したがって、図３または（数３）式の特性
をＣＰＵ６に記憶させておき、放電または充電停止後の
経過時間ｔからそのときの電位差ηを求め、そのときの
電池電圧に加算することによって安定後の電池電圧を推
定し、その値を前記Ｖ2として用いることにより、（数
１）式、（数２）式から容量を算出することが出来る。
【００２６】また、上記の安定後の電圧は、充放電時の
放電電流積算量と充電電流積算量から推定することもで
きる。以下、この方法について説明する。例えば、電気
自動車においては、走行中は、通常は電池が放電状態に
なるが、制動時や下り坂走行中などにおいては、回生発
電によって充電状態となる。したがって走行中は放電と
充電とが繰り返されることになる。このような場合に、
充放電停止後における安定後の電圧Ｖ2は、充放電時の
放電電流積算量と充電電流積算量とに対応して変化する
ことが判っている。したがって予め実験で放電電流積算
量と充電電流積算量とに対応した安定後の電圧Ｖ2を計
測し、それをマップ等の形で記憶しておき、実際の充放
電時に計測した放電電流積算量と充電電流積算量とに対
応した値を読みだせば、安定後の電圧Ｖ2を容易に求め
ることが出来る。
放電電流積算量と充電電流積算量から推定することもで
きる。以下、この方法について説明する。例えば、電気
自動車においては、走行中は、通常は電池が放電状態に
なるが、制動時や下り坂走行中などにおいては、回生発
電によって充電状態となる。したがって走行中は放電と
充電とが繰り返されることになる。このような場合に、
充放電停止後における安定後の電圧Ｖ2は、充放電時の
放電電流積算量と充電電流積算量とに対応して変化する
ことが判っている。したがって予め実験で放電電流積算
量と充電電流積算量とに対応した安定後の電圧Ｖ2を計
測し、それをマップ等の形で記憶しておき、実際の充放
電時に計測した放電電流積算量と充電電流積算量とに対
応した値を読みだせば、安定後の電圧Ｖ2を容易に求め
ることが出来る。
【００２７】次に、表示手段２における表示内容につい
て説明する。前記の演算式で求めた残存容量は、Ａｈ量
であるが、電池の容量と共に開回路電圧が低下するよう
な電池においては、同じ電力で放電しても電池容量が少
ないほど、すなわち放電電圧が低いほどＡｈ量で示した
放電電気量は大きくなるので、一定電力で放電しても放
電末期では残存容量の減少する速度が速くなる。したが
って電気自動車用の電池の場合には、残存電気量で何れ
だけの距離を走行できるのかを予想するのが難しい。そ
のため、表示手段２で表示する内容は、使用できる残り
の電気量が一目で判るＷｈ量の電力量で表示することが
望ましい。上記のように電池の容量と共に開回路電圧が
低下するような電池においては、Ａｈ量とＷｈ量との関
係は図６に示すようになる。したがってＣＰＵ６で、図
６の関係に応じた計算を行ない、Ａｈ量をＷｈ量に変換
してから表示手段２で表示すれば、使用できる電力量を
判り易く示すことが出来る。また、図６の関係は単純な
曲線特性であるから、単に表示手段２の目盛を不等間隔
にする、すなわち目盛を図６の特性に適合するように合
わせれば、ＣＰＵ６からはＡｈ量のままで出力し、それ
を表示手段２でＷｈ量で表示することが出来る。
て説明する。前記の演算式で求めた残存容量は、Ａｈ量
であるが、電池の容量と共に開回路電圧が低下するよう
な電池においては、同じ電力で放電しても電池容量が少
ないほど、すなわち放電電圧が低いほどＡｈ量で示した
放電電気量は大きくなるので、一定電力で放電しても放
電末期では残存容量の減少する速度が速くなる。したが
って電気自動車用の電池の場合には、残存電気量で何れ
だけの距離を走行できるのかを予想するのが難しい。そ
のため、表示手段２で表示する内容は、使用できる残り
の電気量が一目で判るＷｈ量の電力量で表示することが
望ましい。上記のように電池の容量と共に開回路電圧が
低下するような電池においては、Ａｈ量とＷｈ量との関
係は図６に示すようになる。したがってＣＰＵ６で、図
６の関係に応じた計算を行ない、Ａｈ量をＷｈ量に変換
してから表示手段２で表示すれば、使用できる電力量を
判り易く示すことが出来る。また、図６の関係は単純な
曲線特性であるから、単に表示手段２の目盛を不等間隔
にする、すなわち目盛を図６の特性に適合するように合
わせれば、ＣＰＵ６からはＡｈ量のままで出力し、それ
を表示手段２でＷｈ量で表示することが出来る。
【００２８】図７は、上記の表示手段２における目盛の
一例を示す図であり、（ａ）は等間隔目盛であって、Ｃ
ＰＵ６からＷｈ量の値を与えるもの、（ｂ）は不等間隔
目盛であって、ＣＰＵ６からはＡｈ量のままで出力し、
それを表示手段２でＷｈ量で表示するものである。
（ｂ）においては、残存容量が少なくなるほど目盛の間
隔が大きくなっており、図６の特性に一致している。こ
のようにすれば、ＣＰＵ６における演算を簡略化するこ
とが出来る。なお、図７において、Ｆは満充電状態を示
し、Ｅは残存容量が２０％（８０％使用済みの状態）に
なったときに使用可能量０を示すようにしたものであ
る。
一例を示す図であり、（ａ）は等間隔目盛であって、Ｃ
ＰＵ６からＷｈ量の値を与えるもの、（ｂ）は不等間隔
目盛であって、ＣＰＵ６からはＡｈ量のままで出力し、
それを表示手段２でＷｈ量で表示するものである。
（ｂ）においては、残存容量が少なくなるほど目盛の間
隔が大きくなっており、図６の特性に一致している。こ
のようにすれば、ＣＰＵ６における演算を簡略化するこ
とが出来る。なお、図７において、Ｆは満充電状態を示
し、Ｅは残存容量が２０％（８０％使用済みの状態）に
なったときに使用可能量０を示すようにしたものであ
る。
【００２９】なお、これまでの説明においては、組電池
としてイオン二次電池のように電池容量と電池電圧とに
比例関係がある電池を例示したが、正確に比例しない場
合でも、ほぼ対応する関係があれば適用することが出来
る。したがって本発明はリチウム・イオン電池のような
イオン二次電池に特に適しているが、他の形式の電池に
も適用することが出来る。
としてイオン二次電池のように電池容量と電池電圧とに
比例関係がある電池を例示したが、正確に比例しない場
合でも、ほぼ対応する関係があれば適用することが出来
る。したがって本発明はリチウム・イオン電池のような
イオン二次電池に特に適しているが、他の形式の電池に
も適用することが出来る。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
発明においては、任意の時間のあいだ放電または充電し
たときにおける放電または充電前の電池電圧Ｖ1と放電
または充電後の電池電圧Ｖ2、および上記放電または充
電中の電流を積算して求めた積算容量Ｑから電池の総容
量や残存容量を求めるように構成したことにより、電池
の総容量や残存容量を検出することが出来ると共に、算
出方法が単純なため、容易かつ正確に容量を検出でき、
さらに演算式における残存容量を０とみなすＶ0の値を
温度と内部抵抗値とに応じて変化させることにより、正
確な残存容量を求めることが出来る、という効果が得ら
れる。また、請求項２に記載の発明においては、組電池
を構成する各単電池の容量を容易に検出することが出来
る、という効果が得られる。また、請求項３、第４項に
記載の発明においては、最も劣化の進んだ単電池の残存
容量を測定し、それを表示するように構成したことによ
り、演算を簡略化して実際の使用状態に適した表示を行
なうことが出来る、という効果が得られる。また、請求
項５、請求項６に記載の発明においては、Ｗｈ量で表示
することにより、残りの使用できる電力量を判り易く示
すことが出来る。特に請求項６においては、演算を簡略
化することが出来る、という効果が得られる。また、請
求項７、請求項８に記載の発明においては、安定後の電
圧を予測することにより、短い停止時間中でも電池容量
を正確に検出することが出来る、という効果が得られ、
特に電気自動車用として実用上の利点が大きい。
発明においては、任意の時間のあいだ放電または充電し
たときにおける放電または充電前の電池電圧Ｖ1と放電
または充電後の電池電圧Ｖ2、および上記放電または充
電中の電流を積算して求めた積算容量Ｑから電池の総容
量や残存容量を求めるように構成したことにより、電池
の総容量や残存容量を検出することが出来ると共に、算
出方法が単純なため、容易かつ正確に容量を検出でき、
さらに演算式における残存容量を０とみなすＶ0の値を
温度と内部抵抗値とに応じて変化させることにより、正
確な残存容量を求めることが出来る、という効果が得ら
れる。また、請求項２に記載の発明においては、組電池
を構成する各単電池の容量を容易に検出することが出来
る、という効果が得られる。また、請求項３、第４項に
記載の発明においては、最も劣化の進んだ単電池の残存
容量を測定し、それを表示するように構成したことによ
り、演算を簡略化して実際の使用状態に適した表示を行
なうことが出来る、という効果が得られる。また、請求
項５、請求項６に記載の発明においては、Ｗｈ量で表示
することにより、残りの使用できる電力量を判り易く示
すことが出来る。特に請求項６においては、演算を簡略
化することが出来る、という効果が得られる。また、請
求項７、請求項８に記載の発明においては、安定後の電
圧を予測することにより、短い停止時間中でも電池容量
を正確に検出することが出来る、という効果が得られ、
特に電気自動車用として実用上の利点が大きい。
【図１】本発明の一実施例のブロック図。
【図２】イオン二次電池における電圧Ｖと電池容量との
関係を示す特性図。
関係を示す特性図。
【図３】緩和時間と放電後の電池電圧との関係を示す特
性図。
性図。
【図４】残存容量を０とみなす電池電圧Ｖ0と電池温度
との関係を示す特性図。
との関係を示す特性図。
【図５】残存容量を０とみなす電池電圧Ｖ0と内部抵抗
値との関係を示す特性図。
値との関係を示す特性図。
【図６】Ａｈ量とＷｈ量との関係を示す特性図。
【図７】表示手段における目盛の一例を示す図。
１…組電池 ４…電池温度検出手
段 １ａ〜１ｎ…単電池 ５…電流検出手段 ２…表示手段 ６…ＣＰＵ ３ａ〜３ｎ…電圧検出手段 ６ａ…メモリ
段 １ａ〜１ｎ…単電池 ５…電流検出手段 ２…表示手段 ６…ＣＰＵ ３ａ〜３ｎ…電圧検出手段 ６ａ…メモリ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01R 31/36
G01R 19/00 - 19/32
H01M 10/42 - 10/48
H02J 7/00 - 7/12
Claims (8)
- 【請求項１】二次電池の端子電圧を検出する電圧検出手
段と、 上記二次電池を流れる放電電流または充電電流を検出す
る電流検出手段と、 上記二次電池の温度を検出する温度検出手段と、 上記各手段の検出結果に基づき、上記電圧と電流から二
次電池の内部抵抗値を演算し、また、上記二次電池を任
意の時間のあいだ放電または充電したときにおける放電
または充電前の電池電圧Ｖ1と放電または充電後の電池
電圧Ｖ2、および上記放電または充電中の電流を積算し
て求めた積算容量Ｑにより、下記（数１）式を用いて求
める電池の総容量と、下記（数２）式を用いて求める残
存容量とのうちの少なくとも一方を演算し、かつ上記演
算式における残存容量を０とみなす電池電圧Ｖ0を、上
記二次電池の温度および上記内部抵抗値に応じて変化さ
せる演算手段と、 上記の演算した総容量と残存容量とのうちの少なくとも
一方を表示する表示手段と、 を備えたことを特徴とする二次電池の残存容量表示装
置。 総容量＝Ｑ×（ＶM−Ｖ0）／｜Ｖ1−Ｖ2｜ …（数１） 残存容量＝Ｑ×（Ｖ2−Ｖ0）／｜Ｖ1−Ｖ2｜ …（数２） ただし、ＶM：満充電状態における電池電圧 Ｖ0：残存容量を０とみなす電池電圧 - 【請求項２】上記二次電池は、単電池を複数個直列に接
続した組電池であり、 上記演算手段は、組電池の全体について任意の電気量Ｑ
を放電または充電させ、そのときの各単電池の電圧の下
降値または上昇値を上記演算式における｜Ｖ1−Ｖ2｜と
して各単電池ごとに上記の演算を行なうものである、こ
とを特徴とする請求項１に記載の二次電池の残存容量表
示装置。 - 【請求項３】上記二次電池は、単電池を複数個直列に接
続した組電池であり、 上記演算手段は、各単電池のうち最も内部抵抗値の大き
い単電池について演算した残存容量を、組電池全体の残
存容量として出力するものである、ことを特徴とする請
求項１または請求項２に記載の二次電池の残存容量表示
装置。 - 【請求項４】上記二次電池は、単電池を複数個直列に接
続した組電池であり、 上記演算手段は、各単電池のうち最も電圧の低い単電池
について演算した残存容量を、組電池全体の残存容量と
して出力するものである、ことを特徴とする請求項１ま
たは請求項２に記載の二次電池の残存容量表示装置。 - 【請求項５】上記演算手段は、上記の演算で求めたＡｈ
量の残存容量をＷｈ量の電力量に変換して出力するもの
であり、上記表示手段は残存容量を電力量で表示するも
のである、ことを特徴とする請求項１または請求項４の
何れかに記載の二次電池の残存容量表示装置。 - 【請求項６】上記表示手段は、Ａｈ量で与えられた残存
容量をＷｈ量の電力量で表示するように目盛が設けられ
たものである、ことを特徴とする請求項１または請求項
４の何れかに記載の二次電池の残存容量表示装置。 - 【請求項７】上記演算手段は、放電または充電の停止時
点から電池電圧が安定するまでの緩和時間中における経
過時間と電池電圧との特性を示すデータを記憶手段に予
め記憶しておき、上記データに基づいて、放電または充
電の停止時点からの経過時間に対応して安定後の電池電
圧を予測し、その値を上記放電または充電後の電池電圧
Ｖ2として用いることにより、上記の演算を行なうもの
である、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記
載の二次電池の残存容量表示装置。 - 【請求項８】上記演算手段は、充放電後における安定後
の電池電圧を放電電流積算量と充電電流積算量とに対応
した値として予め記憶しておき、その記憶した値から充
放電時における放電電流積算量と充電電流積算量に対応
した値を読みだし、その値を上記の電池電圧Ｖ2として
用いることにより、上記の演算を行なうものである、こ
とを特徴とする請求項１または請求項２に記載の二次電
池の残存容量表示装置。
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