JP3411753B2 - 車載電池の制御装置 - Google Patents
車載電池の制御装置Info
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- batteries
- unit battery
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- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2210/00—Converter types
- B60L2210/20—AC to AC converters
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- 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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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は走行動力として電動
機を使用する電気自動車に利用する。本発明は、車載用
の充電可能な電池の充放電制御に関する。本発明は、走
行動力として内燃機関および電動機を併用するハイブリ
ッド・カーのために開発されたものであるが、充電可能
な電池を車両に搭載し、この電池エネルギを走行に利用
する自動車に広く利用することができる。
機を使用する電気自動車に利用する。本発明は、車載用
の充電可能な電池の充放電制御に関する。本発明は、走
行動力として内燃機関および電動機を併用するハイブリ
ッド・カーのために開発されたものであるが、充電可能
な電池を車両に搭載し、この電池エネルギを走行に利用
する自動車に広く利用することができる。
【０００２】
【従来の技術】本願出願人は、ＨＩＭＲの名称で内燃機
関および電動機を併用するハイブリッド・カーを開発し
製造販売している。この自動車は、内燃機関のクランク
軸に三相交流のかご形誘導機を連結し、大型の電池を車
両に搭載し、この電池とかご形誘導機との間を双方向の
インバータにより結合し、このインバータをプログラム
制御回路により制御するように構成されたものである
（ＷＯ８８／０６１０７参照）。
関および電動機を併用するハイブリッド・カーを開発し
製造販売している。この自動車は、内燃機関のクランク
軸に三相交流のかご形誘導機を連結し、大型の電池を車
両に搭載し、この電池とかご形誘導機との間を双方向の
インバータにより結合し、このインバータをプログラム
制御回路により制御するように構成されたものである
（ＷＯ８８／０６１０７参照）。
【０００３】この装置では、車両が加速するときにはこ
のかご形誘導機に与える回転磁界をかご形誘導機が電動
機になるように制御し、車両が減速するときにはこのか
ご形誘導機に与える回転磁界をかご形誘導機が発電機に
なるように制御する。そしてかご形誘導機が電動機とし
て利用されるときには電池は放電し、発電機として利用
されるときには電池が充電するように、すなわち回生制
動が行われるように制御するものである。
のかご形誘導機に与える回転磁界をかご形誘導機が電動
機になるように制御し、車両が減速するときにはこのか
ご形誘導機に与える回転磁界をかご形誘導機が発電機に
なるように制御する。そしてかご形誘導機が電動機とし
て利用されるときには電池は放電し、発電機として利用
されるときには電池が充電するように、すなわち回生制
動が行われるように制御するものである。
【０００４】この装置は、大型バスに搭載され、市街地
の路線バスおよび環境汚染をきわめて小さくすることが
必要な地域の登山バスなどに実用されている。一方近
年、自動車の内燃機関からの排気による環境汚染は大き
い問題となり、自動車の価格がなお高く燃料が多少高価
であっても、都会の市街地を走行する大部分の自動車が
電気自動車になる可能性が論じられるまでになった。
の路線バスおよび環境汚染をきわめて小さくすることが
必要な地域の登山バスなどに実用されている。一方近
年、自動車の内燃機関からの排気による環境汚染は大き
い問題となり、自動車の価格がなお高く燃料が多少高価
であっても、都会の市街地を走行する大部分の自動車が
電気自動車になる可能性が論じられるまでになった。
【０００５】上記ＨＩＭＲは、車両に電池室を設け、大
量生産により安価に入手できる端子電圧１２Ｖの電池を
単位電池とし、これを２５個この電池室に搭載し、電気
的に直列に接続して全体の端子電圧が １２Ｖ×２５＝
３００Ｖ となるように構成して走行用のエネルギを供
給する電池として利用している。
量生産により安価に入手できる端子電圧１２Ｖの電池を
単位電池とし、これを２５個この電池室に搭載し、電気
的に直列に接続して全体の端子電圧が １２Ｖ×２５＝
３００Ｖ となるように構成して走行用のエネルギを供
給する電池として利用している。
【０００６】ここで「単位電池」とは、多数個を直列接
続することにより走行用のエネルギを供給する電池を構
成する単位となるものである。例えば鉛電池の場合は、
化学的性質から最小の単位電池の端子電圧は２Ｖである
が、一般にこの２Ｖの電池を複数個直列に接続して一つ
の筐体に収容した電池が市販されている。例えば鉛電池
の場合は、単位電池の端子電圧は、２Ｖ、４Ｖ、６Ｖ、
１２Ｖ、２４Ｖなどである。鉛電池以外の電池でも、そ
の化学的性質およびその直列接続する数により単位電池
の端子電圧が定まる。
続することにより走行用のエネルギを供給する電池を構
成する単位となるものである。例えば鉛電池の場合は、
化学的性質から最小の単位電池の端子電圧は２Ｖである
が、一般にこの２Ｖの電池を複数個直列に接続して一つ
の筐体に収容した電池が市販されている。例えば鉛電池
の場合は、単位電池の端子電圧は、２Ｖ、４Ｖ、６Ｖ、
１２Ｖ、２４Ｖなどである。鉛電池以外の電池でも、そ
の化学的性質およびその直列接続する数により単位電池
の端子電圧が定まる。
【０００７】本願出願人は単位電池の監視について、国
際特許出願（ＰＣＴ／ＪＰ９６／００９６６号、本願出
願時において未公開）を出願した。
際特許出願（ＰＣＴ／ＪＰ９６／００９６６号、本願出
願時において未公開）を出願した。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】本願発明者は、上記Ｈ
ＩＭＲの車両について多数の走行記録および保守記録を
得ることができた。電池は充放電を繰り返すとしだいに
劣化するから、ある時期がくると電池を交換することが
必要になるが、上記の保守記録を詳しく検討すると、そ
の寿命は、比較的均一な走行を行っている路線バスなど
についても、決して均一ではなく大きいばらつきがある
ことがわかった。また、単位電池を多数直列に接続し
て、充電および放電を行うのであるが、このとき個々の
単位電池にはそれぞれ個別の特性があり、直列接続であ
っても一様な充電および放電が行われていないことに気
付いた。
ＩＭＲの車両について多数の走行記録および保守記録を
得ることができた。電池は充放電を繰り返すとしだいに
劣化するから、ある時期がくると電池を交換することが
必要になるが、上記の保守記録を詳しく検討すると、そ
の寿命は、比較的均一な走行を行っている路線バスなど
についても、決して均一ではなく大きいばらつきがある
ことがわかった。また、単位電池を多数直列に接続し
て、充電および放電を行うのであるが、このとき個々の
単位電池にはそれぞれ個別の特性があり、直列接続であ
っても一様な充電および放電が行われていないことに気
付いた。
【０００９】これを詳しく説明すると、単位電池を例え
ば２５個直列接続した状態で放電させると、エネルギは
２５個の単位電池からそれぞれ均等に放出されるのでは
ない。充電を行う場合も全部の単位電池が均等に充電さ
れるのではない。これを電気的特性から見ると、それぞ
れの単位電池の内部抵抗（Ｒ）が均一ではないとすると
理解しやすい。直列接続であるから電流（Ｉ）は均一で
あるが、充電の場合も放電の場合も、単位時間当たりの
充電あるいは放電のエネルギ（Ｉ2 Ｒ）は均一にならな
い。内部抵抗の高い単位電池は充電時に端子電圧が他の
単位電池より高く、放電時には逆に端子電圧が他の単位
電池より低くなる。実際にこれを均一であるとして全体
の標準電圧あるいは定格電圧で充放電を繰返し実行する
と、内部抵抗の高い電池は充電時に過充電になってしま
い、その単位電池だけを加速度的に劣化させることにな
る。また、内部抵抗の大きい単位電池は、直列接続によ
り充放電を行っても、その電池温度が高くなって他の単
位電池とは異なる特性となり、その単位電池だけが先に
劣化してしまうことになる。
ば２５個直列接続した状態で放電させると、エネルギは
２５個の単位電池からそれぞれ均等に放出されるのでは
ない。充電を行う場合も全部の単位電池が均等に充電さ
れるのではない。これを電気的特性から見ると、それぞ
れの単位電池の内部抵抗（Ｒ）が均一ではないとすると
理解しやすい。直列接続であるから電流（Ｉ）は均一で
あるが、充電の場合も放電の場合も、単位時間当たりの
充電あるいは放電のエネルギ（Ｉ2 Ｒ）は均一にならな
い。内部抵抗の高い単位電池は充電時に端子電圧が他の
単位電池より高く、放電時には逆に端子電圧が他の単位
電池より低くなる。実際にこれを均一であるとして全体
の標準電圧あるいは定格電圧で充放電を繰返し実行する
と、内部抵抗の高い電池は充電時に過充電になってしま
い、その単位電池だけを加速度的に劣化させることにな
る。また、内部抵抗の大きい単位電池は、直列接続によ
り充放電を行っても、その電池温度が高くなって他の単
位電池とは異なる特性となり、その単位電池だけが先に
劣化してしまうことになる。
【００１０】発明者は、単位電池の製造ロットが同一の
ものを一つの電池室に収容するなどさまざまな試みをし
た。新車のうちは各単位電池の特性がそろっていても、
車両が長く使用されてゆくと特性にばらつきが生じ、不
均一な劣化が加速されてゆくことがわかった。一般に、
電池の交換は単位電池毎に行うのではなく、全体を一斉
に交換するのであるから、これは明らかに電池の寿命を
短くしている原因である。電池を大量に使用し大量に廃
棄することは環境汚染の新たな原因となる。
ものを一つの電池室に収容するなどさまざまな試みをし
た。新車のうちは各単位電池の特性がそろっていても、
車両が長く使用されてゆくと特性にばらつきが生じ、不
均一な劣化が加速されてゆくことがわかった。一般に、
電池の交換は単位電池毎に行うのではなく、全体を一斉
に交換するのであるから、これは明らかに電池の寿命を
短くしている原因である。電池を大量に使用し大量に廃
棄することは環境汚染の新たな原因となる。
【００１１】本発明はこのような背景に行われたもので
あって、電池の使用寿命を増大させることを目的とす
る。本発明は、多数の単位電池が電気的に直列に接続し
て使用されるときに、その単位電池の特性にばらつきが
あっても、電池の劣化が均一になるように制御すること
ができる装置を提供することを目的とする。本発明は、
単位電池の特性にばらつきがあっても、長期間の使用に
よりそのばらつきが拡大されることがない制御装置を提
供することを目的とする。本発明は、電気自動車の電池
コストを低くすることを目的とする。本発明は、電池の
保守を簡単化する制御装置を提供することを目的とす
る。
あって、電池の使用寿命を増大させることを目的とす
る。本発明は、多数の単位電池が電気的に直列に接続し
て使用されるときに、その単位電池の特性にばらつきが
あっても、電池の劣化が均一になるように制御すること
ができる装置を提供することを目的とする。本発明は、
単位電池の特性にばらつきがあっても、長期間の使用に
よりそのばらつきが拡大されることがない制御装置を提
供することを目的とする。本発明は、電気自動車の電池
コストを低くすることを目的とする。本発明は、電池の
保守を簡単化する制御装置を提供することを目的とす
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は車載電池の制御
装置であって、本発明の特徴とするところは、単位電池
毎に、電流バイパス通路と、この電流バイパス通路と単
位電池との通路選択を行う切替回路とを設け、前記単位
電池の端子電圧を測定する測定回路と、この測定回路の
出力情報にしたがって前記切替回路を個別に制御する制
御回路とを備えたところにある。
装置であって、本発明の特徴とするところは、単位電池
毎に、電流バイパス通路と、この電流バイパス通路と単
位電池との通路選択を行う切替回路とを設け、前記単位
電池の端子電圧を測定する測定回路と、この測定回路の
出力情報にしたがって前記切替回路を個別に制御する制
御回路とを備えたところにある。
【００１３】これにより、複数直列に接続された状態の
単位電池に充電を行う場合に、個々に設けられた電流バ
イパス通路を適宜閉結させることにより、単位電池を個
別に充電状態から解放することができる。したがって、
前述したように単位電池の特性にばらつきがあり、それ
ぞれ充電時間が異なる場合でも、充電を終えた単位電池
から順に充電状態から解放することにより、特性の異な
る単位電池の個々について適正な充電を行うことができ
る。
単位電池に充電を行う場合に、個々に設けられた電流バ
イパス通路を適宜閉結させることにより、単位電池を個
別に充電状態から解放することができる。したがって、
前述したように単位電池の特性にばらつきがあり、それ
ぞれ充電時間が異なる場合でも、充電を終えた単位電池
から順に充電状態から解放することにより、特性の異な
る単位電池の個々について適正な充電を行うことができ
る。
【００１４】前記切替回路は半導体スイッチ素子を含
み、前記制御回路は各単位電池毎に個別に設けられるこ
とが望ましい。
み、前記制御回路は各単位電池毎に個別に設けられるこ
とが望ましい。
【００１５】前記測定回路、前記切替回路、前記バイパ
ス通路および前記制御回路は一つのユニットに実装さ
れ、単位電池の正負端子に接続する接続金具が設けられ
ることが望ましい。
ス通路および前記制御回路は一つのユニットに実装さ
れ、単位電池の正負端子に接続する接続金具が設けられ
ることが望ましい。
【００１６】前記測定回路は、単位電池の端子電圧を複
数ｎレベルに区分する出力情報を送出する回路手段を備
えることが望ましい。
数ｎレベルに区分する出力情報を送出する回路手段を備
えることが望ましい。
【００１７】前記ユニットの表面に前記複数ｎレベルに
区分された出力情報を表示する表示手段を備えることが
望ましい。一般にはｎは２が適当である。
区分された出力情報を表示する表示手段を備えることが
望ましい。一般にはｎは２が適当である。
【００１８】一つの受信器と、この受信器に単位電池毎
の前記出力情報を取込むインタフェース回路とを備える
構成とすることもできる。
の前記出力情報を取込むインタフェース回路とを備える
構成とすることもできる。
【００１９】これにより、複数の単位電池の情報を一箇
所に取り込み、全体の状況を監視することができる。し
たがって、複数の単位電池の状況を一箇所で集中的に管
理することができる。
所に取り込み、全体の状況を監視することができる。し
たがって、複数の単位電池の状況を一箇所で集中的に管
理することができる。
【００２０】前記受信器は車体に取付けられ、前記イン
タフェース回路は無線信号により伝達する手段を含むこ
とが望ましい。
タフェース回路は無線信号により伝達する手段を含むこ
とが望ましい。
【００２１】これにより、複数の単位電池のそれぞれに
前記出力情報を取込むための配線を施すことなく、単位
電池のレイアウトの自由度を向上させることができる。
この場合のインタフェース回路は、例えば無線送信器な
どである。
前記出力情報を取込むための配線を施すことなく、単位
電池のレイアウトの自由度を向上させることができる。
この場合のインタフェース回路は、例えば無線送信器な
どである。
【００２２】前記受信器に受信される単位電池毎の前記
出力情報を処理するプログラム制御回路を備えた構成と
してもよい。
出力情報を処理するプログラム制御回路を備えた構成と
してもよい。
【００２３】これにより、複数の単位電池の状況を一箇
所で集中的に管理することができるとともに、プログラ
ム制御回路によりデータ分析を行い、例えば、充電また
は放電の状況、電池劣化の状況などのさまざまな有用な
情報を表示させることができる。
所で集中的に管理することができるとともに、プログラ
ム制御回路によりデータ分析を行い、例えば、充電また
は放電の状況、電池劣化の状況などのさまざまな有用な
情報を表示させることができる。
【００２４】
【００２５】
（第一実施例）本発明第一実施例の構成を図１ないし図
４を参照して説明する。図１はＨＩＭＲの全体構成図で
ある。図２は本発明の基本的概念を示す図である。図３
は本発明第一実施例の構成を示す図である。図４は本発
明実施例に用いる半導体スイッチ素子を示す図である。
４を参照して説明する。図１はＨＩＭＲの全体構成図で
ある。図２は本発明の基本的概念を示す図である。図３
は本発明第一実施例の構成を示す図である。図４は本発
明実施例に用いる半導体スイッチ素子を示す図である。
【００２６】図１に示すハイブリッド・カー（ＨＩＭ
Ｒ）を説明すると、この自動車は、内燃機関１のクラン
ク軸に三相交流のかご形多相誘導機２を連結し、大型の
二次電池回路３を車両に搭載し、この二次電池回路３と
かご形多相誘導機２との間を双方向のインバータ回路４
により結合し、このインバータ回路４をプログラム制御
を用いたインバータ制御回路５により制御するように構
成されたものである。検出回路１３は二次電池回路３の
電圧および電流検出器７の電流をインバータ制御回路５
に入力している。インバータ制御回路５は、検出回路１
３および回転センサ６およびＣＰＵ１２からの入力にし
たがってインバータ回路４を制御している。
Ｒ）を説明すると、この自動車は、内燃機関１のクラン
ク軸に三相交流のかご形多相誘導機２を連結し、大型の
二次電池回路３を車両に搭載し、この二次電池回路３と
かご形多相誘導機２との間を双方向のインバータ回路４
により結合し、このインバータ回路４をプログラム制御
を用いたインバータ制御回路５により制御するように構
成されたものである。検出回路１３は二次電池回路３の
電圧および電流検出器７の電流をインバータ制御回路５
に入力している。インバータ制御回路５は、検出回路１
３および回転センサ６およびＣＰＵ１２からの入力にし
たがってインバータ回路４を制御している。
【００２７】インバータ制御回路５はインバータ回路４
を制御し、車両が発車または加速するときにはこのかご
形多相誘導機２に与える回転磁界をかご形多相誘導機２
が電動機になるように制御し、車両が減速するときには
このかご形多相誘導機２に与える回転磁界をかご形多相
誘導機２が発電機になるように制御する。そしてかご形
多相誘導機２が電動機として利用されるときには二次電
池回路３は放電し、発電機として利用されるときには二
次電池回路３が充電するように、すなわち回生制動が行
われるように制御するものである。また、ハイブリッド
・カーが停車している状態で二次電池回路３の充電のみ
を目的とした内燃機関１の運転を行うこともできる。
を制御し、車両が発車または加速するときにはこのかご
形多相誘導機２に与える回転磁界をかご形多相誘導機２
が電動機になるように制御し、車両が減速するときには
このかご形多相誘導機２に与える回転磁界をかご形多相
誘導機２が発電機になるように制御する。そしてかご形
多相誘導機２が電動機として利用されるときには二次電
池回路３は放電し、発電機として利用されるときには二
次電池回路３が充電するように、すなわち回生制動が行
われるように制御するものである。また、ハイブリッド
・カーが停車している状態で二次電池回路３の充電のみ
を目的とした内燃機関１の運転を行うこともできる。
【００２８】実際のＨＩＭＲの二次電池回路３は、１２
Ｖの自動車用鉛電池を２５個直列に接続し、３００Ｖを
得て運用しているが、ここでは、１２Ｖにあるいは２５
個に限定することなく一般論としてわかりやすくするた
めに、ｎ個の単位電池Ｂ1 〜Ｂn を直列に接続した例で
説明する。
Ｖの自動車用鉛電池を２５個直列に接続し、３００Ｖを
得て運用しているが、ここでは、１２Ｖにあるいは２５
個に限定することなく一般論としてわかりやすくするた
めに、ｎ個の単位電池Ｂ1 〜Ｂn を直列に接続した例で
説明する。
【００２９】本発明は車載電池の制御装置であって、本
発明の特徴とするところは、図２に示すように、単位電
池Ｂ1 〜Ｂn 毎に、電流バイパス通路ＢＰ1 〜ＢＰ
n と、この電流バイパス通路ＢＰ1 〜ＢＰn と単位電池
Ｂ1 〜Ｂn との通路選択を行う切替回路ＳＷ1 〜ＳＷn
とを設け、図３に示すように、単位電池Ｂ1 〜Ｂn の端
子電圧を測定する測定回路としての電圧測定部Ｖ、第一
設定値検出部ＴＨ1 、第二設定値検出部ＴＨ2 と、この
第一設定値検出部ＴＨ1 および第二設定値検出部ＴＨ2
の出力情報にしたがって切替回路ＳＷ1 〜ＳＷn を個別
に制御する制御回路としてのスイッチ制御部Ｃとを備え
たところにある。
発明の特徴とするところは、図２に示すように、単位電
池Ｂ1 〜Ｂn 毎に、電流バイパス通路ＢＰ1 〜ＢＰ
n と、この電流バイパス通路ＢＰ1 〜ＢＰn と単位電池
Ｂ1 〜Ｂn との通路選択を行う切替回路ＳＷ1 〜ＳＷn
とを設け、図３に示すように、単位電池Ｂ1 〜Ｂn の端
子電圧を測定する測定回路としての電圧測定部Ｖ、第一
設定値検出部ＴＨ1 、第二設定値検出部ＴＨ2 と、この
第一設定値検出部ＴＨ1 および第二設定値検出部ＴＨ2
の出力情報にしたがって切替回路ＳＷ1 〜ＳＷn を個別
に制御する制御回路としてのスイッチ制御部Ｃとを備え
たところにある。
【００３０】切替回路ＳＷ1 〜ＳＷn は、図４に示すよ
うに、半導体スイッチ素子を含み、スイッチ制御部Ｃは
各単位電池Ｂ1 〜Ｂn 毎に個別に設けられている。
うに、半導体スイッチ素子を含み、スイッチ制御部Ｃは
各単位電池Ｂ1 〜Ｂn 毎に個別に設けられている。
【００３１】次に、本発明第一実施例の動作を説明す
る。図２に示すように、単位電池Ｂ1〜Ｂn 毎に電流バ
イパス通路ＢＰ1 〜ＢＰn および切替回路ＳＷ1 〜ＳＷ
n が設けられている。ｎ個の切替回路ＳＷ1 〜ＳＷn が
すべて電池側に切替えられている場合には、ｎ個の単位
電池Ｂ1 〜Ｂn は全て直列に接続されている。このと
き、例えば、切替回路ＳＷ1 が電流バイパス通路ＢＰ1
側に切替えられた場合には、単位電池Ｂ1 は解放され、
ｎ−１個の単位電池Ｂ2 〜Ｂn が直列に接続される。
る。図２に示すように、単位電池Ｂ1〜Ｂn 毎に電流バ
イパス通路ＢＰ1 〜ＢＰn および切替回路ＳＷ1 〜ＳＷ
n が設けられている。ｎ個の切替回路ＳＷ1 〜ＳＷn が
すべて電池側に切替えられている場合には、ｎ個の単位
電池Ｂ1 〜Ｂn は全て直列に接続されている。このと
き、例えば、切替回路ＳＷ1 が電流バイパス通路ＢＰ1
側に切替えられた場合には、単位電池Ｂ1 は解放され、
ｎ−１個の単位電池Ｂ2 〜Ｂn が直列に接続される。
【００３２】本発明では、単位電池Ｂ1 〜Ｂn の性能の
ばらつきにより、充電時間が異なるため、先に充電完了
となった単位電池Ｂ1 〜Ｂn から解放することにより、
過充電による性能劣化を回避する。切替回路ＳＷ1 〜Ｓ
Ｗn の切替操作により単位電池Ｂ1 〜Ｂn を解放するこ
とができる。これに加えて、単位電池Ｂ1 〜Ｂn の充放
電状態を運転者に知らせることができる。
ばらつきにより、充電時間が異なるため、先に充電完了
となった単位電池Ｂ1 〜Ｂn から解放することにより、
過充電による性能劣化を回避する。切替回路ＳＷ1 〜Ｓ
Ｗn の切替操作により単位電池Ｂ1 〜Ｂn を解放するこ
とができる。これに加えて、単位電池Ｂ1 〜Ｂn の充放
電状態を運転者に知らせることができる。
【００３３】単位電池Ｂ1 〜Ｂn における充放電特性と
劣化との関係を図５および図６に示す。図５は単位電池
Ｂ1 〜Ｂn の放電特性と劣化との関係を示す図であり、
横軸に放電時間（Ｔ）をとり、縦軸に電圧（Ｖ）をと
る。一定の負荷において一定の放電電流を得た場合の特
性である。図６は単位電池Ｂ1 〜Ｂn の充電特性と劣化
との関係を示す図であり、横軸に充電時間（Ｔ）をと
り、縦軸に電圧（Ｖ）をとる。一定の充電電流により充
電を行った場合の特性である。図５に示すように、劣化
が進むにしたがって放電にともなう電圧降下が急速に進
行していることがわかる。図６に示すように、劣化が進
むにしたがって短時間の内に電圧が上昇し、充電完了状
態に推移していることがわかる。
劣化との関係を図５および図６に示す。図５は単位電池
Ｂ1 〜Ｂn の放電特性と劣化との関係を示す図であり、
横軸に放電時間（Ｔ）をとり、縦軸に電圧（Ｖ）をと
る。一定の負荷において一定の放電電流を得た場合の特
性である。図６は単位電池Ｂ1 〜Ｂn の充電特性と劣化
との関係を示す図であり、横軸に充電時間（Ｔ）をと
り、縦軸に電圧（Ｖ）をとる。一定の充電電流により充
電を行った場合の特性である。図５に示すように、劣化
が進むにしたがって放電にともなう電圧降下が急速に進
行していることがわかる。図６に示すように、劣化が進
むにしたがって短時間の内に電圧が上昇し、充電完了状
態に推移していることがわかる。
【００３４】ここで、第一設定値および第二設定値につ
いて説明する。図５および図６に示すように、単位電池
Ｂ1 〜Ｂn の電圧は充電および放電（極性）およびその
電流値にしたがって変動している。単位電池Ｂ1 〜Ｂn
の標準電圧を１２Ｖとすると、ある種類の電池では電池
が正常な状態にあって充放電を繰り返すと、その端子電
圧は１１．４Ｖから１３．２Ｖの間を変動していること
がわかっている。これにより、例えば、１１．４Ｖを充
電を要する電圧（第一設定値）であるとし、１３．２Ｖ
を充電が完了した電圧（第二設定値）とすることがよ
い。この二つの設定値は電池の性質にしたがって、また
どのように電池を使用するかの余裕値を含めて設定すべ
き値である。
いて説明する。図５および図６に示すように、単位電池
Ｂ1 〜Ｂn の電圧は充電および放電（極性）およびその
電流値にしたがって変動している。単位電池Ｂ1 〜Ｂn
の標準電圧を１２Ｖとすると、ある種類の電池では電池
が正常な状態にあって充放電を繰り返すと、その端子電
圧は１１．４Ｖから１３．２Ｖの間を変動していること
がわかっている。これにより、例えば、１１．４Ｖを充
電を要する電圧（第一設定値）であるとし、１３．２Ｖ
を充電が完了した電圧（第二設定値）とすることがよ
い。この二つの設定値は電池の性質にしたがって、また
どのように電池を使用するかの余裕値を含めて設定すべ
き値である。
【００３５】本発明実施例の電圧検出回路ＶＤの動作を
図７および図８を参照して説明する。図７は第一設定値
検出部ＴＨ1 の動作を示すフローチャートである。図８
は第二設定値検出部ＴＨ2 の動作を示すフローチャート
である。図７に示すフローチャートでは、起動時に、ま
ず、これまで保持していたデータがリセットされる（Ｓ
１）。単位電池Ｂ1 〜Ｂn のそれぞれ電圧値を検出し
（Ｓ２）、第一設定値以下の電圧値を検出したときには
（Ｓ３）、その結果を保持し（Ｓ４）、赤ランプＲを点
灯する（Ｓ５）。
図７および図８を参照して説明する。図７は第一設定値
検出部ＴＨ1 の動作を示すフローチャートである。図８
は第二設定値検出部ＴＨ2 の動作を示すフローチャート
である。図７に示すフローチャートでは、起動時に、ま
ず、これまで保持していたデータがリセットされる（Ｓ
１）。単位電池Ｂ1 〜Ｂn のそれぞれ電圧値を検出し
（Ｓ２）、第一設定値以下の電圧値を検出したときには
（Ｓ３）、その結果を保持し（Ｓ４）、赤ランプＲを点
灯する（Ｓ５）。
【００３６】一般に、第一設定値（１１．４Ｖ）以下の
電圧は電池から電流を取り出しているとき、すなわち、
単位電池Ｂ1 〜Ｂn に負荷がかかっているときに検出さ
れる。これは、自動車がかご形多相誘導機２を使用して
加速を行い、単位電池Ｂ1 〜Ｂn の負荷が増大したとき
に生じる。したがって、負荷が軽減されると端子電圧値
は、第一設定値を上回る値となるため、検出履歴を保持
しておかないと、検出結果が管理データとして活用され
る以前に検出結果が消滅してしまう可能性が大きい。
電圧は電池から電流を取り出しているとき、すなわち、
単位電池Ｂ1 〜Ｂn に負荷がかかっているときに検出さ
れる。これは、自動車がかご形多相誘導機２を使用して
加速を行い、単位電池Ｂ1 〜Ｂn の負荷が増大したとき
に生じる。したがって、負荷が軽減されると端子電圧値
は、第一設定値を上回る値となるため、検出履歴を保持
しておかないと、検出結果が管理データとして活用され
る以前に検出結果が消滅してしまう可能性が大きい。
【００３７】すなわち、赤ランプＲは、加負荷時に単位
電池Ｂ1 〜Ｂn に過放電状態が生じ、第一設定値以下ま
で電圧が低下した単位電池Ｂ1 〜Ｂn については、端子
電圧が再び上昇しても赤ランプが継続して点灯する。そ
の後、電圧がさらに上昇し、第二設定値に達すると緑ラ
ンプＧが点灯するが、このときも赤ランプは点灯したま
まである。
電池Ｂ1 〜Ｂn に過放電状態が生じ、第一設定値以下ま
で電圧が低下した単位電池Ｂ1 〜Ｂn については、端子
電圧が再び上昇しても赤ランプが継続して点灯する。そ
の後、電圧がさらに上昇し、第二設定値に達すると緑ラ
ンプＧが点灯するが、このときも赤ランプは点灯したま
まである。
【００３８】図８に示すフローチャートでは、起動時
に、まず、これまで保持していたデータがリセットされ
る（Ｓ１１）。単位電池Ｂ1 〜Ｂn のそれぞれ電圧値を
検出し（Ｓ１２）、第二設定値以上の電圧値を検出した
ときには（Ｓ１３）、その結果を保持し（Ｓ１４）、緑
ランプＧを点灯する（Ｓ１５）。
に、まず、これまで保持していたデータがリセットされ
る（Ｓ１１）。単位電池Ｂ1 〜Ｂn のそれぞれ電圧値を
検出し（Ｓ１２）、第二設定値以上の電圧値を検出した
ときには（Ｓ１３）、その結果を保持し（Ｓ１４）、緑
ランプＧを点灯する（Ｓ１５）。
【００３９】緑ランプＧは、単位電池Ｂ1 〜Ｂn の端子
電圧が第二設定値を越えたときに点灯する。緑ランプＧ
もこの例では点灯を保持する。緑ランプＧは単位電池Ｂ
1 〜Ｂn に過充電状態が生じた場合に点灯する。その
後、放電を行い、過充電状態が解除されても緑ランプＧ
は点灯を保持する。
電圧が第二設定値を越えたときに点灯する。緑ランプＧ
もこの例では点灯を保持する。緑ランプＧは単位電池Ｂ
1 〜Ｂn に過充電状態が生じた場合に点灯する。その
後、放電を行い、過充電状態が解除されても緑ランプＧ
は点灯を保持する。
【００４０】この赤ランプＲおよび緑ランプＧは本発明
とは直接関係ないが、これにより運転者または管理者
は、本装置を搭載した自動車が業務を終了した後に、単
位電池Ｂ1 〜Ｂn の状況を赤ランプおよび緑ランプＧの
点灯により把握することができる。特に、ある単位電池
Ｂi に劣化が進むと、その単位電池Ｂi の赤ランプおよ
び緑ランプＧが他の単位電池に先んじて点灯しやすくな
る傾向が生じるため、管理者は赤ランプおよび緑ランプ
Ｇが点灯した単位電池Ｂi について点検を行うことによ
り、効率的に点検を実施することができる。
とは直接関係ないが、これにより運転者または管理者
は、本装置を搭載した自動車が業務を終了した後に、単
位電池Ｂ1 〜Ｂn の状況を赤ランプおよび緑ランプＧの
点灯により把握することができる。特に、ある単位電池
Ｂi に劣化が進むと、その単位電池Ｂi の赤ランプおよ
び緑ランプＧが他の単位電池に先んじて点灯しやすくな
る傾向が生じるため、管理者は赤ランプおよび緑ランプ
Ｇが点灯した単位電池Ｂi について点検を行うことによ
り、効率的に点検を実施することができる。
【００４１】本発明実施例では、図３に示すスイッチ制
御部Ｃにより切替回路ＳＷ1 〜ＳＷn を自動的に制御し
ている。本発明実施例のスイッチ制御部Ｃの動作を図９
を参照して説明する。図９はスイッチ制御部Ｃの動作を
示すフローチャートである。図９に示すフローチャート
では、単位電池Ｂ1 〜Ｂn の第二設定値を検出し（Ｓ２
１）、第二設定値が検出された場合には（Ｓ２２）、電
流方向検出部ＣＤにより電流方向を検出する（Ｓ２
３）。このときの電流方向が充電方向（負側から正側に
流れる方向）であれば（Ｓ２４）、切替回路ＳＷを電流
バイパス通路ＢＰ側に切替える（Ｓ２５）。引き続き電
流方向検出部ＣＤにより電流方向を検出し（Ｓ２６）、
電流方向が放電方向（正側から負側に流れる方向）であ
れば（Ｓ２７）、切替回路ＳＷを単位電池Ｂ1 〜Ｂn 側
に切戻す（Ｓ２８）。なお、電流方向検出部ＣＤは、ホ
ール素子を用いて実現した。
御部Ｃにより切替回路ＳＷ1 〜ＳＷn を自動的に制御し
ている。本発明実施例のスイッチ制御部Ｃの動作を図９
を参照して説明する。図９はスイッチ制御部Ｃの動作を
示すフローチャートである。図９に示すフローチャート
では、単位電池Ｂ1 〜Ｂn の第二設定値を検出し（Ｓ２
１）、第二設定値が検出された場合には（Ｓ２２）、電
流方向検出部ＣＤにより電流方向を検出する（Ｓ２
３）。このときの電流方向が充電方向（負側から正側に
流れる方向）であれば（Ｓ２４）、切替回路ＳＷを電流
バイパス通路ＢＰ側に切替える（Ｓ２５）。引き続き電
流方向検出部ＣＤにより電流方向を検出し（Ｓ２６）、
電流方向が放電方向（正側から負側に流れる方向）であ
れば（Ｓ２７）、切替回路ＳＷを単位電池Ｂ1 〜Ｂn 側
に切戻す（Ｓ２８）。なお、電流方向検出部ＣＤは、ホ
ール素子を用いて実現した。
【００４２】すなわち、単位電池Ｂ1 〜Ｂn の充電が完
了すると、単位電池Ｂ1 〜Ｂn の電圧は第二設定値まで
上昇する。さらに、電流方向が充電方向であり充電が継
続されると、過充電の危険があるので、切替回路ＳＷを
電流バイパス通路ＢＰ側に切替えることにより過充電を
回避することができる。ここで、電流方向が放電方向に
変わると、切替回路ＳＷは速やかに単位電池Ｂ1 〜Ｂn
側に切り戻される。
了すると、単位電池Ｂ1 〜Ｂn の電圧は第二設定値まで
上昇する。さらに、電流方向が充電方向であり充電が継
続されると、過充電の危険があるので、切替回路ＳＷを
電流バイパス通路ＢＰ側に切替えることにより過充電を
回避することができる。ここで、電流方向が放電方向に
変わると、切替回路ＳＷは速やかに単位電池Ｂ1 〜Ｂn
側に切り戻される。
【００４３】この例は図４を用いて半導体スイッチ素子
を用いるように説明したが、半導体スイッチ素子に流れ
る電流が大きくなり、半導体スイッチ素子からの発熱あ
るいはヒートシンクが大きくなる場合には、接点スイッ
チを使用して次のように構成することができる。すなわ
ち、図３に示す切替回路ＳＷを接点型スイッチとし、電
流方向検出部ＣＤで監視している電流値がほとんど零に
なったときに、この接点型スイッチの切替動作を行う。
このような構成により、接点型スイッチに流れる電流は
大きくなっても、そのときには接点型スイッチは安定し
た状態であり、接点抵抗値は小さい状態にあるから、発
熱あるいはスイッチの損傷はほとんどなくなる。
を用いるように説明したが、半導体スイッチ素子に流れ
る電流が大きくなり、半導体スイッチ素子からの発熱あ
るいはヒートシンクが大きくなる場合には、接点スイッ
チを使用して次のように構成することができる。すなわ
ち、図３に示す切替回路ＳＷを接点型スイッチとし、電
流方向検出部ＣＤで監視している電流値がほとんど零に
なったときに、この接点型スイッチの切替動作を行う。
このような構成により、接点型スイッチに流れる電流は
大きくなっても、そのときには接点型スイッチは安定し
た状態であり、接点抵抗値は小さい状態にあるから、発
熱あるいはスイッチの損傷はほとんどなくなる。
【００４４】本発明第一実施例の単位電池Ｂの外観例を
図１０に示す。単位電池Ｂの上部に、電圧検出回路ＶＤ
と切替回路ＳＷとが搭載され、それぞれ接続具２２によ
り端子２１ａおよび２１ｂに接続されている。単位電池
Ｂは接続ケーブル２４により隣接する他の単位電池Ｂに
接続される。
図１０に示す。単位電池Ｂの上部に、電圧検出回路ＶＤ
と切替回路ＳＷとが搭載され、それぞれ接続具２２によ
り端子２１ａおよび２１ｂに接続されている。単位電池
Ｂは接続ケーブル２４により隣接する他の単位電池Ｂに
接続される。
【００４５】本発明第一実施例の単位電池Ｂの自動車へ
の搭載例を図１１に示す。複数の単位電池Ｂはバッテリ
キャリア３１に集中的に搭載され、開閉扉３２の内側に
設けられている電池室に収納される。バッテリキャリア
３１を引出すことにより運転者または管理者は単位電池
Ｂを点検することができる。
の搭載例を図１１に示す。複数の単位電池Ｂはバッテリ
キャリア３１に集中的に搭載され、開閉扉３２の内側に
設けられている電池室に収納される。バッテリキャリア
３１を引出すことにより運転者または管理者は単位電池
Ｂを点検することができる。
【００４６】本発明第一実施例の単位電池Ｂのその他の
外観例を図１２に示す。電圧検出回路ＶＤを切替回路Ｓ
Ｗと同一のユニットに収納した例である。図１０に示し
た例と比較すると、配線工程および設置スペースを低減
することができるが、切替回路ＳＷの半導体スイッチ素
子からの発熱がスイッチ制御部Ｃその他の制御回路に影
響を与えないように放熱に配慮することが要求される。
外観例を図１２に示す。電圧検出回路ＶＤを切替回路Ｓ
Ｗと同一のユニットに収納した例である。図１０に示し
た例と比較すると、配線工程および設置スペースを低減
することができるが、切替回路ＳＷの半導体スイッチ素
子からの発熱がスイッチ制御部Ｃその他の制御回路に影
響を与えないように放熱に配慮することが要求される。
【００４７】（第二実施例）本発明第二実施例の構成を
図１３および図１４を参照して説明する。図１３は本発
明第二実施例装置のブロック構成図である。図１４は本
発明第二実施例の全体構成図である。本発明第二実施例
では、電圧検出回路ＶＤに無線送信器ＴＸを付加するこ
とを特徴とする。無線送信器ＴＸは各単位電池にそれぞ
れ１個取付けられる。この実施例では２５個ある。これ
に対して無線受信器ＲＸは全体で１個のみ設けられる。
図１３および図１４を参照して説明する。図１３は本発
明第二実施例装置のブロック構成図である。図１４は本
発明第二実施例の全体構成図である。本発明第二実施例
では、電圧検出回路ＶＤに無線送信器ＴＸを付加するこ
とを特徴とする。無線送信器ＴＸは各単位電池にそれぞ
れ１個取付けられる。この実施例では２５個ある。これ
に対して無線受信器ＲＸは全体で１個のみ設けられる。
【００４８】無線送信器ＴＸはスイッチ制御部Ｃの制御
状況および電圧測定部Ｖの電圧測定状況をそれぞれ無線
受信器ＲＸに宛て送信する。図１４に示すように、無線
受信器ＲＸにはプログラム処理回路Ｐが接続されてお
り、これらの情報はプログラム処理回路Ｐに入力され、
データ処理されて表示器Ｍに表示される。
状況および電圧測定部Ｖの電圧測定状況をそれぞれ無線
受信器ＲＸに宛て送信する。図１４に示すように、無線
受信器ＲＸにはプログラム処理回路Ｐが接続されてお
り、これらの情報はプログラム処理回路Ｐに入力され、
データ処理されて表示器Ｍに表示される。
【００４９】次に、本発明第二実施例の動作を説明す
る。図１５は無線送信器ＴＸが送信するデータ信号のフ
レーム構成を示す図である。無線送信器ＴＸは図１５に
示すような３２ｂｉｔのフレーム構成のデータ信号を６
４ｋｂ／ｓで周期ｔ毎に間欠的に送信する。ヘッダ部分
には各送信器ＴＸ毎に個別に割当てられたＩＤが送信さ
れる。したがって、受信器ＲＸでは受信されたフレーム
がどの送信器ＴＸから送信されたものかを識別すること
ができる。この装置はこの実施例では、携帯用電話機の
セルを改造して使用した。前記周期ｔを各無線送信器Ｔ
Ｘ毎に異なる値に設定しておく。１回の送信時間は約２
０ｍＳである。周期ｔは２０ないし６０秒の範囲で各送
信器ＴＸ毎に少しずつ違えて設定する。このように構成
することにより、かりに複数の無線送信器ＴＸの送信の
タイミングが一致しても、次の周期では送信のタイミン
グが異なることになるから、無線受信器ＲＸでは個別に
各無線送信器ＴＸの信号を受信することができる。
る。図１５は無線送信器ＴＸが送信するデータ信号のフ
レーム構成を示す図である。無線送信器ＴＸは図１５に
示すような３２ｂｉｔのフレーム構成のデータ信号を６
４ｋｂ／ｓで周期ｔ毎に間欠的に送信する。ヘッダ部分
には各送信器ＴＸ毎に個別に割当てられたＩＤが送信さ
れる。したがって、受信器ＲＸでは受信されたフレーム
がどの送信器ＴＸから送信されたものかを識別すること
ができる。この装置はこの実施例では、携帯用電話機の
セルを改造して使用した。前記周期ｔを各無線送信器Ｔ
Ｘ毎に異なる値に設定しておく。１回の送信時間は約２
０ｍＳである。周期ｔは２０ないし６０秒の範囲で各送
信器ＴＸ毎に少しずつ違えて設定する。このように構成
することにより、かりに複数の無線送信器ＴＸの送信の
タイミングが一致しても、次の周期では送信のタイミン
グが異なることになるから、無線受信器ＲＸでは個別に
各無線送信器ＴＸの信号を受信することができる。
【００５０】かりに周期を２０秒とすると、１個の無線
送信器ＴＸｉが送信している時間２０ｍＳは周期の千分
の１である。したがって、２５個の単位電池Ｂ1 〜Ｂn
にそれぞれ接続された無線送信器ＴＸ1 〜ＴＸn がラン
ダムなタイミングで送信すると、衝突の可能性は約４０
０分の１である。かりに衝突しても周期ｔがそれぞれ異
なることから次の周期では衝突することなく個別の受信
が可能となる。
送信器ＴＸｉが送信している時間２０ｍＳは周期の千分
の１である。したがって、２５個の単位電池Ｂ1 〜Ｂn
にそれぞれ接続された無線送信器ＴＸ1 〜ＴＸn がラン
ダムなタイミングで送信すると、衝突の可能性は約４０
０分の１である。かりに衝突しても周期ｔがそれぞれ異
なることから次の周期では衝突することなく個別の受信
が可能となる。
【００５１】プログラム処理回路Ｐの動作を図１６ない
し図１８を参照して説明する。図１６はプログラム処理
回路Ｐの第一設定値検出に係わる動作を示すフローチャ
ートである。プログラム処理回路Ｐに第一設定値検出の
情報が入力されると（Ｓ３１）、第一設定値が検出され
た単位電池の個数が閾値以上か否かを判定する（Ｓ３
２）。閾値以上であれば、要充電表示を表示器Ｍに出力
する（Ｓ３３）。表示器Ｍは運転席に設けられた液晶表
示板である。
し図１８を参照して説明する。図１６はプログラム処理
回路Ｐの第一設定値検出に係わる動作を示すフローチャ
ートである。プログラム処理回路Ｐに第一設定値検出の
情報が入力されると（Ｓ３１）、第一設定値が検出され
た単位電池の個数が閾値以上か否かを判定する（Ｓ３
２）。閾値以上であれば、要充電表示を表示器Ｍに出力
する（Ｓ３３）。表示器Ｍは運転席に設けられた液晶表
示板である。
【００５２】すなわち、複数の単位電池Ｂには、既に説
明したように性能のばらつきがあり、劣化が進んでいる
単位電池Ｂi が他の単位電池Ｂに比較して早期に第一設
定値まで電圧が降下することが知られているが、全体の
単位電池数からみて大きい割合の個数の単位電池Ｂが第
一設定値まで電圧が降下していれば、全体的に充電が必
要な状況と判断することができる。プログラム処理回路
Ｐはこの旨の情報を運転者または管理者に通知するため
の表示を表示器Ｍに出力する。
明したように性能のばらつきがあり、劣化が進んでいる
単位電池Ｂi が他の単位電池Ｂに比較して早期に第一設
定値まで電圧が降下することが知られているが、全体の
単位電池数からみて大きい割合の個数の単位電池Ｂが第
一設定値まで電圧が降下していれば、全体的に充電が必
要な状況と判断することができる。プログラム処理回路
Ｐはこの旨の情報を運転者または管理者に通知するため
の表示を表示器Ｍに出力する。
【００５３】図１７はプログラム処理回路Ｐの第二設定
値検出に係わる動作を示すフローチャートである。プロ
グラム処理回路Ｐに第二設定値検出の情報が入力される
と（Ｓ４１）、第二設定値が検出された単位電池の個数
が閾値以上か否かを判定する（Ｓ４２）。閾値以上であ
れば、要放電表示を表示器Ｍに出力する（Ｓ４３）。
値検出に係わる動作を示すフローチャートである。プロ
グラム処理回路Ｐに第二設定値検出の情報が入力される
と（Ｓ４１）、第二設定値が検出された単位電池の個数
が閾値以上か否かを判定する（Ｓ４２）。閾値以上であ
れば、要放電表示を表示器Ｍに出力する（Ｓ４３）。
【００５４】すなわち、全体の単位電池数からみて大き
い割合の個数の単位電池Ｂが第二設定値まで電圧が上昇
していれば、全体的に充電が完了していると判断するこ
とができる。プログラム処理回路Ｐはこの旨の情報を運
転者または管理者に通知するための表示を表示器Ｍに出
力する。
い割合の個数の単位電池Ｂが第二設定値まで電圧が上昇
していれば、全体的に充電が完了していると判断するこ
とができる。プログラム処理回路Ｐはこの旨の情報を運
転者または管理者に通知するための表示を表示器Ｍに出
力する。
【００５５】図１８はプログラム処理回路Ｐのスイッチ
作動検出に係わる動作を示すフローチャートである。プ
ログラム処理回路Ｐにスイッチ作動検出の情報が入力さ
れると（Ｓ５１）、その作動時刻を記録する（Ｓ５
２）。さらに、複数の単位電池Ｂについてその作動時刻
のばらつきを検出する（Ｓ５３）。そのばらつきが他の
大多数の単位電池Ｂが含まれている平均的なばらつき範
囲を閾値以上の大きさで逸脱している単位電池Ｂi があ
れば（Ｓ５４）、その単位電池Ｂi について電池劣化表
示を行う（Ｓ５５）。
作動検出に係わる動作を示すフローチャートである。プ
ログラム処理回路Ｐにスイッチ作動検出の情報が入力さ
れると（Ｓ５１）、その作動時刻を記録する（Ｓ５
２）。さらに、複数の単位電池Ｂについてその作動時刻
のばらつきを検出する（Ｓ５３）。そのばらつきが他の
大多数の単位電池Ｂが含まれている平均的なばらつき範
囲を閾値以上の大きさで逸脱している単位電池Ｂi があ
れば（Ｓ５４）、その単位電池Ｂi について電池劣化表
示を行う（Ｓ５５）。
【００５６】すなわち、劣化が進んだ電池は、劣化して
いない電池に比較すると充放電時間が一般に早い。そこ
で、他の電池と比較して特に充電完了時間が早いものに
着目することにより、劣化が進んでいる電池を抽出する
ことができる。本発明では、切替回路ＳＷの動作タイミ
ングを検出することにより充電完了時刻を検出すること
ができるため、これを利用し、他の電池よりも著しく充
電完了時間が早いものを表示器Ｍに表示させることによ
り、運転者あるいは管理者に特定の劣化電池を通知する
ことができる。なお、第二設定値に達した時刻を記録す
ることによっても同様の通知を行うことができる。
いない電池に比較すると充放電時間が一般に早い。そこ
で、他の電池と比較して特に充電完了時間が早いものに
着目することにより、劣化が進んでいる電池を抽出する
ことができる。本発明では、切替回路ＳＷの動作タイミ
ングを検出することにより充電完了時刻を検出すること
ができるため、これを利用し、他の電池よりも著しく充
電完了時間が早いものを表示器Ｍに表示させることによ
り、運転者あるいは管理者に特定の劣化電池を通知する
ことができる。なお、第二設定値に達した時刻を記録す
ることによっても同様の通知を行うことができる。
【００５７】本発明第二実施例の単位電池Ｂの外観例を
図１９に示す。単位電池Ｂの上部に無線送信器ＴＸを内
蔵した電圧検出回路ＶＤと切替回路ＳＷとが接続具２２
により端子２１ａおよび２１ｂに接続され、ブラケット
４１により単位電池Ｂの筐体に固定されて備えられてい
る。
図１９に示す。単位電池Ｂの上部に無線送信器ＴＸを内
蔵した電圧検出回路ＶＤと切替回路ＳＷとが接続具２２
により端子２１ａおよび２１ｂに接続され、ブラケット
４１により単位電池Ｂの筐体に固定されて備えられてい
る。
【００５８】本発明第二実施例の表示器Ｍの設置例を図
２０および図２１に示す。図２０に示すように、電池室
に取り付けられた無線受信器ＲＸ′、表示器Ｍ′および
アンテナケーブル５４を介して運転席に取り付けられた
無線受信器ＲＸ、表示器Ｍにより運転者または管理者は
単位電池Ｂの状況を電池室を開けることなく把握するこ
とができる。
２０および図２１に示す。図２０に示すように、電池室
に取り付けられた無線受信器ＲＸ′、表示器Ｍ′および
アンテナケーブル５４を介して運転席に取り付けられた
無線受信器ＲＸ、表示器Ｍにより運転者または管理者は
単位電池Ｂの状況を電池室を開けることなく把握するこ
とができる。
【００５９】これにより、単位電池の管理を簡単かつ迅
速に行うことができる。特に、図２１に示すように運転
席に設置された表示器Ｍによれば、運転者は運転を行い
ながら充電および放電の要または不要を把握し、さら
に、単位電池Ｂの劣化状況を把握することができる。
速に行うことができる。特に、図２１に示すように運転
席に設置された表示器Ｍによれば、運転者は運転を行い
ながら充電および放電の要または不要を把握し、さら
に、単位電池Ｂの劣化状況を把握することができる。
【００６０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電池の使用寿命を増大させることができる。また、多数
の単位電池が電気的に直列に接続して使用されるとき
に、その単位電池の特性にばらつきがあっても、電池の
劣化が均一になるように制御することができる。さら
に、単位電池の特性にばらつきがあっても、長期間の使
用によりそのばらつきが拡大されることがない制御装置
を実現することができる。本発明は、電気自動車の電池
コストを低くすることができる。また、電池の保守を簡
単化する制御装置を実現することができる。
電池の使用寿命を増大させることができる。また、多数
の単位電池が電気的に直列に接続して使用されるとき
に、その単位電池の特性にばらつきがあっても、電池の
劣化が均一になるように制御することができる。さら
に、単位電池の特性にばらつきがあっても、長期間の使
用によりそのばらつきが拡大されることがない制御装置
を実現することができる。本発明は、電気自動車の電池
コストを低くすることができる。また、電池の保守を簡
単化する制御装置を実現することができる。
【図１】ＨＩＭＲの全体構成図。
【図２】本発明の基本的概念を示す図。
【図３】本発明第一実施例の構成を示す図。
【図４】本発明実施例に用いる半導体スイッチ素子を示
す図。
す図。
【図５】単位電池の放電特性と劣化との関係を示す図。
【図６】単位電池の充電特性と劣化との関係を示す図。
【図７】第一設定値検出部の動作を示すフローチャー
ト。
ト。
【図８】第二設定値検出部の動作を示すフローチャー
ト。
ト。
【図９】スイッチ制御部の動作を示すフローチャート。
【図１０】本発明第一実施例の単位電池の外観例を示す
図。
図。
【図１１】本発明第一実施例の単位電池の自動車への搭
載例を示す図。
載例を示す図。
【図１２】本発明第一実施例の単位電池のその他の外観
例を示す図。
例を示す図。
【図１３】本発明第二実施例装置のブロック構成図。
【図１４】本発明第二実施例の全体構成図。
【図１５】無線送信器が送信するデータ信号のフレーム
構成を示す図。
構成を示す図。
【図１６】プログラム処理回路の第一設定値検出に係わ
る動作を示すフローチャート。
る動作を示すフローチャート。
【図１７】プログラム処理回路の第二設定値検出に係わ
る動作を示すフローチャート。
る動作を示すフローチャート。
【図１８】プログラム処理回路のスイッチ作動検出に係
わる動作を示すフローチャート。
わる動作を示すフローチャート。
【図１９】本発明第二実施例の単位電池の外観例を示す
図。
図。
【図２０】本発明第二実施例の表示器の設置例を示す
図。
図。
【図２１】本発明第二実施例の表示器の設置例を示す
図。
図。
１ 内燃機関
２ かご形多相誘導機
３ 二次電池回路
４ インバータ回路
５ インバータ制御回路
６ 回転センサ
７ 電流検出器
１２ ＣＰＵ
１３ 検出回路
２１ａ、２１ｂ 端子
２２ 接続具
２４ 接続ケーブル
３１ バッテリキャリア
３２ 開閉扉
４１ ブラケット
５４ アンテナケーブル
Ｂ、Ｂ1 〜Ｂn 単位電池
ＢＰ、ＢＰ1 〜ＢＰ6 電流バイパス通路
Ｃ スイッチ制御部
ＣＤ 電流方向検出部
Ｇ 緑ランプ
Ｍ、Ｍ′ 表示器
Ｐ プログラム処理回路
Ｒ 赤ランプ
ＲＸ、ＲＸ′ 無線受信器
ＳＷ、ＳＷ1 〜ＳＷ6 切替回路
ＴＨ1 第一設定値検出部
ＴＨ2 第二設定値検出部
ＴＸ 無線送信器
Ｖ 電圧測定部
ＶＤ 電圧検出回路
─────────────────────────────────────────────────────
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(56)参考文献 特開 平５−64377（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−219608（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−111702（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−303334（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−194015（ＪＰ，Ａ)
実開 昭56−86838（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B60L 3/00
B60R 16/04
H01M 10/44
H02J 7/00
Claims (2)
- 【請求項１】 単位電池毎に、電流バイパス通路と、こ
の電流バイパス通路と単位電池との通路選択を行う切替
回路とを設け、前記単位電池の端子電圧を測定する測定
回路と、この測定回路の出力情報にしたがって前記切替
回路を個別に制御する制御回路とを備え、 前記制御回路は、当該単位電池ごとの切替回路の状況を
出力情報として送信する回路手段を備え、 この回路手段から送信された各単位電池ごとのバイパス
通路への切替時間の情報を取込み、前記切替時間の平均
的なばらつきの範囲を所定値以上の大きさで逸脱してい
る単位電池を検出し、当該単位電池を劣化した電池とし
て表示させるプログラム制御回路を備えた ことを特徴と
する車載電池の制御装置。 - 【請求項２】 前記送信する回路手段は、無線信号とし
て各単位電池の出力情報を送信する手段を含み、 この回路手段が送信した無線信号を受信し前記プログラ
ム制御回路に出力する受信器を車体側に含む 請求項１記
載の車載電池の制御装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15570096A JP3411753B2 (ja) | 1996-06-17 | 1996-06-17 | 車載電池の制御装置 |
| EP97922142A EP0841208B1 (en) | 1996-05-24 | 1997-05-23 | Controller for on-vehicle battery |
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| DE69728733T DE69728733T2 (de) | 1996-05-24 | 1997-05-23 | Regler für eine fahrzeug-eigene batterie |
| CN97190591A CN1065486C (zh) | 1996-05-24 | 1997-05-23 | 车载电池的控制装置 |
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| US09/012,644 US5939861A (en) | 1996-05-24 | 1998-01-23 | Control system for on-vehicle battery |
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| JP15570096A JP3411753B2 (ja) | 1996-06-17 | 1996-06-17 | 車載電池の制御装置 |
Publications (2)
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| JPH1014002A JPH1014002A (ja) | 1998-01-16 |
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-
1996
- 1996-06-17 JP JP15570096A patent/JP3411753B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1014002A (ja) | 1998-01-16 |
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