JPH04303780A - 蓄電池残存容量計 - Google Patents

蓄電池残存容量計

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JPH04303780A
JPH04303780A JP3093167A JP9316791A JPH04303780A JP H04303780 A JPH04303780 A JP H04303780A JP 3093167 A JP3093167 A JP 3093167A JP 9316791 A JP9316791 A JP 9316791A JP H04303780 A JPH04303780 A JP H04303780A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は蓄電池残存容量計に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】電気自動車やフォークリフト等の電動車
や電子機器等に用いられる蓄電池の残存容量計としては
、蓄電池の放電電気量を測定して行う方法、放電中の蓄
電池の端子電圧を測定して行う方法、蓄電池の電解液比
重を測定して行う方法が知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記した各方法による
残存容量計のうち、蓄電池の放電電気量を測定して行う
方法は、蓄電池の放電時間率の大小によって実質残存容
量が変化するという問題があった。また、放電中の蓄電
池の端子電圧を測定して行う方法は、端子電圧を一定の
設定電流による放電で表示するための換算回路を設けな
ければならないという問題があった。さらに、蓄電池の
電解液比重を測定して行う方法は、高精度な比重センサ
を使用しなければならないという問題があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
、本発明は、蓄電池の端子電圧に対応する検出電圧と蓄
電池の放電時間率に対応する放電時間率対応電圧とを比
較してパルス周期可変信号を出力するパルス周期設定部
と、このパルス周期可変信号を入力してパルス周期を変
化させ、前記放電時間率に対応する放電時間で信号が出
力されるタイマー部と、このタイマー部の出力信号に対
応するタイマー出力電圧と蓄電池の残存容量に対応する
残存容量対応電圧とを差動増幅して前記放電時間率対応
電圧を蓄電池の放電時間率に対応させて変化させる放電
時間率対応電圧可変部と、前記検出電圧が所定値以上の
時に、前記タイマー部にリセット信号を送出して放電時
間率対応電圧を蓄電池の満充電対応電圧にリセットする
リセット部とを有し、蓄電池の放電時間率に対応させて
残存容量を表示させるように構成したことを特徴とする
ものである。
【0005】
【作用】本発明は、蓄電池の端子電圧に対応する検出電
圧と蓄電池の放電時間率に対応する放電時間率対応電圧
とを比較し、この放電時間率に対応する放電時間で信号
を出力させるようにタイマー部を構成したから、放電時
間率に対応した残存容量を表示させることができる。
【0006】また、前記放電時間率対応電圧は、前記タ
イマー部の出力信号に対応するタイマー出力電圧と蓄電
池の残存容量に対応する残存容量対応電圧とを差動増幅
することによって変化させているので、放電時間率の変
化に対応させて残存容量を表示させることができる。
【0007】
【実施例】図1は、本発明の蓄電池残存容量計の回路図
である。
【0008】図1において、1は蓄電池、2は負荷、3
は蓄電池1の負荷2に対する放電を制御するコントロー
ラである。
【0009】前記蓄電池1の端子電圧に対応する検出電
圧は、前記コントローラ3によって蓄電池1が放電時の
み、その端子電圧が抵抗51,52、可変抵抗器53か
らなる分圧回路50に入力され、分圧して得ている。
【0010】前記蓄電池1の放電時間率に対応する放電
時間率対応電圧は、蓄電池電圧を抵抗54、定電圧ダイ
オード55、トランジスタ56からなる定電圧回路60
で定電圧化し、抵抗57,58、可変抵抗器59からな
る分圧回路70で分圧し、ボルテージフォロワとしての
演算増幅器9を介して得られる残存容量対応電圧と後述
するタイマー部30のタイマー出力電圧とを差動増幅し
て得ている。
【0011】前記検出電圧は、パルス周期設定部10内
の比較器4,5,6,7,8の反転入力端子に入力され
る。
【0012】前記残存容量対応電圧は、放電時間率対応
電圧可変部20内の差動増幅器21の非反動入力端子に
入力される。また、該端子には、後述するタイマー部3
0の出力信号に対応するタイマー出力電圧が抵抗23を
介して入力される。
【0013】前記差動増幅器21の反転入力端子には、
後述するタイマー部30の出力信号に対応するタイマー
出力電圧が抵抗24を介して入力され、タイマー出力電
圧が0Vの時に差動増幅器21の出力、すなわち放電時
間率対応電圧を満充電対応電圧になるように可変抵抗器
22を調整する。
【0014】この差動増幅器21の出力は、抵抗31,
32,33,34,35,36、可変抵抗器37で分圧
されて前記比較器4,5,6,7,8の非反転入力端子
に入力される。
【0015】前記比較器4の出力は、後述するタイマー
部30内のタイマーIC11のストップ端子(ST)に
入力される。このストップ端子(ST)は、Hレベル信
号が入力されるとタイマーIC11による時間の計測を
開始し、Lレベル信号が入力されるとタイマーIC11
による時間の計測を停止するように制御するものである
【0016】前記比較器5,6,7,8の出力は、アナ
ログスイッチIC12,13,14,15の入力端子(
IN)に入力される。この入力端子(IN)は、Hレベ
ル信号が入力されるとアナログスイッチIC12,13
,14,15がオンし、Lレベル信号が入力されるとア
ナログスイッチIC12,13,14,15がオフする
ように制御するもので、各アナログスイッチIC12,
13,14,15と直列に接続された抵抗25,26,
27,28を、順次タイマーIC11のパルス周期設定
用抵抗29に並列に接続してタイマーIC11のパルス
周期を変化させる。なお、38はこのパルス周期設定用
コンデンサである。
【0017】前記タイマーIC11は、ストップ端子(
ST)にHレベル信号が入力されると、パルス周期設定
用コンデンサ38とパルス周期設定用抵抗29およびそ
の時にこの抵抗29に並列に接続されるいずれかの抵抗
25〜28の合成抵抗で定められるパルス周期で時間の
計測を開始し、一定時間が経過するごとに出力01から
出力05へ順次Hレベルの出力信号が発生するように構
成され、出力01から出力05の出力信号に対応するタ
イマー出力電圧は抵抗61,62,63,64,65と
抵抗24とを介して前記差動増幅器21の反転入力端子
に、抵抗61,62,63,64,65と抵抗23とを
介して非反転入力端子に入力される。なお、出力06は
前記01〜05の各出力がHレベルになった時にLレベ
ルの出力信号が発生するように構成されている。
【0018】また、前記検出電圧は、抵抗67,68で
分圧されてリセット部40内の比較器16の反転入力端
子に入力される。
【0019】前記比較器16の非反転入力端子には、前
記定電圧回路60の出力を抵抗47,48、可変抵抗器
49からなる分圧回路80で分圧して得られる所定値が
入力される。この所定値は前記タイマーIC11にリセ
ット信号を送出するための上限値である。
【0020】この比較器16の出力は、ダイオード66
を介して前記タイマー部30内のタイマーIC11のリ
セット端子(RS)に入力される。このリセット端子(
RS)は、Lレベル信号が入力されるとタイマーIC1
1の出力信号がリセットされ、Hレベル信号が入力され
るとその時点からカウント動作を開始するように制御す
るものである。すなわち、リセットされると、タイマー
IC11の出力01〜05のタイマー出力電圧は0Vと
なる。
【0021】前記タイマーIC11の各出力01〜05
には、抵抗41,42,43,44,45を介して発光
ダイオード71,72,73,74,75が接続され、
出力01〜05にHレベル信号が発生すると順次消灯し
、出力05にHレベル信号が発生すると出力06にLレ
ベル信号が発生して発光ダイオード76が点灯するよう
に構成されている。
【0022】次に、上記構成からなる残存容量計の動作
を説明する。
【0023】今、蓄電池1を上記のように接続すると、
定電圧回路60が動作して比較器4,5,6,7,8,
16、演算増幅器9、タイマーIC11、アナログスイ
ッチIC12,13,14,15、差動増幅器21に電
源を供給するとともに、比較器16の非反転入力端子に
タイマーIC11をリセットするための所定値を与える
。この電源の供給によってタイマーIC11の出力01
〜05のタイマー出力電圧は0Vとなり、アナログスイ
ッチIC12,13,14,15はすべてオフとなる。 この定電圧回路60は蓄電池1でバックアップされた構
成になっている。
【0024】前記定電圧回路60の出力は、分圧回路7
0で分圧され、ボルテージフォロワとしての演算増幅器
9を介して残存容量対応電圧として差動増幅器21の非
反転入力端子に入力され、その反転入力端子に抵抗24
を介して入力されるタイマーIC11の出力01〜05
のタイマー出力電圧が0Vの時に、その出力、すなわち
放電時間率対応電圧が満充電対応電圧になるように可変
抵抗器22を調整する。この満充電対応電圧は、鉛蓄電
池では1セル当り2.13V、ニッケルーカドミウム蓄
電池では1セル当り1.32Vに設定する。
【0025】一方、前記抵抗67,68で分圧された分
圧回路50からの分圧電圧は、蓄電池1が放電時に前記
比較器16の反転入力端子に入力され、この電圧が所定
値以下であれば、比較器16の出力はHレベルとなって
タイマーIC11のリセット端子(RS)にHレベル信
号が入力されてカウント動作を開始させる。なお、前記
分圧電圧がこの所定値以上であれば、比較器16の出力
はLレベルとなるので、タイマーIC11はリセットさ
れ、出力01〜05のタイマー出力電圧は0Vとなる。 この所定値は、鉛蓄電池では1セル当り2.40V、ニ
ッケルーカドミウム蓄電池では1セル当り1.60Vに
設定する。
【0026】従って、蓄電池1を放電させ、タイマーI
C11のカウント動作を開始させると、最初に比較器4
の反転入力端子の電圧が非反転入力端子の電圧より低く
なるので、比較器4の出力がHレベルとなり、タイマー
IC11のストップ端子(ST)にHレベル信号が入力
されて時間の計測を開始する。この時、比較器5,6,
7,8の出力はLレベルであるので、アナログスイッチ
IC12,13,14,15はオフで、抵抗29とコン
デンサ38とで定まるパルス周期で時間の計測が行われ
る。
【0027】こうして計測される時間は、満充電対応電
圧に対する検出電圧の低下幅、すなわち放電時間率に比
例するため、この放電時間率で放電が継続すると、タイ
マーIC11は出力01から05へ順次出力信号が発生
し、発光ダイオード71,72,73,74,75の消
灯とともに残存容量表示を100%から0%に移行させ
、残存容量表示が0%で発光ダイオード76を点灯させ
るように動作する。従って、放電時間率に等しい放電時
間で残存容量表示を100%から0%に移行させるよう
に動作させることができる。なお、蓄電池の過放電を防
止するために残存容量表示が20%で発光ダイオード7
6を点灯させるように調整することも容易である。
【0028】そして、放電中に放電時間率が大きくなる
と、満充電対応電圧に対する検出電圧の低下幅が大きく
なり、比較器5,6,7,8の出力が順次Hレベルにな
り、アナログスイッチIC12,13,14,15が順
次オンになってタイマーIC11の時間の計測のパルス
周期が短かくなる。すなわち、タイマーIC11の出力
01から05へ順次出力信号が発生する時間が短かくな
り、残存容量表示を100%から0%に移行させる時間
が短くなるように動作する。
【0029】そして、タイマーIC11の出力01〜0
5は抵抗61,62,63,64,65と抵抗24とを
介して差動増幅器21の反転入力端子に、抵抗61,6
2,63,64,65と抵抗23とを介して非反転入力
端子に入力されるので、その出力は放電開始とともに満
充電対応電圧からその時の放電時間率に対応した放電時
間率対応電圧となり、放電時間率の変化による残存容量
の変化に対応した残存容量の表示を行うことができる。
【0030】次に、残存容量計の動作中にコントローラ
3によって蓄電池1の放電を停止させた場合について説
明する。
【0031】蓄電池1の放電を停止させると、検出電圧
は上昇して比較器4,5,6,7,8の出力はLレベル
となり、タイマーIC11の時間の計測は停止するが、
比較器16により前記検出電圧が所定値以上まで上昇し
ない限り、タイマーIC11はリセットされないため、
放電を停止させる直前の状態を保持させることができる
【0032】前記所定値はコントローラ3の動作とは無
関係であるので、蓄電池1の放電の停止による影響を受
けずにリセット部40をバックアップすることができる
【0033】なお、蓄電池1を交換した場合は、前記所
定値を含めてすべての電圧が0Vとなるので、新たな蓄
電池を接続することによってタイマーIC11はリセッ
トされることになる。
【0034】
【発明の効果】上記した如く、本発明は、放電時間率の
変化に応じて蓄電池の残存容量を正確に表示することが
でき、特に放電中に停止させても、その直前の状態を保
持させることができるので、電動車や電子機器等に用い
られる蓄電池の残存容量計として有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の残存容量計の回路図である。
【符号の説明】
1  蓄電池 10  パルス周期設定部 20  放電時間率対応電圧可変部 30  タイマー部 40  リセット部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  蓄電池の端子電圧に対応する検出電圧
    と蓄電池の放電時間率に対応する放電時間率対応電圧と
    を比較してパルス周期可変信号を出力するパルス周期設
    定部と、このパルス周期可変信号を入力してパルス周期
    を変化させ、前記放電時間率に対応する放電時間で信号
    が出力されるタイマー部と、このタイマー部の出力信号
    に対応するタイマー出力電圧と蓄電池の残存容量に対応
    する残存容量対応電圧とを差動増幅して前記放電時間率
    対応電圧を蓄電池の放電時間率に対応させて変化させる
    放電時間率対応電圧可変部と、前記検出電圧が所定値以
    上の時に、前記タイマー部にリセット信号を送出して前
    記放電時間率対応電圧を蓄電池の満充電対応電圧にリセ
    ットするリセット部とを有し、蓄電池の放電時間率に対
    応させて残存容量を表示させるように構成したことを特
    徴とする蓄電池残存容量計。
  2. 【請求項2】  タイマー部とリセット部の電源にバッ
    クアップ機能を設けたことを特徴とする請求項第1項記
    載の蓄電池残存容量計。
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