JPH06281711A - バッテリ残存容量検出装置 - Google Patents
バッテリ残存容量検出装置Info
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- JPH06281711A JPH06281711A JP5291981A JP29198193A JPH06281711A JP H06281711 A JPH06281711 A JP H06281711A JP 5291981 A JP5291981 A JP 5291981A JP 29198193 A JP29198193 A JP 29198193A JP H06281711 A JPH06281711 A JP H06281711A
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- battery
- capacity
- battery capacity
- time
- electrolyte
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 バッテリ残存容量検出装置において、各種検
出方法の特長を有効に利用し、迅速で正確な残存容量が
検出できるようにする。 【構成】 バッテリの電解液濃度検出101 によりバッテ
リ容量を求め、これに充放電電流の積算102 によるバッ
テリ容量の相対的変化量を加算して、バッテリの残存容
量を求める103 。これにより、電解液濃度の検出には時
間遅れが生ぜず正確な残存容量が得られ、充放電電流の
積算による検出誤差の積算は、バッテリの使用開始毎に
リセットされることとなるから、各種検出方法の特長を
有効に利用し、正確で迅速なバッテリの残存容量の検出
装置が得られることとなる。
出方法の特長を有効に利用し、迅速で正確な残存容量が
検出できるようにする。 【構成】 バッテリの電解液濃度検出101 によりバッテ
リ容量を求め、これに充放電電流の積算102 によるバッ
テリ容量の相対的変化量を加算して、バッテリの残存容
量を求める103 。これにより、電解液濃度の検出には時
間遅れが生ぜず正確な残存容量が得られ、充放電電流の
積算による検出誤差の積算は、バッテリの使用開始毎に
リセットされることとなるから、各種検出方法の特長を
有効に利用し、正確で迅速なバッテリの残存容量の検出
装置が得られることとなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、バッテリ残存容量検出
装置に関するものであり、特に詳しくは、電気自動車等
のバッテリの残存容量を正確に把握するためのバッテリ
残存容量検出装置に関するものである。
装置に関するものであり、特に詳しくは、電気自動車等
のバッテリの残存容量を正確に把握するためのバッテリ
残存容量検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、バッテリの状態（残存容量等）を
検出する手段として、所定時間間隔毎に測定した充放電
電流値を積算していく方法、濃度センサを用いてバッテ
リの電解液比重を測定する方法、およびバッテリの放電
中に内部抵抗を測定し得られた内部抵抗からバッテリ容
量を算出する方法があった。
検出する手段として、所定時間間隔毎に測定した充放電
電流値を積算していく方法、濃度センサを用いてバッテ
リの電解液比重を測定する方法、およびバッテリの放電
中に内部抵抗を測定し得られた内部抵抗からバッテリ容
量を算出する方法があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
各種のバッテリ容量検出方法は、以下に述べる問題点を
有している。充放電電流値を積算していく方法は、検出
の速度は速いという利点があるが、検出の微量の誤差も
長期に渡って積算されるため、適当な時期でのデータの
リセットが必要である。また、充放電効率および自己放
電率の補正が必要であり、この補正の誤差も積算される
という問題点があった。
各種のバッテリ容量検出方法は、以下に述べる問題点を
有している。充放電電流値を積算していく方法は、検出
の速度は速いという利点があるが、検出の微量の誤差も
長期に渡って積算されるため、適当な時期でのデータの
リセットが必要である。また、充放電効率および自己放
電率の補正が必要であり、この補正の誤差も積算される
という問題点があった。
【０００４】濃度センサによりバッテリの電解液比重を
測定する方法は、バッテリの状態を直接検出するという
利点があるが、充放電による電解液濃度変化が平衡に達
するまでの間測定誤差が生じ、センサの出力に遅れがあ
るため、充放電の途中で正確なバッテリ容量を検出する
ことは困難である。また、バッテリの劣化（電解液の増
減を含む）によって、電解液濃度とバッテリ容量の相関
関係に誤差が生じるという問題点があった。
測定する方法は、バッテリの状態を直接検出するという
利点があるが、充放電による電解液濃度変化が平衡に達
するまでの間測定誤差が生じ、センサの出力に遅れがあ
るため、充放電の途中で正確なバッテリ容量を検出する
ことは困難である。また、バッテリの劣化（電解液の増
減を含む）によって、電解液濃度とバッテリ容量の相関
関係に誤差が生じるという問題点があった。
【０００５】バッテリの内部抵抗から算出する方法は、
バッテリ容量を比較的容易に検出できるという利点を有
するが、連続的な測定が不可能である。また、放電状態
での検出誤差は小さいものの、満充電付近でのバッテリ
容量検出誤差が大きいという問題点がある。本発明は、
以上の各検出方法の特徴を有効に利用し、迅速で正確な
検出ができるバッテリ残存容量検出装置を提供すること
を目的とするものである。
バッテリ容量を比較的容易に検出できるという利点を有
するが、連続的な測定が不可能である。また、放電状態
での検出誤差は小さいものの、満充電付近でのバッテリ
容量検出誤差が大きいという問題点がある。本発明は、
以上の各検出方法の特徴を有効に利用し、迅速で正確な
検出ができるバッテリ残存容量検出装置を提供すること
を目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、バッテリの電解液濃度を検出する第１の
検出手段、充放電電流値を検出する第２の検出手段、電
解液濃度とバッテリ容量の相関関係を記憶する第１の記
憶手段、前記第１の検出手段の出力と前記第１の記憶手
段に記憶されている情報から、バッテリ容量を演算する
第１の演算手段、および前記第２の検出手段の出力を積
算した値からバッテリ容量の相対的変化量を求め、この
相対的変化量と前記第１の演算手段で得られたバッテリ
容量からバッテリの残存容量を演算する第２の演算手段
によりバッテリ残存容量検出装置を構成する。
め、本発明は、バッテリの電解液濃度を検出する第１の
検出手段、充放電電流値を検出する第２の検出手段、電
解液濃度とバッテリ容量の相関関係を記憶する第１の記
憶手段、前記第１の検出手段の出力と前記第１の記憶手
段に記憶されている情報から、バッテリ容量を演算する
第１の演算手段、および前記第２の検出手段の出力を積
算した値からバッテリ容量の相対的変化量を求め、この
相対的変化量と前記第１の演算手段で得られたバッテリ
容量からバッテリの残存容量を演算する第２の演算手段
によりバッテリ残存容量検出装置を構成する。
【０００７】
【作用】この手段によれば、バッテリの使用開始毎に、
電解液濃度により求めたバッテリ容量を基準として、充
放電電流を積算することによりバッテリ容量の変化を算
出することとなる。これにより、充放電電流の積算によ
り迅速な残存容量の検出ができると共に、充放電電流の
検出誤差の積算は、バッテリの使用開始毎にリセットさ
れることとなるから、正確なバッテリの残存容量の検出
装置が得られることとなる。
電解液濃度により求めたバッテリ容量を基準として、充
放電電流を積算することによりバッテリ容量の変化を算
出することとなる。これにより、充放電電流の積算によ
り迅速な残存容量の検出ができると共に、充放電電流の
検出誤差の積算は、バッテリの使用開始毎にリセットさ
れることとなるから、正確なバッテリの残存容量の検出
装置が得られることとなる。
【０００８】
【実施例】本発明のバッテリ残存容量検出装置を電気自
動車に適用した実施例について、図を用いて説明する。
図２は、バッテリ残存容量検出装置の実施例のブロック
図を示す。図において、１はバッテリ、２はバッテリ１
に設けられた電解液濃度センサ、３はバッテリ１の電流
ＩB を検出する充放電電流検出器、４はバッテリ１の端
子電圧ＶB を検出する電圧検出器である。バッテリ１に
は、モータ等の負荷５と回生ブレーキ６が接続され、さ
らに、バッテリの充電時には、外部電源７が接続され
る。また、８はマイコンであり、濃度センサ２、充放電
電流検出器３、電圧検出器４、および外部電源７からの
信号が入力され、バッテリの残存容量を算出する。
動車に適用した実施例について、図を用いて説明する。
図２は、バッテリ残存容量検出装置の実施例のブロック
図を示す。図において、１はバッテリ、２はバッテリ１
に設けられた電解液濃度センサ、３はバッテリ１の電流
ＩB を検出する充放電電流検出器、４はバッテリ１の端
子電圧ＶB を検出する電圧検出器である。バッテリ１に
は、モータ等の負荷５と回生ブレーキ６が接続され、さ
らに、バッテリの充電時には、外部電源７が接続され
る。また、８はマイコンであり、濃度センサ２、充放電
電流検出器３、電圧検出器４、および外部電源７からの
信号が入力され、バッテリの残存容量を算出する。
【０００９】マイコン８では、電気自動車の運転開始毎
に図１に示す制御ブロックに沿ってバッテリ容量を検出
する。すなわち、電気自動車の運転開始時に電源をオン
すると、始めに、電解液濃度によるバッテリ容量算出手
段１０１で電解液濃度によるバッテリ容量が算出され
る。この値でマイコン８のメモリに記憶していたバッテ
リ容量の値をリセットする。
に図１に示す制御ブロックに沿ってバッテリ容量を検出
する。すなわち、電気自動車の運転開始時に電源をオン
すると、始めに、電解液濃度によるバッテリ容量算出手
段１０１で電解液濃度によるバッテリ容量が算出され
る。この値でマイコン８のメモリに記憶していたバッテ
リ容量の値をリセットする。
【００１０】電解液濃度によるバッテリ容量算出手段１
０１のバッテリ容量の算出は、図３の電解液濃度とバッ
テリ容量の関係を示す第１の記憶手段に記憶されたグラ
フから求められる。図３のバッテリ容量は、満充電時を
１００％として表している。実際の演算では、バッテリ
容量は、Ａｈ（アンペア・アワー）かＷｈ（ワット・ア
ワー）の表示となる。本例における電解液濃度によるバ
ッテリ容量の算出は、電気自動車の運転開始時に行われ
るのであるから、電解液濃度変化が平衡した状態で測定
がされることとなり、時間遅れによる測定誤差は問題と
ならない。
０１のバッテリ容量の算出は、図３の電解液濃度とバッ
テリ容量の関係を示す第１の記憶手段に記憶されたグラ
フから求められる。図３のバッテリ容量は、満充電時を
１００％として表している。実際の演算では、バッテリ
容量は、Ａｈ（アンペア・アワー）かＷｈ（ワット・ア
ワー）の表示となる。本例における電解液濃度によるバ
ッテリ容量の算出は、電気自動車の運転開始時に行われ
るのであるから、電解液濃度変化が平衡した状態で測定
がされることとなり、時間遅れによる測定誤差は問題と
ならない。
【００１１】なお、この電解液濃度は、電解液濃度の変
化による水蒸気圧の変化を検出することにより知ること
ができる。湿度センサを透湿性を有するフィルタで保護
し、これを電解液中に設置する。透湿性のフィルタは、
水蒸気は透過するが、液体の侵入は防止する機能を有し
ている。図７にこのセンサの例を示す。感湿膜７１と温
度補償用サーミスタ７２を基板７３上に配置し、これを
絶縁フィルム７４上の配線７５と所定の配線７６を行
う。このセンサ本体は、透湿性のフィルタ７７を開口に
設けたケース７８内に収納される。
化による水蒸気圧の変化を検出することにより知ること
ができる。湿度センサを透湿性を有するフィルタで保護
し、これを電解液中に設置する。透湿性のフィルタは、
水蒸気は透過するが、液体の侵入は防止する機能を有し
ている。図７にこのセンサの例を示す。感湿膜７１と温
度補償用サーミスタ７２を基板７３上に配置し、これを
絶縁フィルム７４上の配線７５と所定の配線７６を行
う。このセンサ本体は、透湿性のフィルタ７７を開口に
設けたケース７８内に収納される。
【００１２】次に、運転が実際に開始されてバッテリ１
が充放電を開始すると、その充放電電流が充放電電流検
出手段１０２で検出されて、バッテリ容量算出手段１０
３で充放電電流を積算することによりバッテリ容量の変
化が算出され、バッテリの残存容量が検出される。ステ
ップ１０３の充放電電流によるバッテリ容量の算出は、
バッテリ１に流れる充放電電流を積算してバッテリ容量
の変化を算出し、これを電解液濃度によるバッテリ容量
算出手段１０１で得た電解液濃度により求めたバッテリ
容量に加算することにより、現在のバッテリ容量を算出
する。
が充放電を開始すると、その充放電電流が充放電電流検
出手段１０２で検出されて、バッテリ容量算出手段１０
３で充放電電流を積算することによりバッテリ容量の変
化が算出され、バッテリの残存容量が検出される。ステ
ップ１０３の充放電電流によるバッテリ容量の算出は、
バッテリ１に流れる充放電電流を積算してバッテリ容量
の変化を算出し、これを電解液濃度によるバッテリ容量
算出手段１０１で得た電解液濃度により求めたバッテリ
容量に加算することにより、現在のバッテリ容量を算出
する。
【００１３】この充放電電流によるバッテリ容量の算出
は、検出の速度が早いため、現時点のバッテリ容量を迅
速に検出できる。また、この算出の基礎となる電解液濃
度により求めたバッテリ容量の算出は、電気自動車の運
転開始毎にリセットされるのであるから、充放電電流の
検出誤差が長期に渡って積算されることはなくなって、
正確なバッテリ容量の算出がされる。
は、検出の速度が早いため、現時点のバッテリ容量を迅
速に検出できる。また、この算出の基礎となる電解液濃
度により求めたバッテリ容量の算出は、電気自動車の運
転開始毎にリセットされるのであるから、充放電電流の
検出誤差が長期に渡って積算されることはなくなって、
正確なバッテリ容量の算出がされる。
【００１４】一方、電解液濃度により求める方法の誤差
の原因となるバッテリの劣化による検出誤差の補正は、
バッテリの内部抵抗の値を使用して行う。ここで、内部
抵抗を求める方法について説明する。内部抵抗値の算出
は、瞬間的に大電流で放電しその時の電圧降下から算出
するのが実用的な方法であることから、０．５Ｃ〜３Ｃ
（ただし、Ｃはバッテリの公称容量）程度の大放電電流
時に電流と電圧の値を２点以上取り、それらを結ぶと図
４の様なグラフが得られ、この直線の傾きが内部抵抗Ｒ
を表すこととなる。
の原因となるバッテリの劣化による検出誤差の補正は、
バッテリの内部抵抗の値を使用して行う。ここで、内部
抵抗を求める方法について説明する。内部抵抗値の算出
は、瞬間的に大電流で放電しその時の電圧降下から算出
するのが実用的な方法であることから、０．５Ｃ〜３Ｃ
（ただし、Ｃはバッテリの公称容量）程度の大放電電流
時に電流と電圧の値を２点以上取り、それらを結ぶと図
４の様なグラフが得られ、この直線の傾きが内部抵抗Ｒ
を表すこととなる。
【００１５】また、内部抵抗は放電の進行と共に増大す
るので、内部抵抗とバッテリ容量の間には図５の様な関
係を持つ。しかし、満充電に近い状態では内部抵抗の微
小な誤差によってバッテリ容量算出時に大きな誤差を生
じる可能性があるため、バッテリ残存容量が少ない状態
で内部抵抗を測定する方が望ましい。この内部抵抗によ
り、補正手段１０５で、図５の内部抵抗とバッテリ容量
の関係を示すグラフから、バッテリ容量を求める。
るので、内部抵抗とバッテリ容量の間には図５の様な関
係を持つ。しかし、満充電に近い状態では内部抵抗の微
小な誤差によってバッテリ容量算出時に大きな誤差を生
じる可能性があるため、バッテリ残存容量が少ない状態
で内部抵抗を測定する方が望ましい。この内部抵抗によ
り、補正手段１０５で、図５の内部抵抗とバッテリ容量
の関係を示すグラフから、バッテリ容量を求める。
【００１６】ここで、バッテリが劣化している場合、電
解液濃度から求めたバッテリ容量には誤差が生じるが、
バッテリの内部抵抗から求めたバッテリ容量には劣化に
よる誤差が生じない。したがって、以下に説明する図６
に示す方法で、これら両者のバッテリ容量を比較して、
電解液濃度から求めたバッテリ容量を補正する。すなわ
ち、電解液濃度によるバッテリ容量算出手段１０１で行
われるバッテリ容量の算出の根拠となる、電解液濃度−
バッテリ容量の関係を補正する。
解液濃度から求めたバッテリ容量には誤差が生じるが、
バッテリの内部抵抗から求めたバッテリ容量には劣化に
よる誤差が生じない。したがって、以下に説明する図６
に示す方法で、これら両者のバッテリ容量を比較して、
電解液濃度から求めたバッテリ容量を補正する。すなわ
ち、電解液濃度によるバッテリ容量算出手段１０１で行
われるバッテリ容量の算出の根拠となる、電解液濃度−
バッテリ容量の関係を補正する。
【００１７】図６において、内部抵抗により算出された
残存容量ＱR と、これが算出された時の電解液濃度と充
放電電流の積算により算出された残存容量Ｑr との相関
をプロットして直線近似をすることにより、（ｃ）に示
すグラフが得られる。本来Ｑ r が０％時は、ＱR も０と
なる筈であるが、バッテリが劣化している場合は誤差が
生じる。
残存容量ＱR と、これが算出された時の電解液濃度と充
放電電流の積算により算出された残存容量Ｑr との相関
をプロットして直線近似をすることにより、（ｃ）に示
すグラフが得られる。本来Ｑ r が０％時は、ＱR も０と
なる筈であるが、バッテリが劣化している場合は誤差が
生じる。
【００１８】例えば、１００Ａｈのバッテリを使用した
場合、Ｑr が０％の時のＱR が−５Ａｈとなった時は、
バッテリが劣化し、満充電時のバッテリ容量が９５Ａｈ
になったと判断する。そして、（ａ）に示す電解液濃度
−バッテリ容量のグラフを（ｄ）のグラフに示すように
補正をする。なお、測定誤差等で（＋）側にズレた場合
は補正を行わない。
場合、Ｑr が０％の時のＱR が−５Ａｈとなった時は、
バッテリが劣化し、満充電時のバッテリ容量が９５Ａｈ
になったと判断する。そして、（ａ）に示す電解液濃度
−バッテリ容量のグラフを（ｄ）のグラフに示すように
補正をする。なお、測定誤差等で（＋）側にズレた場合
は補正を行わない。
【００１９】この補正は、前記電解液濃度によるバッテ
リ容量算出手段１０１の運転開始時の電解液濃度による
バッテリ容量の算出が終了した時点で、前回の運転で得
られた（ｃ）のグラフを使用して行われる。したがっ
て、電気自動車の運転開始毎にバッテリの劣化による補
正がされる。内部抵抗の測定は、連続的に行えないた
め、不定期間毎の測定になるが、バッテリの劣化も急速
に進む可能性は少なく、この方法での劣化補正で十分に
正確なバッテリ容量の算出が可能となる。
リ容量算出手段１０１の運転開始時の電解液濃度による
バッテリ容量の算出が終了した時点で、前回の運転で得
られた（ｃ）のグラフを使用して行われる。したがっ
て、電気自動車の運転開始毎にバッテリの劣化による補
正がされる。内部抵抗の測定は、連続的に行えないた
め、不定期間毎の測定になるが、バッテリの劣化も急速
に進む可能性は少なく、この方法での劣化補正で十分に
正確なバッテリ容量の算出が可能となる。
【００２０】次に、以上説明した本実施例の図１の制御
ブロックの動作を、さらに具体的に示した図８〜１１の
フローチャートを用いて説明する。始めに、図８のステ
ップＳ１で電源がオンされると同時に、ステップＳ２で
初期データが読み込まれる。この初期データは、図１２
に示すように、前回走行の有無によって異なる。
ブロックの動作を、さらに具体的に示した図８〜１１の
フローチャートを用いて説明する。始めに、図８のステ
ップＳ１で電源がオンされると同時に、ステップＳ２で
初期データが読み込まれる。この初期データは、図１２
に示すように、前回走行の有無によって異なる。
【００２１】前回走行がない場合、すなわち、新品のバ
ッテリを使用して初めて走行する時には、以下の演算等
に使用する変数の初期設定として、比重補正項ΔＨとし
て０を、満充電容量Ａｈｅとして公称バッテリ容量Ａｈ
０を、劣化度Ｒとして０を設定する。また、前回走行し
た場合は、上記各項目として前回のファイルを読み込
み、さらに電解液の比重測定により得た劣化度Ｒh を読
み込む。
ッテリを使用して初めて走行する時には、以下の演算等
に使用する変数の初期設定として、比重補正項ΔＨとし
て０を、満充電容量Ａｈｅとして公称バッテリ容量Ａｈ
０を、劣化度Ｒとして０を設定する。また、前回走行し
た場合は、上記各項目として前回のファイルを読み込
み、さらに電解液の比重測定により得た劣化度Ｒh を読
み込む。
【００２２】次に、ステップＳ３で、前述の図７に示す
電解液濃度センサを用いて電解液濃度Ｈｔを検出し、温
度センサを用いてバッテリの温度Ｔを検出する。ステッ
プＳ４で、これらの値と図３に示す電解液濃度とバッテ
リ容量の相関関係のデータ８１からバッテリ容量を算出
し、これをバッテリ容量Ｑh とする。次に、ステップＳ
５で、イグニッションスイッチ（以下「ＩＧ」とす
る。）のＯＮ／ＯＦＦ状態を判別する。
電解液濃度センサを用いて電解液濃度Ｈｔを検出し、温
度センサを用いてバッテリの温度Ｔを検出する。ステッ
プＳ４で、これらの値と図３に示す電解液濃度とバッテ
リ容量の相関関係のデータ８１からバッテリ容量を算出
し、これをバッテリ容量Ｑh とする。次に、ステップＳ
５で、イグニッションスイッチ（以下「ＩＧ」とす
る。）のＯＮ／ＯＦＦ状態を判別する。
【００２３】ＩＧがＯＮの場合、ステップＳ６で、バッ
テリ電圧ＶB 、バッテリ電流ＩB 、温度Ｔを検出する。
ステップＳ７で、電流の方向と大きさから、バッテリが
放電状態にあり、かつ大電流放電がされているか否かを
判定する。例えば、劣化していない時のバッテリの満充
電容量をＱh0とした時、ａ＝０．２Ｑh0，ｂ＝０．５Ｑ
h0とし、ステップＳ４で算出したバッテリ容量Ｑh が、
ａ＜Ｑh ＜ｂで、ＩB が１Ｃ以上であれば、内部抵抗を
正確に測定することができると判定して、ステップＳ８
へ進む。ＮＯであれば、内部抵抗の測定を省略して、ス
テップＳ１０へ進む。
テリ電圧ＶB 、バッテリ電流ＩB 、温度Ｔを検出する。
ステップＳ７で、電流の方向と大きさから、バッテリが
放電状態にあり、かつ大電流放電がされているか否かを
判定する。例えば、劣化していない時のバッテリの満充
電容量をＱh0とした時、ａ＝０．２Ｑh0，ｂ＝０．５Ｑ
h0とし、ステップＳ４で算出したバッテリ容量Ｑh が、
ａ＜Ｑh ＜ｂで、ＩB が１Ｃ以上であれば、内部抵抗を
正確に測定することができると判定して、ステップＳ８
へ進む。ＮＯであれば、内部抵抗の測定を省略して、ス
テップＳ１０へ進む。
【００２４】ステップＳ８で、前述の図４に示す方法で
バッテリ１の内部抵抗Ｒを測定し、ステップＳ９で、図
５に示す内部抵抗とバッテリ容量の相関関係から内部抵
抗による残存容量ＱR を算出し記憶しておく。この後、
ステップＳ１０で充放電電流検出器３の出力の正負によ
って、充電状態（例、正の出力）か、放電状態（例、負
の出力）かを判定する。
バッテリ１の内部抵抗Ｒを測定し、ステップＳ９で、図
５に示す内部抵抗とバッテリ容量の相関関係から内部抵
抗による残存容量ＱR を算出し記憶しておく。この後、
ステップＳ１０で充放電電流検出器３の出力の正負によ
って、充電状態（例、正の出力）か、放電状態（例、負
の出力）かを判定する。
【００２５】放電状態の場合、ステップＳ１１で、放電
電流の積算値ΣＩd と放電時間の積算値Σｔから、平均
放電電流Ｉdmを、Ｉdm＝ΣＩd ／Σｔとして算出する。
次に、ステップＳ１２で、平均放電電流Ｉdmと放電時間
Σｔから放電電気量Ｑ d を、Ｑd ＝Ｉdm×Σｔとして算
出し、ステップＳ１５へ進む。以上のステップＳ１１，
Ｓ１２の行程は、ＩＧのオンから現在の測定を行う時点
までの期間で、充電時を除いた期間に行われる。
電流の積算値ΣＩd と放電時間の積算値Σｔから、平均
放電電流Ｉdmを、Ｉdm＝ΣＩd ／Σｔとして算出する。
次に、ステップＳ１２で、平均放電電流Ｉdmと放電時間
Σｔから放電電気量Ｑ d を、Ｑd ＝Ｉdm×Σｔとして算
出し、ステップＳ１５へ進む。以上のステップＳ１１，
Ｓ１２の行程は、ＩＧのオンから現在の測定を行う時点
までの期間で、充電時を除いた期間に行われる。
【００２６】前記ステップＳ１０で充電状態と判定した
場合は、ステップＳ１３へ進み、充電効率ηc （％）が
算出される。充電効率ηc は、充電電流Ｉc と温度Ｔと
バッテリ容量ＳＯＣに依存する。なお、ＳＯＣとは、満
充電状態を１００％とし、現在の充電量を％で表示した
ものである。したがって、これらの値と充電効率ηcを
表すマップにより充電効率ηc が求められる。図１３に
そのマップの１例を示す。ステップＳ１４で、ここで求
められた充電効率ηc 、充電電流Ｉc と充電時間Δｔと
から充電電気量Ｑc を、Ｑc ＝Σ（Ｉc ×Δｔ×ηc ）
として算出する。
場合は、ステップＳ１３へ進み、充電効率ηc （％）が
算出される。充電効率ηc は、充電電流Ｉc と温度Ｔと
バッテリ容量ＳＯＣに依存する。なお、ＳＯＣとは、満
充電状態を１００％とし、現在の充電量を％で表示した
ものである。したがって、これらの値と充電効率ηcを
表すマップにより充電効率ηc が求められる。図１３に
そのマップの１例を示す。ステップＳ１４で、ここで求
められた充電効率ηc 、充電電流Ｉc と充電時間Δｔと
から充電電気量Ｑc を、Ｑc ＝Σ（Ｉc ×Δｔ×ηc ）
として算出する。
【００２７】ステップＳ１５で、充電電気量Ｑc と放電
電気量Ｑd から消費電気量Ｑs を、Ｑs ＝Ｑc ＋Ｑd と
して算出する。さらにステップＳ１６で、平均放電電流
Ｉdmと温度Ｔから容量変化率Ｋをマップにより求める。
この容量変化率とは、バッテリ容量が放電電流と温度に
よって変化する割合を言う。この容量変化率を求めるマ
ップの１例を図１４に示す。
電気量Ｑd から消費電気量Ｑs を、Ｑs ＝Ｑc ＋Ｑd と
して算出する。さらにステップＳ１６で、平均放電電流
Ｉdmと温度Ｔから容量変化率Ｋをマップにより求める。
この容量変化率とは、バッテリ容量が放電電流と温度に
よって変化する割合を言う。この容量変化率を求めるマ
ップの１例を図１４に示す。
【００２８】ステップＳ１７で、容量変化率Ｋとステッ
プＳ４で求めた電解液濃度によるバッテリ容量Ｑh を用
いて、バッテリ容量Ａhkを、Ａhk＝Ｑh ×Ｋとして算出
し、電解液濃度により求めたバッテリ容量Ｑh を補正す
る。そして、ステップＳ１８で、ステップ１５で求めた
消費電気量Ｑs を用いて、残存容量Ｑr を、Ｑr ＝Ａhk
−Ｑs として算出する。さらに、満充電容量Ａheを用い
て、ＳＯＣ＝Ｑr ／Ａhe（％）として算出し、このＳＯ
Ｃと温度Ｔ、劣化度Ｒ，Ｒh 等の必要事項を表示装置に
表示する。以後は、ステップＳ５へ戻る。
プＳ４で求めた電解液濃度によるバッテリ容量Ｑh を用
いて、バッテリ容量Ａhkを、Ａhk＝Ｑh ×Ｋとして算出
し、電解液濃度により求めたバッテリ容量Ｑh を補正す
る。そして、ステップＳ１８で、ステップ１５で求めた
消費電気量Ｑs を用いて、残存容量Ｑr を、Ｑr ＝Ａhk
−Ｑs として算出する。さらに、満充電容量Ａheを用い
て、ＳＯＣ＝Ｑr ／Ａhe（％）として算出し、このＳＯ
Ｃと温度Ｔ、劣化度Ｒ，Ｒh 等の必要事項を表示装置に
表示する。以後は、ステップＳ５へ戻る。
【００２９】次に、バッテリの劣化度検出について説明
する。ステップＳ５でＩＧがオフの場合、ステップＳ１
９へ進み、ＩＧＣＨ（イグニッションチャージスイッ
チ）がオンかオフかを判定する。オフの場合は、ステッ
プＳ５へ戻る。ＩＧＣＨがオンの場合は、ステップＳ２
０で、単位時間当たりの電解液濃度変化量ΔＨchと、単
位時間当たりの充電量の変化量ΔＣを演算する。
する。ステップＳ５でＩＧがオフの場合、ステップＳ１
９へ進み、ＩＧＣＨ（イグニッションチャージスイッ
チ）がオンかオフかを判定する。オフの場合は、ステッ
プＳ５へ戻る。ＩＧＣＨがオンの場合は、ステップＳ２
０で、単位時間当たりの電解液濃度変化量ΔＨchと、単
位時間当たりの充電量の変化量ΔＣを演算する。
【００３０】そして、ステップＳ２１で、ΔＣ×η＞Δ
Ｈchとなった時に、満充電と判定し、ステップＳ２２
で、この時のバッテリ容量（電解液濃度により求めたバ
ッテリ容量）と、劣化していない時のバッテリ容量Ａh0
とを比較することで、劣化度Ｒ h を算出し、記憶する。
ここで、ηは、充電効率であり、例えばこれが１０％以
下になったときに満充電と判定させるものであるが、１
０％という数値に限定するものではない。
Ｈchとなった時に、満充電と判定し、ステップＳ２２
で、この時のバッテリ容量（電解液濃度により求めたバ
ッテリ容量）と、劣化していない時のバッテリ容量Ａh0
とを比較することで、劣化度Ｒ h を算出し、記憶する。
ここで、ηは、充電効率であり、例えばこれが１０％以
下になったときに満充電と判定させるものであるが、１
０％という数値に限定するものではない。
【００３１】また、この電解液の比重により求められる
劣化度Ｒh は、その後の計算に用いられるものではな
く、単に表示のために用いられる。ただ、ステップＳ２
で読み込まれて、ステップＳ４のデータの補正に使用さ
れる。なお、バッテリを図２に示すように外部電源７で
充電した場合、ステップＳ１９からＳ２１で示す劣化度
の算出を行う必要はなく、満充電信号を外部電源７から
受け取って、ステップＳ２２の劣化度検出操作を行えば
良い。
劣化度Ｒh は、その後の計算に用いられるものではな
く、単に表示のために用いられる。ただ、ステップＳ２
で読み込まれて、ステップＳ４のデータの補正に使用さ
れる。なお、バッテリを図２に示すように外部電源７で
充電した場合、ステップＳ１９からＳ２１で示す劣化度
の算出を行う必要はなく、満充電信号を外部電源７から
受け取って、ステップＳ２２の劣化度検出操作を行えば
良い。
【００３２】最後に、本実施例により求めたＳＯＣ検出
結果と従来の方法により求めたＳＯＣを比較したデータ
の１例を図１５に示す。図１５のデータは、公称容量７
５Ａｈ（２５°Ｃ、１５Ａで放電した時のバッテリ容
量）のバッテリを使用し、２５°Ｃで２０Ａの定電流放
電を行い、本実施例により求めたバッテリ容量、および
従来方式である電解液濃度により求めたバッテリ容量
（従来方式１）、充放電電流の積算により求めたバッテ
リ容量（従来方式２）のそれぞれを算出して、バッテリ
の残存容量を得てグラフ化したものである。
結果と従来の方法により求めたＳＯＣを比較したデータ
の１例を図１５に示す。図１５のデータは、公称容量７
５Ａｈ（２５°Ｃ、１５Ａで放電した時のバッテリ容
量）のバッテリを使用し、２５°Ｃで２０Ａの定電流放
電を行い、本実施例により求めたバッテリ容量、および
従来方式である電解液濃度により求めたバッテリ容量
（従来方式１）、充放電電流の積算により求めたバッテ
リ容量（従来方式２）のそれぞれを算出して、バッテリ
の残存容量を得てグラフ化したものである。
【００３３】図１５に示したデータから以下のことが分
かる。 （１） 電解液濃度によるＳＯＣの検出（従来方式１）
では、電解液濃度センサ２の応答遅れによって、ＳＯＣ
検出に遅れが生じている。 （２） 電流積算によるＳＯＣの検出（従来方式２）で
は、公称容量７５Ａｈのバッテリを２０Ａで放電する
と、実際には６８Ａｈしか放電できないのに対し、７５
Ａｈから放電量を積算して行くため、誤差が生じてい
る。なお、劣化したバッテリを使用している場合でも、
７５Ａｈをスタートとして容量を減少させるため、誤差
はさらに拡大することが予想される。 （３） 本実施例では、バッテリ容量の０とＳＯＣの０
とが一致し、正確にＳＯＣを検出していることが理解で
きる。
かる。 （１） 電解液濃度によるＳＯＣの検出（従来方式１）
では、電解液濃度センサ２の応答遅れによって、ＳＯＣ
検出に遅れが生じている。 （２） 電流積算によるＳＯＣの検出（従来方式２）で
は、公称容量７５Ａｈのバッテリを２０Ａで放電する
と、実際には６８Ａｈしか放電できないのに対し、７５
Ａｈから放電量を積算して行くため、誤差が生じてい
る。なお、劣化したバッテリを使用している場合でも、
７５Ａｈをスタートとして容量を減少させるため、誤差
はさらに拡大することが予想される。 （３） 本実施例では、バッテリ容量の０とＳＯＣの０
とが一致し、正確にＳＯＣを検出していることが理解で
きる。
【００３４】
【発明の効果】本発明によれば、バッテリの使用開始毎
に、電解液濃度により求めたバッテリ容量を基準に充放
電電流の積算によりバッテリ容量の変化を算出すること
となる。これにより、充放電電流の積算による検出誤差
の積算は、バッテリの使用開始毎にリセットされること
となるから、正確で迅速なバッテリの残存容量の検出装
置が得られることとなる。
に、電解液濃度により求めたバッテリ容量を基準に充放
電電流の積算によりバッテリ容量の変化を算出すること
となる。これにより、充放電電流の積算による検出誤差
の積算は、バッテリの使用開始毎にリセットされること
となるから、正確で迅速なバッテリの残存容量の検出装
置が得られることとなる。
【図１】本発明の実施例の制御ブロックを示すブロック
図。
図。
【図２】本発明を適用した電気自動車の回路図。
【図３】電解液濃度とバッテリ容量の関係を示すグラ
フ。
フ。
【図４】バッテリの内部抵抗を求める方法を示すグラ
フ。
フ。
【図５】内部抵抗とバッテリ容量の関係を示すグラフ。
【図６】内部抵抗によりバッテリ容量を補正する方法を
示す図。
示す図。
【図７】電解液濃度センサの平面図と側面断面図。
【図８】本発明の実施例の動作を説明するフローチャー
トその１。
トその１。
【図９】本発明の実施例の動作を説明するフローチャー
トその２。
トその２。
【図１０】本発明の実施例の動作を説明するフローチャ
ートその３。
ートその３。
【図１１】本発明の実施例の動作を説明するフローチャ
ートその４。
ートその４。
【図１２】本発明の実施例で使用される初期データの読
込みを示すフローチャート。
込みを示すフローチャート。
【図１３】充電効率を求めるために使用するマップ。
【図１４】容量変化率を求めるために使用するマップ。
【図１５】本発明と従来例の効果を比較するためのグラ
フ。
フ。
１…バッテリ ２…電解液濃度センサ ３…充放電電流検出器 ４…電圧検出器 ５…負荷 ６…回生ブレーキ ７…外部電源 ８…マイコン １０１…電解液濃度によるバッテリ容量算出手段 １０２…充放電電流検出手段 １０３…バッテリ容量算出手段 １０４…内部抵抗測定手段 １０５…補正手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 内藤 正孝 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式会 社日本自動車部品総合研究所内
Claims (2)
- 【請求項１】 バッテリの電解液濃度を検出する第１の
検出手段、充放電電流値を検出する第２の検出手段、電
解液濃度とバッテリ容量の相関関係を記憶する第１の記
憶手段、前記第１の検出手段の出力と前記第１の記憶手
段に記憶されている情報から、バッテリ容量を演算する
第１の演算手段、および前記第２の検出手段の出力を積
算した値からバッテリ容量の相対的変化量を求め、この
相対的変化量と前記第１の演算手段で得られたバッテリ
容量からバッテリの残存容量を演算する第２の演算手段
を有することを特徴とするバッテリ残存容量検出装置。 - 【請求項２】 バッテリの電圧を検出する第３の検出手
段、および予め定められた電流値以上の放電状態におい
て、放電電流値を検出する前記第２の検出手段と前記第
３の検出手段により所定の演算方法で、前記請求項１記
載のバッテリ残存容量検出装置により得られたバッテリ
残存容量を補正する補正手段を有することを特徴とする
請求項１記載のバッテリ残存容量検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5291981A JPH06281711A (ja) | 1993-01-27 | 1993-11-22 | バッテリ残存容量検出装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5-11626 | 1993-01-27 | ||
| JP1162693 | 1993-01-27 | ||
| JP5291981A JPH06281711A (ja) | 1993-01-27 | 1993-11-22 | バッテリ残存容量検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06281711A true JPH06281711A (ja) | 1994-10-07 |
Family
ID=26347086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5291981A Withdrawn JPH06281711A (ja) | 1993-01-27 | 1993-11-22 | バッテリ残存容量検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06281711A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000030874A (ko) * | 2000-03-23 | 2000-06-05 | 노태균 | 배터리의 잔류용량 측정방법 및 장치 |
| WO2004088343A1 (ja) * | 2003-03-31 | 2004-10-14 | Yazaki Corporation | 満充電状態検出装置及びその方法、充電状態検出装置及びその方法、劣化度検出装置及びその方法 |
| JP2005326268A (ja) * | 2004-05-14 | 2005-11-24 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 電池状態検出方法 |
| WO2008026476A1 (fr) * | 2006-08-29 | 2008-03-06 | Nec Corporation | Procédé et dispositif pour estimer une valeur d'état de charge de batterie secondaire et procédé et dispositif de jugement de dégradation |
| WO2008026477A1 (fr) * | 2006-08-29 | 2008-03-06 | Nec Corporation | Procédé et dispositif pour estimer une valeur d'état de charge d'une batterie secondaire et procédé et dispositif de jugement de dégradation |
| JP2013083525A (ja) * | 2011-10-07 | 2013-05-09 | Toyota Motor Corp | 車両用制御装置および残容量推定方法 |
| CN117347869A (zh) * | 2023-12-04 | 2024-01-05 | 深圳三晖能源科技有限公司 | 储能电池管理系统数据分析方法、装置、电子设备及介质 |
-
1993
- 1993-11-22 JP JP5291981A patent/JPH06281711A/ja not_active Withdrawn
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000030874A (ko) * | 2000-03-23 | 2000-06-05 | 노태균 | 배터리의 잔류용량 측정방법 및 장치 |
| WO2004088343A1 (ja) * | 2003-03-31 | 2004-10-14 | Yazaki Corporation | 満充電状態検出装置及びその方法、充電状態検出装置及びその方法、劣化度検出装置及びその方法 |
| JP2005326268A (ja) * | 2004-05-14 | 2005-11-24 | Shin Kobe Electric Mach Co Ltd | 電池状態検出方法 |
| JP4670256B2 (ja) * | 2004-05-14 | 2011-04-13 | 新神戸電機株式会社 | 電池状態検出方法 |
| WO2008026476A1 (fr) * | 2006-08-29 | 2008-03-06 | Nec Corporation | Procédé et dispositif pour estimer une valeur d'état de charge de batterie secondaire et procédé et dispositif de jugement de dégradation |
| WO2008026477A1 (fr) * | 2006-08-29 | 2008-03-06 | Nec Corporation | Procédé et dispositif pour estimer une valeur d'état de charge d'une batterie secondaire et procédé et dispositif de jugement de dégradation |
| JP5273794B2 (ja) * | 2006-08-29 | 2013-08-28 | 日本電気株式会社 | 二次電池のｓｏｃ値を推定する方法及び装置並びに劣化判定方法及び装置 |
| JP2013083525A (ja) * | 2011-10-07 | 2013-05-09 | Toyota Motor Corp | 車両用制御装置および残容量推定方法 |
| CN117347869A (zh) * | 2023-12-04 | 2024-01-05 | 深圳三晖能源科技有限公司 | 储能电池管理系统数据分析方法、装置、电子设备及介质 |
| CN117347869B (zh) * | 2023-12-04 | 2024-03-01 | 深圳三晖能源科技有限公司 | 储能电池管理系统数据分析方法、装置、电子设备及介质 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20010130 |