JPH0711802U

JPH0711802U - 電気自動車用走行電池残存容量計

Info

Publication number: JPH0711802U
Application number: JP3954493U
Authority: JP
Inventors: 實竪本; 信幸川合; 宏佐野; 孚八木橋
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1993-07-20
Filing date: 1993-07-20
Publication date: 1995-02-21

Abstract

(57)【要約】【目的】本考案は、電気自動車用走行電池残存容量計
に関し、簡素な構成で且つ低コストで常に精度良く電気
自動車用走行電池の残存容量を表示できるようにするこ
とを目的とする。【構成】電気自動車用走行電池２の残存容量を算出す
る残存容量算出手段１０と、該残存容量算出手段１０の
算出結果に基づいて該走行電池の残存容量を表示する表
示手段２０とをそなえた電気自動車用走行電池残存容量
計において、該走行電池２が、該残存容量算出手段１０
用の電源として接続されるとともに、該残存容量算出手
段１０が、該走行電池２の端子接続直後に、電圧検出手
段から得られる走行電池の端子電圧に基づいて、該走行
電池２の残存容量の初期値を推定するように構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、電気自動車用走行電池残存容量計に関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年、地球環境を保護しようとする動きが強まっているが、特に、化石燃料を大量消費することによる大気の汚染は深刻な問題となっており、大気汚染の防止は、地球環境を保護する上で極めて重要な課題である。自動車においても、現在はガソリンや軽油等の化石燃料によるエンジンが主流となっており、これらのエンジンの排出ガスの浄化が推進されている。この一方で、直接には排出ガスを出さないので、所謂電気自動車が注目されつつある。

【０００３】この電気自動車は、現時点では、実用上種々の課題が残されており、一部の分野で実用化されているものの一般に普及するまでには至っていない。そこで、電気自動車をより実用的なものにすべく、現在、電気自動車に関して、様々な技術が提案されている。ところで、電気自動車の重要な構成要素に、走行電池（以下、主バッテリという）があるが、この主バッテリの残存容量は、残存燃料に相当するもので、ドライバはこの残存容量を常に把握しておきたい。

【０００４】そこで、このような電気自動車用走行電池の残存容量を求めてこれを表示するようにした電気自動車用走行電池残存容量計（以下、残存容量計という）が開発されている。一般に、バッテリの残存容量は、バッテリの開放端子電圧と相関があることが知られており、例えば実公平３−３３１２１号公報に開示されたものなど、この特性を利用したバッテリの残存容量を求める装置も提案されている。

【０００５】しかし、バッテリの使用時には開放端子電圧が変動するので、バッテリの開放端子電圧からバッテリの残存容量を単純に求めることはできず、残存容量を求める手段としては、バッテリの放電電流及び充電電流を積算することが一般に用いられている。例えば図９は、このようなバッテリの残存容量を算出する手順の一例を示すフローチャートである。なお、ここでは、電池の容量をＡｈ（＝アンペア時）単位とする。

【０００６】図示するように、まず残存容量を初期セットする（ステップＳ１０）。この初期セットは、主バッテリを車両に設置して、車両の駆動回路へ接続した時に行なわれ、この初期セットでは、残存容量が０にセットされる。通常は、このように主バッテリを駆動回路へ接続した状態で、充電と走行とを繰り返すことになり車両が走行中か否かの判断（ステップＳ２０）に応じて、残存容量を計測又は推測が行なわれる。この走行中か否かの判断は、例えば車両のキースイッチ（車両の駆動モータのスイッチ）がオンに設定されているか否かつまり車両の駆動モータが作動しているか否かによって行なうことができる。

【０００７】一般には、走行前に、まず、充電が行なわれるので、ステップＳ２０からステップＳ４０へ進んで、充電に応じて主バッテリの残存容量Ｑが加算されていく。即ち、充電電流を計測してこれを積算しながら残存容量Ｑを加算していくのである。なお、一般に、この充電の際には、所謂完全充電状態と称される電池容量の最大限度まで行なわれるので、充電完了時には、表示データとしての残存容量Ｑは最大値になる。

【０００８】このようにして充電が行なわれ、車両の走行即ち駆動モータの作動が開始されると、ステップＳ２０からステップＳ５０へ進んて、力行中であるか否かが判断される。この力行中とは、車両の駆動モータが電気エネルギを消費しながら作動している状態のことであり、一般には車両が駆動力を路面に伝達して走行している場合をいう。勿論、駆動モータを作動させながら停止するような場合にも、駆動モータが電気エネルギを消費しながら作動していればこれに相当する。

【０００９】この力行中では、バッテリの電気エネルギが消費されるので、これに応じて主バッテリの残存容量Ｑが減算されていく（ステップＳ６０）。即ち、この際の放電電流を計測してこれを積算しながら残存容量Ｑを減算していくのである。一方、力行中でない場合とは、回生ブレーキ状態に相当し、この回生ブレーキとは、エンジンブレーキのことである。この回生ブレーキ状態では、車両が路面から逆に駆動力を受けて、駆動モータが発電作用をしながらこの発電電力が主バッテリに蓄えられる。したがって、力行中でない場合には、ステップＳ６０で、回生に応じて主バッテリの残存容量Ｑが加算されていく。即ち、充電電流を計測してこれを積算しながら残存容量Ｑを加算していくのである。

【００１０】このようにして、各ステップＳ４０，Ｓ６０，Ｓ７０で、残存容量Ｑが算出されると、算出された残存容量Ｑが表示データとして出力される（ステップＳ８０）。

【００１１】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、上述の図９に示すような構成でバッテリの残存容量を算出する場合、主バッテリの搭載時の初期セット（ステップＳ１０）により、以下のような不具合がある。つまり、車両の組立直後には充電済みの主バッテリを搭載することになるが、この場合には、主バッテリの残存容量が十分にあっても初期セットにより残存容量として０が表示されてしまう。

【００１２】また、主バッテリのメンテナンス等のために、主バッテリを車両の駆動回路の電池接続ケーブルから外すこともあるが、この時にも、主バッテリの残存容量が十分にあっても初期セットにより残存容量として０が表示されてしまう。このような場合には、１度完全充電を行なわないと、正しい残存容量にならないので、不必要な充電動作を行なうことになる。

【００１３】そこで、例えば、最新の残存容量を常に記憶できるようにしておき、主バッテリを電池接続ケーブルから一旦外した後に接続した場合に、記憶している残存容量の値を初期値に設定することなども考えられる。しかしながら、この場合、記憶する手段が必要であり、装置の構成が複雑になり、また、コストも増大する。また、主バッテリを電池接続ケーブルから外している際に放電する場合や、主バッテリの種類によっては、放置状態で見掛け上の残存容量が復帰する場合も考えられ、主バッテリを再び接続したときの残存容量が記憶されていたものと一致しない場合も考えられる。

【００１４】本考案は、上述の課題に鑑み創案されたもので、簡素な構成で且つ低コストで常に精度良く電気自動車用走行電池の残存容量を表示できるようにした、電気自動車用走行電池残存容量計を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

このため、本考案の電気自動車用走行電池残存容量計は、電気自動車用走行電池の残存容量を算出する残存容量算出手段と、該残存容量算出手段の算出結果に基づいて該走行電池の残存容量を表示する表示手段とをそなえた電気自動車用走行電池残存容量計において、該走行電池の端子電圧を検出する電圧検出手段をそなえ、該走行電池が、該残存容量算出手段用の電源として接続されるとともに、該残存容量算出手段が、該走行電池の端子接続直後に、該電圧検出手段から得られる該走行電池の端子電圧に基づいて、該走行電池の残存容量の初期値を推定するように構成されていることを特徴としている。

【００１６】また、該残存容量算出手段は、例えば、該走行電池の端子電圧に基づいて推定された該走行電池の残存容量の初期値に対して、該走行電池の放電・充電電流を積算しながら該電気自動車の走行時の残存容量を算出するように構成することができる。

【００１７】

【作用】

上述の本考案の電気自動車用走行電池残存容量計では、残存容量算出手段で、電気自動車用走行電池の残存容量を算出して、表示手段で、該残存容量算出手段の算出結果に基づいて該走行電池の残存容量を表示する。残存容量の算出にあたって、まず、走行電池の残存容量の初期値が必要になるが、残存容量算出手段では、走行電池を電源としており、該走行電池の端子接続直後に、該電圧検出手段から得られる該走行電池の端子電圧に基づいて、該走行電池の残存容量の初期値を推定する。

【００１８】また、該残存容量算出手段では、例えば、上記の推定された該走行電池の残存容量の初期値に対して、該走行電池の放電・充電電流を積算しながら該電気自動車の走行時の残存容量を算出する。

【００１９】

【実施例】

以下、図面により、本考案の実施例について説明すると、図１〜７はその第１実施例としての電気自動車用走行電池残存容量計を示すもので、図１は本電気自動車用走行電池残存容量計をそなえた電気自動車用走行電池（主バッテリ）の系統を示す模式的な構成図、図２は本残存容量計の要部を示す模式的な構成図、図３はその表示部を示す模式的な正面図、図４はバッテリの容量と開放端子電圧との相関を示す図、図５は鉛電池の使用時間に対する電圧降下特性を消費電流毎に示す図、図６は鉛電池の消費電流に対する使用可能電池容量を示す図、図７はその残存容量の算出過程を示すフローチャートである。

【００２０】この電気自動車用走行電池残存容量計は、図１に示すような主バッテリ系統にそなえられている。図１，２において、２は車両に搭載された電気自動車用走行電池（以下、主バッテリという）であり、例えば多数の小型バッテリが直列に接続されて所定の電圧が得られるようになっている。この例では２０個の１２ボルトバッテリを直列に接続して２４０ボルトの電圧が得られるようになっている。また、この実施例の主バッテリ２には鉛電池が採用されている。４はモータコントローラであり、主バッテリ２に接続されており、このモータコントローラ４により、主バッテリ２からの電流を、図示しない車輪駆動用モータへ駆動電流として制御しながら供給される。

【００２１】また、６は車両に搭載された充電器であり、この車載充電器６には、例えば車外の電圧２００Ｖの交流電源と接続する端子がそなえられる。また、主バッテリ２の両端子は、ＤＣ／ＤＣコンバータ（安定化電源回路）８を介して、残存容量計用コントローラ（残存容量算出手段）１０と接続されている。ＤＣ／ＤＣコンバータ８は主バッテリ２の電圧を所要の大きさに変換して電流状態を安定化させながら電源電流としてコントローラ１０に供給するようになっている。

【００２２】コントローラ１０は、残存容量を算出する演算ユニットであり、図２に示すように、マイクロコンピュータ１０Ａと、種々の入力信号を受ける入力インタフェース回路１０Ｂと、例えば５ビット２進法で信号を出力する出力インタフェース回路１０Ｃとをそなえる。なお、ここでは、電池の容量をＡｈ（＝アンペア時）単位とする。また、このコントローラ１０に、コントローラ１０のマイクロコンピュータ１０Ａに接続された上記のＤＣ／ＤＣコンバータ（安定化電源回路）８及びモータコントローラ４の動作監視回路４Ａを加えたものを、演算ユニット１１とよぶ。

【００２３】入力インタフェース回路１０Ｂへ入力される信号は、図１，２に示すように、主バッテリ２の端子に接続された電流センサ１２から得られる主バッテリ電流信号と、主バッテリ２に取り付けられたされた温度センサ１４から得られる主バッテリ温度信号と、駆動モータを指令するキースイッチ１６を通じて送られる１２ボルト電源１６からの１２Ｖ信号と、主バッテリ２の端子から得られる主バッテリ電圧信号である。

【００２４】そして、出力インタフェース回路１０Ｃからの出力信号は、残存容量計の表示部２０に送られるようになっている。残存容量計の表示部（表示手段）２０は、車室内のコンビネーションメータに納められており、図３に示すように、多数（この例では２１個）のセグメントのＬＥＤ２０Ａからなっている。これらＬＥＤ２０Ａのうち下部の数個のセグメントは赤色表示部になっていて、これより上部のセグメントは緑色表示部になっており、最下部のセグメントから、容量の大きさに応じた高さのセグメントまでが連続して点灯するようになっている。なお、この表示部２０においては、残存容量の値０のときにも最下部のセグメントのみを点灯表示させるように設定されており、残存容量が５％増大する毎に、１つずつ上方のセグメントまで点灯するようになっている。そして、容量が最大（１００％）であれば全セグメントが点灯し、逆に容量が減少するにしたがって、上方のセグメントから消灯していく。緑色表示部が点灯している際には、走行可能であるが、容量が減少して赤色表示部のみの点灯状態になったら、充電が必要となる。このように、ドライバはセグメントの表示高さを見ながら容量を認識でき、且つ、セグメントの点灯色により、走行可能か充電が必要かを判断できるようになっている。

【００２５】なお、この実施例の表示部２０は、通常時には単純に連続点灯して容量を表示するが、適当なセグメントを点滅させることで、種々の警告を発することができるようになっている。例えば、最上端のセグメントと最下端のセグメントとを点滅表示することで、主バッテリが劣化してきていることを知らせたり、全セグメントを点滅表示することで、主バッテリ系統に故障が生じたことを知らせるようになっている。

【００２６】このような表示部２０の点灯制御は、上述のようにマイクロコンピュータ１０Ａを通じて行なわれるが、このマイクロコンピュータ１０Ａでは、上述のように主バッテリ２を電源としているので、主バッテリ２を車両の駆動回路へ接続した時に起動する。そして、この起動時には、電池残存容量のデータがないので、起動時の残存容量の値として０を設定するようになっている。したがって、起動時には、まず、表示部２０の最下部のセグメントのみが点灯される。

【００２７】この走行電池残存容量計のマイクロコンピュータ１０Ａでは、これと同時に、主バッテリ２の開放端子から得られる主バッテリ電圧信号（開放端子電圧信号）に基づいて、主バッテリ２の残存容量を推測するようになっている。つまり、一般に、バッテリの容量とその開放端子電圧との間には、図４に示すような相関関係があり、このような相関関係は予めマイクロコンピュータ１０Ａに例えばマップとして記憶されている。したがって、主バッテリ２の開放端子電圧が入力されたらこれに応じて主バッテリ２の残存容量を推測できる。

【００２８】マイクロコンピュータ１０Ａでは、このように主バッテリ２の開放端子電圧からその残存容量の値Ｑを推測して、この推測された残存容量の値Ｑに対応して表示部２０の点灯状態を制御するようになっている。これにより、表示部２０では、起動時には最下部のセグメントのみが点灯されるが、この直後には、実際の主バッテリ２の容量にほぼ応じた状態に点灯するようになっているのである。

【００２９】マイクロコンピュータ１０Ａでは、このように推測された残存容量Ｑを初期値として、これ以後の充電電流については加算し放電電流については減算して、時々変化する残存容量Ｑを求め、残存容量の表示を更新するようになっている。このようなマイクロコンピュータ１０Ａの動作は、電源である主バッテリ２を回路から取り外さないかぎり行なわれることになっており、制御頻度を適当に抑えることも必要なため、上記の電圧や電流や温度の各データの測定や残存容量の表示の更新を適当な時間間隔を開けて行なうように設定されている。例えば各データの測定や残存容量の表示更新を１０秒毎に行なうように設定することが考えられる。

【００３０】マイクロコンピュータ１０Ａでの残存容量の算出は、駆動モータを作動させている車両の走行時と、駆動モータを停止させている車両の非走行時とに分けられ、非走行時には充電が行なわれる。この充電時には、充電器６から主バッテリ２へ送られる電流の大きさ（以下、単に電流という）ｉ₁を電流センサ１２により検出して、これを積算処理（即ち時間積分）して、充電電流量ｑ₁（＝∫ｉ₁ｄｔ）を求めて、この値を残存容量Ｑに加算して新たな残存容量Ｑを得るようになっている。なお、ここでは、１０秒ごとに電流ｉ₁を検出するので、各１０秒間毎の充電電流量ｑ₁はｑ₁＝１０ｉ₁と表せる。

【００３１】ただし、このように充電が継続されて、主バッテリ２の電圧が設定値（ここでは３００ボルト）に達したら、定電圧充電に移行するが、この時には、満充電に対して所定の割合（例えば８５％）まで充電に達したと判断して、残存容量Ｑを最大容量Ｑmax の例えば８５％に設定する。なお、この際、主バッテリ２の電圧値には初期値設定の際と同様に所定周期で入力される電圧信号が利用される。

【００３２】そして、主バッテリ２の電圧が設定値に達してからも充電が更に所定時間（例えば５時間）継続されたところで、満充電状態であると判断して、残存容量Ｑを最大容量Ｑmax に設定する。車両の走行時には、主バッテリ２の電力を利用しながら駆動モータによって車両が駆動されている場合（これを、力行時という）と、所謂エンジンブレーキの状態であって、車両が路面から逆に駆動力を受けて駆動モータが発電機として作用する場合（これを、回生時又は回生ブレーキ時という）とに分けられる。

【００３３】力行時には、主バッテリ２から駆動モータ（図１中ではモータコントローラ４）側へ送られる電流ｉ₂を電流センサ１２により検出して、これを積算処理（即ち時間積分）して、放電電流量ｑ₂（＝∫ｉ₂ｄｔ）を求めて、この値を残存容量Ｑから減算して、更に、放電電流ｉ₂に応じて補正量Ｃを算出して、放電電流量ｑ₂を減算された残存容量Ｑからこの補正量Ｃをさらに減算して新たな残存容量Ｑを得るようになっている。

【００３４】なお、この補正量Ｃの算出は、放電電流ｉ₂が大きいほど大きな値になるように行なわれるが、ここでは、定格電流を１．０ｃとして、放電電流ｉ₂が０．５ｃ以下の範囲なら補正量Ｃを０に、放電電流ｉ₂が０．５ｃよりも大きく１．０ｃ以下の範囲なら補正量Ｃを０．２５に、放電電流ｉ₂が１．０ｃよりも大きい範囲なら補正量Ｃを０．５にそれぞれ設定するようになっている。

【００３５】このように補正を施すのは、以下の理由による。つまり、鉛電池の場合、図５に示すように、放電電流ｉ₂が大きい程短時間で電圧が降下し、図６に示すように、放電電流ｉ₂が大きい程使用可能な電池容量が少なくなる。したがって、電池の実際の残存容量は、放電電流ｉ₂が大きい程、単に放電電流ｉ₂のみを減算したものよりも小さくなる。そこで、このように補正を行なっているのである。

【００３６】ただし、放電電流が大きくて電池容量が急減しても、電池を適当な時間放置するとこの補正した分の容量が復帰する特性があるので、このように電池が所定時間（例えば１時間）放置されたら、上述の補正を解除するようになっている。このように、実際の電池容量は放置することで回復し、計算上の電池容量もこの補正解除により復帰して増加することになるが、この場合、表示部２０における走行電池の残存容量の表示は、電池容量の計算値が表示されている量よりも低下するまでは、表示状態を維持するように設定されている。これは、充電してないのに電池の残存容量の表示が増加するとドライバに違和感を与えるためであり、一般的なドライバがこの特性を認識するようになれば、このような処理は不要になる。

【００３７】なお、この放電時の場合も、１０秒ごとに電流ｉ₂を検出するので、各１０秒間毎の放電電流量ｑ₂をｑ₂＝１０ｉ₂と表せる。回生時には、駆動モータ（図１中ではモータコントローラ４）側から主バッテリ２側へ送られる電流（回生電流）ｉ₃を電流センサ１２により検出して、これを積算処理（即ち時間積分）して、充電電流量ｑ₃（＝∫ｉ₃ｄｔ）を求めて、この値を残存容量Ｑに加算して新たな残存容量Ｑを得るようになっている。なお、この場合も、１０秒ごとに電流ｉ₃を検出するので、各１０秒間毎の充電電流量ｑ₃をｑ₃＝１０ｉ₃と表せる。

【００３８】なお、非走行時には、充電が行なわれていないで、主バッテリ２が放置されている場合（放置時）があるが、この時には主バッテリ２が自己放電するので、この自己放電量を求めて、この値を残存容量Ｑから減算して新たな残存容量Ｑを得るようになっている。この自己放電量は主バッテリ２の温度に相関するので、温度センサ１４により周期的に検出される温度信号に基づいて自己放電量を求めることができる。

【００３９】本考案の第１実施例としての電気自動車用走行電池残存容量計は、上述のように構成されているので、例えは図７に示すような手順で走行電池の残存容量が算出されて、この算出結果が表示される。つまり、図７に示すように、まず残存容量及び各フラグを初期セットする（ステップＳ１０）。この初期セットは、主バッテリを車両に設置して、車両の駆動回路へ接続した時に行なわれる。即ち、マイクロコンピュータ１０Ａでは、主バッテリ２を電源としているので、主バッテリ２を車両の駆動回路へ接続した時に起動する。そして、この起動時には、電池残存容量のデータがないので、起動時の残存容量の値としてまず０を設定し、表示部２０の最下部のセグメントのみを点灯する。また、フラグＦ１を０に，Ｆ２を１にセットする。

【００４０】なお、フラグＦ１は主バッテリの容量算出に際し放電電流に対応した補正が行なわれていると１となり、補正が行なわれていないと０になる。また、フラグＦ２は主バッテリが満充電状態であるときに０となり、まだ充電できる場合に１となる。一方、起動と同時に、主バッテリ２の開放端子から主バッテリの開放端子電圧が測定され（ステップＳ１２）、マイクロコンピュータ１０Ａでは、この主バッテリ電圧信号（開放端子電圧信号）に基づいて、図４に示すような特性のマップ等から主バッテリ２の残存容量を推測する（ステップＳ１４）。

【００４１】これにより、表示部２０では、実際の主バッテリ２の容量にほぼ応じた状態に点灯する。マイクロコンピュータ１０Ａでは、このように推測された残存容量Ｑを初期値として、残存容量の表示を更新するが、まず、車両が走行中であるか否かの判断（ステップＳ２０）をキースイッチのオン・オフから行なって、車両が走行中でないなら、充電中であるか否かが判断される（ステップＳ３０）。これは、電流センサ１２からの電流信号により判断できる。

【００４２】充電中なら、残存容量Ｑに充電電流量ｑ₁を加算して新たな残存容量Ｑを得る（ステップＳ４０）。この充電電流量ｑ₁は、充電器６から主バッテリ２へ送られる電流ｉ₁を電流センサ１２により検出して、これを積算処理（即ち時間積分）して求める。次に、ステップＳ４２で主バッテリ２の電圧が設定値（ここでは３００ボルト）に達したかどうかが入力される電圧信号に基づき判断される。主バッテリ２の電圧が設定値に達していなければステップＳ４０で得た残存容量Ｑに基づき表示データを出力する（ステップＳ８０）。

【００４３】一方、主バッテリ２の電圧が設定値に達したら、ステップＳ４４でフラグＦ２が１であるかどうかが判断される。満充電にならないと、フラグＦ２が１なので、まずは、ステップＳ４５に進んで、定電圧充電に移行するが、この時には、満充電の８５％まで充電に達したと判断して、残存容量Ｑを最大容量Ｑmax の８５％に設定する。

【００４４】ついで、ステップＳ４６に進んで、タイマカウントを開始し、次のステップＳ４７で、タイマカウントの値が５時間を経過しているかが判断される。５時間を経過していなければ、ステップＳ４５で得た残存容量Ｑに基づき表示データを出力する（ステップＳ８０）。５時間を経過したら、まず、ステップＳ４８でフラグＦ２を０にセットする。ついで、ステップＳ４９で、残存容量Ｑを最大容量Ｑmax に設定し、タイマカウント値Ｔを０にリセットして、最大容量Ｑmax に基づき表示データを出力する（ステップＳ８０）。

【００４５】なお、非走行時で充電中でない場合については、後で説明する。次に、走行中には、ステップＳ２０からステップＳ５０に進んで、主バッテリ２の電力を利用しながら駆動モータによって車両が駆動されている力行中か否かが判断される。力行中には、ステップＳ６０に進んで、残存容量Ｑから放電電流量ｑ₂を減算する。放電電流量ｑ₂は、主バッテリ２から駆動モータ（図１中ではモータコントローラ４）側へ送られる電流ｉ₂を電流センサ１２により検出して、これを積算処理（即ち時間積分）して求める。

【００４６】次いで、補正量Ｃを求めるが、まず、ステップＳ６１，６３の判断により、放電電流ｉ₂が０．５ｃ以下の範囲，０．５ｃよりも大きく１．０ｃ以下の範囲，１．０ｃよりも大きい範囲のうちのどれに相当するかを判断する。放電電流ｉ₂が０．５ｃ以下の範囲なら、ステップＳ６２に進んで、補正係数Ｋを０に設定する。放電電流ｉ₂が０．５ｃよりも大きく１．０ｃ以下の範囲なら、ステップＳ６４に進んで、補正係数Ｋを０．２５に設定する。放電電流ｉ₂ が１．０ｃよりも大きい範囲なら、ステップＳ６５に進んで、補正係数Ｋを０．５に設定する。

【００４７】このようにして、補正係数Ｋが設定されたら、ステップＳ６６に進んで、フラグＦ１，Ｆ２をいずれも１にセットする。ついで、ステップＳ６７で、放電電流量ｑ₂及び補正係数Ｋから補正量Ｃを算出する。さらに、ステップＳ６８で、補正量Ｃを積算して、補正量Ｃの累積値ΣＣを算出して、ステップＳ６９で、ステップＳ６０で放電電流量ｑ₂を減算された残存容量Ｑからさらに補正量Ｃを減算する。そして、ステップＳ７２で、このようにして求められた残存容量Ｑが、現在表示中の残存容量の値ＤＱよりも小さいか否かが判断されて、残存容量Ｑが表示中の残存容量ＤＱよりも小さければ、ステップＳ６９で得られた残存容量Ｑに基づき表示データを出力する（ステップＳ８０）。また、残存容量Ｑが表示中の残存容量ＤＱよりも小さくなければ、表示データの出力は行なわない。

【００４８】なお、表示データの出力が行なわれないときには、残存容量の表示ＤＱはそれまでのものが継続される。一方、回生時には、ステップＳ５０からステップＳ７０へ進んで、回生電流量ｑ₃を残存容量Ｑに加算して新たな残存容量Ｑを得る。なお、回生電流量ｑ₃は、駆動モータ（図１中ではモータコントローラ４）側から主バッテリ２側へ送られる電流（回生電流）ｉ₃を電流センサ１２により検出して、これを積算処理（即ち時間積分）して求める。

【００４９】そして、力行時と同様に、ステップＳ７２で、このようにして求められた残存容量Ｑが、現在表示中の残存容量の値ＤＱよりも小さいか否かが判断されて、残存容量Ｑが表示中の残存容量ＤＱよりも小さければ、ステップＳ７０で得られた残存容量Ｑに基づき表示データを出力する（ステップＳ８０）。また、残存容量Ｑが表示中の残存容量ＤＱよりも小さくなければ、表示データの出力は行なわない。

【００５０】ところで、非走行時で充電中でない場合について説明すると、まず、ステップＳ３２に進んで、タイマカウントを開始して、ついで、ステップＳ３４に進んで、タイマカウントが１時間を経過したかが判断される。１時間を経過していなければ、表示データの出力は行なわずリターンし、１時間を経過したら、ステップＳ３６に進んで、フラグＦ１が１か否かが判断される。補正が行なわれていなければ、ステップＳ３９に進んで、主バッテリ２の自己放電量ｑ₄を求めて、この値ｑ₄を残存容量Ｑから減算して新たな残存容量Ｑを求め、表示データを出力する（ステップＳ８０）。

【００５１】補正が行なわれいれば、フラグＦ１は１なので、ステップＳ３６からステップＳ３７へ進んで、フラグＦ１を０にセットして、続くステップＳ３８で、補正の解除を行ない、タイマカウント値Ｔを０にリセットし、補正量Ｃの累積値ΣＣを０にリセットする。補正の解除は、残存容量Ｑに補正量Ｃの累積値ΣＣを加算することで行ない、こうして得られた残存容量Ｑに基づき、表示データを出力する（ステップＳ８０）。

【００５２】こうして、一旦、補正が解除されたら、次には、ステップＳ３６からステップＳ３９に進んで、自己放電量減算して、表示データを出力する（ステップＳ８０）。なお、上述のタイマは、設定された制御周期毎に連続してカウントされない場合には、自動的に０にリセットされる。

【００５３】このようにして、本電気自動車用走行電池残存容量計では、主バッテリを電池接続ケーブルから外して再接続する際に、残存容量の値を記憶するようなことなしに、主バッテリの残存容量を適切に表示でき、ドライバが主バッテリの残存容量を確実に把握できるようになる。特に、主バッテリを電池接続ケーブルに接続した際に、自動的に主バッテリの残存容量が推測されるので、何ら操作をすることなく、主バッテリの残存容量の適切な表示を行なえる。

【００５４】さらに、この実施例では、放電電流が大きい程電池容量が急減するという鉛電池の特性を考慮して、残存容量を補正しているので、主バッテリの残存容量を精度よく求めることができる。また、放電電流が大きくて電池容量が急減しても電池を適当な時間放置すると容量が復帰する特性に対して、補正を解除することで対応しているので、この点でも、主バッテリの残存容量を精度よく求めることができる。

【００５５】また、電池容量が放置することで回復しても表示部２０における走行電池の残存容量の表示は増加させないので、ドライバに違和感を与えることがない。次に、第２実施例の電気自動車用走行電池残存容量計を説明すると、この残存容量計は、ニッケルカドミウム電池を対象としたもので、第１実施例のものとは、主バッテリの残存容量の求め方が異なっている。

【００５６】つまり、ニッケルカドミウム電池は、鉛電池のように、放電電流が大きい程短時間で電圧が降下するという鉛電池の特性がないので、第１実施例のように残存容量の補正が必要ない。そこで、かかる補正は行なわないようになっている。また、充電時に満充電に近づいたときの処理が第１実施例のものとは異なっている。つまり、充電が継続されて、主バッテリ２の電圧が設定値（ここでは３００ボルト）に達して、定電圧充電に移行し、この電圧充電が所定値（例えば８Ａ）以下になったら、満充電に対して所定の割合（例えば９０％）まで充電に達したと判断して、残存容量Ｑを最大容量Ｑmax の例えば９０％に設定する。そして、主バッテリ２の電圧が設定値に達してからも充電が更に所定時間（例えば３．５時間）継続されたところで、満充電状態であると判断して、残存容量Ｑを最大容量Ｑmax に設定する。

【００５７】本考案の第２実施例としての電気自動車用走行電池残存容量計は、上述のように構成されているので、例えは図８に示すような手順で走行電池の残存容量が算出されて、この算出結果が表示される。なお、第１実施例と同様なステップについては詳しい説明を省略する。つまり、図８に示すように、まず残存容量及び各フラグを初期セットし（ステップＳ１０）、主バッテリ２の開放端子から主バッテリ２の開放端子電圧を測定し（ステップＳ１２）、この主バッテリ電圧信号に基づいて、主バッテリ２の残存容量を推測する（ステップＳ１４）。

【００５８】これにより、表示部２０では、実際の主バッテリ２の容量にほぼ応じた状態に点灯する。さらに、車両が走行中であるか否かを判断し（ステップＳ２０）、車両が走行中でないなら、充電中であるか否かが判断される（ステップＳ３０）。充電中なら、残存容量Ｑに充電電流量ｑ₁を加算して新たな残存容量Ｑを得る（ステップＳ４０）。

【００５９】次に、ステップＳ４２で主バッテリ２の電圧が設定値（ここでは３００ボルト）に達したかどうかが判断される。主バッテリ２の電圧が設定値に達していなければステップＳ４０で得た残存容量Ｑに基づき表示データを出力する（ステップＳ８０）。一方、主バッテリ２の電圧が設定値に達したら、次に、ステップＳ４３で主バッテリ２への充電電流が設定値（ここでは８アンペア）以下に低下したかどうかが判断される。充電電流が設定値に以下に低下していなければステップＳ４０で得た残存容量Ｑに基づき表示データを出力する（ステップＳ８０）。

【００６０】一方、充電電流が設定値に以下に低下したら、ステップＳ４４でフラグＦ２が１であるかどうかが判断される。満充電にならないと、フラグＦ２が１なので、まずは、ステップＳ４５に進んで、定電圧充電に移行するが、この時には、満充電の８５％まで充電に達したと判断して、残存容量Ｑを最大容量Ｑmax の８５％に設定する。

【００６１】ついで、ステップＳ４６に進んで、タイマカウントを開始し、次のステップＳ４７で、タイマカウントの値が３．５時間を経過しているかが判断される。５時間を経過していなければ、ステップＳ４５で得た残存容量Ｑに基づき表示データを出力する（ステップＳ８０）。 3 ．５時間を経過したら、まず、ステップＳ４８でフラグＦ２を０にセットする。ついで、ステップＳ４９で、残存容量Ｑを最大容量Ｑmax に設定し、タイマカウント値Ｔを０にリセットして、最大容量Ｑmax に基づき表示データを出力する（ステップＳ８０）。

【００６２】なお、非走行時で充電中でない場合には、ステップＳ３９に進んで、主バッテリ２の自己放電量ｑ₄を求めて、この値ｑ₄を残存容量Ｑから減算して新たな残存容量Ｑを求め、表示データを出力する（ステップＳ８０）。次に、走行中には、ステップＳ２０からステップＳ５０に進んで、主バッテリ２の電力を利用しながら駆動モータによって車両が駆動されている力行中か否かが判断される。

【００６３】力行中には、ステップＳ６０に進んで、残存容量Ｑから放電電流量ｑ₂を減算する。放電電流量ｑ₂は、主バッテリ２から駆動モータ側へ送られる電流ｉ₂を電流センサ１２により検出してこれを積算処理（即ち時間積分）して求める。ついで、ステップＳ６６で、フラグＦ２を１にセットして、残存容量Ｑに基づき表示データを出力する（ステップＳ８０）。

【００６４】一方、回生時には、ステップＳ５０からステップＳ７０へ進んで、回生電流量ｑ₃を残存容量Ｑに加算して新たな残存容量Ｑを得て、この残存容量Ｑに基づき表示データを出力する（ステップＳ８０）。なお、上述のタイマは、設定された制御周期毎に連続してカウントされない場合には、自動的に０にリセットされる。

【００６５】このようにして、本電気自動車用走行電池残存容量計では、第１実施例のものと同様に、主バッテリを電池接続ケーブルから外して再接続する際に、残存容量の値を記憶するようなことなしに、主バッテリの残存容量を適切に表示でき、ドライバが主バッテリの残存容量を確実に把握できるようになる。特に、主バッテリを電池接続ケーブルに接続した際に、自動的に主バッテリの残存容量が推測されるので、何ら操作をすることなく、主バッテリの残存容量の適切な表示を行なえる。

【００６６】なお、上述の各実施例において、主バッテリを放置している時に、その開放端子電圧が所定値（例えば２００Ｖ）以下になったら、主バッテリが不良であると判断して、例えば、最上端のセグメントと最下端のセグメントとを点滅表示するように構成してもよい。

【００６７】

【考案の効果】

以上詳述したように、本考案の電気自動車用走行電池残存容量計によれば、電気自動車用走行電池の残存容量を算出する残存容量算出手段と、該残存容量算出手段の算出結果に基づいて該走行電池の残存容量を表示する表示手段とをそなえた電気自動車用走行電池残存容量計において、該走行電池の端子電圧を検出する電圧検出手段をそなえ、該走行電池が、該残存容量算出手段用の電源として接続されるとともに、該残存容量算出手段が、該走行電池の端子接続直後に、該電圧検出手段から得られる該走行電池の端子電圧に基づいて、該走行電池の残存容量の初期値を推定するように構成されることにより、走行電池の残存容量を常に適切に表示でき、ドライバが走行電池のの残存容量を確実に把握できるようになる。

【００６８】特に、走行電池に接続した際に、自動的に残存容量が推測されるので、何ら操作をすることなく、極めて容易に残存容量の適切な表示を行なえる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例としての電気自動車用走行
電池残存容量計をそなえた主バッテリ系統を示す模式的
な構成図である。

【図２】本考案の第１実施例としての電気自動車用走行
電池残存容量計の要部を示す模式的な構成図である。

【図３】本考案の第１実施例としての電気自動車用走行
電池残存容量計の表示部を示す模式的な正面図である。

【図４】バッテリの容量と開放端子電圧との相関を示す
図である。

【図５】鉛電池の使用時間に対する電圧降下特性を消費
電流毎に示す図である。

【図６】鉛電池の消費電流に対する使用可能電池容量を
示す図である。

【図７】本考案の第１実施例としての電気自動車用走行
電池残存容量計の残存容量の算出過程を示すフローチャ
ートである。

【図８】本考案の第２実施例としての電気自動車用走行
電池残存容量計の残存容量の算出過程を示すフローチャ
ートである。

【図９】従来の電気自動車用走行電池残存容量計の残存
容量の算出過程を示すフローチャートである。

【符号の説明】

２電気自動車用走行電池（主バッテリ）４モータコントローラ６車載充電器８ＤＣ／ＤＣコンバータ１０コントローラ（残存容量算出手段）１０Ａマイクロコンピュータ１０Ｂ入力インターフェース回路１０Ｃ出力インターフェース回路１０ａ主バッテリ電流信号入力回路１０ｂ主バッテリ温度信号入力回路１０ｃ１２ボルトオン信号入力回路１０ｄ主バッテリ電圧信号入力回路１２電流センサ（シャント）１４主バッテリ温度センサ１６キースイッチ１８１２ボルト電源２０表示部（表示手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者八木橋孚東京都港区芝五丁目33番８号三菱自動車工業株式会社内

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】電気自動車用走行電池の残存容量を算出
する残存容量算出手段と、該残存容量算出手段の算出結
果に基づいて該走行電池の残存容量を表示する表示手段
とをそなえた電気自動車用走行電池残存容量計におい
て、該走行電池の端子電圧を検出する電圧検出手段をそな
え、該走行電池が、該残存容量算出手段用の電源として接続
されるとともに、該残存容量算出手段が、該走行電池の端子接続直後に、
該電圧検出手段から得られる該走行電池の端子電圧に基
づいて、該走行電池の残存容量の初期値を推定するよう
に構成されていることを特徴とする、電気自動車用走行
電池残存容量計。
【請求項２】該残存容量算出手段が、該走行電池の端
子電圧に基づいて推定された該走行電池の残存容量の初
期値に対して、該走行電池の放電・充電電流を積算しな
がら該電気自動車の走行時の残存容量を算出するように
構成されていることを特徴とする、請求項１記載の電気
自動車用走行電池残存容量計。