JPH08317572A - 組電池の充電状態制御装置 - Google Patents
組電池の充電状態制御装置Info
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- JPH08317572A JPH08317572A JP7115748A JP11574895A JPH08317572A JP H08317572 A JPH08317572 A JP H08317572A JP 7115748 A JP7115748 A JP 7115748A JP 11574895 A JP11574895 A JP 11574895A JP H08317572 A JPH08317572 A JP H08317572A
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- G01R31/382—Arrangements for monitoring battery or accumulator variables, e.g. SoC
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- 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
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- 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
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
Abstract
(57)【要約】
【目的】 単電池の過放電を確実に防止する。
【構成】 単電池１１Ａ〜１１Ｎを複数直列に接続して
構成された組電池１と、この組電池１への電流を検出す
る電流センサ５と、各単電池１１Ａ〜１１Ｎの電圧を検
出する電圧変換器２１とを有する。ＣＰＵ３２は、組電
池１からの放電電流と当該放電電流の下での各単電池１
１Ａ〜１１Ｎの放電電圧の複数の組より電流電圧回帰式
を算出するとともに、この電流電圧回帰式より定電力放
電下での放電電圧を得、得られた放電電圧からマップを
参照して前記各単電池の残存容量を算出する。そして、
算出された残存容量のうち最小のものを組電池１の残存
容量として決定し、表示器３３上に表示する。
構成された組電池１と、この組電池１への電流を検出す
る電流センサ５と、各単電池１１Ａ〜１１Ｎの電圧を検
出する電圧変換器２１とを有する。ＣＰＵ３２は、組電
池１からの放電電流と当該放電電流の下での各単電池１
１Ａ〜１１Ｎの放電電圧の複数の組より電流電圧回帰式
を算出するとともに、この電流電圧回帰式より定電力放
電下での放電電圧を得、得られた放電電圧からマップを
参照して前記各単電池の残存容量を算出する。そして、
算出された残存容量のうち最小のものを組電池１の残存
容量として決定し、表示器３３上に表示する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は複数の単電池を直列に接
続した組電池の充電状態制御装置に関する。
続した組電池の充電状態制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気自動車の駆動源となる電池は、再充
電可能な電池セルよりなる単電池を複数直列に接続して
所定のモータ駆動電圧を得るようにしている。ところ
で、同型式の単電池でも、容量や内部抵抗等の特性が全
く一致することは少なく、これら単電池を直列に接続し
て同一条件下で充放電を繰り返すと、充電気味のものは
益々充電が進んで過充電となり、放電気味のものは益々
放電が進んで過放電となって、電池の寿命が低下する。
電可能な電池セルよりなる単電池を複数直列に接続して
所定のモータ駆動電圧を得るようにしている。ところ
で、同型式の単電池でも、容量や内部抵抗等の特性が全
く一致することは少なく、これら単電池を直列に接続し
て同一条件下で充放電を繰り返すと、充電気味のものは
益々充電が進んで過充電となり、放電気味のものは益々
放電が進んで過放電となって、電池の寿命が低下する。
【０００３】そこで、例えば特開平６−１４１４７９号
公報では、一対の単電池相互間の電位差が所定値以上と
なった時には充放電を停止する装置が提案されている
（第１従来例）。また、特開平５−６４３７７号公報に
は、各単電池の電圧を検出して、いずれか一つが満充電
電圧に至った場合には組電池への充電電流の供給を停止
する装置が提案されている（第２従来例）。
公報では、一対の単電池相互間の電位差が所定値以上と
なった時には充放電を停止する装置が提案されている
（第１従来例）。また、特開平５−６４３７７号公報に
は、各単電池の電圧を検出して、いずれか一つが満充電
電圧に至った場合には組電池への充電電流の供給を停止
する装置が提案されている（第２従来例）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前記第１従来
例の装置では、単電池が一対の場合には、一方の電圧が
高く、他方の電圧が低いことで過放電等のおそれが比較
的容易に判定できるが、単電池が３つ以上使用されてい
ると、これらの間の相対電位差では過放電等のおそれを
確実に判定することは困難であり、誤って放電を続行す
るおそれがある。
例の装置では、単電池が一対の場合には、一方の電圧が
高く、他方の電圧が低いことで過放電等のおそれが比較
的容易に判定できるが、単電池が３つ以上使用されてい
ると、これらの間の相対電位差では過放電等のおそれを
確実に判定することは困難であり、誤って放電を続行す
るおそれがある。
【０００５】また、前記第２従来例の装置では、単に組
電池への充電が停止されるだけであるから、良好に充電
されている単電池の過充電は生じないものの、充電不足
の単電池はそのまま放置されるという不具合がある。本
発明はこのような課題を解決するもので、その第１の目
的は、単電池の過放電を確実に防止することができる組
電池の充電状態制御装置を提供することにある。また、
本発明の第２の目的は、単電池毎の適正な充電を行うこ
とが可能な組電池の充電状態制御装置を提供することに
ある。
電池への充電が停止されるだけであるから、良好に充電
されている単電池の過充電は生じないものの、充電不足
の単電池はそのまま放置されるという不具合がある。本
発明はこのような課題を解決するもので、その第１の目
的は、単電池の過放電を確実に防止することができる組
電池の充電状態制御装置を提供することにある。また、
本発明の第２の目的は、単電池毎の適正な充電を行うこ
とが可能な組電池の充電状態制御装置を提供することに
ある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、請求項１に記載の発明においては、単電池
（１１Ａ〜１１Ｎ）を複数直列に接続して構成された組
電池（１）と、この組電池への電流を検出する電流検出
手段（５）と、前記各単電池の電圧を検出する電圧検出
手段（２１）と、前記組電池からの放電電流と当該放電
電流の下での前記各単電池の放電電圧より各単電池の残
存容量を算出する残存容量算出手段（３０４）と、算出
された残存容量のうち最小のものを前記組電池の残存容
量として決定する残存容量決定手段（３０５）とを有し
ている。
するため、請求項１に記載の発明においては、単電池
（１１Ａ〜１１Ｎ）を複数直列に接続して構成された組
電池（１）と、この組電池への電流を検出する電流検出
手段（５）と、前記各単電池の電圧を検出する電圧検出
手段（２１）と、前記組電池からの放電電流と当該放電
電流の下での前記各単電池の放電電圧より各単電池の残
存容量を算出する残存容量算出手段（３０４）と、算出
された残存容量のうち最小のものを前記組電池の残存容
量として決定する残存容量決定手段（３０５）とを有し
ている。
【０００７】請求項２に記載の発明においては、前記残
存容量算出手段（３０４）は、前記放電電流および放電
電圧の複数の組より電流電圧回帰式を算出するととも
に、この電流電圧回帰式より定電力放電下での放電電圧
を得、得られた放電電圧から、予め知られた電圧−残存
容量特性を使用して前記各単電池の残存容量を算出する
ものである。
存容量算出手段（３０４）は、前記放電電流および放電
電圧の複数の組より電流電圧回帰式を算出するととも
に、この電流電圧回帰式より定電力放電下での放電電圧
を得、得られた放電電圧から、予め知られた電圧−残存
容量特性を使用して前記各単電池の残存容量を算出する
ものである。
【０００８】請求項３に記載の発明においては、前記組
電池の残存容量を表示する残存容量表示手段（３３、３
０６）をさらに設ける。請求項４に記載の発明において
は、前記各単電池の残存容量から全単電池の平均残存容
量を算出する平均残存容量算出手段（３０７）と、算出
された平均残存容量に対して所定量以上小さい残存容量
の単電池を劣化電池と判定する劣化電池判定手段（３０
８）とをさらに設ける。
電池の残存容量を表示する残存容量表示手段（３３、３
０６）をさらに設ける。請求項４に記載の発明において
は、前記各単電池の残存容量から全単電池の平均残存容
量を算出する平均残存容量算出手段（３０７）と、算出
された平均残存容量に対して所定量以上小さい残存容量
の単電池を劣化電池と判定する劣化電池判定手段（３０
８）とをさらに設ける。
【０００９】請求項５に記載の発明においては、前記各
単電池にそれぞれ設けられて、各単電池の電圧が上限値
に達するまで前記各単電池を個別に充電する充電手段
（２３１０３、１０６）をさらに設ける。請求項６に記
載の発明においては、前記充電手段（２３、１０３、１
０７）は、前記各単電池の電圧が所定値に至るまでは相
対的に大きい定電流で前記各単電池を充電するととも
に、前記各単電池の電圧が前記所定値を越えて前記上限
値に至るまでは相対的に小さい定電流で前記各単電池を
充電するものである。
単電池にそれぞれ設けられて、各単電池の電圧が上限値
に達するまで前記各単電池を個別に充電する充電手段
（２３１０３、１０６）をさらに設ける。請求項６に記
載の発明においては、前記充電手段（２３、１０３、１
０７）は、前記各単電池の電圧が所定値に至るまでは相
対的に大きい定電流で前記各単電池を充電するととも
に、前記各単電池の電圧が前記所定値を越えて前記上限
値に至るまでは相対的に小さい定電流で前記各単電池を
充電するものである。
【００１０】請求項７に記載の発明においては、前記各
充電手段の充電開始を指令する指令手段をさらに設け、
前記指令手段は、充電電源の最大電力が所定値を越えな
いように前記各充電手段の充電開始時期を決定するもの
である。なお、上記各手段のカッコ内の符号は、後述す
る実施例記載の具体的手段との対応関係を示すものであ
る。
充電手段の充電開始を指令する指令手段をさらに設け、
前記指令手段は、充電電源の最大電力が所定値を越えな
いように前記各充電手段の充電開始時期を決定するもの
である。なお、上記各手段のカッコ内の符号は、後述す
る実施例記載の具体的手段との対応関係を示すものであ
る。
【００１１】
【発明の作用効果】請求項１または２に記載の発明によ
れば、組電池を構成する各単電池の残存容量を算出し
て、これら残存容量のうち最小のものを前記組電池の残
存容量として決定する。したがって、この決定された組
電池の残存容量が所定値を下回った時に放電を停止する
等の処置を採れば、放電気味となっている単電池の過放
電が生じることを確実に防止することができる。
れば、組電池を構成する各単電池の残存容量を算出し
て、これら残存容量のうち最小のものを前記組電池の残
存容量として決定する。したがって、この決定された組
電池の残存容量が所定値を下回った時に放電を停止する
等の処置を採れば、放電気味となっている単電池の過放
電が生じることを確実に防止することができる。
【００１２】請求項３に記載の発明によれば、組電池の
残存容量が表示されるから、残存容量を確実に知って、
放電停止、再充電等の処置を採ることができる。請求項
４に記載の発明によれば、劣化電池を確実に判定して取
り替えることができる。請求項５に記載の発明によれ
ば、充電手段により各単電池毎に電圧上限値まで充電さ
れるから、充電気味の単電池が過充電となることはな
い。
残存容量が表示されるから、残存容量を確実に知って、
放電停止、再充電等の処置を採ることができる。請求項
４に記載の発明によれば、劣化電池を確実に判定して取
り替えることができる。請求項５に記載の発明によれ
ば、充電手段により各単電池毎に電圧上限値まで充電さ
れるから、充電気味の単電池が過充電となることはな
い。
【００１３】請求項６に記載の発明によれば、単電池の
急速かつ正確な充電が可能である。請求項７に記載の発
明によれば、充電電源の負担を軽減することができる。
急速かつ正確な充電が可能である。請求項７に記載の発
明によれば、充電電源の負担を軽減することができる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明を図に示す実施例について説明
する。 （第１実施例）図１において、電気自動車駆動用の組電
池１は多数の単電池１１Ａ、１１Ｂ、…、１１Ｎを直列
に接続して構成されている。各単電池１１Ａ〜１１Ｎは
複数の電池セルを含む公知の構造を有し、それぞれ電池
温度を検出する温度センサ４が設けられている。組電池
１からの給電線６１には負荷リレー７１を介して電気負
荷８が接続されており、この給電線６１中には電流セン
サ５が設けてある。
する。 （第１実施例）図１において、電気自動車駆動用の組電
池１は多数の単電池１１Ａ、１１Ｂ、…、１１Ｎを直列
に接続して構成されている。各単電池１１Ａ〜１１Ｎは
複数の電池セルを含む公知の構造を有し、それぞれ電池
温度を検出する温度センサ４が設けられている。組電池
１からの給電線６１には負荷リレー７１を介して電気負
荷８が接続されており、この給電線６１中には電流セン
サ５が設けてある。
【００１５】前記各単電池１１Ａ〜１１Ｎに対応してそ
れぞれ充電状態制御装置の子機２Ａ、２Ｂ、…、２Ｎが
設けられ、これら子機２Ａ〜２Ｎは同一構成で、電圧変
換器２１、温度変換器２２、充電器２３、通信インター
フェース（Ｉ／Ｆ）２４より成っている。充電器２３か
ら延びる一対の充電線６２、６３が、それぞれ対応する
単電池１１Ａ〜１１Ｎの電極端子に接続されており、電
圧変換器２１は上記充電線６２、６３間の電圧（すなわ
ち単電池１１Ａ〜１１Ｎの電圧）に比例した電圧信号を
発する。前記温度変換器２２には、各単電池１１Ａ〜１
１Ｎの前記温度センサ４が接続されており、温度変換器
２２は電池温度に比例した温度信号を発する。
れぞれ充電状態制御装置の子機２Ａ、２Ｂ、…、２Ｎが
設けられ、これら子機２Ａ〜２Ｎは同一構成で、電圧変
換器２１、温度変換器２２、充電器２３、通信インター
フェース（Ｉ／Ｆ）２４より成っている。充電器２３か
ら延びる一対の充電線６２、６３が、それぞれ対応する
単電池１１Ａ〜１１Ｎの電極端子に接続されており、電
圧変換器２１は上記充電線６２、６３間の電圧（すなわ
ち単電池１１Ａ〜１１Ｎの電圧）に比例した電圧信号を
発する。前記温度変換器２２には、各単電池１１Ａ〜１
１Ｎの前記温度センサ４が接続されており、温度変換器
２２は電池温度に比例した温度信号を発する。
【００１６】前記電圧変換器２１および温度変換器２２
は通信Ｉ／Ｆ２４に接続されて、電圧信号および温度信
号が通信Ｉ／Ｆ２４に入力している。この通信Ｉ／Ｆ２
４は充電器２３にも接続されて、充電器２３に対して充
電電流の指令信号を出力する。充電器２３は、電源リレ
ー７２を経て商用電源に接続され、上記指令信号に応じ
て、各単電池１１Ａ〜１１Ｎに対する充電電流を変更す
る。
は通信Ｉ／Ｆ２４に接続されて、電圧信号および温度信
号が通信Ｉ／Ｆ２４に入力している。この通信Ｉ／Ｆ２
４は充電器２３にも接続されて、充電器２３に対して充
電電流の指令信号を出力する。充電器２３は、電源リレ
ー７２を経て商用電源に接続され、上記指令信号に応じ
て、各単電池１１Ａ〜１１Ｎに対する充電電流を変更す
る。
【００１７】前記通信Ｉ／Ｆ２４は、電圧変換器２１か
ら入力する前記電圧信号に応じて周波数が変化するとと
もに温度変換器２２から入力する前記温度信号に応じて
パルス幅が変化する電圧温度パルス信号を生成し、これ
を光ファィバー６４上へ送出する。すなわち、各子機２
Ａ〜２Ｎの通信Ｉ／Ｆ２４はそれぞれ光ファイバー６４
（図は光ファイバを共通に描いてあるが、実際には各子
機２Ａ〜２Ｎから個別に配線されている）を介して充電
状態制御装置の親機３に設けた通信Ｉ／Ｆ３１に接続さ
れており、前記電圧温度パルス信号は光ファイバー６４
を経て親機３の通信Ｉ／Ｆ３１に入力して、再び前記電
圧信号と温度信号に復調される。
ら入力する前記電圧信号に応じて周波数が変化するとと
もに温度変換器２２から入力する前記温度信号に応じて
パルス幅が変化する電圧温度パルス信号を生成し、これ
を光ファィバー６４上へ送出する。すなわち、各子機２
Ａ〜２Ｎの通信Ｉ／Ｆ２４はそれぞれ光ファイバー６４
（図は光ファイバを共通に描いてあるが、実際には各子
機２Ａ〜２Ｎから個別に配線されている）を介して充電
状態制御装置の親機３に設けた通信Ｉ／Ｆ３１に接続さ
れており、前記電圧温度パルス信号は光ファイバー６４
を経て親機３の通信Ｉ／Ｆ３１に入力して、再び前記電
圧信号と温度信号に復調される。
【００１８】親機３にはＣＰＵ３２が内蔵されている。
このＣＰＵ３２は、復調された各子機２Ａ〜２Ｎの電圧
信号と温度信号を入力するとともに、前記電流センサ５
からの電流信号を入力して、これら信号に基づき、後述
の手順によって各単電池１１Ａ〜１１Ｎに対する充電電
流を決定するとともに、各単電池１１Ａ〜１１Ｎの残存
容量を算出して表示器３３上へ表示する。
このＣＰＵ３２は、復調された各子機２Ａ〜２Ｎの電圧
信号と温度信号を入力するとともに、前記電流センサ５
からの電流信号を入力して、これら信号に基づき、後述
の手順によって各単電池１１Ａ〜１１Ｎに対する充電電
流を決定するとともに、各単電池１１Ａ〜１１Ｎの残存
容量を算出して表示器３３上へ表示する。
【００１９】前記ＣＰＵ３２にて決定された充電電流は
指令信号として通信Ｉ／Ｆ３１へ出力され、通信Ｉ／Ｆ
３１は指令信号の大きさ（すなわち充電電流の大きさ）
に比例したデューティを有する充電パルス信号を生成す
る。この充電パルス信号は通信Ｉ／Ｆ３１から再び光フ
ァイバー６４を経て子機２Ａ〜２Ｎへ戻され、各子機２
Ａ〜２Ｎの通信Ｉ／Ｆ２４で前記指令信号に復調され
て、充電器２３へ与えられる。なお、親機３と子機２Ａ
〜２Ｎの間の通信には特別な通信プロトコルを使用しな
いから、子機２Ａ〜２ＮにはＣＰＵを設ける必要がな
く、コストダウンが図られる。
指令信号として通信Ｉ／Ｆ３１へ出力され、通信Ｉ／Ｆ
３１は指令信号の大きさ（すなわち充電電流の大きさ）
に比例したデューティを有する充電パルス信号を生成す
る。この充電パルス信号は通信Ｉ／Ｆ３１から再び光フ
ァイバー６４を経て子機２Ａ〜２Ｎへ戻され、各子機２
Ａ〜２Ｎの通信Ｉ／Ｆ２４で前記指令信号に復調され
て、充電器２３へ与えられる。なお、親機３と子機２Ａ
〜２Ｎの間の通信には特別な通信プロトコルを使用しな
いから、子機２Ａ〜２ＮにはＣＰＵを設ける必要がな
く、コストダウンが図られる。
【００２０】図２、図３には電池充電時における親機３
と各子機２Ａ〜２Ｎ間の通信および処理の詳細を示す。
図略の充電スイッチが乗員により操作されると、リレー
駆動回路（図示略）によって負荷リレー接点７１が開成
するとともに、電源リレー接点７２が閉成して、親機３
のＣＰＵ３２が充電モードを開始する（図２のステップ
１０１）。
と各子機２Ａ〜２Ｎ間の通信および処理の詳細を示す。
図略の充電スイッチが乗員により操作されると、リレー
駆動回路（図示略）によって負荷リレー接点７１が開成
するとともに、電源リレー接点７２が閉成して、親機３
のＣＰＵ３２が充電モードを開始する（図２のステップ
１０１）。
【００２１】充電モードでは、親機３はバックアップ用
に全体の充電時間タイマーを設定し（図２のステップ１
０２）、続いて全ての子機２Ａ〜２Ｎに対して第１の定
電流で充電するように充電パルス信号を送信する（図２
のステップ１０３）。各子機２Ａ〜２Ｎでは、前記充電
パルス信号を復調した指令信号が充電器２３に与えられ
て、前記第１の定電流で各単電池１１Ａ〜１１Ｎが充電
される（図３のステップ２０１）。この第１の定電流に
よる充電で各単電池１１Ａ〜１１Ｎの電圧は次第に上昇
する（図５）。なお、以下の親機３の各ステップ１０４
〜１１２は、各子機２Ａ〜２Ｎに対して独立に処理され
る。
に全体の充電時間タイマーを設定し（図２のステップ１
０２）、続いて全ての子機２Ａ〜２Ｎに対して第１の定
電流で充電するように充電パルス信号を送信する（図２
のステップ１０３）。各子機２Ａ〜２Ｎでは、前記充電
パルス信号を復調した指令信号が充電器２３に与えられ
て、前記第１の定電流で各単電池１１Ａ〜１１Ｎが充電
される（図３のステップ２０１）。この第１の定電流に
よる充電で各単電池１１Ａ〜１１Ｎの電圧は次第に上昇
する（図５）。なお、以下の親機３の各ステップ１０４
〜１１２は、各子機２Ａ〜２Ｎに対して独立に処理され
る。
【００２２】親機３は充電モードを続行しつつ、各子機
２Ａ〜２Ｎから送信される電圧温度パルス信号（図３の
ステップ２０２）により各単電池１１Ａ〜１１Ｎの温度
と電圧の検出を行う（図２のステップ１０４）。図２の
ステップ１０５では、続くステップ１０６で使用する電
圧設定値を温度補正する。この電圧設定値は単電池１１
Ａ〜１１Ｎが充電末期（約８０％〜９０％充電状態）に
達したと考えられる値であり、これは電池温度の上昇に
応じて低下するため温度補正を要するのである。
２Ａ〜２Ｎから送信される電圧温度パルス信号（図３の
ステップ２０２）により各単電池１１Ａ〜１１Ｎの温度
と電圧の検出を行う（図２のステップ１０４）。図２の
ステップ１０５では、続くステップ１０６で使用する電
圧設定値を温度補正する。この電圧設定値は単電池１１
Ａ〜１１Ｎが充電末期（約８０％〜９０％充電状態）に
達したと考えられる値であり、これは電池温度の上昇に
応じて低下するため温度補正を要するのである。
【００２３】図２のステップ１０６で、単電池１１Ａ〜
１１Ｎの電圧が前記電圧設定値まで上昇してこれを越え
ると（図５）、親機３は、設定値を越えた単電池１１Ａ
〜１１Ｎに対応する子機２Ａ〜２Ｎに対して第２の定電
流で充電するように充電パルス信号を送信するととも
に、当該定電流での充電時間タイマーを設定する（図２
のステップ１０７）。
１１Ｎの電圧が前記電圧設定値まで上昇してこれを越え
ると（図５）、親機３は、設定値を越えた単電池１１Ａ
〜１１Ｎに対応する子機２Ａ〜２Ｎに対して第２の定電
流で充電するように充電パルス信号を送信するととも
に、当該定電流での充電時間タイマーを設定する（図２
のステップ１０７）。
【００２４】子機２Ａ〜２Ｎ側では前記充電パルス信号
を受けて、充電器２３により前記第２の定電流で単電池
１１Ａ〜１１Ｎを充電する（図３のステップ２０３）。
この第２の定電流は前記第１の定電流よりも小さい値と
してある（図５）。親機３は前記第２の定電流での充電
を続行しつつ、充電時間タイマーが設定値を越えたか否
か確認する（図２のステップ１０８）。越えていなけれ
ば、ステップ１０９で子機２Ａ〜２Ｎから送信される電
圧温度パルス信号（図３のステップ２０４）に基づいて
単電池１１Ａ〜１１Ｎの温度と電圧の検出を行い、図２
のステップ１１０では、続くステップ１１１で使用する
電圧上限値を温度補正する。
を受けて、充電器２３により前記第２の定電流で単電池
１１Ａ〜１１Ｎを充電する（図３のステップ２０３）。
この第２の定電流は前記第１の定電流よりも小さい値と
してある（図５）。親機３は前記第２の定電流での充電
を続行しつつ、充電時間タイマーが設定値を越えたか否
か確認する（図２のステップ１０８）。越えていなけれ
ば、ステップ１０９で子機２Ａ〜２Ｎから送信される電
圧温度パルス信号（図３のステップ２０４）に基づいて
単電池１１Ａ〜１１Ｎの温度と電圧の検出を行い、図２
のステップ１１０では、続くステップ１１１で使用する
電圧上限値を温度補正する。
【００２５】ステップ１１１では、ステップ電圧が上限
値に達したか否かを確認する。そして、当該ステップな
いし前記ステップ１０８の条件が成立すると、この条件
が成立した単電池１１Ａ〜１１Ｎに対応する子機２Ａ〜
２Ｎへの充電パルスの送信が停止され（図２のステップ
１１２）、子機２Ａ〜２Ｎはこれに基づいて充電器２３
による単電池１１Ａ〜１１Ｎへの充電を停止する（図３
のステップ２０５）。
値に達したか否かを確認する。そして、当該ステップな
いし前記ステップ１０８の条件が成立すると、この条件
が成立した単電池１１Ａ〜１１Ｎに対応する子機２Ａ〜
２Ｎへの充電パルスの送信が停止され（図２のステップ
１１２）、子機２Ａ〜２Ｎはこれに基づいて充電器２３
による単電池１１Ａ〜１１Ｎへの充電を停止する（図３
のステップ２０５）。
【００２６】親機３は、全ての子機２Ａ〜２Ｎがそれぞ
れの単電池１１Ａ〜１１Ｎへの第２の定電流による充電
を終えたこと、あるいは全体の充電時間タイマーが設定
値を越えたことを確認すると、充電モードを終了する
（図２のステップ１１３）。このようにして、充電モー
ドにおいては、各単電池１１Ａ〜１１Ｎの電圧を検出し
て個別に充電がなされ、特性の相違に無関係に各単電池
１１Ａ〜１１Ｎが最適に充電される。
れの単電池１１Ａ〜１１Ｎへの第２の定電流による充電
を終えたこと、あるいは全体の充電時間タイマーが設定
値を越えたことを確認すると、充電モードを終了する
（図２のステップ１１３）。このようにして、充電モー
ドにおいては、各単電池１１Ａ〜１１Ｎの電圧を検出し
て個別に充電がなされ、特性の相違に無関係に各単電池
１１Ａ〜１１Ｎが最適に充電される。
【００２７】次に、図４には電池放電時における親機３
と各子機２Ａ〜２Ｎ間の通信および処理の詳細を示す。
すなわち、車両の運転を開始すると、負荷リレー接点７
１が閉成するとともに、電源リレー接点７２が開成し
て、親機３が放電モードを開始する（ステップ３０
１）。ＣＰＵ３２は電流センサ５からの電流信号により
組電池１全体の放電電流を測定するとともに、子機２Ａ
〜２Ｎからの電圧温度パルス信号（ステップ４０１）よ
り各単電池１１Ａ〜１１Ｎの電圧、温度を検出する（ス
テップ３０２）。
と各子機２Ａ〜２Ｎ間の通信および処理の詳細を示す。
すなわち、車両の運転を開始すると、負荷リレー接点７
１が閉成するとともに、電源リレー接点７２が開成し
て、親機３が放電モードを開始する（ステップ３０
１）。ＣＰＵ３２は電流センサ５からの電流信号により
組電池１全体の放電電流を測定するとともに、子機２Ａ
〜２Ｎからの電圧温度パルス信号（ステップ４０１）よ
り各単電池１１Ａ〜１１Ｎの電圧、温度を検出する（ス
テップ３０２）。
【００２８】親機３は続いて、各単電池１１Ａ〜１１Ｎ
毎に電圧、電流、温度の各データを所定数記憶する（ス
テップ３０３）。これらのデータは古いものが抹消され
て順次新しいものに置き換えられ、常に最新の所定数の
データが記憶される。その後、親機３は、電池温度毎に
予めマップとして記憶した定電力放電電圧特性（図６）
から各単電池１１Ａ〜１１Ｎの残存容量（％）を算出す
る（ステップ３０４）。この算出は以下のように行う。
毎に電圧、電流、温度の各データを所定数記憶する（ス
テップ３０３）。これらのデータは古いものが抹消され
て順次新しいものに置き換えられ、常に最新の所定数の
データが記憶される。その後、親機３は、電池温度毎に
予めマップとして記憶した定電力放電電圧特性（図６）
から各単電池１１Ａ〜１１Ｎの残存容量（％）を算出す
る（ステップ３０４）。この算出は以下のように行う。
【００２９】すなわち、上記ステップ３０３で記憶した
所定数の電圧、電流データから電圧−電流の一次回帰式
を算出し、この回帰式から、定電力放電を行った場合の
電池電圧を推定する。この電圧推定値と電池温度より前
記マップを参照し、これを補完して残存容量を算出す
る。各単電池１１Ａ〜１１Ｎの残存容量を算出した後、
最も小さい残存容量を組電池１の残存容量として決定
し、これを表示する（ステップ３０５、３０６）。これ
により、最も残存容量の少ない単電池１１Ａ〜１１Ｎが
過放電となる前に、乗員に組電池１の再充電を促すこと
ができ、急激な電池劣化を防止することができる。
所定数の電圧、電流データから電圧−電流の一次回帰式
を算出し、この回帰式から、定電力放電を行った場合の
電池電圧を推定する。この電圧推定値と電池温度より前
記マップを参照し、これを補完して残存容量を算出す
る。各単電池１１Ａ〜１１Ｎの残存容量を算出した後、
最も小さい残存容量を組電池１の残存容量として決定
し、これを表示する（ステップ３０５、３０６）。これ
により、最も残存容量の少ない単電池１１Ａ〜１１Ｎが
過放電となる前に、乗員に組電池１の再充電を促すこと
ができ、急激な電池劣化を防止することができる。
【００３０】親機２はさらに、全ての単電池１１Ａ〜１
１Ｎの平均残存容量に対して表示残存容量（残存容量が
最も少ない単電池の残存容量）が設定値を越えて小さく
なっている場合には、最小残存容量の単電池が劣化して
いるものと判断して交換が必要なことを表示する（ステ
ップ３０７、３０８）。これにより、電池交換時期を確
実に知ることができる。
１Ｎの平均残存容量に対して表示残存容量（残存容量が
最も少ない単電池の残存容量）が設定値を越えて小さく
なっている場合には、最小残存容量の単電池が劣化して
いるものと判断して交換が必要なことを表示する（ステ
ップ３０７、３０８）。これにより、電池交換時期を確
実に知ることができる。
【００３１】なお、上記実施例のフローチャートにおけ
る各ステップは、それぞれ、機能実行手段としてハード
ロジック構成により実現するようにしてもよい。また、
上記実施例においては、単電池の充電状態を充電時の電
池電圧により判定し、放電状態を定電力放電下での電池
電圧により判定するようにしたが、これ以外の方法で判
定するようにしても良い。特に、上記放電状態は、定電
力放電下での電池電圧により判定するのに代えて、定電
流放電下での電池電圧により判定するようにできる。
る各ステップは、それぞれ、機能実行手段としてハード
ロジック構成により実現するようにしてもよい。また、
上記実施例においては、単電池の充電状態を充電時の電
池電圧により判定し、放電状態を定電力放電下での電池
電圧により判定するようにしたが、これ以外の方法で判
定するようにしても良い。特に、上記放電状態は、定電
力放電下での電池電圧により判定するのに代えて、定電
流放電下での電池電圧により判定するようにできる。
【００３２】また、親機からの各単電池に対する充電指
令信号のタイミングを適宜ずらして、充電電源の最大電
力が所定値を越えないように制御することも可能であ
る。
令信号のタイミングを適宜ずらして、充電電源の最大電
力が所定値を越えないように制御することも可能であ
る。
【図１】本発明の一実施例に係る充電状態制御装置の全
体ブロック回路図である。
体ブロック回路図である。
【図２】本発明の一実施例に係る充電状態制御装置の充
電時の親機における処理手順を示すフローチャートであ
る。
電時の親機における処理手順を示すフローチャートであ
る。
【図３】本発明の一実施例に係る充電状態制御装置の充
電時の子機における処理手順を示すフローチャートであ
る。
電時の子機における処理手順を示すフローチャートであ
る。
【図４】本発明の一実施例に係る充電状態制御装置の放
電時の処理手順を示すフローチャートである。
電時の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】充電時の充電電流と単電池電圧の時間変化を示
すタイムチャートである。
すタイムチャートである。
【図６】単電池の定電力放電電圧特性を示すグラフであ
る。
る。
１…組電池、１１Ａ〜１１Ｎ…単電池、２…子機、２１
…電圧変換器、２３…充電器、３…親機、３２…ＣＰ
Ｕ。
…電圧変換器、２３…充電器、３…親機、３２…ＣＰ
Ｕ。
Claims (7)
- 【請求項１】 単電池を複数直列に接続して構成された
組電池と、この組電池への電流を検出する電流検出手段
と、前記各単電池の電圧を検出する電圧検出手段と、前
記組電池からの放電電流と当該放電電流の下での前記各
単電池の放電電圧より各単電池の残存容量を算出する残
存容量算出手段と、算出された残存容量のうち最小のも
のを前記組電池の残存容量として決定する残存容量決定
手段とを有する組電池の充電状態制御装置。 - 【請求項２】 前記残存容量算出手段は、前記放電電流
および放電電圧の複数の組より電流電圧回帰式を算出す
るとともに、この電流電圧回帰式より定電力放電下での
放電電圧を得、得られた放電電圧から、予め知られた電
圧−残存容量特性を使用して前記各単電池の残存容量を
算出するものである請求項１に記載の組電池の充電状態
制御装置。 - 【請求項３】 前記組電池の残存容量を表示する残存容
量表示手段をさらに設けた請求項１または２に記載の組
電池の充電状態制御装置。 - 【請求項４】 前記各単電池の残存容量から全単電池の
平均残存容量を算出する平均残存容量算出手段と、算出
された平均残存容量に対して所定量以上小さい残存容量
の単電池を劣化電池と判定する劣化電池判定手段とをさ
らに設けた請求項１ないし３のいずれか一つに記載の組
電池の充電状態制御装置。 - 【請求項５】 前記各単電池にそれぞれ設けられて、各
単電池の電圧が上限値に達するまで前記各単電池を個別
に充電する充電手段をさらに設けた請求項１ないし４の
いずれか一つに記載の組電池の充電状態制御装置。 - 【請求項６】 前記充電手段は、前記各単電池の電圧が
所定値に至るまでは相対的に大きい定電流で前記各単電
池を充電するとともに、前記各単電池の電圧が前記所定
値を越えて前記上限値に至るまでは相対的に小さい定電
流で前記各単電池を充電するものである請求項５に記載
の組電池の充電状態制御装置。 - 【請求項７】 前記各充電手段の充電開始を指令する指
令手段をさらに設け、前記指令手段は、充電電源の最大
電力が所定値を越えないように前記各充電手段の充電開
始時期を決定するものである請求項５または６に記載の
組電池の充電状態制御装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7115748A JPH08317572A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | 組電池の充電状態制御装置 |
| US08/647,657 US5739671A (en) | 1995-05-15 | 1996-05-15 | Device for accurate detection of remaining discharge capacities of a plurality of batteries |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7115748A JPH08317572A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | 組電池の充電状態制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08317572A true JPH08317572A (ja) | 1996-11-29 |
Family
ID=14670087
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7115748A Pending JPH08317572A (ja) | 1995-05-15 | 1995-05-15 | 組電池の充電状態制御装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5739671A (ja) |
| JP (1) | JPH08317572A (ja) |
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