JPH08503306A - バッテリ・エネルギー管理プロセッサ再較正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 蓄電池のバッテリのエネルギー管理プロセッサを再較正する方法は、規定した期間の終了時に、バッテリに含まれている電力エネルギー量の評価の再較正プロセスを開始し、バッテリを完全に再充電し、バッテリの完全な再充電の終了を検出し、バッテリの部分的放電を行い、この放電中に抽出される電力量を測定し、規定の時間の間バッテリを休養させ、低電流でバッテリを完全に放電するとともに、バッテリからこのようにして抽出される電力量を測定し、測定された電力量の前記の２つの値を再較正時に加えて、再較正時のバッテリの最大容量の値を得ることからなる。

Description

【発明の詳細な説明】 バッテリ・エネルギー管理プロセッサ再較正方法 本発明はバッテリ・エネルギー管理プロセッサを再較正する方法に関する。 電気牽引力内蔵車両を使用できるのは都市部だけであり、牽引力蓄積バッテリ がもたらすことのできる残存持続力をできるだけ正確に知ることが条件となる。 車両の残存持続力は牽引力蓄積バッテリに含まれている電荷がなくなるまでに、 車が走行できる距離または時間に対応している。車両の残存持続力についての知 識は、２つの要因についての知識から導かれる。これらの要因のうち最初のもの は主観的なものであって、これからの行程での車両の消費量に関するものである 。この消費量は特に、経路の概略、交通密度、およびドライバによるドライブ・ モードによって決定される。第２の要因は客観的なものであって、牽引バッテリ から任意の時点で回収できる電荷に関するものである。 ゲージという、回収可能な電荷を示す現行の装置はバッテリの端子における電 圧の測定値に基づいている（カーチス・タイプ装置など）。これらの装置の精度 は新しいバッテリの定格容 量の２０％未満であり、エージングの関数として相当程度低下する。予測誤差は ５０％を超えることがある。 「バッテリ・エネルギー管理プロセッサ」と呼ばれる他の装置も知られており 、これはこれらのプロセッサが管理しているバッテリから交互に抽出格納される 電力量、ならびにバッテリの寿命全体にわたるバッテリの最大容量の変化を測定 する。使用されているアルゴリズムが管理されているバッテリと直列に測定され る電流強度の重み付け算術合計に基づくものであり、かつバッテリの最大容量の 値が時間の関数、およびバッテリのランダムな使用態様の関数として変化するた め、バッテリに実際に格納されているエネルギー量の評価は概算にすぎない。算 術合計の各項で生じる誤差（測定誤差、ならびに充電によって実際に格納される 、あるいは放電に利用できるエネルギーの計算時の誤差、ならびに最大容量の誤 差）は、利用可能なエネルギー量の予測精度を時間によって変動させる。 本発明の主題はバッテリで利用可能な電気エネルギー量の予測精度の変動をな くしたり、大幅に減らすことのできる方法であり、この方法はバッテリの全寿命 にわたって周知のゲージの精度を大幅に上回る精度を維持することを可能とする 。 本発明の方法は、規定した期間の終了時に、バッテリに含まれている電力エネ ルギー量の評価の再較正プロセスを開始し、バッテリを完全に再充電し、バッテ リの完全な再充電の終了を検出し、バッテリの部分的放電を行い、この放電中に 抽出される電力量を測定し、規定の時間の間バッテリを休養させ、低電流でバッ テリを完全に放電するとともに、バッテリからこのようにして抽出される電力量 を測定し、測定された電力量のこれら２つの値を再較正時に加えて、再較正時の バッテリの最大容量の値を得ることからなることを特徴とする。 非限定的な例として取り上げられ、添付図面に示されている実施例の詳細な説 明を読むことによって、本発明はよりよく理解されよう。図面は、蓄電池の最大 容量の変化を充放電サイクルの数の関数として示す図である。 以下において、本発明を電気車両用の牽引力蓄積バッテリに関して説明するが 、このようなタイプの蓄電池に限定されるものではなく、小型のポータブル器具 用の小形蓄電池から、固定大電力施設用の大形のセットとなったバックアップ蓄 電池までの各種タイプの蓄電池で実施できることが明確に理解されよう。これら の蓄電池は鉛、ニッケル・カドミウム・タイプなど各種 技術のものでよい。説明を単純とするため、以下の文において、バッテリという 用語をこれらの蓄電池または蓄電池のセットを指すために使用する。 再較正はバッテリ・エネルギー管理プロセッサによって自動的に制御される一 連の操作、または電気車両の所有者が行う一連の手動操作、あるいはこれら両方 からなる。たとえば上述の周知のプロセッサのタイプのものであるこの管理プロ セッサはさらに、再較正操作と総称される以下で説明する５つの主要操作を行う 。 第１操作：再較正要求 エネルギー管理プロセッサは前回の再較正から経過した時間を計算する。この 期間が一定限度（バッテリ内の電荷を評価するためのアルゴリズムの、精度の点 での性能によって左右される）を超えるやいなや、信号がエネルギー管理プロセ ッサによって送出されて、可及的速やかに再較正処置を取るようにドライバに要 求する。信号は、たとえば、車両のダッシュボードに配置されており、再較正操 作を行うまで点灯したままとなる「再較正要求」インジケータ・ランプでよい。 実際には、この時点以降、バッテリに残っているエネルギー量の評価について の精度を、エネルギー管理プロセッサが保証することはもはやできなくなる。 第２操作：バッテリの完全な再充電 「再較正要求」信号の送出により、車両のドライバは完全な充電を達成する再 充電方法を保証している充電器（たとえば、Ｐｂ牽引バッテリ用の「ＩＵｉ］充 電器、ＮｉＣｄ牽引バッテリ用のＩＵ充電器など）によって、バッテリを可及的 速やかに完全に充電しなければならなくなる。これらのタイプの充電器は「イン テリジェント」充電器で、バッテリを破壊または劣化させることなくバッテリに 格納される電荷を最大限のものとするために、バッテリへ時間をかけて注入され る電流強度、およびバッテリの端子における電圧を監視する。 完全な再充電の終了はエネルギー管理プロセッサによって検出される。この検 出はいくつかの方法で行うことができる。たとえば、充電器が送る信号の助けを 借りる方法、あるいは充電中のバッテリの電荷の状態の、エネルギー管理プロセ ッサによる評価による方法がある（この場合、バッテリの完全な充電が達成され た時期を判断するために、充電器が使用することのできる最適充電アルゴリズム を、プロセッサは組み込んでいなけ ればならない）。 バッテリの「完全な再充電の終了」情報により、エネルギー管理プロセッサが 次の操作を行えるようになる。この信号を、たとえば、「再較正要求」インジケ ータ・ランプが急速に点滅するように設定することによって物理的に表すことが できる。 第３操作：バッテリの部分的放電 車両のドライバは少なくとも所定の深さの放電（たとえば、１０ないし２０％ 。値はダッシュボードのゲージ・メータ、エネルギー管理プロセッサによって駆 動されるカウンタに表示される）に達するまで車両を正常に使用する。この限界 に達した場合、信号によって次の段階にはいることができるようになる。この信 号を、たとえば、「再較正要求」インジケータ・ランプがゆっくり点滅するよう に設定することによって物理的に表すことができる。 この第３の操作の間、エネルギー管理プロセッサはバッテリから抽出されるＡ ｈ（アンペア時）を計算する。 バッテリの部分的な再充電であっても、再較正の適正な進行が阻害され、第２ の操作を始めから再開しなければならなくなる。 第４操作：バッテリを休養させる 車両のドライバは最短規定時間の間車両を回復させる（たとえば、シール型鉛 牽引バッテリの場合、１時間３０分から３時間の間）。この期間の間、バッテリ は利用可能な電荷をすべて回復する。実際には、直前の段階の間の大電流を使う 走行速度はバッテリに負荷をかけ、ある程度の電力量にアクセスできなくする。 この電力量はバッテリを休ませた後再度利用できるようになる（バッテリの緩和 （relaxation）という現象）。 エネルギー監視プロセッサがこの期間を計算する。 この期間の終了時に、信号（自動的なものなど）が次の段階をトリガする。こ の信号を、たとえば、「再較正要求」インジケータ・ランプがゆっくり点滅する ように設定することによって物理的に表すことができる。 バッテリの部分的な再充電であっても、再較正の適正な進行が阻害され、第２ の操作を始めから再開しなければならなくなる。 車両の使用（高電流強度での放電）は再較正の適正な作動を阻害し、第４の操 作を始めから再開しなければならなくなり、したがって、休養期間が長くなる。 第５操作：低電流強度でのバッテリの完全な放電−新しい基準値Ｃｍａｘ（ｔ） の記録 第４段階の終了に関する信号によって自動的にトリガされるこの段階は、バッ テリを低電流強度（たとえば、Ｉ₅の１／５未満）で完全に放電することからな っており、Ｉ₅はバッテリを５時間で完全に放電できるようにする放電電流であ る。この放電は車両の２次電力消費ユニット（たとえば、ヘッドランプ）をエネ ルギー管理プロセッサによって接続することにより、あるいは低速度で駆動する ことによって行われる（たとえば、ドライバが自分でドライブして、すぐにアク セスできないエネルギーの量を制限する）。 エネルギー管理プロセッサは以下の状況のいずれかになった場合はすぐに、電 力消費ユニットの接続を切る。 −バッテリの最小許容電圧（Ｖｍｉｎ）に達する（たとえば、ｖ（ｔ）または Ｖ（ｔ）／Ｖｍｉｎを監視する）。 −バッテリ電圧の低下の時間による変動が最大許容値に達する。 この放電中に、抽出される電力が計算され、第５操作の終了時に、第３操作中 に計算された電力に順次加えられて、現時点 ｔでのバッテリの最大容量であるＣｍａｘ（ｔ）の正確な値を得る。 最小許容バッテリ電圧に達すると、「較正終了」信号が送られる。これによっ て、バッテリに含まれている電力の電流値のリセット、操作３および５の間にバ ッテリから抽出された電力の合計値へのＣｍａｘ（ｔ）の初期化、および「再較 正要求」インジケータ・ランプの消灯が行われる。 バッテリ管理プロセッサの不揮発性メモリに記録されたＣｍａｘ（ｔ）の新し い値は、次のものとして使用される。 −次の再較正要求までにバッテリに格納される電力の評価の基礎として（第１ 操作参照）。 −バッテリの寿命を評価するための基礎として。 −電気車両のドライバによる使用に関する情報として（たとえば、過放電によ る劣化、急速な無制御の充電、オーバーヒートまたはきわめて低温度での作動） 。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 メナルド，クリスチヤン フランス国、92402・クールブボワ・セデ クス、ベー・ペー・329、トムソン―セエ スエフ・エスセペーイー気付 (72)発明者 モー，ドミニク フランス国、92402・クールブボワ・セデ クス、ベー・ペー・329、トムソン―セエ スエフ・エスセペーイー気付

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．規定した期間の終了時に、バッテリに含まれている電力エネルギー量の評価 の再較正プロセスを開始し、バッテリを完全に再充電し、バッテリの完全な再充 電の終了を検出し、バッテリの部分的放電を行い、この放電中に抽出される電力 量を測定し、規定の時間の間バッテリを休養させ、低電流でバッテリを完全に放 電するとともに、バッテリからこのようにして抽出される電力量を測定し、測定 された電力量の前記の２つの値を再較正時に加えて、再較正時のバッテリの最大 容量の値を得ることからなることを特徴とする、蓄電池のバッテリのエネルギー 管理プロセッサを再較正する方法。 ２．バッテリの完全な再充電の終了がバッテリ充電器によって検出されることを 特徴とする、請求の範囲第１項に記載の方法。 ３．バッテリの完全な再充電の終了がバッテリ・エネルギー管理プロセッサによ って検出されることを特徴とする、請求の範囲第１項に記載の方法。 ４．バッテリの部分的放電がバッテリの正常な使用パターンで行われることを特 徴とする、請求の範囲第１項から第３項のい ずれか一項に記載の方法。 ５．バッテリが利用可能な電力をすべて回復するのに十分な最短時間の間、バッ テリを休養させることを特徴とする、請求の範囲第１項から第４項のいずれか一 項に記載の方法。 ６．バッテリの休養期間中に、バッテリが部分的に再充電された場合に、再較正 方法がバッテリの完全な再充電を再度開始することによって再開されることを特 徴とする、請求の範囲第１項から第５項のいずれか一項に記載の方法。 ７．バッテリの休養期間中に、バッテリが偶然高電流で放電された場合に、バッ テリの休養期間を延長することを特徴とする、請求の範囲第１項から第５項のい ずれか一項に記載の方法。 ８．バッテリの完全な放電がバッテリを約５時間で完全に放電させる電流で行わ れることを特徴とする、請求の範囲第１項から第７項のいずれか一項に記載の方 法。 ９．バッテリの端子における電圧が最小許容値に達したときにバッテリの完全な 放電を停止することを特徴とする、請求の範囲第８項に記載の方法。 １０．バッテリの電圧の減少の時間に関する変動が最大許容値に達したときにバ ッテリの完全な放電を停止することを特徴と する、請求の範囲第８項に記載の方法。 １１．電気車両の牽引バッテリに適用されることを特徴とする、請求の範囲第１ 項から第１０項のいずれか一項に記載の方法。 １２．バッテリの完全な放電が車両の少なくとも１つの要素で行われることを特 徴とする、請求の範囲第１１項に記載の方法。