JPH09230010A - 電気駆動車両の電池寿命自動判定装置 - Google Patents

電気駆動車両の電池寿命自動判定装置

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JPH09230010A
JPH09230010A JP8058565A JP5856596A JPH09230010A JP H09230010 A JPH09230010 A JP H09230010A JP 8058565 A JP8058565 A JP 8058565A JP 5856596 A JP5856596 A JP 5856596A JP H09230010 A JPH09230010 A JP H09230010A
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JP
Japan
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battery
voltage
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current
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JP8058565A
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English (en)
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Masao Suwa
真善夫 諏訪
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Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/36Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
    • G01R31/389Measuring internal impedance, internal conductance or related variables

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 起動後直ちに結果を出す電気駆動車両の電池
寿命判定装置の提供。 【解決手段】 電池80の端子電圧Vと出力電流Iとを
検知する電圧電流検出手段11,12と,この出力信号
を受けて電池の寿命を判定する判定手段20とを有す
る。判定手段20は,車両が起動すると直ちに上記電
圧,電流の値を読み込み,上記電流の変化量と電圧の変
化量とから電池の内部抵抗Riを算定する抵抗検出手段
と,負荷である電動機の最低駆動電圧値Voにおける電
池の出力Woを算出する限界電力算出手段と,内部抵抗
Riが電池性能を確保することが可能な最大内部抵抗を
表す基準値Rs以上のとき又は上記出力Woが電気駆動
車両の性能を確保することが可能な最低出力を表す基準
値Ws以下のときに電池寿命と判定し警報を発する出力
手段とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【技術分野】本発明は,電気自動車,フォークリフト,
ゴルフカート等の電気駆動車両の電池寿命判定装置に関
する。
【0002】
【従来技術】二次電池の寿命は内部抵抗の上昇によって
判定することが出来るが,寿命要因によっては内部抵抗
では判定が出来ず様々な判定方法が併用されている(例
えば特開平2−250275号公報等)。一方,電気駆
動車両では,走行の途中で電池寿命となるようなことが
無いように,出来るだけ早めに電池の寿命を把握するこ
とが極めて重要である。そのため,特開平6−1630
84号公報では,走行中において電池が一定量だけ放電
した場合の電圧値を求め,残存寿命を測定する方法が提
案されている。
【0003】
【解決しようとする課題】しかしながら,電気駆動車両
の電池寿命は走行の途中ではなく,車両の起動後できる
だけ早めに検知または予告することが好ましい。本発明
は,かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり,
車両起動後の短時間の内に電池の寿命を判定することの
出来る電気駆動車両の電池寿命自動判定装置を提供しよ
うとするものである。
【0004】
【課題の解決手段】本発明は,電気駆動車両に搭載され
走行用の電動機を駆動する二次電池の寿命を自動的に判
定する装置であって,電池の端子電圧と出力電流とを検
知する電圧電流検出手段と,この電圧電流検出手段の出
力信号を受けて電池の寿命を判定する判定手段とを有し
ており,上記判定手段は,車両が起動すると直ちに上記
電圧,電流の値を読み込み,電流の変化量ΔIと電圧の
変化量ΔVとから電池の内部抵抗Riを算定する抵抗検
出手段と,上記電圧,電流の変化データに基づいて電動
機の最低駆動電圧値Voにおける電池の出力Woを算出
する限界駆動電力算出手段と,上記内部抵抗Riを電池
性能を確保することが可能な最大内部抵抗を表す基準値
Rsと比較すると共に上記出力Woを電気駆動車両の性
能を確保することの出来る最低出力を表す基準値Wsと
比較し電池の寿命が到来したこと又は電池の寿命が近い
こと判定し報知する出力手段とを有していることを特徴
とする電気駆動車両の電池寿命自動判定装置にある。
【0005】本発明において最も注目すべきことの第1
点は,判定手段が,車両の起動直後の短時間の検出結果
に基づいて,結果を判定することである。そして,検出
データに基づく演算時間は,検出時間に比べて相対的に
短いから,全体として車両起動後の極めて短時間に電池
寿命または残存寿命を判定することができる。
【0006】そして,注目すべきことの第2点は,判定
手段が,電池の内部抵抗Riを算定する抵抗検出手段
と,電動機の最低駆動電圧値Voにおける電池の出力W
oを算出する限界駆動電力算出手段とを有しており,内
部抵抗Riを基準値Rsと比較すると共に上記出力Wo
を電気駆動車両の性能を確保することの出来る最低出力
を示す基準値Wsと比較し電気駆動車両における電池の
寿命が到来したこと又は電池の寿命が近いこと判定し報
知することである。
【0007】即ち,本装置では,2つの判定基準すなわ
ち電池の内部抵抗Riと電動機の最低駆動電圧値Voで
の出力Woとに基づいて複合的に電池の寿命を判定す
る。従って,上記のように短時間の内に判定結果を出す
にも関わらず,電池の寿命時期をほぼ正確に判定するこ
とが可能である。
【0008】
【発明の実施の形態】
実施形態例 本例は,図1に示すように,電気駆動車両に搭載される
二次電池80の電池寿命自動判定装置1であって,電池
80の端子電圧Vと出力電流Iとを検知する電圧電流検
出手段11,12(電圧変換器11,電流変換器12)
と,この電圧電流検出手段11,12の出力信号を受け
て電池の寿命を判定する判定手段20とを有している。
【0009】判定手段20は,マイクロプロセッサ(M
PU)21と表示装置22によって構成され,車両が起
動すると直ちに上記電圧,電流の値を読み込み,所定の
検出時間to内における電流の変化量ΔIと電圧の変化
量ΔVとから電池の内部抵抗Riを算定する抵抗検出手
段(図2,ステップ62〜64)と,上記検出時間to
における電圧,電流の変化データに基づいて電動機81
の最低駆動電圧値Voにおける電池の出力Woを算出す
る限界駆動電力算出手段(図2,ステップ66)と,内
部抵抗Riが電池性能を確保することが可能な最大内部
抵抗を示す基準値Rs以上のとき又は上記出力Woが電
気駆動車両の性能を確保することが可能な最低出力を表
す基準値Ws以下のときに電池寿命と判定し警報を発す
る出力手段(図2,ステップ65,67〜69)とを有
している。そして,使用者に判定時間が長いと感じさせ
ないために,検出時間toは30秒以内であることが望
ましい。
【0010】本例は,電気自動車を駆動する電池80の
寿命を判定する電池寿命自動判定装置1である。電池8
0は,図1に示すように,車両駆動用の電動機81に電
力を供給する。そして,マイクロプロセッサ21は,車
両の起動スィッチ82に接続され,そのオンオフを検知
する。次に,本装置1のマイクロプロセッサ21にプロ
グラミングされた制御の流れを図2のフローチャートを
用いて説明する。始めに,ステップ61において,MP
U21が車両の起動スィッチ82(図1)が作動(オ
ン)したことを検知すると,ステップ62において,M
PU21は所定の検出時間toの間,電圧電流検出手段
11,12の出力信号を読み込んで記憶する。
【0011】そして,ステップ63において,その間の
電流の最大値I1 とその時の電圧値V1 ,及び電流の最
小値I2 とその時の電圧値V2 とをピックアップする。
そして,ステップ64において,電圧の変動値ΔV=
(V2 −V1 )と電流の変動値ΔI=(I1 −I2 )の
比から,電池80の内部抵抗Riを算出する。即ち,電
池80の端子電圧Vと充放電電流Iの関係は,図4の直
線41〜43に示すように,ほぼ直線的に変化し,電池
80の内部抵抗Riはその傾きとして求めることができ
る。
【0012】次にステップ65において,上記内部抵抗
Riが基準値Rs以上であるか否かを判定し,結果が是
ならばステップ69に進み,表示装置22に電池80が
劣化していることを表示し警報を発する。図3に示すよ
うに,電池80の内部抵抗Riは,充放電のサイクル数
すなわち寿命の低下と共に上昇し,図4の直線41〜4
3に示すように傾斜が立ってくる。従って,その値Ri
が基準値Rsに達したか否により,電池80の寿命を判
定することができる。
【0013】一方,ステップ65の結果が否の場合に
は,ステップ66に進み,電池80の最低駆動電圧値V
oにおける電池80から得られる出力電流Ioを算出
し,両者Vo,Ioの積からその時の出力Woを算出す
る。そして,ステップ67において,出力Woが基準値
Ws以下であるか否かを判定し,結果が是ならば,ステ
ップ69で表示装置22に電池80が劣化していること
を表示し警報する。また,ステップ67の結果が否であ
るならば,ステップ68において,電池80は正常であ
ると判定する。
【0014】即ち,電池80の放電サイクル数が増加し
て寿命に近づくにつれて,電圧Vと電流Iの関係は,図
5の直線44から直線45のように変化し,最低駆動電
圧値Voにおける電流IoがIo1 からIo2 に低下す
る。そして,両数値Vo,Ioの積で表される最大電力
Woが,基準値Wsに達したか否かにより,電池80の
寿命を判定することができる。
【0015】上記のように,本装置1では,電池80の
内部抵抗Riと共に電池80の端子電圧が上記Vo時の
出力Woに基づいて複合的に電池80の寿命を判定す
る。従って,車両起動後の短時間の内に電池の寿命をほ
ぼ正確に判定することが可能である。
【0016】
【発明の効果】上記のように,本発明によれば,車両起
動後の短時間の内に電池の寿命時期を判定することの出
来る電気駆動車両の電池寿命自動判定装置を提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態例の電池寿命自動判定装置のシステム
接続図。
【図2】実施形態例の電池寿命自動判定装置の制御の流
れを示すフローチャート。
【図3】電池の充放電サイクル数の変化に伴う内部抵抗
の変化を示す図。
【図4】電池の放電電流値と端子電圧の関係を示す図。
【図5】電池の最低駆動電圧値Voにおける放電電流値
Ioの充放電サイクルの増加による変化を示す図。
【符号の説明】
11,12...電圧電流検出手段, 20...判定手段, 80...電池,

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気駆動車両に搭載され電動機を駆動す
    る二次電池の寿命を自動的に判定する装置であって,電
    池の端子電圧と出力電流とを検知する電圧電流検出手段
    と,この電圧電流検出手段の出力信号を受けて電池の寿
    命を判定する判定手段とを有しており,上記判定手段
    は,車両が起動すると直ちに上記電圧,電流の値を読み
    込み,電流の変化量ΔIと電圧の変化量ΔVとから電池
    の内部抵抗Riを算定する抵抗検出手段と,上記電圧,
    電流の変化データに基づいて電動機の最低駆動電圧値V
    oにおける電池の出力Woを算出する限界駆動電力算出
    手段と,上記内部抵抗Riを電池性能を確保することが
    可能な最大内部抵抗を表す基準値Rsと比較すると共に
    上記出力Woを電気駆動車両の性能を確保することの出
    来る最低出力を表す基準値Wsと比較し電池の寿命が到
    来したこと又は電池の寿命が近いこと判定し報知する出
    力手段とを有していることを特徴とする電気駆動車両の
    電池寿命自動判定装置。
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