JPH0933621A - 電池残存容量測定装置 - Google Patents
電池残存容量測定装置Info
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- JPH0933621A JPH0933621A JP7189460A JP18946095A JPH0933621A JP H0933621 A JPH0933621 A JP H0933621A JP 7189460 A JP7189460 A JP 7189460A JP 18946095 A JP18946095 A JP 18946095A JP H0933621 A JPH0933621 A JP H0933621A
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
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- G—PHYSICS
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- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 バッテリの電圧は、温度によって変化するが
バッテリ温度を考慮した補正を加えて、正確な残存容量
を求めるのは容易ではなかった。 【解決手段】 バッテリ３の温度を検出する温度センサ
５と、開路状態になったとき、温度センサ５からのバッ
テリ３の検出温度が所定温度範囲以外のときは、検出温
度に基づいて予め求めた負荷１とバッテリ３とが開路状
態のときの直線パターンを補正し、負荷１とバッテリ３
とが閉路状態となったとき、この補正した直線パターン
上から残存容量を求める残存容量演算部１９を備えて、
バッテリ３の温度が所定温度範囲以外であっても、この
温度を考慮した残存容量を求める。
バッテリ温度を考慮した補正を加えて、正確な残存容量
を求めるのは容易ではなかった。 【解決手段】 バッテリ３の温度を検出する温度センサ
５と、開路状態になったとき、温度センサ５からのバッ
テリ３の検出温度が所定温度範囲以外のときは、検出温
度に基づいて予め求めた負荷１とバッテリ３とが開路状
態のときの直線パターンを補正し、負荷１とバッテリ３
とが閉路状態となったとき、この補正した直線パターン
上から残存容量を求める残存容量演算部１９を備えて、
バッテリ３の温度が所定温度範囲以外であっても、この
温度を考慮した残存容量を求める。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は電池残存容量測定装
置に関し、特にバッテリ温度を考慮して残存容量を求め
る電池残存容量測定装置に関する。
置に関し、特にバッテリ温度を考慮して残存容量を求め
る電池残存容量測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に電気自動車は、バッテリによって
動くため、バッテリの残存容量の予測については、正確
な予測が要求される。この、バッテリの残存容量を測定
する方式は以下のような方式がある。
動くため、バッテリの残存容量の予測については、正確
な予測が要求される。この、バッテリの残存容量を測定
する方式は以下のような方式がある。
【０００３】（１） 実際にバッテリから負荷側に供給
される電流量を測定して積算し、この電流積算値と充電
時の電流量から残存容量を予測する電流積算方式。
される電流量を測定して積算し、この電流積算値と充電
時の電流量から残存容量を予測する電流積算方式。
【０００４】（２） バッテリの端子から負荷側に放電
電流が流れたときの端子電圧を測定することにより残存
容量を予測する電圧検出方式。
電流が流れたときの端子電圧を測定することにより残存
容量を予測する電圧検出方式。
【０００５】（３） バッテリ内の電解液の比重を測定
することにより、残存容量を予測する電解液比重方式。
することにより、残存容量を予測する電解液比重方式。
【０００６】（４） バッテリを負荷より解放し、開路
状態における端子電圧を測定することにより残存容量を
予測する開路電圧検出方式。
状態における端子電圧を測定することにより残存容量を
予測する開路電圧検出方式。
【０００７】（５） バッテリの内部抵抗の変化を測定
して残存容量を予測する内部抵抗測定方式。
して残存容量を予測する内部抵抗測定方式。
【０００８】等がある。
【０００９】例えば、（２）の電圧検出方式を採用した
電池残存容量測定装置においては、一般には、バッテリ
が満充電のときの容量（１００％）に対応する満充電電
圧ＶＦと、バッテリの容量が０％となったとする電圧Ｖ
Ｅ（以下残存容量０％時の電圧ＶＥという）とを予め設
定する。そして、負荷を切り離したときの初期電圧（例
えば満充時の電圧）を検出し、この初期電圧に基づい
て、以後の残存容量電圧を推定する。
電池残存容量測定装置においては、一般には、バッテリ
が満充電のときの容量（１００％）に対応する満充電電
圧ＶＦと、バッテリの容量が０％となったとする電圧Ｖ
Ｅ（以下残存容量０％時の電圧ＶＥという）とを予め設
定する。そして、負荷を切り離したときの初期電圧（例
えば満充時の電圧）を検出し、この初期電圧に基づい
て、以後の残存容量電圧を推定する。
【００１０】例えば、推定した電圧（以下推定電圧ＶＮ
という）が満充電電圧ＶＦとなったときは、残存容量を
１００％として表示させ、また推定電圧ＶＮが残存容量
０％時の電圧ＶＥとなったときは、残存容量０％として
表示させていた。
という）が満充電電圧ＶＦとなったときは、残存容量を
１００％として表示させ、また推定電圧ＶＮが残存容量
０％時の電圧ＶＥとなったときは、残存容量０％として
表示させていた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、バッテ
リというのは温度が低下するとバッテリの電圧が低下す
る傾向にある。
リというのは温度が低下するとバッテリの電圧が低下す
る傾向にある。
【００１２】このため、バッテリの容量と推定電圧ＶＮ
との関係は、図５に示すように、実際のバッテリ容量が
１００％であっても、推定電圧ＶＮは予め決められてい
る満充電電圧ＶＦ以下となり、バッテリの容量が１００
％であっても、表示は１００％以下として表示される。
との関係は、図５に示すように、実際のバッテリ容量が
１００％であっても、推定電圧ＶＮは予め決められてい
る満充電電圧ＶＦ以下となり、バッテリの容量が１００
％であっても、表示は１００％以下として表示される。
【００１３】また、初期電圧と検出した電圧に基づい
て、残存容量電圧を推定するので、バッテリ温度が低下
すると、実際にはバッテリの容量が残っていないのにも
かかわらず、推定電圧ＶＮは残存容量０％時の電圧ＶＥ
以上となり、表示は０％以上として表示される。
て、残存容量電圧を推定するので、バッテリ温度が低下
すると、実際にはバッテリの容量が残っていないのにも
かかわらず、推定電圧ＶＮは残存容量０％時の電圧ＶＥ
以上となり、表示は０％以上として表示される。
【００１４】一方、バッテリ温度が高温となったとき
は、バッテリ電圧は高くなる傾向にある。
は、バッテリ電圧は高くなる傾向にある。
【００１５】このため、図６に示すように、バッテリの
容量が実際は１００％以下であっても推定電圧ＶＮが満
充電電圧ＶＦ以上となり、残存容量表示は１００％とし
て表示される。
容量が実際は１００％以下であっても推定電圧ＶＮが満
充電電圧ＶＦ以上となり、残存容量表示は１００％とし
て表示される。
【００１６】また、初期電圧と検出した電圧に基づい
て、残存容量電圧を推定するので、バッテリ温度が高温
になると、バッテリの容量がまだ残っているのにもかか
わらず、推定電圧ＶＮは残存容量０％時の電圧ＶＥとな
り、残存容量０％として表示される。
て、残存容量電圧を推定するので、バッテリ温度が高温
になると、バッテリの容量がまだ残っているのにもかか
わらず、推定電圧ＶＮは残存容量０％時の電圧ＶＥとな
り、残存容量０％として表示される。
【００１７】すなわち、バッテリの電圧は、温度によっ
て変化するので、バッテリ温度を考慮した補正を加え
て、正確な残存容量を求めなければならない。
て変化するので、バッテリ温度を考慮した補正を加え
て、正確な残存容量を求めなければならない。
【００１８】ところが、バッテリ温度というは、さまざ
まな原因で変化し、また温度が変化すると放電特性も相
違する。
まな原因で変化し、また温度が変化すると放電特性も相
違する。
【００１９】このため、バッテリ温度を考慮して推定し
た残存容量電圧を補正するには、一般には、所定数の温
度データ、電圧データ、電流データ等を得た後に、最小
２乗法等を用いて最適な温度補正係数を求めて補正しな
ければならないので、装置のプログラム構成が複雑にな
る。
た残存容量電圧を補正するには、一般には、所定数の温
度データ、電圧データ、電流データ等を得た後に、最小
２乗法等を用いて最適な温度補正係数を求めて補正しな
ければならないので、装置のプログラム構成が複雑にな
る。
【００２０】すなわち、バッテリ温度を考慮した補正を
加えて、正確な残存容量を求めるのは容易ではないとい
う問題点があった。
加えて、正確な残存容量を求めるのは容易ではないとい
う問題点があった。
【００２１】本発明は以上の問題点を解決するためにな
されたもので、バッテリの温度データに基づいて、容易
に正確な残存容量電圧を得ることができる電池の残存容
量測定装置を得ることを目的とする。
されたもので、バッテリの温度データに基づいて、容易
に正確な残存容量電圧を得ることができる電池の残存容
量測定装置を得ることを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】第１の発明は、負荷とバ
ッテリとが開路状態となったとき、所定後にバッテリ電
圧を現在のバッテリの最大電圧として検出し、この最大
電圧に基づいて残存容量が無くなるまでの最小電圧を求
め、両電圧値を結ぶ直線パターンを作成する電池残存容
量測定装置において、バッテリ温度を検出する温度セン
サと、開路状態になったとき、温度センサからのバッテ
リの検出温度が所定温度範囲以外のときは、検出温度に
基づいて直線パターンを補正し、負荷とバッテリとが閉
路状態となったとき、この補正した直線パターン上から
残存容量を求める残存容量演算部とを備え、検出温度に
基づいて直線パターンを得て、この直線パターン上から
残存容量を求める。
ッテリとが開路状態となったとき、所定後にバッテリ電
圧を現在のバッテリの最大電圧として検出し、この最大
電圧に基づいて残存容量が無くなるまでの最小電圧を求
め、両電圧値を結ぶ直線パターンを作成する電池残存容
量測定装置において、バッテリ温度を検出する温度セン
サと、開路状態になったとき、温度センサからのバッテ
リの検出温度が所定温度範囲以外のときは、検出温度に
基づいて直線パターンを補正し、負荷とバッテリとが閉
路状態となったとき、この補正した直線パターン上から
残存容量を求める残存容量演算部とを備え、検出温度に
基づいて直線パターンを得て、この直線パターン上から
残存容量を求める。
【００２３】第２の発明は、残存容量演算部は、開路状
態になったとき、検出温度が所定温度範囲以上か又は所
定温度範囲以下かどうかを判定する温度判定手段と、負
荷とバッテリとが閉路状態の間は、バッテリ電圧及びバ
ッテリからの電流を所定時間毎に取込み、最小二乗法に
より近似直線を求め、この近似直線から現在のバッテリ
電圧を推定する電圧推定手段と、開路状態になったと
き、設定されている最大電圧と最小電圧に基づいて、両
電圧値を結ぶ直線パターンを作成し、閉路状態になった
とき、推定電圧を補正した直線パターン上に位置させて
残存容量を求める残存容量算出手段と、検出温度が所定
温度範囲以上と判定されたときは、残存容量算出手段に
設定されている最大電圧を読み、この最大電圧に高温時
の最大電圧の補正値を加算して設定変更すると共に、設
定されている最小電圧を読み、この最小電圧から高温時
の最小電圧の補正値を減算して設定変更する高温パター
ン算出手段とを備えて、バッテリ温度が高温のときは、
バッテリの電圧が高くなるという傾向に沿った直線パタ
ーンを求める。
態になったとき、検出温度が所定温度範囲以上か又は所
定温度範囲以下かどうかを判定する温度判定手段と、負
荷とバッテリとが閉路状態の間は、バッテリ電圧及びバ
ッテリからの電流を所定時間毎に取込み、最小二乗法に
より近似直線を求め、この近似直線から現在のバッテリ
電圧を推定する電圧推定手段と、開路状態になったと
き、設定されている最大電圧と最小電圧に基づいて、両
電圧値を結ぶ直線パターンを作成し、閉路状態になった
とき、推定電圧を補正した直線パターン上に位置させて
残存容量を求める残存容量算出手段と、検出温度が所定
温度範囲以上と判定されたときは、残存容量算出手段に
設定されている最大電圧を読み、この最大電圧に高温時
の最大電圧の補正値を加算して設定変更すると共に、設
定されている最小電圧を読み、この最小電圧から高温時
の最小電圧の補正値を減算して設定変更する高温パター
ン算出手段とを備えて、バッテリ温度が高温のときは、
バッテリの電圧が高くなるという傾向に沿った直線パタ
ーンを求める。
【００２４】第３の発明は、残存容量演算部は、検出温
度が所定温度範囲以下と判定されたときは、残存容量算
出手段に設定されている最大電圧を読み、この最大電圧
に低温時の最大電圧の補正値を減算して設定変更すると
共に、設定されている最小電圧を読み、この最小電圧か
ら低温時の最小電圧の補正値を加算して設定変更する低
温パターン算出手段とを備え、バッテリ温度が低温のと
きは、バッテリの電圧が低くなるという傾向に沿った直
線パターンを求める。
度が所定温度範囲以下と判定されたときは、残存容量算
出手段に設定されている最大電圧を読み、この最大電圧
に低温時の最大電圧の補正値を減算して設定変更すると
共に、設定されている最小電圧を読み、この最小電圧か
ら低温時の最小電圧の補正値を加算して設定変更する低
温パターン算出手段とを備え、バッテリ温度が低温のと
きは、バッテリの電圧が低くなるという傾向に沿った直
線パターンを求める。
【００２５】第４の発明は、残存容量算出手段は、推定
電圧を直線パターン上に位置させて、この推定電圧と最
小電圧とからなる残存容量を、直線パターンの最大電圧
から最小電圧までの間の残存容量から減算し、容易に残
存容量を求める。
電圧を直線パターン上に位置させて、この推定電圧と最
小電圧とからなる残存容量を、直線パターンの最大電圧
から最小電圧までの間の残存容量から減算し、容易に残
存容量を求める。
【００２６】
【発明の実施の形態】電気自動車に搭載されたバッテリ
の残存容量を測定する場合に本発明の電池残存容量測定
装置を用いた例とし、開路とは負荷とバッテリとが接続
されていない状態として説明する。また、電気自動車は
常に満充電にされて走行を開始すると限らないし、走行
が停止されてときには以前として満充電になっていると
は限らない。一般には、最大電圧は走行が停止され負荷
とバッテリとが閉路状態になった後に所定後のバッテリ
の端子電圧であることが望ましいが本例では、説明を分
かり易くするために満充電時の状態を例にする。
の残存容量を測定する場合に本発明の電池残存容量測定
装置を用いた例とし、開路とは負荷とバッテリとが接続
されていない状態として説明する。また、電気自動車は
常に満充電にされて走行を開始すると限らないし、走行
が停止されてときには以前として満充電になっていると
は限らない。一般には、最大電圧は走行が停止され負荷
とバッテリとが閉路状態になった後に所定後のバッテリ
の端子電圧であることが望ましいが本例では、説明を分
かり易くするために満充電時の状態を例にする。
【００２７】図１は実施の形態の概略構成図である。図
において、１はバッテリ３に接続された電気自動車負荷
（例えばモータ）、５はバッテリ３に取付けられた温度
センサ、７は電気自動車負荷（以下単に負荷という）に
流れる電流を検出する電流センサ、９はバッテリ３の端
子電圧を検出する電圧センサである。
において、１はバッテリ３に接続された電気自動車負荷
（例えばモータ）、５はバッテリ３に取付けられた温度
センサ、７は電気自動車負荷（以下単に負荷という）に
流れる電流を検出する電流センサ、９はバッテリ３の端
子電圧を検出する電圧センサである。
【００２８】１２は検出値入力回路部である。検出値入
力回路部１２は、Ｉ／Ｏ１３、ＬＰＦ１５、Ａ／Ｄ１７
より構成され、温度センサ５、電圧センサ９及び電流セ
ンサ７からのバッテリ３の温度信号、バッテリ３の放電
電流信号及び検出電圧信号を入力して、これらの信号の
ノイズを除去した後にデジタル変換する。
力回路部１２は、Ｉ／Ｏ１３、ＬＰＦ１５、Ａ／Ｄ１７
より構成され、温度センサ５、電圧センサ９及び電流セ
ンサ７からのバッテリ３の温度信号、バッテリ３の放電
電流信号及び検出電圧信号を入力して、これらの信号の
ノイズを除去した後にデジタル変換する。
【００２９】１９は残存容量演算部である。残存容量演
算部１９のプログラム構成は、電圧推定手段２１、残存
容量算出手段２３、温度判定手段２７、高温パターン算
出手段２９、低温パターン算出手段３１より構成されて
いる。
算部１９のプログラム構成は、電圧推定手段２１、残存
容量算出手段２３、温度判定手段２７、高温パターン算
出手段２９、低温パターン算出手段３１より構成されて
いる。
【００３０】電圧推定手段２１は、検出値入力回路部１
２からバッテリ３のデジタルの検出電流及び電圧を入力
し、１ｍｓ毎に、検出電流及び検出電圧をサンプリング
し、１００ｍｓ毎に平均化したデータを求めた後に、こ
れらの複数の電圧値と電流値の誤差の二乗総和をとり、
誤差を最小にするためのａ、ｂを求め、このａ、ｂに基
づいて、電圧−電流近似直線関数（Ｙ＝ａＸ＋ｂ）を求
め、基準電流値に対応する電圧−電流近似直線関数上の
箇所を現在のバッテリ３の端子電圧として推定（推定電
圧ＶＮ）する。
２からバッテリ３のデジタルの検出電流及び電圧を入力
し、１ｍｓ毎に、検出電流及び検出電圧をサンプリング
し、１００ｍｓ毎に平均化したデータを求めた後に、こ
れらの複数の電圧値と電流値の誤差の二乗総和をとり、
誤差を最小にするためのａ、ｂを求め、このａ、ｂに基
づいて、電圧−電流近似直線関数（Ｙ＝ａＸ＋ｂ）を求
め、基準電流値に対応する電圧−電流近似直線関数上の
箇所を現在のバッテリ３の端子電圧として推定（推定電
圧ＶＮ）する。
【００３１】残存容量算出部２３は、走行が停止されて
イグニッションが０ＦＦにされ、バッテリ３と負荷１と
が開路状態になった後、所定後（バッテリ３が開路電圧
になったとき）に、バッテリ３の現在の電圧を最大電圧
として設定し、この最大電圧に基づいて残存容量０％と
するときの最小電圧を求めて設定した後に、この両電圧
値を結ぶ直線パターンを作成して、内部レジスタに設定
する。
イグニッションが０ＦＦにされ、バッテリ３と負荷１と
が開路状態になった後、所定後（バッテリ３が開路電圧
になったとき）に、バッテリ３の現在の電圧を最大電圧
として設定し、この最大電圧に基づいて残存容量０％と
するときの最小電圧を求めて設定した後に、この両電圧
値を結ぶ直線パターンを作成して、内部レジスタに設定
する。
【００３２】そして、バッテリ３と負荷が接続されて閉
路状態になったときは、推定電圧を直線パターン上に位
置させて残存容量を求めて表示部２５に表示する。
路状態になったときは、推定電圧を直線パターン上に位
置させて残存容量を求めて表示部２５に表示する。
【００３３】この最大電圧は、満充電電圧ＶＦが設定さ
れ、また最小電圧はこの満充電電圧ＶＦに基づいて求め
られた残存容量０％時の電圧ＶＥが設定されている。
れ、また最小電圧はこの満充電電圧ＶＦに基づいて求め
られた残存容量０％時の電圧ＶＥが設定されている。
【００３４】また、残存容量の算出は、図２に示すよう
に、斜線部の残存容量を 斜線部の残存容量＝ （ＶＮ ２−ＶＥ ２）／（ＶＦ ２−ＶＥ ２）…（１） の式に代入して求める。
に、斜線部の残存容量を 斜線部の残存容量＝ （ＶＮ ２−ＶＥ ２）／（ＶＦ ２−ＶＥ ２）…（１） の式に代入して求める。
【００３５】つまり、推定電圧ＶＮを直線パターン上に
位置させて、この推定電圧ＶＮと最小電圧（残存容量０
％時の電圧ＶＥ）とからなる残存容量を、直線パターン
の最大電圧（満充電電圧ＶＦ）から最小電圧までの間の
残存容量から減算して求めている。
位置させて、この推定電圧ＶＮと最小電圧（残存容量０
％時の電圧ＶＥ）とからなる残存容量を、直線パターン
の最大電圧（満充電電圧ＶＦ）から最小電圧までの間の
残存容量から減算して求めている。
【００３６】温度判定手段２７は、イグニッションがＯ
ＦＦにされ、所定時間経過したとき、検出値入力回路部
１２からの温度データを入力し、この温度データが所定
温度範囲以外かどうかを判断し、所定温度範囲以下（低
温）のときは、低温パターン算出手段３１を起動させ、
所定温度範囲以上（高温）を示しているときは、高温パ
ターン算出手段３１を起動させる。
ＦＦにされ、所定時間経過したとき、検出値入力回路部
１２からの温度データを入力し、この温度データが所定
温度範囲以外かどうかを判断し、所定温度範囲以下（低
温）のときは、低温パターン算出手段３１を起動させ、
所定温度範囲以上（高温）を示しているときは、高温パ
ターン算出手段３１を起動させる。
【００３７】高温パターン算出手段３１は、温度データ
が高温と判定されたときは、残存容量算出手段２３の満
充電電圧ＶＦを、高温時の満充電電圧Ｖｆに補正値を加
算した電圧値に補正し、かつ高温時の残存容量０％時の
電圧ＶＥを、高温時の残存容量０％時の電圧Ｖｅから補
正値を減算した電圧値に補正することによって、図３に
示すように、高温になるとバッテリ３の電圧が高くなる
という傾向に沿った直線パターンＡを求めている。
が高温と判定されたときは、残存容量算出手段２３の満
充電電圧ＶＦを、高温時の満充電電圧Ｖｆに補正値を加
算した電圧値に補正し、かつ高温時の残存容量０％時の
電圧ＶＥを、高温時の残存容量０％時の電圧Ｖｅから補
正値を減算した電圧値に補正することによって、図３に
示すように、高温になるとバッテリ３の電圧が高くなる
という傾向に沿った直線パターンＡを求めている。
【００３８】この補正による高温の満充電電圧ＶＦは、 ＶＦ＝Ｖｆ＋α２ｆ｜Ｔ−２５℃｜ ………（２） 但し、α２ｆ｜Ｔ−２５℃｜：高温時の補正値 また、高温の残存容量０％時の電圧ＶＥは、 ＶＥ＝Ｖｅ−α２ｅ｜Ｔ−２５℃｜ ………（３） 但し、α２ｅ｜Ｔ−２５℃｜：高温時の残存容量０％時
の補正値 のようにして求める。
の補正値 のようにして求める。
【００３９】低温パターン算出手段３１は、温度データ
が低温と判定されたときは、残存容量算出手段２３の満
充電電圧ＶＦを、低温時の満充電電圧Ｖｅから低温時の
補正値を減算した電圧値に変更し、かつ低温時の残存容
量０％時の電圧ＶＥを、低温時の残存容量０％時の電圧
Ｖｅに補正値を加算した電圧値に変更することによっ
て、図３に示すように、低温になるとバッテリ３の電圧
が低くなるという傾向に沿った直線パターンＢを求めて
いる。
が低温と判定されたときは、残存容量算出手段２３の満
充電電圧ＶＦを、低温時の満充電電圧Ｖｅから低温時の
補正値を減算した電圧値に変更し、かつ低温時の残存容
量０％時の電圧ＶＥを、低温時の残存容量０％時の電圧
Ｖｅに補正値を加算した電圧値に変更することによっ
て、図３に示すように、低温になるとバッテリ３の電圧
が低くなるという傾向に沿った直線パターンＢを求めて
いる。
【００４０】この補正による低温の満充電電圧ＶＦは、 ＶＦ＝Ｖｆ−α１ｆ｜Ｔ−２５℃｜ ………（４） 但し、α１ｆ｜Ｔ−２５℃｜：低温時の補正値 また、低温の残存容量０％時の電圧ＶＥは、 ＶＥ＝Ｖｅ＋α１ｅ｜Ｔ−２５℃｜ ………（５） 但し、α１ｅ｜Ｔ−２５℃｜：低温時の残存容量０％時
の補正値 のようにして求める。
の補正値 のようにして求める。
【００４１】３３は電源供給制御部である。電源供給制
御部３３は、イグニッションがＯＦＦされたとき、所定
時間電源を供給することによって、バッテリ３が開路電
圧に到達したときの端子電圧を残存容量算出手段２３に
読み込ませ、電圧ＶＦ及び電圧ＶＥを設定させて直線パ
ターンを算出させている。
御部３３は、イグニッションがＯＦＦされたとき、所定
時間電源を供給することによって、バッテリ３が開路電
圧に到達したときの端子電圧を残存容量算出手段２３に
読み込ませ、電圧ＶＦ及び電圧ＶＥを設定させて直線パ
ターンを算出させている。
【００４２】これは、バッテリ３というのは、負荷１か
ら切離されたとしても、直ぐには開路電圧に到達しない
でゆっくりと到達する。このため、イグニッションがＯ
ＦＦにされて負荷１とバッテリ３とが切離されたとき、
開路電圧を検出できるように、イグニッションがＯＦＦ
されたとき、所定時間電源を供給する。
ら切離されたとしても、直ぐには開路電圧に到達しない
でゆっくりと到達する。このため、イグニッションがＯ
ＦＦにされて負荷１とバッテリ３とが切離されたとき、
開路電圧を検出できるように、イグニッションがＯＦＦ
されたとき、所定時間電源を供給する。
【００４３】上記のように構成された電池残存容量測定
装置の温度判定手段２７、高温パターン算出手段２９及
び低温パターン算出手段３１（以下総称して補正処理と
いう）の動作を図４のフローチャートを用いて説明す
る。
装置の温度判定手段２７、高温パターン算出手段２９及
び低温パターン算出手段３１（以下総称して補正処理と
いう）の動作を図４のフローチャートを用いて説明す
る。
【００４４】温度判定手段２７は、イグニッションオフ
にされたかどうかを判断する（Ｓ４０１）。次に、イグ
ニッションオフにされたときは、所定時間経過後に温度
データを読み（Ｓ４０３）、この温度が低温か高温かど
うかを判断する（Ｓ４０５）。このとき、残存容量算出
手段２３はバッテリ３と負荷１とが開路状態になった
後、バッテリ３の現在の電圧を最大電圧として設定し、
この最大電圧に基づいて残存容量を０％とするときの最
小電圧を求めて設定した後に、この両電圧値を結ぶ直線
パターンを作成して記憶している。本例では最大電圧は
満充電電圧ＶＦである。
にされたかどうかを判断する（Ｓ４０１）。次に、イグ
ニッションオフにされたときは、所定時間経過後に温度
データを読み（Ｓ４０３）、この温度が低温か高温かど
うかを判断する（Ｓ４０５）。このとき、残存容量算出
手段２３はバッテリ３と負荷１とが開路状態になった
後、バッテリ３の現在の電圧を最大電圧として設定し、
この最大電圧に基づいて残存容量を０％とするときの最
小電圧を求めて設定した後に、この両電圧値を結ぶ直線
パターンを作成して記憶している。本例では最大電圧は
満充電電圧ＶＦである。
【００４５】次に、低温と判断したときは、低温パター
ン算出手段３１が予め設定されている低温用の補正係数
α１ｆと補正係数α１ｅとを読み（Ｓ４０７）、これら
の補正係数を（６）式に代入して、図３の低温時の満充
電電圧ＶＦＬを求める（Ｓ４０９）。
ン算出手段３１が予め設定されている低温用の補正係数
α１ｆと補正係数α１ｅとを読み（Ｓ４０７）、これら
の補正係数を（６）式に代入して、図３の低温時の満充
電電圧ＶＦＬを求める（Ｓ４０９）。
【００４６】 低温時の満充電電圧ＶＦＬ ＝Ｖｆ−α１ｆ｜Ｔ−２５℃｜…（６） 次に、低温時の残存容量０％時の電圧ＶＥＬを（７）式
に代入して求める（Ｓ４１１）。
に代入して求める（Ｓ４１１）。
【００４７】 低温時の残存容量０％時の電圧ＶＥＬ ＝Ｖｅ＋α１ｅ｜Ｔ−２５℃｜ ………（７） 次に、低温パターン算出手段３１は残存容量算出手段２
３に設定されている通常の温度の満充電電圧ＶＦと残存
容量０％時の電圧ＶＥを、（６）及び（７）式で求めた
低温時の満充電電圧ＶＦＬと低温時の残存容量０％時の
電圧ＶＥＬに変更して（Ｓ４１３）、本処理を終了す
る。
３に設定されている通常の温度の満充電電圧ＶＦと残存
容量０％時の電圧ＶＥを、（６）及び（７）式で求めた
低温時の満充電電圧ＶＦＬと低温時の残存容量０％時の
電圧ＶＥＬに変更して（Ｓ４１３）、本処理を終了す
る。
【００４８】そして、残存容量算出手段２３は、この低
温時の満充電電圧ＶＦＬと低温時の残存容量０％時の電
圧ＶＥＬとに基づいて直線パターンＣを補正するため、
図３の直線パターンＢが求められる。つまり、バッテリ
温度が低温のときの、バッテリの電圧が低くなるという
傾向に沿った直線パターンを求めたことになる。
温時の満充電電圧ＶＦＬと低温時の残存容量０％時の電
圧ＶＥＬとに基づいて直線パターンＣを補正するため、
図３の直線パターンＢが求められる。つまり、バッテリ
温度が低温のときの、バッテリの電圧が低くなるという
傾向に沿った直線パターンを求めたことになる。
【００４９】次に、バッテリ３と負荷が接続されて閉路
状態になったときは、推定電圧ＶＮを直線パターンＢ上
に位置させ、図２に示すように、斜線部の残存容量を 斜線部の残存容量＝ （ＶＮ ２−ＶＥ ２）／（ＶＦ ２−ＶＥ ２）…（８） の式に代入して求める。
状態になったときは、推定電圧ＶＮを直線パターンＢ上
に位置させ、図２に示すように、斜線部の残存容量を 斜線部の残存容量＝ （ＶＮ ２−ＶＥ ２）／（ＶＦ ２−ＶＥ ２）…（８） の式に代入して求める。
【００５０】従って、容易に、かつ正確に低温時の残存
容量が求められるので、バッテリ３の容量が１００％で
あっても、表示は１００％以下として表示されたり、実
際にはバッテリの容量が残っていないのにもかかわら
ず、表示が０％以上として表示されることはない。
容量が求められるので、バッテリ３の容量が１００％で
あっても、表示は１００％以下として表示されたり、実
際にはバッテリの容量が残っていないのにもかかわら
ず、表示が０％以上として表示されることはない。
【００５１】また、ステップＳ４０５で高温と判定した
ときは、高温パターン算出手段２９が予め設定されてい
る高温用の補正係数α２ｆと補正係数α２ｅとを読み
（Ｓ４１５）、これらの補正係数を以下に示す式に代入
して高温時の満充電電圧ＶＦＨを求める（Ｓ４１７）。
ときは、高温パターン算出手段２９が予め設定されてい
る高温用の補正係数α２ｆと補正係数α２ｅとを読み
（Ｓ４１５）、これらの補正係数を以下に示す式に代入
して高温時の満充電電圧ＶＦＨを求める（Ｓ４１７）。
【００５２】 高温時の満充電電圧ＶＦＨ ＝Ｖｆ＋α２ｆ｜Ｔ−２５℃｜ ………（９） 次に、高温時の残存容量０％時の電圧ＶＥＨを以下に示
す式に代入して求める（Ｓ４１９）。
す式に代入して求める（Ｓ４１９）。
【００５３】 高温時の残存容量０％時の電圧ＶＥＨ ＝Ｖｅ−α２ｅ｜Ｔ−２５℃｜ ………（１０） 次に、高温パターン算出手段２９は残存容量算出手段２
３に設定されている通常の温度の満充電電圧ＶＦと残存
容量０％時の電圧ＶＥを、（９）及び（１０）式で求め
た高温時の満充電電圧ＶＦＨと高温時の残存容量０％時
の電圧ＶＥＨに変更して（Ｓ４２１）、本処理を終了す
る。
３に設定されている通常の温度の満充電電圧ＶＦと残存
容量０％時の電圧ＶＥを、（９）及び（１０）式で求め
た高温時の満充電電圧ＶＦＨと高温時の残存容量０％時
の電圧ＶＥＨに変更して（Ｓ４２１）、本処理を終了す
る。
【００５４】そして、残存容量算出手段２３は、この高
温時の満充電電圧ＶＦＨと高温時の残存容量０％時の電
圧ＶＥＨとに基づいて直線パターンＣを補正するため、
図３の直線パターンＡが求められる。つまり、バッテリ
温度が高温のときの、バッテリの電圧が高くなるという
傾向に沿った直線パターンＡを求めたことになる。
温時の満充電電圧ＶＦＨと高温時の残存容量０％時の電
圧ＶＥＨとに基づいて直線パターンＣを補正するため、
図３の直線パターンＡが求められる。つまり、バッテリ
温度が高温のときの、バッテリの電圧が高くなるという
傾向に沿った直線パターンＡを求めたことになる。
【００５５】次に、バッテリ３と負荷１が接続されて閉
路状態になったときは、推定電圧ＶＮを直線パターンＡ
上に位置させ、図２に示すように、斜線部の残存容量を 斜線部の残存容量＝ （ＶＮ ２−ＶＥ ２）／（ＶＦ ２−ＶＥ ２）…（１１） の式に代入して求める。
路状態になったときは、推定電圧ＶＮを直線パターンＡ
上に位置させ、図２に示すように、斜線部の残存容量を 斜線部の残存容量＝ （ＶＮ ２−ＶＥ ２）／（ＶＦ ２−ＶＥ ２）…（１１） の式に代入して求める。
【００５６】従って、バッテリ温度が高温な場合に、バ
ッテリの容量が実際は１００％以下であっても、残存容
量表示が１００％として表示されることがない。
ッテリの容量が実際は１００％以下であっても、残存容
量表示が１００％として表示されることがない。
【００５７】また、バッテリの容量がまだ残っている場
合は、残存容量が０％として表示されることはない。
合は、残存容量が０％として表示されることはない。
【００５８】なお、上記実施の形態では電気自動車に用
いられる電池残存容量測定装置として説明したが、バッ
テリ温度が激しく変動する装置に使用してもよい。
いられる電池残存容量測定装置として説明したが、バッ
テリ温度が激しく変動する装置に使用してもよい。
【００５９】
【発明の効果】以上のように第１の発明によれば、負荷
とバッテリとが開路状態となったとき、このときのバッ
テリ電圧を最大電圧として検出し、この最大電圧に基づ
いて残存容量が無くなったとする最小電圧までの直線パ
ターンを求めた後に、現在のバッテリの検出温度が所定
温度範囲以外のときは、検出温度に基づいて直線パター
ンを補正し、負荷とバッテリとが閉路状態となったと
き、この補正した直線パターン上から残存容量を求める
ようにしたことにより、バッテリ温度が所定温度範囲以
外であっても、実際の残存容量に一致した正確なバッテ
リの残存容量を常に表示することができるという効果が
得られている。
とバッテリとが開路状態となったとき、このときのバッ
テリ電圧を最大電圧として検出し、この最大電圧に基づ
いて残存容量が無くなったとする最小電圧までの直線パ
ターンを求めた後に、現在のバッテリの検出温度が所定
温度範囲以外のときは、検出温度に基づいて直線パター
ンを補正し、負荷とバッテリとが閉路状態となったと
き、この補正した直線パターン上から残存容量を求める
ようにしたことにより、バッテリ温度が所定温度範囲以
外であっても、実際の残存容量に一致した正確なバッテ
リの残存容量を常に表示することができるという効果が
得られている。
【００６０】第２の発明によれば、開路状態になったと
き、設定されている最大電圧と最小電圧に基づいて、両
電圧値を結ぶ直線パターンを作成し、検出温度が所定温
度以上のときは、高温時の最大電圧に補正値を加算して
設定されている最大電圧を補正し、かつ高温時の最小電
圧に補正値を減算して設定されている最小電圧を補正
し、この補正した最大電圧及び最小電圧に基づいて直線
パターンを補正することにより、バッテリ温度が高温の
ときは、バッテリの電圧が高くなるという傾向に沿った
直線パターンが求められるので、バッテリの容量が減っ
ていても最大電圧に対応する残存容量を表示することが
ないと共に、バッテリの容量が残っていても残存容量０
％を表示することがないという効果が得られている。
き、設定されている最大電圧と最小電圧に基づいて、両
電圧値を結ぶ直線パターンを作成し、検出温度が所定温
度以上のときは、高温時の最大電圧に補正値を加算して
設定されている最大電圧を補正し、かつ高温時の最小電
圧に補正値を減算して設定されている最小電圧を補正
し、この補正した最大電圧及び最小電圧に基づいて直線
パターンを補正することにより、バッテリ温度が高温の
ときは、バッテリの電圧が高くなるという傾向に沿った
直線パターンが求められるので、バッテリの容量が減っ
ていても最大電圧に対応する残存容量を表示することが
ないと共に、バッテリの容量が残っていても残存容量０
％を表示することがないという効果が得られている。
【００６１】第３の発明によれば、検出温度が所定温度
範囲以下のときは、低温時の最大電圧から補正値を減算
して設定されている最大電圧を補正し、かつ低温時の最
小電圧に補正値を加算して設定されている最小電圧を補
正し、この補正した最大電圧及び最小電圧に基づいて直
線パターンを補正することにより、バッテリ温度が低温
のときは、バッテリの電圧が低くなるという傾向に沿っ
た直線パターンが求められるので、バッテリの容量が最
大電圧に対応する容量であっても、最大電圧に対応する
残存容量を表示しないということがないと共に、バッテ
リの容量が残っていないのにもかかわらず残存容量０％
を表示しないということがないという効果が得られてい
る。
範囲以下のときは、低温時の最大電圧から補正値を減算
して設定されている最大電圧を補正し、かつ低温時の最
小電圧に補正値を加算して設定されている最小電圧を補
正し、この補正した最大電圧及び最小電圧に基づいて直
線パターンを補正することにより、バッテリ温度が低温
のときは、バッテリの電圧が低くなるという傾向に沿っ
た直線パターンが求められるので、バッテリの容量が最
大電圧に対応する容量であっても、最大電圧に対応する
残存容量を表示しないということがないと共に、バッテ
リの容量が残っていないのにもかかわらず残存容量０％
を表示しないということがないという効果が得られてい
る。
【００６２】第４の発明によれば、推定電圧を直線パタ
ーン上に位置させて、この推定電圧と最小電圧とからな
る残存容量を、最大電圧から最小電圧までの間の残存容
量から減算して求めるようにしたので、容易に正確な残
存容量を求めることができるという効果が得られてい
る。
ーン上に位置させて、この推定電圧と最小電圧とからな
る残存容量を、最大電圧から最小電圧までの間の残存容
量から減算して求めるようにしたので、容易に正確な残
存容量を求めることができるという効果が得られてい
る。
【図１】発明の実施の形態を示す概略構成図である。
【図２】残存容量の算出を説明する説明図である。
【図３】発明の直線パターンの補正を説明する説明図で
ある。
ある。
【図４】発明の補正処理を説明するフローチャートであ
る。
る。
【図５】問題点を説明する説明図である。
【図６】問題点を説明する説明図である。
１ 電気自動車負荷 ３ バッテリ ５ 温度センサ ７ 電流センサ ９ 電圧センサ １２ 検出値入力回路部 １９ 残存容量演算部 ２１ 電圧推定手段 ２３ 残存容量算出手段 ２７ 温度判定手段 ２９ 低温パターン算出手段 ３１ 高温パターン算出手段
Claims (4)
- 【請求項１】 負荷とバッテリとが開路状態となったと
き、所定後にバッテリ電圧を現在のバッテリの最大電圧
として検出し、この最大電圧に基づいて残存容量が無く
なるまでの最小電圧を求め、両電圧値を結ぶ直線パター
ンを作成する電池残存容量測定装置において、 前記バッテリ温度を検出する温度センサと、 前記開路状態になったとき、前記温度センサからのバッ
テリの検出温度が所定温度範囲以外のときは、前記検出
温度に基づいて前記直線パターンを補正し、負荷とバッ
テリとが閉路状態となったとき、この補正した直線パタ
ーン上から残存容量を求める残存容量演算部とを有する
ことを特徴とする電池残存容量測定装置。 - 【請求項２】 前記残存容量演算部は、 前記開路状態になったとき、前記検出温度が所定温度範
囲以上か又は所定温度範囲以下かどうかを判定する温度
判定手段と、 前記負荷とバッテリとが閉路状態の間は、前記バッテリ
電圧及びバッテリからの電流を所定時間毎に取込み、最
小二乗法により近似直線を求め、この近似直線から現在
のバッテリ電圧を推定する電圧推定手段と、 前記開路状態になったとき、設定されている前記最大電
圧と前記最小電圧に基づいて、両電圧値を結ぶ直線パタ
ーンを作成し、前記閉路状態になったとき、前記推定電
圧を前記補正した直線パターン上に位置させて残存容量
を求める残存容量算出手段と、 前記検出温度が所定温度範囲以上と判定されたときは、
前記残存容量算出手段に設定されている前記最大電圧を
読み、この最大電圧に高温時の最大電圧の補正値を加算
して設定変更すると共に、前記設定されている最小電圧
を読み、この最小電圧から高温時の最小電圧の補正値を
減算して設定変更する高温パターン算出手段とを有する
ことを特徴とする請求項１記載の電池残存容量測定装
置。 - 【請求項３】 前記残存容量演算部は、 前記検出温度が所定温度範囲以下と判定されたときは、
前記残存容量算出手段に設定されている前記最大電圧を
読み、この最大電圧に低温時の最大電圧の補正値を減算
して設定変更すると共に、前記設定されている最小電圧
を読み、この最小電圧から低温時の最小電圧の補正値を
加算して設定変更する低温パターン算出手段とを有する
ことを特徴とする請求項２記載の電池残存容量測定装
置。 - 【請求項４】 前記残存容量算出手段は、前記推定電圧
を直線パターン上に位置させて、この推定電圧と最小電
圧とからなる残存容量を、前記直線パターンの最大電圧
から最小電圧までの間の残存容量から減算して求めるこ
とを特徴とする請求項２記載の電池残存容量測定装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18946095A JP3253495B2 (ja) | 1995-07-25 | 1995-07-25 | 電池残存容量測定装置 |
| US08/707,759 US5872453A (en) | 1995-07-25 | 1996-09-04 | Battery remaining capacity measuring apparatus |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18946095A JP3253495B2 (ja) | 1995-07-25 | 1995-07-25 | 電池残存容量測定装置 |
| US08/707,759 US5872453A (en) | 1995-07-25 | 1996-09-04 | Battery remaining capacity measuring apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0933621A true JPH0933621A (ja) | 1997-02-07 |
| JP3253495B2 JP3253495B2 (ja) | 2002-02-04 |
Family
ID=26505482
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18946095A Expired - Fee Related JP3253495B2 (ja) | 1995-07-25 | 1995-07-25 | 電池残存容量測定装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5872453A (ja) |
| JP (1) | JP3253495B2 (ja) |
Families Citing this family (130)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3200364B2 (ja) * | 1996-05-30 | 2001-08-20 | 矢崎総業株式会社 | 電気自動車の電池残存容量測定装置 |
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| US6914413B2 (en) * | 1996-07-29 | 2005-07-05 | Midtronics, Inc. | Alternator tester with encoded output |
| US8198900B2 (en) * | 1996-07-29 | 2012-06-12 | Midtronics, Inc. | Automotive battery charging system tester |
| US6331762B1 (en) * | 1997-11-03 | 2001-12-18 | Midtronics, Inc. | Energy management system for automotive vehicle |
| US6566883B1 (en) * | 1999-11-01 | 2003-05-20 | Midtronics, Inc. | Electronic battery tester |
| US7003410B2 (en) * | 1996-07-29 | 2006-02-21 | Midtronics, Inc. | Electronic battery tester with relative test output |
| US8872517B2 (en) | 1996-07-29 | 2014-10-28 | Midtronics, Inc. | Electronic battery tester with battery age input |
| US7706991B2 (en) * | 1996-07-29 | 2010-04-27 | Midtronics, Inc. | Alternator tester |
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| US7774151B2 (en) * | 1997-11-03 | 2010-08-10 | Midtronics, Inc. | Wireless battery monitor |
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| US7446536B2 (en) * | 2000-03-27 | 2008-11-04 | Midtronics, Inc. | Scan tool for electronic battery tester |
| US8513949B2 (en) | 2000-03-27 | 2013-08-20 | Midtronics, Inc. | Electronic battery tester or charger with databus connection |
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