JPH0968561A - 組電池の残容量計 - Google Patents
組電池の残容量計Info
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- JPH0968561A JPH0968561A JP7225026A JP22502695A JPH0968561A JP H0968561 A JPH0968561 A JP H0968561A JP 7225026 A JP7225026 A JP 7225026A JP 22502695 A JP22502695 A JP 22502695A JP H0968561 A JPH0968561 A JP H0968561A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 各セルの特性に応じた正確な残容量を表示す
る。 【解決手段】 複数の電池１１〜１ｎが直列に接続され
た組電池１の残容量Ｑｚを表示する組電池１の残容量計
に、複数の電池１１〜１ｎの内のいずれかの電池の端子
電圧ＶCが所定電圧ｖ１から所定電圧ｖ２まで変化する
期間Δｔを監視する端子電圧監視手段６１〜６ｎ，７
と、組電池１の放電電流Ｉを測定する電流測定手段５
と、放電電流Ｉに基づいて期間Δｔの間の組電池１の放
電電気量ΔＱを演算する電気量演算手段３と、所定電圧
ｖ１からｖ２までの電圧変化量Δｖと放電電気量ΔＱと
に基づいて、組電池１の容量低下率ηを演算する容量低
下率演算手段３と、容量低下率ηにより残容量Ｑｚを補
正する残容量補正手段３とを備える。
る。 【解決手段】 複数の電池１１〜１ｎが直列に接続され
た組電池１の残容量Ｑｚを表示する組電池１の残容量計
に、複数の電池１１〜１ｎの内のいずれかの電池の端子
電圧ＶCが所定電圧ｖ１から所定電圧ｖ２まで変化する
期間Δｔを監視する端子電圧監視手段６１〜６ｎ，７
と、組電池１の放電電流Ｉを測定する電流測定手段５
と、放電電流Ｉに基づいて期間Δｔの間の組電池１の放
電電気量ΔＱを演算する電気量演算手段３と、所定電圧
ｖ１からｖ２までの電圧変化量Δｖと放電電気量ΔＱと
に基づいて、組電池１の容量低下率ηを演算する容量低
下率演算手段３と、容量低下率ηにより残容量Ｑｚを補
正する残容量補正手段３とを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は組電池の残容量を表
示する計器に関する。
示する計器に関する。
【０００２】
【従来の技術】複数の電池を直列に接続して電気自動者
などの駆動装置に高圧直流電力を供給する組電池の残容
量計が知られている。この明細書では、組電池を構成す
る複数の電池をそれぞれセルと呼ぶ。図６に示すよう
に、組電池１００はｎ個のセル１０１〜１０ｎが直列に
接続されており、負荷２００に高圧直流電力を供給す
る。従来の組電池１００の残容量計は、電圧センサ２０
１により測定される組電池１００の両端の総電圧ＶT
［Ｖ］と、電流センサ２０２により測定される放電電流
Ｉ［Ａ］を積算した放電電気量Ｑ［Ａｈ］とに基づいて
組電池１００の残容量を演算、表示している。
などの駆動装置に高圧直流電力を供給する組電池の残容
量計が知られている。この明細書では、組電池を構成す
る複数の電池をそれぞれセルと呼ぶ。図６に示すよう
に、組電池１００はｎ個のセル１０１〜１０ｎが直列に
接続されており、負荷２００に高圧直流電力を供給す
る。従来の組電池１００の残容量計は、電圧センサ２０
１により測定される組電池１００の両端の総電圧ＶT
［Ｖ］と、電流センサ２０２により測定される放電電流
Ｉ［Ａ］を積算した放電電気量Ｑ［Ａｈ］とに基づいて
組電池１００の残容量を演算、表示している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電池は、端
子電圧が放電終止電圧ｖ０より低くなるまで放電させる
と、過放電状態になって劣化を早めることが知られてい
る。したがって、組電池においても、各セルの端子電圧
（以下、セル電圧と呼ぶ）が放電終止電圧ｖ０以下にな
ったら放電を停止しなければならない。
子電圧が放電終止電圧ｖ０より低くなるまで放電させる
と、過放電状態になって劣化を早めることが知られてい
る。したがって、組電池においても、各セルの端子電圧
（以下、セル電圧と呼ぶ）が放電終止電圧ｖ０以下にな
ったら放電を停止しなければならない。
【０００４】図７は組電池の放電電気量Ｑに対するセル
電圧ＶCの特性図である。図中の実線は、組電池を構成
するｎ個のセルの平均セル電圧ＶAVR（＝ＶT／ｎ）の、
放電電気量Ｑに対する特性を示す。従来の組電池の残容
量計は、総電圧ＶTと放電電気量Ｑとに基づいて組電池
の残容量を演算しており、ほぼ図７の実線で示す特性に
近い残容量を示すものである。ここで、各セルの特性が
完全に均一であるとすれば、組電池は平均セル電圧ＶAV
Rが放電終止電圧ｖ０に達するまでの電気量Ｑ１１を放
電することができる。しかし、組電池を構成する各セル
は使用に際して均一に劣化せず、セルごとに劣化の程度
にばらつきが生じる。今、組電池を構成する複数のセル
の１個が劣化しているとすると、劣化セルは図７に破線
で示すように他の正常なセルよりも残容量が低下する。
このような劣化セルを含む組電池の放電を続けると、電
気量Ｑ１０を放電した時点で劣化セルが先に放電終止電
圧ｖ０に達し、この時点で組電池の放電を停止しなけれ
ばならない。
電圧ＶCの特性図である。図中の実線は、組電池を構成
するｎ個のセルの平均セル電圧ＶAVR（＝ＶT／ｎ）の、
放電電気量Ｑに対する特性を示す。従来の組電池の残容
量計は、総電圧ＶTと放電電気量Ｑとに基づいて組電池
の残容量を演算しており、ほぼ図７の実線で示す特性に
近い残容量を示すものである。ここで、各セルの特性が
完全に均一であるとすれば、組電池は平均セル電圧ＶAV
Rが放電終止電圧ｖ０に達するまでの電気量Ｑ１１を放
電することができる。しかし、組電池を構成する各セル
は使用に際して均一に劣化せず、セルごとに劣化の程度
にばらつきが生じる。今、組電池を構成する複数のセル
の１個が劣化しているとすると、劣化セルは図７に破線
で示すように他の正常なセルよりも残容量が低下する。
このような劣化セルを含む組電池の放電を続けると、電
気量Ｑ１０を放電した時点で劣化セルが先に放電終止電
圧ｖ０に達し、この時点で組電池の放電を停止しなけれ
ばならない。
【０００５】ところが、従来の組電池の残容量計は図７
の実線に沿って残容量を表示しているので、劣化セルに
よる放電停止時点では電気量Ｑ１２（＝Ｑ１１−Ｑ１
０）の残容量が表示される。つまり、従来の組電池の残
容量計では、劣化セルがあっても平均的なセルの特性に
基づいて残容量を表示しているので、劣化セルの特性に
よる実際の残容量とは誤差があり、残容量の表示がある
にも拘わらず放電が停止されるという問題がある。
の実線に沿って残容量を表示しているので、劣化セルに
よる放電停止時点では電気量Ｑ１２（＝Ｑ１１−Ｑ１
０）の残容量が表示される。つまり、従来の組電池の残
容量計では、劣化セルがあっても平均的なセルの特性に
基づいて残容量を表示しているので、劣化セルの特性に
よる実際の残容量とは誤差があり、残容量の表示がある
にも拘わらず放電が停止されるという問題がある。
【０００６】本発明の目的は、各セルの特性に応じた正
確な残容量を表示する組電池の残容量計を提供すること
にある。
確な残容量を表示する組電池の残容量計を提供すること
にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、 （１） 請求項１の発明は、複数の電池が直列に接続さ
れた組電池の残容量Ｑｚを表示する組電池の残容量計に
適用される。そして、前記複数の電池の内のいずれかの
電池の端子電圧ＶCが所定電圧ｖ１から所定電圧ｖ２ま
で変化する期間Δｔを監視する端子電圧監視手段と、前
記組電池の放電電流Ｉを測定する電流測定手段と、前記
放電電流Ｉに基づいて前記期間Δｔの間の前記組電池の
放電電気量ΔＱを演算する電気量演算手段と、前記所定
電圧ｖ１からｖ２までの電圧変化量Δｖと前記放電電気
量ΔＱとに基づいて、前記組電池の容量低下率ηを演算
する容量低下率演算手段と、前記容量低下率ηにより前
記残容量Ｑｚを補正する残容量補正手段とを備える。複
数の電池の内のいずれかの電池の端子電圧ＶCが所定電
圧ｖ１から所定電圧ｖ２まで変化する期間Δｔを監視
し、組電池の放電電流Ｉに基づいて期間Δｔの間の組電
池の放電電気量ΔＱを演算する。そして、所定電圧ｖ１
からｖ２までの電圧変化量Δｖと放電電気量ΔＱとに基
づいて組電池の容量低下率ηを演算し、容量低下率ηに
より残容量Ｑｚを補正する。 （２） 請求項２の発明は、複数の電池が直列に接続さ
れた組電池の残容量Ｑｚを表示する組電池の残容量計に
適用される。そして、前記複数の電池の内のいずれかの
電池の端子電圧ＶCが所定電圧ｖ１から所定電圧ｖ２ま
で変化する期間Δｔを監視する端子電圧監視手段と、前
記組電池の総電圧ＶTを測定する総電圧測定手段と、前
記総電圧ＶTに基づいて前記期間Δｔの間の前記各電池
の平均端子電圧変化量ΔＶを演算する電圧変化量演算手
段と、前記所定電圧ｖ１からｖ２までの電圧変化量Δｖ
と前記平均端子電圧変化量ΔＶとに基づいて、前記組電
池の容量低下率ηを演算する容量低下率演算手段と、前
記容量低下率ηにより前記残容量Ｑｚを補正する残容量
補正手段とを備える。複数の電池の内のいずれかの電池
の端子電圧ＶCが所定電圧ｖ１から所定電圧ｖ２まで変
化する期間Δｔを監視し、組電池の総電圧ＶTに基づい
て期間Δｔの間の各電池の平均端子電圧変化量ΔＶを演
算する。そして、所定電圧ｖ１からｖ２までの電圧変化
量Δｖと平均端子電圧変化量ΔＶとに基づいて組電池の
容量低下率ηを演算し、容量低下率ηにより残容量Ｑｚ
を補正する。 （３） 請求項３の組電池の残容量計は、前記所定電圧
ｖ１およびｖ２は前記組電池の使用頻度の高い放電深度
の範囲に対応する電圧とする。
に、 （１） 請求項１の発明は、複数の電池が直列に接続さ
れた組電池の残容量Ｑｚを表示する組電池の残容量計に
適用される。そして、前記複数の電池の内のいずれかの
電池の端子電圧ＶCが所定電圧ｖ１から所定電圧ｖ２ま
で変化する期間Δｔを監視する端子電圧監視手段と、前
記組電池の放電電流Ｉを測定する電流測定手段と、前記
放電電流Ｉに基づいて前記期間Δｔの間の前記組電池の
放電電気量ΔＱを演算する電気量演算手段と、前記所定
電圧ｖ１からｖ２までの電圧変化量Δｖと前記放電電気
量ΔＱとに基づいて、前記組電池の容量低下率ηを演算
する容量低下率演算手段と、前記容量低下率ηにより前
記残容量Ｑｚを補正する残容量補正手段とを備える。複
数の電池の内のいずれかの電池の端子電圧ＶCが所定電
圧ｖ１から所定電圧ｖ２まで変化する期間Δｔを監視
し、組電池の放電電流Ｉに基づいて期間Δｔの間の組電
池の放電電気量ΔＱを演算する。そして、所定電圧ｖ１
からｖ２までの電圧変化量Δｖと放電電気量ΔＱとに基
づいて組電池の容量低下率ηを演算し、容量低下率ηに
より残容量Ｑｚを補正する。 （２） 請求項２の発明は、複数の電池が直列に接続さ
れた組電池の残容量Ｑｚを表示する組電池の残容量計に
適用される。そして、前記複数の電池の内のいずれかの
電池の端子電圧ＶCが所定電圧ｖ１から所定電圧ｖ２ま
で変化する期間Δｔを監視する端子電圧監視手段と、前
記組電池の総電圧ＶTを測定する総電圧測定手段と、前
記総電圧ＶTに基づいて前記期間Δｔの間の前記各電池
の平均端子電圧変化量ΔＶを演算する電圧変化量演算手
段と、前記所定電圧ｖ１からｖ２までの電圧変化量Δｖ
と前記平均端子電圧変化量ΔＶとに基づいて、前記組電
池の容量低下率ηを演算する容量低下率演算手段と、前
記容量低下率ηにより前記残容量Ｑｚを補正する残容量
補正手段とを備える。複数の電池の内のいずれかの電池
の端子電圧ＶCが所定電圧ｖ１から所定電圧ｖ２まで変
化する期間Δｔを監視し、組電池の総電圧ＶTに基づい
て期間Δｔの間の各電池の平均端子電圧変化量ΔＶを演
算する。そして、所定電圧ｖ１からｖ２までの電圧変化
量Δｖと平均端子電圧変化量ΔＶとに基づいて組電池の
容量低下率ηを演算し、容量低下率ηにより残容量Ｑｚ
を補正する。 （３） 請求項３の組電池の残容量計は、前記所定電圧
ｖ１およびｖ２は前記組電池の使用頻度の高い放電深度
の範囲に対応する電圧とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】図１は一実施形態の構成を示す。
組電池１はｎ個のセル１１〜１ｎが直列に接続されてお
り、負荷２に高圧直流電力を供給する。この組電池１に
は各種測定器が接続され、それらの測定結果はコントロ
ーラ３へ送られる。電圧センサ４は組電池１の両端の総
電圧ＶT［Ｖ］を測定し、電流センサ５は組電池１の放
電電流Ｉ［Ａ］を測定する。また、セル電圧モニタ６１
〜６ｎはそれぞれ各セル１１〜１ｎに接続され、各セル
電圧ＶCを監視する。セル電圧モニタ６１〜６ｎはそれ
ぞれ、電圧センサ６ｖとウインドウコンパレータ６ｃと
を備えており、対応するセルのセル電圧ＶCが放電終止
電圧ｖ０、所定電圧ｖ１、所定電圧ｖ２にそれぞれ達し
た時にタイミング信号を出力する。なお、所定電圧ｖ１
とｖ２については後述する。各セル電圧モニタ６１〜６
ｎから出力されるタイミング信号はＯＲ回路７を介して
コントローラ３へ送られる。コントローラ３はマイクロ
コンピュータおよびＡ／Ｄコンバータ、メモリなどの周
辺部品から構成され、後述する制御プログラムを実行し
て、組電池１の残容量Ｑｚ［Ａｈ］を演算するととも
に、残容量Ｑｚを各セル１１〜１ｎの特性に応じて補正
し、表示器８に表示する。表示器８は、組電池１の残容
量Ｑｚを表示する残容量表示器８ａと、残容量Ｑｚが所
定容量以下になったことを警告する警告灯８ｂとを備え
る。
組電池１はｎ個のセル１１〜１ｎが直列に接続されてお
り、負荷２に高圧直流電力を供給する。この組電池１に
は各種測定器が接続され、それらの測定結果はコントロ
ーラ３へ送られる。電圧センサ４は組電池１の両端の総
電圧ＶT［Ｖ］を測定し、電流センサ５は組電池１の放
電電流Ｉ［Ａ］を測定する。また、セル電圧モニタ６１
〜６ｎはそれぞれ各セル１１〜１ｎに接続され、各セル
電圧ＶCを監視する。セル電圧モニタ６１〜６ｎはそれ
ぞれ、電圧センサ６ｖとウインドウコンパレータ６ｃと
を備えており、対応するセルのセル電圧ＶCが放電終止
電圧ｖ０、所定電圧ｖ１、所定電圧ｖ２にそれぞれ達し
た時にタイミング信号を出力する。なお、所定電圧ｖ１
とｖ２については後述する。各セル電圧モニタ６１〜６
ｎから出力されるタイミング信号はＯＲ回路７を介して
コントローラ３へ送られる。コントローラ３はマイクロ
コンピュータおよびＡ／Ｄコンバータ、メモリなどの周
辺部品から構成され、後述する制御プログラムを実行し
て、組電池１の残容量Ｑｚ［Ａｈ］を演算するととも
に、残容量Ｑｚを各セル１１〜１ｎの特性に応じて補正
し、表示器８に表示する。表示器８は、組電池１の残容
量Ｑｚを表示する残容量表示器８ａと、残容量Ｑｚが所
定容量以下になったことを警告する警告灯８ｂとを備え
る。
【０００９】ここで、本発明の残容量Ｑｚの演算方法
と、セルの特性に応じた残容量Ｑｚの補正方法について
説明する。図２は組電池の放電電気量Ｑとセル電圧ＶC
の特性図であり、実線が平均セルの特性を示し、破線が
劣化セルの特性を示す。セル電圧モニタ６１〜６ｎのモ
ニタ電圧ｖ０，ｖ１，ｖ２の内、ｖ０は上述した放電終
止電圧であり、組電池１を構成するセル１１〜１ｎのい
ずれかがこの電圧ｖ０に達したら、組電池１の放電を停
止しなければならない。また、所定電圧ｖ１，ｖ２（ｖ
２＜ｖ１）は、劣化セルと平均セルとの特性差を検出す
るために組電池１を測定する条件であり、いずれかのセ
ル、すなわち最も劣化したセルのセル電圧ＶCが所定電
圧ｖ１とｖ２に達した時に、組電池１の総電圧ＶTと放
電電気量Ｑを測定し、それらに基づいて残容量Ｑｚの補
正値を演算する。これらの所定電圧ｖ１，ｖ２には、通
常、使用頻度の高い放電深度（ＤＯＤ）の範囲に対応す
る電圧を設定する。
と、セルの特性に応じた残容量Ｑｚの補正方法について
説明する。図２は組電池の放電電気量Ｑとセル電圧ＶC
の特性図であり、実線が平均セルの特性を示し、破線が
劣化セルの特性を示す。セル電圧モニタ６１〜６ｎのモ
ニタ電圧ｖ０，ｖ１，ｖ２の内、ｖ０は上述した放電終
止電圧であり、組電池１を構成するセル１１〜１ｎのい
ずれかがこの電圧ｖ０に達したら、組電池１の放電を停
止しなければならない。また、所定電圧ｖ１，ｖ２（ｖ
２＜ｖ１）は、劣化セルと平均セルとの特性差を検出す
るために組電池１を測定する条件であり、いずれかのセ
ル、すなわち最も劣化したセルのセル電圧ＶCが所定電
圧ｖ１とｖ２に達した時に、組電池１の総電圧ＶTと放
電電気量Ｑを測定し、それらに基づいて残容量Ｑｚの補
正値を演算する。これらの所定電圧ｖ１，ｖ２には、通
常、使用頻度の高い放電深度（ＤＯＤ）の範囲に対応す
る電圧を設定する。
【００１０】まず、電流センサ５により測定した組電池
１の放電電流Ｉに基づいて放電電気量Ｑを積算する。
１の放電電流Ｉに基づいて放電電気量Ｑを積算する。
【数１】Ｑ＝∫Ｉｄｔ ここで、∫は放電開始時点から放電電気量の積算時点ま
での定積分を示す。そして、残容量の初期値Ｑ０から放
電電気量Ｑを減算して残容量Ｑｚを求める。
での定積分を示す。そして、残容量の初期値Ｑ０から放
電電気量Ｑを減算して残容量Ｑｚを求める。
【数２】Ｑｚ＝Ｑ０−Ｑ なお、残容量の初期値Ｑ０には、組電池１の充電直後で
あれば充電容量を設定し、すでに放電したことがあれば
前回の放電時の最終的な残容量を設定すればよい。
あれば充電容量を設定し、すでに放電したことがあれば
前回の放電時の最終的な残容量を設定すればよい。
【００１１】次に、以下の手順にしたがってセルの特性
に応じて残容量Ｑｚを補正する。 （１） いずれかのセルのセル電圧ＶCが所定電圧ｖ１
に達した時点ｔ１において、次式により平均セルのセル
電圧Ｖ１と放電電気量Ｑ１を算出する。
に応じて残容量Ｑｚを補正する。 （１） いずれかのセルのセル電圧ＶCが所定電圧ｖ１
に達した時点ｔ１において、次式により平均セルのセル
電圧Ｖ１と放電電気量Ｑ１を算出する。
【数３】Ｖ１＝ＶT（ｔ１）／ｎ Ｑ１＝∫Ｉｄｔ ここで、ＶT（ｔ１）は時点ｔ１における組電池１の総
電圧、∫は０〜ｔ１の定積分を示す。 （２） 次に、いずれかのセルのセル電圧ＶCが所定電
圧ｖ２に達した時点ｔ２において、次式により平均セル
のセル電圧Ｖ２と放電電気量Ｑ２を算出する。
電圧、∫は０〜ｔ１の定積分を示す。 （２） 次に、いずれかのセルのセル電圧ＶCが所定電
圧ｖ２に達した時点ｔ２において、次式により平均セル
のセル電圧Ｖ２と放電電気量Ｑ２を算出する。
【数４】Ｖ２＝ＶT（ｔ２）／ｎ Ｑ２＝∫Ｉｄｔ ここで、ＶT（ｔ２）は時点ｔ２における組電池１の総
電圧、∫は０〜ｔ２の定積分を示す。 （３） 時点ｔ１からｔ２までの期間Δｔにおける、劣
化セルのセル電圧の変化量Δｖと、平均セルのセル電圧
の変化量ΔＶと、平均セルの放電電気量ΔＱとを算出す
る。
電圧、∫は０〜ｔ２の定積分を示す。 （３） 時点ｔ１からｔ２までの期間Δｔにおける、劣
化セルのセル電圧の変化量Δｖと、平均セルのセル電圧
の変化量ΔＶと、平均セルの放電電気量ΔＱとを算出す
る。
【数５】Δｖ＝ｖ１−ｖ２， ΔＶ＝Ｖ１−Ｖ２， ΔＱ＝Ｑ２−Ｑ１＝∫Ｉｄｔ， ここで、∫はｔ１〜ｔ２の定積分を示す。
【００１２】図３はΔＱ／Δｖに対する容量低下率η
［％］を示し、図４は（１−ΔＶ／Δｖ）に対する容量
低下率η［％］を示す。組電池の新品、中古品、劣化品
のデータに基づいて、上記各パラメータに対する容量低
下率ηの相関曲線を設定する。数式５により算出された
Δｖ，ΔＶ，ΔＱからパラメータ（ΔＱ／Δｖ）と（１
−ΔＶ／Δｖ）を求め、図３または図４に示す相関曲線
により組電池１の容量低下率ηを決定する。そして、数
式２により算出した残容量Ｑｚを容量低下率ηで補正す
る。すなわち、
［％］を示し、図４は（１−ΔＶ／Δｖ）に対する容量
低下率η［％］を示す。組電池の新品、中古品、劣化品
のデータに基づいて、上記各パラメータに対する容量低
下率ηの相関曲線を設定する。数式５により算出された
Δｖ，ΔＶ，ΔＱからパラメータ（ΔＱ／Δｖ）と（１
−ΔＶ／Δｖ）を求め、図３または図４に示す相関曲線
により組電池１の容量低下率ηを決定する。そして、数
式２により算出した残容量Ｑｚを容量低下率ηで補正す
る。すなわち、
【数６】Ｑｚ’＝Ｑｚ（１−η）
【００１３】図５は、コントローラ３で実行される残容
量表示処理を示すフローチャートである。このフローチ
ャートにより、一実施形態の動作を説明する。まず、ス
テップ１において残容量の初期値Ｑ０を設定する。上述
したように、充電直後であれば充電容量を設定し、すで
に放電したことがあれば前回の放電時の最終的な残容量
を設定する。続くステップ２で、電流センサ５により測
定した組電池１の放電電流Ｉに基づいて数式１により放
電電気量Ｑを積算する。ステップ３で、数式２により組
電池１の残容量Ｑｚを演算し、残容量表示器８ａの残容
量Ｑｚに応じた数のセグメントを点灯して残容量を表示
する。なお、残容量表示器８ａの形式はこの実施形態の
形式に限定されず、指針式やディジタル式の表示器を用
いることができる。ステップ４でいずれかのセル電圧モ
ニタ６１〜６ｎで所定電圧ｖ１を検出したか否かを判別
し、いずれかのセルのセル電圧ＶCが所定電圧ｖ１に達
したらステップ５へ進む。ステップ５では、数式３によ
り平均セルのセル電圧Ｖ１と放電電気量Ｑ１を算出す
る。次に、ステップ６でいずれかのセル電圧モニタ６１
〜６ｎで所定電圧ｖ２を検出したか否かを判別し、いず
れかのセルのセル電圧ＶCが所定電圧ｖ２に達したらス
テップ７へ進む。ステップ７では、数式４により平均セ
ルのセル電圧Ｖ２と放電電気量Ｑ２を算出する。ステッ
プ８において、数式５により時点ｔ１からｔ２までの期
間Δｔにおける、劣化セルのセル電圧の変化量Δｖと、
平均セルのセル電圧の変化量ΔＶと、平均セルの放電電
気量ΔＱとを算出する。続くステップ９で、数式５によ
りパラメータ（ΔＱ／Δｖ），（１−ΔＶ／Δｖ）を求
め、図３または図４に示す予め設定した相関曲線により
組電池の容量低下率ηを決定する。ステップ１０におい
てステップ３で求めた残容量Ｑｚを容量低下率ηで補正
し、さらにステップ１１で補正後の残容量Ｑｚ’を残容
量表示器８ａに表示する。ステップ１２において、容量
低下率ηが所定の低下率η１を越えているか否かを判別
し、組電池１の容量低下率ηが所定の低下率η１を越え
ている時はステップ１３へ進み、警告灯８ｂを点灯して
容量低下セルがある旨を警告する。ステップ１４では、
電流センサ５により測定した放電電流Ｉに基づいて放電
電気量Ｑを積算する。続くステップ３で、補正残容量Ｑ
ｚ’から放電電気量Ｑを減算して残容量表示器８ａに表
示する。ステップ１６で、セル電圧モニタ６１〜６ｎに
よりいずれかのセル電圧ＶCが放電終止電圧ｖ０に達し
たか否かを判別し、いずれかのセルが放電終止電圧ｖ０
に達したらステップ１７へ進み、放電停止を警告する。
一方、どのセルも放電終止電圧ｖ０に達していな時はス
テップ１４へ戻り、上記処理を繰り返す。
量表示処理を示すフローチャートである。このフローチ
ャートにより、一実施形態の動作を説明する。まず、ス
テップ１において残容量の初期値Ｑ０を設定する。上述
したように、充電直後であれば充電容量を設定し、すで
に放電したことがあれば前回の放電時の最終的な残容量
を設定する。続くステップ２で、電流センサ５により測
定した組電池１の放電電流Ｉに基づいて数式１により放
電電気量Ｑを積算する。ステップ３で、数式２により組
電池１の残容量Ｑｚを演算し、残容量表示器８ａの残容
量Ｑｚに応じた数のセグメントを点灯して残容量を表示
する。なお、残容量表示器８ａの形式はこの実施形態の
形式に限定されず、指針式やディジタル式の表示器を用
いることができる。ステップ４でいずれかのセル電圧モ
ニタ６１〜６ｎで所定電圧ｖ１を検出したか否かを判別
し、いずれかのセルのセル電圧ＶCが所定電圧ｖ１に達
したらステップ５へ進む。ステップ５では、数式３によ
り平均セルのセル電圧Ｖ１と放電電気量Ｑ１を算出す
る。次に、ステップ６でいずれかのセル電圧モニタ６１
〜６ｎで所定電圧ｖ２を検出したか否かを判別し、いず
れかのセルのセル電圧ＶCが所定電圧ｖ２に達したらス
テップ７へ進む。ステップ７では、数式４により平均セ
ルのセル電圧Ｖ２と放電電気量Ｑ２を算出する。ステッ
プ８において、数式５により時点ｔ１からｔ２までの期
間Δｔにおける、劣化セルのセル電圧の変化量Δｖと、
平均セルのセル電圧の変化量ΔＶと、平均セルの放電電
気量ΔＱとを算出する。続くステップ９で、数式５によ
りパラメータ（ΔＱ／Δｖ），（１−ΔＶ／Δｖ）を求
め、図３または図４に示す予め設定した相関曲線により
組電池の容量低下率ηを決定する。ステップ１０におい
てステップ３で求めた残容量Ｑｚを容量低下率ηで補正
し、さらにステップ１１で補正後の残容量Ｑｚ’を残容
量表示器８ａに表示する。ステップ１２において、容量
低下率ηが所定の低下率η１を越えているか否かを判別
し、組電池１の容量低下率ηが所定の低下率η１を越え
ている時はステップ１３へ進み、警告灯８ｂを点灯して
容量低下セルがある旨を警告する。ステップ１４では、
電流センサ５により測定した放電電流Ｉに基づいて放電
電気量Ｑを積算する。続くステップ３で、補正残容量Ｑ
ｚ’から放電電気量Ｑを減算して残容量表示器８ａに表
示する。ステップ１６で、セル電圧モニタ６１〜６ｎに
よりいずれかのセル電圧ＶCが放電終止電圧ｖ０に達し
たか否かを判別し、いずれかのセルが放電終止電圧ｖ０
に達したらステップ１７へ進み、放電停止を警告する。
一方、どのセルも放電終止電圧ｖ０に達していな時はス
テップ１４へ戻り、上記処理を繰り返す。
【００１４】以上の一実施形態の構成において、セル電
圧モニタ６１〜６ｎおよびＯＲ回路７が端子電圧監視手
段を、電圧センサ４が総電圧測定手段を、電流センサ５
が電流測定手段を、コントローラ３が電気量演算手段、
容量低下率演算手段、残容量補正手段および電圧変化量
演算手段をそれぞれ構成する。
圧モニタ６１〜６ｎおよびＯＲ回路７が端子電圧監視手
段を、電圧センサ４が総電圧測定手段を、電流センサ５
が電流測定手段を、コントローラ３が電気量演算手段、
容量低下率演算手段、残容量補正手段および電圧変化量
演算手段をそれぞれ構成する。
【００１５】
（１） 以上説明したように請求項１の発明によれば、
複数の電池の内のいずれかの電池の端子電圧ＶCが所定
電圧ｖ１から所定電圧ｖ２まで変化する期間Δｔを監視
し、組電池の放電電流Ｉに基づいて期間Δｔの間の組電
池の放電電気量ΔＱを演算する。そして、所定電圧ｖ１
からｖ２までの電圧変化量Δｖと放電電気量ΔＱとに基
づいて組電池の容量低下率ηを演算し、容量低下率ηに
より残容量Ｑｚを補正するようにしたので、複数の電池
の中に劣化した電池があっても劣化電池に応じた正確な
残容量を表示できる。 （２） また、請求項２の発明によれば、複数の電池の
内のいずれかの電池の端子電圧ＶCが所定電圧ｖ１から
所定電圧ｖ２まで変化する期間Δｔを監視し、組電池の
総電圧ＶTに基づいて期間Δｔの間の各電池の平均端子
電圧変化量ΔＶを演算する。そして、所定電圧ｖ１から
ｖ２までの電圧変化量Δｖと平均端子電圧変化量ΔＶと
に基づいて組電池の容量低下率ηを演算し、容量低下率
ηにより残容量Ｑｚを補正するようにしたので、複数の
電池の中に劣化した電池があっても劣化電池に応じた正
確な残容量を表示できる。 （３） 請求項３の発明によれば、所定電圧ｖ１および
ｖ２は組電池の使用頻度の高い放電深度の範囲に対応す
る電圧としたので、組電池の通常の使用状態における正
確な残容量を表示することができる。
複数の電池の内のいずれかの電池の端子電圧ＶCが所定
電圧ｖ１から所定電圧ｖ２まで変化する期間Δｔを監視
し、組電池の放電電流Ｉに基づいて期間Δｔの間の組電
池の放電電気量ΔＱを演算する。そして、所定電圧ｖ１
からｖ２までの電圧変化量Δｖと放電電気量ΔＱとに基
づいて組電池の容量低下率ηを演算し、容量低下率ηに
より残容量Ｑｚを補正するようにしたので、複数の電池
の中に劣化した電池があっても劣化電池に応じた正確な
残容量を表示できる。 （２） また、請求項２の発明によれば、複数の電池の
内のいずれかの電池の端子電圧ＶCが所定電圧ｖ１から
所定電圧ｖ２まで変化する期間Δｔを監視し、組電池の
総電圧ＶTに基づいて期間Δｔの間の各電池の平均端子
電圧変化量ΔＶを演算する。そして、所定電圧ｖ１から
ｖ２までの電圧変化量Δｖと平均端子電圧変化量ΔＶと
に基づいて組電池の容量低下率ηを演算し、容量低下率
ηにより残容量Ｑｚを補正するようにしたので、複数の
電池の中に劣化した電池があっても劣化電池に応じた正
確な残容量を表示できる。 （３） 請求項３の発明によれば、所定電圧ｖ１および
ｖ２は組電池の使用頻度の高い放電深度の範囲に対応す
る電圧としたので、組電池の通常の使用状態における正
確な残容量を表示することができる。
【図１】一実施形態の構成を示す図。
【図２】平均的なセルと劣化したセルの放電電気量に対
するセル電圧の特性を示す図。
するセル電圧の特性を示す図。
【図３】パラメータ（ΔＱ／Δｖ）に対する容量低下率
ηを示す図。
ηを示す図。
【図４】パラメータ（１−ΔＶ／Δｖ）に対する容量低
下率ηを示す図。
下率ηを示す図。
【図５】一実施形態の残容量表示処理を示すフローチャ
ート。
ート。
【図６】従来の組電池の残容量表示装置を示す図。
【図７】従来の組電池の残容量の表示方法とその問題点
を説明する図。
を説明する図。
１ 組電池 １１〜１ｎ セル ２ 負荷 ３ コントローラ ４ 電圧センサ ５ 電流センサ ６１〜６ｎ セル電圧モニタ ６ｖ 電圧センサ ６ｃ ウインドウコンパレータ ７ ＯＲ回路 ８ 表示器 ８ａ 残容量表示器 ８ｂ 警告灯
Claims (3)
- 【請求項１】 複数の電池が直列に接続された組電池の
残容量Ｑｚを表示する組電池の残容量計において、 前記複数の電池の内のいずれかの電池の端子電圧ＶCが
所定電圧ｖ１から所定電圧ｖ２まで変化する期間Δｔを
監視する端子電圧監視手段と、 前記組電池の放電電流Ｉを測定する電流測定手段と、 前記放電電流Ｉに基づいて前記期間Δｔの間の前記組電
池の放電電気量ΔＱを演算する電気量演算手段と、 前記所定電圧ｖ１からｖ２までの電圧変化量Δｖと前記
放電電気量ΔＱとに基づいて、前記組電池の容量低下率
ηを演算する容量低下率演算手段と、 前記容量低下率ηにより前記残容量Ｑｚを補正する残容
量補正手段とを備えることを特徴とする組電池の残容量
計。 - 【請求項２】 複数の電池が直列に接続された組電池の
残容量Ｑｚを表示する組電池の残容量計において、 前記複数の電池の内のいずれかの電池の端子電圧ＶCが
所定電圧ｖ１から所定電圧ｖ２まで変化する期間Δｔを
監視する端子電圧監視手段と、 前記組電池の総電圧ＶTを測定する総電圧測定手段と、 前記総電圧ＶTに基づいて前記期間Δｔの間の前記各電
池の平均端子電圧変化量ΔＶを演算する電圧変化量演算
手段と、 前記所定電圧ｖ１からｖ２までの電圧変化量Δｖと前記
平均端子電圧変化量ΔＶとに基づいて、前記組電池の容
量低下率ηを演算する容量低下率演算手段と、 前記容量低下率ηにより前記残容量Ｑｚを補正する残容
量補正手段とを備えることを特徴とする組電池の残容量
計。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２に記載の組電池
の残容量計において、 前記所定電圧ｖ１およびｖ２は前記組電池の使用頻度の
高い放電深度の範囲に対応する電圧とすることを特徴と
する組電池の残容量計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7225026A JPH0968561A (ja) | 1995-09-01 | 1995-09-01 | 組電池の残容量計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7225026A JPH0968561A (ja) | 1995-09-01 | 1995-09-01 | 組電池の残容量計 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0968561A true JPH0968561A (ja) | 1997-03-11 |
Family
ID=16822908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7225026A Pending JPH0968561A (ja) | 1995-09-01 | 1995-09-01 | 組電池の残容量計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0968561A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1995
- 1995-09-01 JP JP7225026A patent/JPH0968561A/ja active Pending
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