JPH10293164A - 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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- JPH10293164A JPH10293164A JP9101870A JP10187097A JPH10293164A JP H10293164 A JPH10293164 A JP H10293164A JP 9101870 A JP9101870 A JP 9101870A JP 10187097 A JP10187097 A JP 10187097A JP H10293164 A JPH10293164 A JP H10293164A
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- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/3644—Constructional arrangements
- G01R31/3647—Constructional arrangements for determining the ability of a battery to perform a critical function, e.g. cranking
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Measurement Of Resistance Or Impedance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 イグニッションオン直後の初期残存容量と走
行開始後の残存容量とが一致する電池残存容量測定装置
を得る。 【解決手段】 負荷３と内部抵抗測定部１０とを並列に
設け、イグニッションオン時に、残存容量演算部２１が
リレー１１を用いてバッテリ３と内部抵抗測定部１０と
を直列接続させる。そして、内部抵抗測定部１０がこの
内部抵抗に基づく初期容量を求めて表示部２３に表示す
る。また、イグニッションオン後に、走行を開始する
と、残存容量演算部２１が内部抵抗に基づく初期容量
と、推定電圧と、放電終止時間とからバッテリ３の満充
電電圧を求め、この満充電電圧と、推定電圧と、放電終
止電圧とに基づいてバッテリ３の現在の残存容量を求め
て表示部２３に表示する。
行開始後の残存容量とが一致する電池残存容量測定装置
を得る。 【解決手段】 負荷３と内部抵抗測定部１０とを並列に
設け、イグニッションオン時に、残存容量演算部２１が
リレー１１を用いてバッテリ３と内部抵抗測定部１０と
を直列接続させる。そして、内部抵抗測定部１０がこの
内部抵抗に基づく初期容量を求めて表示部２３に表示す
る。また、イグニッションオン後に、走行を開始する
と、残存容量演算部２１が内部抵抗に基づく初期容量
と、推定電圧と、放電終止時間とからバッテリ３の満充
電電圧を求め、この満充電電圧と、推定電圧と、放電終
止電圧とに基づいてバッテリ３の現在の残存容量を求め
て表示部２３に表示する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池の電力供給開
始時点における電池の初期容量の算出及び負荷変動に伴
う残存容量の算出に関する。
始時点における電池の初期容量の算出及び負荷変動に伴
う残存容量の算出に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、特願平７ー８２３７２号の電池
残存容量測定装置においては、計算の容易性等からイグ
ニッションオン直後のバッテリの初期容量を、バッテリ
の開路電圧から以下に示すように求める。
残存容量測定装置においては、計算の容易性等からイグ
ニッションオン直後のバッテリの初期容量を、バッテリ
の開路電圧から以下に示すように求める。
【０００３】例えば、バッテリの開路電圧をＶｆ、バッ
テリの放電終止電圧をＶｅ（定数）、満充電電圧をＶｓ
（定数）とすると、
テリの放電終止電圧をＶｅ（定数）、満充電電圧をＶｓ
（定数）とすると、
【０００４】
【数１】バッテリの初期容量＝〔（Ｖｆ2ーＶｅ2）／
（Ｖｓ2ーＶｅ2）〕＊１００％ で示される。
（Ｖｓ2ーＶｅ2）〕＊１００％ で示される。
【０００５】そして、電気自動車の走行開始後は、バッ
テリからの放電電流及び端子電圧を所収集し、所定時間
毎の収集データの複数の平均値を最小二乗法により、そ
の回帰直線（近似直線ともいう）を求める。また、この
回帰直線の確からしさを、前述の電圧と電流の相関係数
ｒを求め、この相関係数ｒが、例えばー０．９以下のと
き、前述の回帰直線に基づいてバッテリの電圧を推定
し、この推定電圧からバッテリの現在の残存容量を求め
て表示していた。
テリからの放電電流及び端子電圧を所収集し、所定時間
毎の収集データの複数の平均値を最小二乗法により、そ
の回帰直線（近似直線ともいう）を求める。また、この
回帰直線の確からしさを、前述の電圧と電流の相関係数
ｒを求め、この相関係数ｒが、例えばー０．９以下のと
き、前述の回帰直線に基づいてバッテリの電圧を推定
し、この推定電圧からバッテリの現在の残存容量を求め
て表示していた。
【０００６】例えば、推定電圧をＶｎとすると、
【０００７】
【数２】走行時のバッテリの残存容量＝〔（Ｖｎ2ーＶ
ｅ2）／（Ｖｓ2ーＶｅ2）〕＊１００％ で示される。
ｅ2）／（Ｖｓ2ーＶｅ2）〕＊１００％ で示される。
【０００８】但し、開路電圧Ｖｆと走行開始直後に算出
した推定電圧Ｖｎの関係は、Ｖｆ＞Ｖｎであるため、初
期容量に比べ走行開始直後に算出した容量は小さい値と
なる。
した推定電圧Ｖｎの関係は、Ｖｆ＞Ｖｎであるため、初
期容量に比べ走行開始直後に算出した容量は小さい値と
なる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
開路電圧は、過負荷状態の電圧より高い値を示すもので
ある。このため、開路電圧からバッテリの残存容量を算
出しても、その残存容量は実際の残存容量に対してずれ
がある。
開路電圧は、過負荷状態の電圧より高い値を示すもので
ある。このため、開路電圧からバッテリの残存容量を算
出しても、その残存容量は実際の残存容量に対してずれ
がある。
【００１０】すなわち、イグニッションオン直後に、バ
ッテリの開路電圧に基づいて求めて表示した初期残存容
量を信じて走行を開始しても、走行時にはバッテリの放
電電流及び端子電圧から現在の残存容量を推定して表示
するので、初めに表示した初期残存容量と大きくずれる
場合があった。
ッテリの開路電圧に基づいて求めて表示した初期残存容
量を信じて走行を開始しても、走行時にはバッテリの放
電電流及び端子電圧から現在の残存容量を推定して表示
するので、初めに表示した初期残存容量と大きくずれる
場合があった。
【００１１】従って、イグニッションオン直後の初期残
存容量と走行開始後の残存容量とが一致していることが
望ましい。
存容量と走行開始後の残存容量とが一致していることが
望ましい。
【００１２】
【課題を解決するための手段】請求項１は、電池から負
荷に流れる電流及び前記電池の電圧を収集し、収集した
複数の電流及び電圧から電池の現在の推定電圧を求め、
推定電圧から電池の現在の残存容量を求めて表示部に表
示する電池残存容量測定装置において、負荷に対して並
列に設けられ、電池に直列に接続されたとき、電池の内
部抵抗を測定する内部抵抗測定部と、電池と負荷及び前
記内部抵抗測定部との間に設けれられ、電池と負荷又は
前記内部抵抗測定部と電池とを直列接続する切換器と、
当該装置の起動に伴って、内部抵抗測定部と電池とを切
換器を用いて直列接続させると共に、内部抵抗測定部か
らの内部抵抗を読み、内部抵抗に対応する電池の初期容
量を表示部に表示する残存容量演算部とを備えたことを
要旨とする。
荷に流れる電流及び前記電池の電圧を収集し、収集した
複数の電流及び電圧から電池の現在の推定電圧を求め、
推定電圧から電池の現在の残存容量を求めて表示部に表
示する電池残存容量測定装置において、負荷に対して並
列に設けられ、電池に直列に接続されたとき、電池の内
部抵抗を測定する内部抵抗測定部と、電池と負荷及び前
記内部抵抗測定部との間に設けれられ、電池と負荷又は
前記内部抵抗測定部と電池とを直列接続する切換器と、
当該装置の起動に伴って、内部抵抗測定部と電池とを切
換器を用いて直列接続させると共に、内部抵抗測定部か
らの内部抵抗を読み、内部抵抗に対応する電池の初期容
量を表示部に表示する残存容量演算部とを備えたことを
要旨とする。
【００１３】請求項１においては、当該装置の起動時に
は、残存容量演算部が切換器を用いて内部抵抗測定部と
電池とを直列接続させる。内部抵抗測定部は、電池に直
列接続されると、電池の内部抵抗を測定し、この測定結
果を出力する。残存容量演算部は、内部抵抗測定部から
の電池の内部抵抗値を読み、予め記憶されているこの内
部抵抗値に対応する初期容量を表示する。
は、残存容量演算部が切換器を用いて内部抵抗測定部と
電池とを直列接続させる。内部抵抗測定部は、電池に直
列接続されると、電池の内部抵抗を測定し、この測定結
果を出力する。残存容量演算部は、内部抵抗測定部から
の電池の内部抵抗値を読み、予め記憶されているこの内
部抵抗値に対応する初期容量を表示する。
【００１４】このため、例えば本電池残存容量測定装置
を電気自動車に用いた場合は、イグニッションオンに伴
って、電池の内部抵抗が測定され、この内部抵抗に対応
する電池の初期容量が表示される。
を電気自動車に用いた場合は、イグニッションオンに伴
って、電池の内部抵抗が測定され、この内部抵抗に対応
する電池の初期容量が表示される。
【００１５】請求項２は、残存容量演算部は、前記初期
容量が求められた後に、負荷を動作させる指示がある
と、直ちに切換器を用いて電池と負荷とを直列接続させ
ることを要旨とする。
容量が求められた後に、負荷を動作させる指示がある
と、直ちに切換器を用いて電池と負荷とを直列接続させ
ることを要旨とする。
【００１６】請求項２においては、電池の初期容量が求
められて表示部に表示された後に、負荷が動作すると、
切換器を用いて、内部抵抗測定部に代えて負荷と電池と
を直列接続する。
められて表示部に表示された後に、負荷が動作すると、
切換器を用いて、内部抵抗測定部に代えて負荷と電池と
を直列接続する。
【００１７】このため、負荷が動作した後は、残存容量
演算部は、電池から負荷に流れる電流及び前記電池の電
圧を収集し、収集した複数の電流及び電圧から電池の現
在の推定電圧を求める。
演算部は、電池から負荷に流れる電流及び前記電池の電
圧を収集し、収集した複数の電流及び電圧から電池の現
在の推定電圧を求める。
【００１８】請求項３は、初期容量が求められたとき、
初期容量と予め設定されている電池の放電終止電圧と推
定電圧とに基づいて電池の満充電電圧を求める満充電電
圧算出手段と、負荷の変動に伴って、推定電圧が求めら
れる毎に、この推定電圧と満充電電圧と放電終止電圧と
に基づいて電池の現在の残存容量を求めて表示部に表示
する走行時電池容量算出手段とを備えたことを要旨とす
る。
初期容量と予め設定されている電池の放電終止電圧と推
定電圧とに基づいて電池の満充電電圧を求める満充電電
圧算出手段と、負荷の変動に伴って、推定電圧が求めら
れる毎に、この推定電圧と満充電電圧と放電終止電圧と
に基づいて電池の現在の残存容量を求めて表示部に表示
する走行時電池容量算出手段とを備えたことを要旨とす
る。
【００１９】請求項３においては、当該装置の起動時に
は、電池と内部抵抗測定部とが直列接続されて、この内
部抵抗に基づく初期容量が求められて表示される。
は、電池と内部抵抗測定部とが直列接続されて、この内
部抵抗に基づく初期容量が求められて表示される。
【００２０】また、満充電電圧算出手段が電池の内部抵
抗に基づく初期容量が求められると、この初期容量と推
定電圧と放電終止電圧とから電池の満充電電圧を求め
る。つまり、満充電電圧は電池の内部抵抗に基づいてい
る。
抗に基づく初期容量が求められると、この初期容量と推
定電圧と放電終止電圧とから電池の満充電電圧を求め
る。つまり、満充電電圧は電池の内部抵抗に基づいてい
る。
【００２１】そして、負荷が変動すると、駆動時電池容
量算出手段が電池から負荷に流れる電流及び電圧に基づ
く推定電圧が求められる毎に、この推定電圧と、内部抵
抗に基づく初期容量から求めた満充電電圧と、放電終止
電圧とに基づいて電池の現在の残存容量を求めて表示部
に表示する。
量算出手段が電池から負荷に流れる電流及び電圧に基づ
く推定電圧が求められる毎に、この推定電圧と、内部抵
抗に基づく初期容量から求めた満充電電圧と、放電終止
電圧とに基づいて電池の現在の残存容量を求めて表示部
に表示する。
【００２２】このため、例えば本電池残存容量測定装置
を電気自動車に用いた場合は、イグニッションオンに伴
って、電池の内部抵抗に基づく初期容量が表示される。
そして、走行時には、この初期容量に基づく満充電電圧
から電池の現在の残存容量が求められて表示される。従
って、イグニッションオン時の初期容量と走行直後の容
量とが相違することがない。
を電気自動車に用いた場合は、イグニッションオンに伴
って、電池の内部抵抗に基づく初期容量が表示される。
そして、走行時には、この初期容量に基づく満充電電圧
から電池の現在の残存容量が求められて表示される。従
って、イグニッションオン時の初期容量と走行直後の容
量とが相違することがない。
【００２３】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の形態の電池
残存容量測定装置の概略構成図である。図１の電池残存
容量測定装置１は、バッテリ３に接続される電気自動車
負荷５と、電気自動車負荷５（以下単に負荷５という）
に流れる放電電流を検出する電流センサ７と、バッテリ
３の端子電圧を検出する電圧センサ９とを備えている。
残存容量測定装置の概略構成図である。図１の電池残存
容量測定装置１は、バッテリ３に接続される電気自動車
負荷５と、電気自動車負荷５（以下単に負荷５という）
に流れる放電電流を検出する電流センサ７と、バッテリ
３の端子電圧を検出する電圧センサ９とを備えている。
【００２４】また、負荷５に並列に設けられ、バッテリ
３に接続されたときバッテリ３の内部抵抗を測定する内
部抵抗測定部１０と、負荷５又は内部抵抗測定部１０と
バッテリ３とを接続させるリレー１１とを備えている。
３に接続されたときバッテリ３の内部抵抗を測定する内
部抵抗測定部１０と、負荷５又は内部抵抗測定部１０と
バッテリ３とを接続させるリレー１１とを備えている。
【００２５】さらに、Ｉ／Ｆ１３、ＬＰＦ１５、Ａ／Ｄ
１７より構成され、一定時間毎に電圧センサ９、電流セ
ンサ７及び内部抵抗測定部１０からのバッテリ３の放電
電流（以下単に電流という）、端子電圧（以下単に電圧
という）及びバッテリ３の内部抵抗値を入力し、これら
のデータのノイズを除去した後にデジタル変換して残存
容量演算部２１に出力する入力回路部１９とを備えてい
る。
１７より構成され、一定時間毎に電圧センサ９、電流セ
ンサ７及び内部抵抗測定部１０からのバッテリ３の放電
電流（以下単に電流という）、端子電圧（以下単に電圧
という）及びバッテリ３の内部抵抗値を入力し、これら
のデータのノイズを除去した後にデジタル変換して残存
容量演算部２１に出力する入力回路部１９とを備えてい
る。
【００２６】前述の残存容量演算部２１は、電源供給制
御部２２からイグニッションオンが知らせられると、直
ちに、リレー１１に第１の切換信号を出力して内部抵抗
測定部１０とバッテリ３とを直列接続させ、内部抵抗測
定部１０からの内部抵抗値に基づいて初期容量を求めて
表示部２３に表示する。
御部２２からイグニッションオンが知らせられると、直
ちに、リレー１１に第１の切換信号を出力して内部抵抗
測定部１０とバッテリ３とを直列接続させ、内部抵抗測
定部１０からの内部抵抗値に基づいて初期容量を求めて
表示部２３に表示する。
【００２７】また、走行開始後は、内部抵抗測定部１０
に代えて電池３と負荷５とを直列接続させる第２の切換
信号を送出する。そして、バッテリ３からの電流及び電
圧を所収集し、所定時間毎の複数の平均化されたける電
流及び電圧を最小二乗法により、その回帰直線を求め、
この回帰直線から残存容量を求めて表示する。
に代えて電池３と負荷５とを直列接続させる第２の切換
信号を送出する。そして、バッテリ３からの電流及び電
圧を所収集し、所定時間毎の複数の平均化されたける電
流及び電圧を最小二乗法により、その回帰直線を求め、
この回帰直線から残存容量を求めて表示する。
【００２８】＜残存容量演算部の詳細構成＞図２は残存
容量演算部の概略構成図である。残存容量演算部２１
は、図２に示すように、切換信号出力手段２５と、初期
容量算出手段２７と、電池電圧推定手段２９と、走行時
電池容量算出手段３０と、満充電電圧算出手段３１とを
備え、イグニッションオン直後はバッテリ３の初期容量
を、内部抵抗に基づいて算出し、この初期容量から走行
時の残存容量換算式のパラメータを決定することで、イ
グニッションオン直後の初期容量と走行開始直後の残存
容量との大幅な相違を無くす。
容量演算部の概略構成図である。残存容量演算部２１
は、図２に示すように、切換信号出力手段２５と、初期
容量算出手段２７と、電池電圧推定手段２９と、走行時
電池容量算出手段３０と、満充電電圧算出手段３１とを
備え、イグニッションオン直後はバッテリ３の初期容量
を、内部抵抗に基づいて算出し、この初期容量から走行
時の残存容量換算式のパラメータを決定することで、イ
グニッションオン直後の初期容量と走行開始直後の残存
容量との大幅な相違を無くす。
【００２９】切換信号出力手段２５は、イグニッション
オンに伴ってリレー１１を内部抵抗測定部１０とバッテ
リ３とを接続に接続させる第１の切換信号をリレー１１
に出力する共に、初期容量算出手段２７を起動させる。
また、電気自動車の走行に伴って送出される走行信号の
入力に伴って負荷５側とバッテリ３とを直列接続させる
第２の切換信号をリレー１１に出力して電池電圧推定手
段２９を起動させる。
オンに伴ってリレー１１を内部抵抗測定部１０とバッテ
リ３とを接続に接続させる第１の切換信号をリレー１１
に出力する共に、初期容量算出手段２７を起動させる。
また、電気自動車の走行に伴って送出される走行信号の
入力に伴って負荷５側とバッテリ３とを直列接続させる
第２の切換信号をリレー１１に出力して電池電圧推定手
段２９を起動させる。
【００３０】初期容量算出手段２７は、入力回路部１９
からの内部抵抗値Ｒｉを読み、この内部抵抗値Ｒｉに対
応するバッテリの容量Ｐｉをメモリ２８から読み込んで
表示部２３に表示する。
からの内部抵抗値Ｒｉを読み、この内部抵抗値Ｒｉに対
応するバッテリの容量Ｐｉをメモリ２８から読み込んで
表示部２３に表示する。
【００３１】電池電圧推定手段２９は、入力回路部１９
からの電流と電圧とを収集し、一定時間毎に平均化し、
この平均化されたデータの相関係数が−０．９以下のと
きに、複数の平均化された電流データと複数の平均化さ
れた電圧データの両方の誤差の二乗総和をとり、誤差を
最小にするためのＡｉ、Ｂｉを求め、このＡi、Ｂｉに
基づいて、電圧ー電流近似直線（Ｉ＝ＡｉＶ＋Ｂｉ）を
求める。
からの電流と電圧とを収集し、一定時間毎に平均化し、
この平均化されたデータの相関係数が−０．９以下のと
きに、複数の平均化された電流データと複数の平均化さ
れた電圧データの両方の誤差の二乗総和をとり、誤差を
最小にするためのＡｉ、Ｂｉを求め、このＡi、Ｂｉに
基づいて、電圧ー電流近似直線（Ｉ＝ＡｉＶ＋Ｂｉ）を
求める。
【００３２】そして、この電圧ー電流近似直線（Ｉ＝Ａ
ｉＶ＋Ｂｉ）と予め設定されている基準値Ｉｏとに基づ
いてバッテリ３の現在の電圧を推定（以下推定電圧Ｖｎ
という）する。
ｉＶ＋Ｂｉ）と予め設定されている基準値Ｉｏとに基づ
いてバッテリ３の現在の電圧を推定（以下推定電圧Ｖｎ
という）する。
【００３３】走行時電池容量算出手段３０（駆動時電池
容量算出手段ともいう）は、電池電圧推定手段２９から
の推定電圧Ｖｎと、満充電電圧算出手段３１からのバッ
テリ３の満充電電圧Ｖｓと、バッテリ３の放電終止電圧
Ｖｅとから走行時におけるバッテリ３の現在の残存容量
を求めて表示部２３に表示する。
容量算出手段ともいう）は、電池電圧推定手段２９から
の推定電圧Ｖｎと、満充電電圧算出手段３１からのバッ
テリ３の満充電電圧Ｖｓと、バッテリ３の放電終止電圧
Ｖｅとから走行時におけるバッテリ３の現在の残存容量
を求めて表示部２３に表示する。
【００３４】満充電電圧算出手段３１は、初期容量算出
手段２７が求めた初期容量と、電池電圧推定手段２９に
よって求められた推定電圧Ｖｎとから満充電電圧Ｖｓを
求め、この満充電電圧Ｖｓを走行時電池容量算出手段３
０に出力する。
手段２７が求めた初期容量と、電池電圧推定手段２９に
よって求められた推定電圧Ｖｎとから満充電電圧Ｖｓを
求め、この満充電電圧Ｖｓを走行時電池容量算出手段３
０に出力する。
【００３５】＜電源供給制御部の構成＞図３は電源供給
制御部の概略構成図である。電源供給制御部２２は、図
３に示すように、サブバッテリ３１と、パワーＭＯＳＦ
ＥＴ３２と、イグニッションキースイッチ３３及びダイ
オード３４並びに抵抗３５よりなる直列回路と、コンデ
ンサ３６と抵抗３７とから構成されている。
制御部の概略構成図である。電源供給制御部２２は、図
３に示すように、サブバッテリ３１と、パワーＭＯＳＦ
ＥＴ３２と、イグニッションキースイッチ３３及びダイ
オード３４並びに抵抗３５よりなる直列回路と、コンデ
ンサ３６と抵抗３７とから構成されている。
【００３６】前述のパワーＭＯＳＦＥＴ３２のドレイン
は、サブバッテリ３１の一方に接続され、かつソースが
残存容量演算部２１に接続され、サブバッテリ３１から
の電力を残存容量演算部２１に供給する。また、サブバ
ッテリ３１は、一方がパワーＭＯＳＦＥＴ３２のドレイ
ンに、他方がアース及び残存容量演算部２１に接続され
ている。このサブバッテリ３１は、バッテリ３からの電
力を図示しない回路によって充電（点線で示している）
される。
は、サブバッテリ３１の一方に接続され、かつソースが
残存容量演算部２１に接続され、サブバッテリ３１から
の電力を残存容量演算部２１に供給する。また、サブバ
ッテリ３１は、一方がパワーＭＯＳＦＥＴ３２のドレイ
ンに、他方がアース及び残存容量演算部２１に接続され
ている。このサブバッテリ３１は、バッテリ３からの電
力を図示しない回路によって充電（点線で示している）
される。
【００３７】また、直列回路の一方は、サブバッテリ３
１の一方に接続され、他方がパワーＭＯＳＦＥＴ３２の
ゲートに接続されている。
１の一方に接続され、他方がパワーＭＯＳＦＥＴ３２の
ゲートに接続されている。
【００３８】さらに、コンデンサ３６及び抵抗３７の一
方が、パワーＭＯＳＦＥＴ３２のゲートにそれぞれ接続
され、かつコンデンサ３６及び抵抗３７の他方がアース
に接続されている。
方が、パワーＭＯＳＦＥＴ３２のゲートにそれぞれ接続
され、かつコンデンサ３６及び抵抗３７の他方がアース
に接続されている。
【００３９】すなわち、電源供給制御部２２は、イグニ
ッションスイッチ３３がオンにされると、サブバッテリ
３１の電力をコンデンサ３６に充電させると共に、パワ
ーＭＯＳＦＥＴ３２をオン状態にしてサブバッテリ３１
の電力を残存容量演算部２１に供給させる。
ッションスイッチ３３がオンにされると、サブバッテリ
３１の電力をコンデンサ３６に充電させると共に、パワ
ーＭＯＳＦＥＴ３２をオン状態にしてサブバッテリ３１
の電力を残存容量演算部２１に供給させる。
【００４０】また、イグニッションスイッチ３３がオフ
にされると、コンデンサ３６からの放電電力によって所
定の間、パワーＭＯＳＦＥＴ３２をオン状態にしてサブ
バッテリ３１の電力を残存容量演算部２１に供給させ
る。
にされると、コンデンサ３６からの放電電力によって所
定の間、パワーＭＯＳＦＥＴ３２をオン状態にしてサブ
バッテリ３１の電力を残存容量演算部２１に供給させ
る。
【００４１】＜動作説明＞上記のように構成された電池
残存容量測定装置の動作を図４のフローチャートを用い
て説明する。
残存容量測定装置の動作を図４のフローチャートを用い
て説明する。
【００４２】残存容量演算部２１の切換信号出力手段２
５は、イグニッションオンかどうかを監視する（Ｓ
１）。このイグニッションオンかどうかの判定は、電源
供給制御部２２からの電力の電圧が所定レベルに到達し
たとき、イグニッションスイッチ３３のオンと判断す
る。つまり、イグニッションオンを当該装置の起動と判
断する。
５は、イグニッションオンかどうかを監視する（Ｓ
１）。このイグニッションオンかどうかの判定は、電源
供給制御部２２からの電力の電圧が所定レベルに到達し
たとき、イグニッションスイッチ３３のオンと判断す
る。つまり、イグニッションオンを当該装置の起動と判
断する。
【００４３】ステップＳ１において、イグニッションオ
ンと判断したときは、第１の切換信号をリレー１１に出
力して内部抵抗測定部１０とバッテリ３とを負荷５に代
えて直列接続させ、バッテリ３の内部抵抗を測定させる
（Ｓ２）。また、切換信号出力手段２５はイグニション
オンと判断したときは初期容量算出手段２７を起動させ
る。
ンと判断したときは、第１の切換信号をリレー１１に出
力して内部抵抗測定部１０とバッテリ３とを負荷５に代
えて直列接続させ、バッテリ３の内部抵抗を測定させる
（Ｓ２）。また、切換信号出力手段２５はイグニション
オンと判断したときは初期容量算出手段２７を起動させ
る。
【００４４】内部抵抗測定部１０は、バッテリ３と接続
されると周知の交流四端子法でバッテリ３の内部抵抗を
測定し、この内部抵抗値Ｒｉを入力回路部１９を介して
残存容量演算部２１に出力する。
されると周知の交流四端子法でバッテリ３の内部抵抗を
測定し、この内部抵抗値Ｒｉを入力回路部１９を介して
残存容量演算部２１に出力する。
【００４５】初期容量算出手段２７は、起動に伴って入
力回路部１９からのバッテリ３の内部抵抗Ｒｉを読み、
この内部抵抗Ｒｉに対応する容量をメモリ２８から算出
して、表示部２３に表示する（Ｓ３）。このメモリ２８
には、図５に示すようにバッテリ３の内部抵抗Ｒｉと容
量との関係が記憶されている。図５においては、内部抵
抗Ｒｉが高いときは容量Ｐが低下し、逆に内部抵抗Ｒｉ
が低いときは大容量であることを示している。
力回路部１９からのバッテリ３の内部抵抗Ｒｉを読み、
この内部抵抗Ｒｉに対応する容量をメモリ２８から算出
して、表示部２３に表示する（Ｓ３）。このメモリ２８
には、図５に示すようにバッテリ３の内部抵抗Ｒｉと容
量との関係が記憶されている。図５においては、内部抵
抗Ｒｉが高いときは容量Ｐが低下し、逆に内部抵抗Ｒｉ
が低いときは大容量であることを示している。
【００４６】すなわち、イグニッションオン時のバッテ
リの初期容量は内部抵抗値Ｒｉに基づいて算出してい
る。
リの初期容量は内部抵抗値Ｒｉに基づいて算出してい
る。
【００４７】また、初期容量算出手段２７が初期容量を
算出し、かつ走行を開始すると、切換信号出力手段２５
はリレー１１に、第２の切換信号を出力して負荷５とバ
ッテリ３とを接続させる。
算出し、かつ走行を開始すると、切換信号出力手段２５
はリレー１１に、第２の切換信号を出力して負荷５とバ
ッテリ３とを接続させる。
【００４８】負荷５とバッテリ３とが接続されると、電
流センサ７はバッテリ３から負荷に流れる電流を検出し
て入力回路部１９を介して残存容量演算部２１に出力す
る。
流センサ７はバッテリ３から負荷に流れる電流を検出し
て入力回路部１９を介して残存容量演算部２１に出力す
る。
【００４９】また、電圧センサ９は、バッテリ３の端子
電圧を検出して入力回路部１９を介して残存容量演算部
２１に出力する。
電圧を検出して入力回路部１９を介して残存容量演算部
２１に出力する。
【００５０】電池電圧推定手段２９は、入力回路部２９
からの電流と電圧とを読み込み（Ｓ４）、所定時間経過
したときの複数の電流及び電圧の平均値を求め（Ｓ
５）、これらのデータの回帰直線を最小二乗法により求
めて、バッテリ３の現在の電圧を推定する（Ｓ６）。
からの電流と電圧とを読み込み（Ｓ４）、所定時間経過
したときの複数の電流及び電圧の平均値を求め（Ｓ
５）、これらのデータの回帰直線を最小二乗法により求
めて、バッテリ３の現在の電圧を推定する（Ｓ６）。
【００５１】前述のステップＳ４、Ｓ５及びＳ６の電池
電圧推定手段２９の処理を具体的に説明する。例えば、
電流と電圧とを１ｍｓｅｃ毎に収集し、１００ｍｓｅｃ
経過する毎に収集した複数の電流及び電圧の平均値を求
める。そして、このような処理を数秒間行って得られた
複数の平均化された電流データと複数の平均された電圧
データとの誤差の二乗総和をとり、誤差を最小にするた
めのＡｉ、Ｂｉを求め、このＡi、Ｂｉに基づいて、電
圧ー電流近似直線（Ｉ＝ＡｉＶ＋Ｂｉ）を求める。
電圧推定手段２９の処理を具体的に説明する。例えば、
電流と電圧とを１ｍｓｅｃ毎に収集し、１００ｍｓｅｃ
経過する毎に収集した複数の電流及び電圧の平均値を求
める。そして、このような処理を数秒間行って得られた
複数の平均化された電流データと複数の平均された電圧
データとの誤差の二乗総和をとり、誤差を最小にするた
めのＡｉ、Ｂｉを求め、このＡi、Ｂｉに基づいて、電
圧ー電流近似直線（Ｉ＝ＡｉＶ＋Ｂｉ）を求める。
【００５２】そして、この電圧ー電流近似直線（Ｉ＝Ａ
ｉＶ＋Ｂｉ）と予め設定されている基準値Ｉｏ（例えば
ー１０Ａ）とに基づいてバッテリ３の現在の推定電圧Ｖ
ｎを求める。
ｉＶ＋Ｂｉ）と予め設定されている基準値Ｉｏ（例えば
ー１０Ａ）とに基づいてバッテリ３の現在の推定電圧Ｖ
ｎを求める。
【００５３】また、回帰直線である前述の電圧ー電流近
似直線（Ｉ＝ＡｉＶ＋Ｂｉ）を求めるに当たって、複数
の平均電流と複数の平均電圧との相関係数ｒを求め、こ
の相関係数ｒが例えば、ー０．９以下のときに電圧ー電
流近似直線（Ｉ＝ＡｉＶ＋Ｂｉ）を求めさせている。
似直線（Ｉ＝ＡｉＶ＋Ｂｉ）を求めるに当たって、複数
の平均電流と複数の平均電圧との相関係数ｒを求め、こ
の相関係数ｒが例えば、ー０．９以下のときに電圧ー電
流近似直線（Ｉ＝ＡｉＶ＋Ｂｉ）を求めさせている。
【００５４】次に、満充電電圧算出手段３１は、電池電
圧推定手段２９が推定電圧Ｖｎを求める毎に、初期容量
算出手段２７が求めた初期容量と推定電圧Ｖｎと放電終
止電圧Ｖｅとからバッテリ３の満充電電圧Ｖｓを求めて
走行時電池容量算出手段３０に出力する（Ｓ７）。
圧推定手段２９が推定電圧Ｖｎを求める毎に、初期容量
算出手段２７が求めた初期容量と推定電圧Ｖｎと放電終
止電圧Ｖｅとからバッテリ３の満充電電圧Ｖｓを求めて
走行時電池容量算出手段３０に出力する（Ｓ７）。
【００５５】この満充電電圧Ｖｓの算出は、
【００５６】
【数３】 として求める。
【００５７】すなわち、放電終止電圧Ｖｅは定数である
から、満充電電圧Ｖｓは、変数である初期容量と推定電
圧Ｖｎとが分かると容易に求められる。
から、満充電電圧Ｖｓは、変数である初期容量と推定電
圧Ｖｎとが分かると容易に求められる。
【００５８】一方、満充電電圧算出手段３１は電池電圧
推定手段２９に満充電電圧Ｖｓが求まったことを知らせ
る。電池電圧推定手段２９は、満充電電圧Ｖｓが求めら
れると、求めた推定電圧Ｖｎを走行時電池容量算出手段
３０に出力する。
推定手段２９に満充電電圧Ｖｓが求まったことを知らせ
る。電池電圧推定手段２９は、満充電電圧Ｖｓが求めら
れると、求めた推定電圧Ｖｎを走行時電池容量算出手段
３０に出力する。
【００５９】そして、電池電圧推定手段２９は、上記ス
テップＳ４、Ｓ５及びＳ６と同様に、入力回路部２９か
らの電流と電圧とを読み込み（Ｓ８）、所定時間経過し
たときの複数の電流及び電圧の平均値を求め（Ｓ９）、
これらのデータの回帰直線を最小二乗法により求めて、
バッテリ３の現在の電圧を推定する（Ｓ１０）。
テップＳ４、Ｓ５及びＳ６と同様に、入力回路部２９か
らの電流と電圧とを読み込み（Ｓ８）、所定時間経過し
たときの複数の電流及び電圧の平均値を求め（Ｓ９）、
これらのデータの回帰直線を最小二乗法により求めて、
バッテリ３の現在の電圧を推定する（Ｓ１０）。
【００６０】次に、走行時電池容量算出手段３０は、満
充電電圧算出手段３１からの満充電電圧Ｖｓと電池電圧
推定手段２９からの推定電圧Ｖｎとから走行時の現在の
残存容量を求めて表示する（Ｓ１１）。
充電電圧算出手段３１からの満充電電圧Ｖｓと電池電圧
推定手段２９からの推定電圧Ｖｎとから走行時の現在の
残存容量を求めて表示する（Ｓ１１）。
【００６１】
【数４】走行時のバッテリの残存容量＝〔（Ｖｎ2ーＶ
ｅ2）／（Ｖｓ2ーＶｅ2）〕＊１００％ すなわち、この数４の式の満充電電圧Ｖｓは、上記の数
３の式に示すように内部抵抗に基づいて求めた初期容量
に基づいて求めたものであるから数４に示す式で走行時
の残存容量を求めると、走行を開始しても、表示されて
いる残存容量はイグニッションオン直後の初期容量とほ
とんど相違しない。
ｅ2）／（Ｖｓ2ーＶｅ2）〕＊１００％ すなわち、この数４の式の満充電電圧Ｖｓは、上記の数
３の式に示すように内部抵抗に基づいて求めた初期容量
に基づいて求めたものであるから数４に示す式で走行時
の残存容量を求めると、走行を開始しても、表示されて
いる残存容量はイグニッションオン直後の初期容量とほ
とんど相違しない。
【００６２】次に、切換信号出力手段２５はイグニッシ
ョンオフかどうかを判断する（Ｓ１２）。ステップＳ１
２でイグニッションがオフにされていないと判断したの
場合は、処理をステップＳ８に戻して、走行時における
バッテリ３の電圧を推定させて残存容量を表示させる。
ョンオフかどうかを判断する（Ｓ１２）。ステップＳ１
２でイグニッションがオフにされていないと判断したの
場合は、処理をステップＳ８に戻して、走行時における
バッテリ３の電圧を推定させて残存容量を表示させる。
【００６３】また、切換信号出力手段２５がステップＳ
１２でイグニッションオフと判断したときは、直ちに電
源オフ処理を行わせて本処理を終了させる（Ｓ１３）。
１２でイグニッションオフと判断したときは、直ちに電
源オフ処理を行わせて本処理を終了させる（Ｓ１３）。
【００６４】従って、イグニッションオン直後の無負荷
状態では、バッテリ３の内部抵抗値から初期容量を求め
て表示し、走行開始後は負荷５とバッテリ３との接続に
切り換えて残存容量を測定するので、初期容量と走行開
始直後のバッテリの容量とが大幅に相違するということ
がない。
状態では、バッテリ３の内部抵抗値から初期容量を求め
て表示し、走行開始後は負荷５とバッテリ３との接続に
切り換えて残存容量を測定するので、初期容量と走行開
始直後のバッテリの容量とが大幅に相違するということ
がない。
【００６５】なお、上記実施例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、放電電流
が激しく変動したり、変動が安定したりする装置に使用
してもよい。
れる電池残存容量測定装置として説明したが、放電電流
が激しく変動したり、変動が安定したりする装置に使用
してもよい。
【００６６】
【発明の効果】以上のように請求項１によれば、本装置
の起動時には、内部抵抗測定部により、電池の内部抵抗
を測定し、この内部抵抗値に対応する初期容量を求めて
表示するようにしたので、起動時においては非常に精度
の高い初期容量を知らせることができるという効果が得
られている。
の起動時には、内部抵抗測定部により、電池の内部抵抗
を測定し、この内部抵抗値に対応する初期容量を求めて
表示するようにしたので、起動時においては非常に精度
の高い初期容量を知らせることができるという効果が得
られている。
【００６７】特に電気自動車に本装置を用いた場合は、
運転者はイグニッションオン時において、バッテリの現
在の容量を正確に把握できる。
運転者はイグニッションオン時において、バッテリの現
在の容量を正確に把握できる。
【００６８】請求項２によれば、電池の初期容量が求め
られて表示部に表示された後に、負荷が動作すると、電
池から負荷に流れる電流と、電圧とを収集し、これらの
電流及び電圧から電池の推定電圧を求める。
られて表示部に表示された後に、負荷が動作すると、電
池から負荷に流れる電流と、電圧とを収集し、これらの
電流及び電圧から電池の推定電圧を求める。
【００６９】このため、負荷が変動を開始したときに
は、単に切り換え制御をするだけで、電池の電圧と電流
とに基づく推定電圧を得ることができるという効果が得
られている。
は、単に切り換え制御をするだけで、電池の電圧と電流
とに基づく推定電圧を得ることができるという効果が得
られている。
【００７０】請求項３によれば、当該装置の起動時に
は、電池の内部抵抗に基づく初期容量が求められて表示
されると共に、内部抵抗に基づく満充電電圧が求められ
る。
は、電池の内部抵抗に基づく初期容量が求められて表示
されると共に、内部抵抗に基づく満充電電圧が求められ
る。
【００７１】そして、負荷が変動すると、電池の推定電
圧と、満充電電圧と、放電終止電圧とに基づいて電池の
現在の残存容量を求めて表示部に表示する。
圧と、満充電電圧と、放電終止電圧とに基づいて電池の
現在の残存容量を求めて表示部に表示する。
【００７２】このため、当該装置の起動時に表示された
初期容量と、負荷の変動直後の表示された電池の容量と
には差がないという効果が得られている。
初期容量と、負荷の変動直後の表示された電池の容量と
には差がないという効果が得られている。
【００７３】特に、電気自動車に本装置を用いた場合
は、イグニッション直後の初期容量と走行直後の容量と
が一致しているので、運転者に違和感を与えないという
効果が得られている。
は、イグニッション直後の初期容量と走行直後の容量と
が一致しているので、運転者に違和感を与えないという
効果が得られている。
【図１】本発明の実施の形態の電池残存容量測定装置の
概略構成図である。
概略構成図である。
【図２】残存容量演算部の概略構成図である。
【図３】電源供給制御部の概略構成図である。
【図４】本発明の電池残存容量測定装置の動作を説明す
るフローチャートである。
るフローチャートである。
【図５】内部抵抗と容量の関係を説明する説明図であ
る。
る。
３ バッテリ ５ 負荷 ７ 電流センサ ９ 電圧センサ １１ リレー １０ 内部抵抗測定部 １９ 入力回路部 ２１ 残存容量演算部 ２２ 電源供給制御部 ２３ 表示部 ２５ 切換信号出力手段 ２７ 初期容量算出手段 ２９ 電池電圧推定手段 ３０ 走行時電池容量算出手段
Claims (3)
- 【請求項１】 電池から負荷に流れる電流及び前記電池
の電圧を収集し、該収集した複数の電流及び電圧から前
記電池の現在の推定電圧を求め、該推定電圧から前記電
池の現在の残存容量を求めて表示部に表示する電池残存
容量測定装置において、 前記負荷に対して並列に設けられ、前記電池に直列に接
続されたとき、前記電池の内部抵抗を測定する内部抵抗
測定部と、 前記電池と前記負荷及び前記内部抵抗測定部との間に設
けれられ、前記電池と前記負荷又は前記内部抵抗測定部
と前記電池とを直列接続する切換器と、 当該装置の起動に伴って、前記内部抵抗測定部と前記電
池とを前記切換器を用いて直列接続させると共に、前記
内部抵抗測定部からの内部抵抗を読み、該内部抵抗に対
応する前記電池の初期容量を前記表示部に表示する残存
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、 前記初期容量が求められた後に、前記負荷を動作させる
指示があると、直ちに前記切換器を用いて前記電池と前
記負荷とを直列接続させ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、 前記初期容量が求められたとき、該初期容量と予め設定
されている前記電池の放電終止電圧と前記推定電圧とに
基づいて前記電池の満充電電圧を求める満充電電圧算出
手段と、 前記負荷の変動に伴って、前記推定電圧が求められる毎
に、この推定電圧と前記満充電電圧と前記放電終止電圧
とに基づいて前記電池３の現在の残存容量を求めて前記
表示部２３に表示する駆動時電池容量算出手段３０とを
有することを特徴とする請求項１又は２記載の電池残存
容量測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9101870A JPH10293164A (ja) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | 電池残存容量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9101870A JPH10293164A (ja) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | 電池残存容量測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10293164A true JPH10293164A (ja) | 1998-11-04 |
Family
ID=14312027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9101870A Pending JPH10293164A (ja) | 1997-04-18 | 1997-04-18 | 電池残存容量測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10293164A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6275008B1 (en) | 1999-07-02 | 2001-08-14 | Yazaki Corporation | Battery capacity detection system with temperature correction |
| CN104698381A (zh) * | 2013-12-04 | 2015-06-10 | 广州汽车集团股份有限公司 | 一种测试电池功效特性与内阻的方法 |
| DE112012006235B4 (de) * | 2012-04-20 | 2016-01-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fahrzeug |
| CN112698225A (zh) * | 2019-10-22 | 2021-04-23 | 华为技术有限公司 | 一种电池容量跟踪方法、装置及电子设备 |
-
1997
- 1997-04-18 JP JP9101870A patent/JPH10293164A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6275008B1 (en) | 1999-07-02 | 2001-08-14 | Yazaki Corporation | Battery capacity detection system with temperature correction |
| DE112012006235B4 (de) * | 2012-04-20 | 2016-01-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Fahrzeug |
| US9365129B2 (en) | 2012-04-20 | 2016-06-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle having an electric motor and method of controlling a display displaying a cruising distance of the vehicle |
| CN104698381A (zh) * | 2013-12-04 | 2015-06-10 | 广州汽车集团股份有限公司 | 一种测试电池功效特性与内阻的方法 |
| CN104698381B (zh) * | 2013-12-04 | 2017-08-22 | 广州汽车集团股份有限公司 | 一种测试电池功效特性与内阻的方法 |
| CN112698225A (zh) * | 2019-10-22 | 2021-04-23 | 华为技术有限公司 | 一种电池容量跟踪方法、装置及电子设备 |
| CN112698225B (zh) * | 2019-10-22 | 2022-05-13 | 华为技术有限公司 | 一种电池容量跟踪方法、装置及电子设备 |
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