JPS58115375A - 蓄電池残存容量計 - Google Patents

蓄電池残存容量計

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JPS58115375A
JPS58115375A JP56215719A JP21571981A JPS58115375A JP S58115375 A JPS58115375 A JP S58115375A JP 56215719 A JP56215719 A JP 56215719A JP 21571981 A JP21571981 A JP 21571981A JP S58115375 A JPS58115375 A JP S58115375A
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JP
Japan
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voltage
timer
storage battery
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battery
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JP56215719A
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Tomoki Matsui
松居 朋樹
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Yuasa Corp
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Yuasa Corp
Yuasa Battery Corp
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/165Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values
    • G01R19/16533Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application
    • G01R19/16538Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies
    • G01R19/16542Indicating that current or voltage is either above or below a predetermined value or within or outside a predetermined range of values characterised by the application in AC or DC supplies for batteries

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  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
  • Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、特にシ気自動車やフォークリフト等の一動車
に用いられる蓄電池の残りの遡装置を表示する装fl(
以下、44池残存容を針と呼ぶ)に関するもので、開路
中の蓄′鑵池端子電圧と放゛龜時の端子電圧及びその放
題時間関係より、414池残存容量を簡単に適切に表示
することができるものである。
従来この種の装置は、蓄電池の放電々気量で測定する方
法、放電中のある電流値での電池電圧値を測定する方法
、電池の電解液比重値を測定する方法等によっていた。
しかし、これらの方法はいずれも次の欠点を有していた
。すなわち、放′電々気量を測定する方法では放電回路
に暖流検出用の分流器を要する他、放電開始時の容量状
態をいくらに設定するかが問題となり、又、放電時間率
の大小によって実質残存容量が異なる問題があった。
放電中の電池電圧値で表示する場合も、゛磁流検出・、
用の分流器を要する上、設定4流値でのみ表示するため
の測定゛電圧ホールド回路等、復雑な回路が必要となっ
た。4解液比重値を測定する方法では、特別な比重セン
サが必要なため、^価な上、その取扱いが面倒であると
いう欠点を有していた。
本発明はと記の欠点を解消するもので、以下図面により
詳細に説明する。
第1図は、電動車用−蓄電池の放電々正特性で、(A)
は5)IR()IR=時間率、5HRは5時間で放電が
終る電流のこと)放電時、(B)は3HR放罐時、(C
)はl HR放鴫時の特性を示している。一般によく知
られるこの図では、放電時間と電圧の関係が良く判るが
、各時間率に対する残り容量の関係は判断しにくいっそ
こで、第1図の横軸に残存容1をとりそれぞれの時間率
の時間を10’lJとした百分率で表わすと、第2図の
如くなる。(A’)、(B’)および(C′)は各々第
1図の(A) 、 (B)および(C)から転記したも
のである。直線(0)は、蓄電池の残存容量に比例した
蓄電池回路電圧を示す。蓄電池回路電圧は理論的に電解
液比重値に0.85を加算した値をとる。ここでは残存
容量100%の時は、比重1.28で回路4圧は2.1
5V(電池1ヶ当り)であり、残存容置O%の時は、比
重1.15.で回路電圧は2゜0 t) Vである。こ
れらのグラフを対比すると、(It)、(pダ)および
(C10のグラフは残存容量100〜2096の間では
直線(0)を平行移動させ低下した関係にあることが判
る。従って11回路電圧の値に比例してその時の電池容
量を表示すると共に、回路・電圧からの低下の大きさを
検出することによ−)でその時の放電時間率を検知し、
検知した時間率に等しい時間でタイマーを動作させ、そ
のタイマ一時間の経過に従って表示を100%から0%
−\低下させると残存容量表示がoTglとなる。尚、
電気自動車やフォークリフトの放電率は一定では無く種
々変化する、この様な変化する負荷状態に対しても、そ
の時間率の検出に合せてタイマ一時間の切替えを行うこ
とによって各時間率に対応した経過時間の積にて残存容
量を表示することが出来る。
次に一実施例により更に詳しく説明する。第6図は、本
発明の残存容量計の主要回路図であるっ図に於いて、1
は被測定蓄電池で、充1L図示はしていない)であらか
じめ光磁されているものとする。2は蓄電池1の負荷で
運転したり休止したりする4動機などである。5〜20
はIC又はICで構成した回路部を表わし、そのうち6
〜1゜は演算増巾器(以下opアンプと呼ぶ)で、11
はアップ/ダウンカウンタ部、12.15はタ゛イマ部
、14は切換部、15.16は1iOTゲート、17〜
20はアナログスイッチICである。21.22はトラ
ンジスタ、25.24はツェナーダイオード、25は発
光ダイオード、26〜61はシリコンタイオード、52
〜37はコンデンサ、58〜64が抵抗器、65〜68
が可変抵抗器、69が残存容量表示をした電圧計である
。尚、Aは入力部、Bは蓄電池放電時間率検出部、Cは
タイマ部である。今、被測定蓄電池1に図の様な構成の
電気回路を接続すると、ツェナーダイオード26によっ
て規定された電圧がV十に発生する。
この電圧は、全ての工C電源に供給される他、通数4警
告用の発光ダイオード25の電源の供給及びV十発生時
のステップ信号をコンデンサ54、により、アップ/ダ
ウンカウンタ部11のカウント内容をリセットし、4つ
の出力(A、B、C,D)を0とするのに利用される。
V+は又、抵抗器59とツェナーダイオード24に加え
られ、更にツェナーダイオード24で規定された電圧は
、可変抵抗器65で蓄電池残存容量096に対応する理
論回路電圧2.0OV(電池1ヶ当り)に比例した電圧
に調整する。ここでは説明が便利な様に2.00Vに調
整するものとすれば、opアンプ3はボルテージフォロ
ウであるから、その出力は2.11 L) Vとなり、
非反転増中器として構成したOPアンプ4の出力は、ア
ップ/ダウンカウンタ部11の出力が0であるから、や
はり2. Otl Vとなる。一方、被測定蓄電池1の
電圧は、直接可変抵抗器67にて分圧し、電池1ヶ当り
の電圧に調整する。例えば、蓄電池1が6ケ組で、その
端子螺圧が12.。
■の時に2.L]OVとなるように調整する。この様に
1整した時、蓄電池1の電圧が1ヶ当り2.L]OV以
上あるならば、OPアンプ5のe入力がe入力より高く
なるため、その出力はHレベル(11ルベル=電圧が電
源罐圧V+付近にまで上った状態以後この様に呼ぶ)と
なり、アッグ/ダウンヵウンタ部11のアップ/ダウン
入力(U/D )がHレベルとなりカウントアツプの準
備ができる。合せて、抵抗58とコンデンサ67の積分
回路で一定時間遅延されてタイマ部の切替部14の入力
(INA)がHレベルとなる。この切替部14は、一方
0人力(I!iA ”)が、Hレベルの時一方の出力(
OUTl)をHレベルとし、他方の出力(OU’l’2
 )をLレベル(Lレベル=電圧がOV付近に下った状
態、以後この様に呼ぶ)とするし、Lレベルの時はそれ
ぞれ逆の状態(OUTlをLレベル、0UT2をHレベ
ル)とする。又、他方の入力(工NB)は、Hレベルの
Wは上記の動作を行うが、Lレベルになると両方の出力
(OUTl 、2共に)をLレベルとする働きがある。
尚、アップ/ダウンカウンタ部11のキャリー出力(C
O)は、カウントアツプの場合、4つの出力(A + 
B + C+ D )が全てHレベル(D時Lレベルと
なり、カウントダウンの場合は、4つの出力が全てLレ
ベルの時にのみLレベルとなり、その他の場合は常にH
レベルである。
従って切替部14の入力(INB)はHレベルにあり、
一方の出力(OUT  i )′h(、Hレベルとなる
タイマ部12の制御端子(CONTA)はHの時にパル
ス信号を出力するので、アップ/ダウシタ部11のクロ
ック入力(ci、)がこれを受け、その出力(A、B、
C,D)は21カウントにてカウントアツプする。この
時最低位桁の出力(A)の抵抗45がら 。
軟土位桁の出力(Diの抵抗46(′よ電流が2倍毎増
加する様に重みづけがされているので、カウントアツプ
に比例して、抵抗42の電流が増加する。それに従って
、oPアンプ4の出力電圧は増加するが、15段上昇す
ると、その出力(A、B、C,D)は全てHレベルとな
り、キャリー出方(CO)がLレベルとなるので、切替
部14の出力は全てLレベルとなり、タイマ部12の出
力は停止し、アップ/ダウンカウンタ部11はカウント
動作を停止する。この時○Pアンプ4の出力は2.15
Vを得るように可変抵抗器68をmIIすれば、畜罐池
1の1ヶ当りの電圧、すなわちOPアンプ5の■入力電
圧が2. ? 3 V以上の場合は、常にこの状態にセ
ットされる。蓄電池磁圧が1ヶ当り2.+ 5’l以旧
は、前述のように残存容量100%を意味するところか
ら残存容量表示用の電圧計69は、この時11JO%を
指示する様に目盛っておく。当然ながら、開路4圧が2
.1vならば約70%を2.06Vならば約50%を指
示するところでOPアンプ5のθλ入力電圧の入力電圧
を越えると同時にその出力がLレベルとなり、アップ/
ダウンカウンタ部11のアップ/ダウン入力(U/D 
)がLレベルとなり、切替部の入力(A)もLレベルと
なり、タイマ12が出力を停止するため、その出力(A
、B、C,D)は、その時々の出力状態で停止する。と
ころでタイマ12の出力パル4スの発生速度を決定rる
l抵抗59、コンデンサ65の時定数は非常に小さく選
んであるため、上述のカウント動作は速く、従って残存
容置表示電圧計69の指示は、実際は1秒以内に行われ
る 次に蓄電池1が負荷2の動作により放電状態になると、
°OPアンプ5のe入力はやはりθ入力より低いため1
、その出力はやはりLレベルであり、rツブ/ダウンカ
ウンタ部11はダウンカウントの状態で停止している。
一方opアンプ6〜1゜のe入力が全て低下するが、し
かしながらOPアンプ6〜10のe入力は抵抗52 、
55 、54 。
55.56.57で分圧してそれぞれのOPアンプへ入
力しているので、放電々流が小さい時には、OPアンプ
6だけのθ入力が■入力より低い状態であり、OPアン
プ6の出力た′けがHレベルとなり、他のopアンプ7
.8.9.10の出力はLレベルテある。この時、切替
器14の入力(A)はL・レベルであるから、その一方
の出力(1)がLレベルとなり、他方の出力(2)がH
レベルとなる。従ってタイマー16の制御端子[A)は
Hレベルになるが、このタイマー13はもう一方の制御
端子fB)が同時にHレベルの時にのみ時間を計測し出
力パルスを発生するので、OPアンプ6の出力がHレベ
ルになっ7た時に始めて時間を計測し始めることとなる
今、放電々流が小さくOPアンプ7〜1oの出力は全で
Lレベルとすると、スイッチェC17の入−力、(、I
N)は全てLレベルのためスイッチは01”F状態とな
り、抵抗61〜64は開放となり、タイマ15の発振器
時定数はコンデンサろ6と抵抗60だけで決まるため、
かなり大きな値となる。実際にはタイマICは内部に多
段のフリツプフロツプ回路を有するため、原発振器の周
期は長時間に伸長されタイマーの出力パルスとなる。例
えば、OPアンプ6の出力が5HR放電々流を検知した
時に、Hレベルになるように抵抗52他の値を選んでい
るならば、OPアンプ6の出力がHレベルになると同時
に5HR放電時の放電時間、すなわち5時間にて全残存
容量100%を0%指示にカウントダウンできる間隔で
タイマ15が・くルスを出力すれば良いことになる。こ
こでは15ケの・クルレスで全g盪を表示しているので
、5時間を15で割った21]分で1ケのパルスを出力
することになる。
族4々流が増加し、電池電圧の低下が大きくなり、OP
アンプ7の出力がHレベルになると、スイッチェC17
がONとなり、抵抗60と抵抗61が並列に接続される
ことになる。従って、発振時定数はそれに応じて小さく
なり、タイマ16の出力パルスの間隔が狭くなる。例え
ば、OPアンプ7の検出点が511Rを検出しているな
らば、タイマ15の出力は12分で1ケのパルスを出す
ように合成抵抗61が決められている。この様に放゛罐
々流が大きくなるに従って、その放電時間率を検知し、
時間率に等しい放電時間を指示する如くタイマー16の
出力パルスが制御されるため、放電時間率が変化しても
狂いなく残存容量を指示することが可能である。尚、電
動機を停止した時の電源回路インダクタンスや回生制動
方式による入力電圧のはね上りがあると、OPアンプ5
のe入力が高くなりその出力がHレベルとなるため、ア
ップ/ダウンカウンタ部11のアップ/ダウン入力がH
レベルとなり、一時アップカウント状態になるが、タイ
マ切替部14の一方の入力(A)には抵抗58とコンデ
ンサ67による遅延回路が設けであるので、数秒の間タ
イマ12がパルスを出力しないため、アップ/ダウンカ
ウンタ部11がカウントアツプして、残存容量表示電圧
針69の表示を高く狂すことはない。但し、放電を休止
し、分極による電圧低下が回復し長い時間で4池電圧が
上昇した場合には、蓄゛鑵池1の回路電圧上昇を検知し
て適当な値に再セットされる。
尚、通数4警告用発光ダイオード25は、アップ/ダウ
ンカウンタ部11の2つの出力(C,D)がそろってL
レベルになった時に、そこに接続されたNOTゲー)1
5.16が共にHレベルとなり、トランジスタ22のベ
ースj 支y)値電圧を越える様に構成しているため、
残存容量が2096以下に低下した時に点灯する。更に
残存容量が低下し、アップ/ダウンカウンタ部11の出
力が全てLレベルになると、前述の通り、そのキャリー
アウト出力(CO)がLレベルになるため、切替器14
の入力(B)がLレベルとなり、その出力は両方ともL
レベルとなるため、タイマ12.13共に出力/イルス
が出なくなり、それ以上カウントが進むことはなく、残
存容量表示電圧計69は0%を指示したところ又停止す
る。
以丘述べた如く本発明の残存容量計では、回路4圧にて
比重値に比例した残存容量を表示すると共(こ、放題中
の回路鴫圧との差電圧によって放電率を検出し、その族
4時間でタイマ信号を出力しカウンタをカウントダウン
するので、電池放題回路に分流器を必要としないし、放
題量はタイマで制御しているので放電中に指示の振らつ
きもなく、簡易に安定な指示を得ることができる。又、
ここでは5HRから1l(R放電について説明したが、
検出点とタイマー発振器の時定数を変更することで、設
定時間率の変更も自由に選べるし、更に放鑵々流の変化
量や精度の要求によって時間率の検出点を増減すること
も可能である。この様に、本発明の装置によれば安価で
取扱い安くしかも安定な指示の蓄電池残存容tIt′i
を得ることができ、その工業的価値は大である。
【図面の簡単な説明】
第1図は44池の放電時間特性、11!!2図はその残
存容量特性、第6図は本発明の残存容量針の一実施例を
示す回路図である。 1・・・被測足蓄電池   2・・負 荷5.4.5.
6.7.8.9,113・・演算増巾器11 ・・rツ
ブ/ダウンカウンタ部 +2.15・・・タイマ   A・・・入力部B−14
池放電時間率検出部 C・・タイマ部 出願人 湯浅電池株式会社

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 人力部に被測定tl電池の端子電圧を印加することによ
    り、端子電圧に比例した′電圧を発生させるよう(こパ
    ルス信号にてアップ/ダウンカウンタ部のカウント数を
    設定し、端子′電圧を保持すると共に蓄電/111容瀘
    正対比した電圧計に指示させ、更に破測定蓄喝池の放電
    時には、保持した電圧からの層圧差により放電時間率を
    検出する蓄電池数一時間率検出部と、時間設定の切替え
    られる繰返しパルス発生するタイマ部を有し、放電時間
    率検出部の信号によってタイマ部の発生時間を放電時間
    に比例させ、そのパルス信号によって前記カウント数を
    減じて電圧計の指示を減じることにより被測定層セ池の
    残存道気量を表示する蓄鑵池残存容量計。
JP56215719A 1981-12-28 1981-12-28 蓄電池残存容量計 Granted JPS58115375A (ja)

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JP56215719A JPS58115375A (ja) 1981-12-28 1981-12-28 蓄電池残存容量計

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JP56215719A JPS58115375A (ja) 1981-12-28 1981-12-28 蓄電池残存容量計

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JPH0142390B2 JPH0142390B2 (ja) 1989-09-12

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62175680A (ja) * 1986-01-30 1987-08-01 Furukawa Battery Co Ltd:The 蓄電池充放電監視装置
JPS63500055A (ja) * 1985-06-12 1988-01-07 フオ−ド モ−タ− カンパニ− 蓄電池の充電状態監視方法
JPH0356043A (ja) * 1989-07-25 1991-03-11 Toshiba Corp 無停電電源装置における蓄電池の診断方法
JPH0356044A (ja) * 1989-07-25 1991-03-11 Toshiba Corp 電源装置
US7577863B2 (en) * 2004-06-15 2009-08-18 Tatung Co., Ltd. Addressing type frequency counter circuit

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