JPS59147279A - Battery capacity meter for electric vehicle - Google Patents
Battery capacity meter for electric vehicleInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、バッテリの端子電圧を測定することによシ、
バッテリの残留容量を表示する電気自動車用バッテリ容
量計に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides
The present invention relates to a battery capacity meter for electric vehicles that displays the remaining capacity of a battery.
従来の電気自動車用バッテリ容量計としては、例えば第
1図に示すようなものがある。このバッテリ容量計は、
いわゆるアンペアアワーメータであり、バッテリ1.シ
ャント等の電流センサ2゜負荷3.積分器4及び表示メ
ータ5から構成されており、電流センサ2は負荷3に流
れる放電電流に対応する電圧を出力し、この検知電圧を
積分器4が累積することにより、その積分値が表示メー
タ5に表示されるものである。バッテリ1の完全充電状
態において表示メータ50指針5aをフルスケールに調
節しておけば、バッテリ1の放電に従い、指針5aがバ
ッテリ1の残留容量を表示する。As a conventional battery capacity meter for electric vehicles, there is one shown in FIG. 1, for example. This battery capacity meter is
It is a so-called ampere hour meter, and the battery 1. Current sensor such as shunt 2゜load 3. It is composed of an integrator 4 and a display meter 5, and the current sensor 2 outputs a voltage corresponding to the discharge current flowing through the load 3. The integrator 4 accumulates this detected voltage, and the integrated value is displayed on the display meter. This is what is displayed in 5. If the pointer 5a of the display meter 50 is adjusted to full scale when the battery 1 is fully charged, the pointer 5a will display the remaining capacity of the battery 1 as the battery 1 discharges.
しかしながら、一般にバッテリ1の完全充電状態におけ
る容量は寿命(充放電の繰返し)Kより低下する性質が
あり、また自己放電も行なわれるため、現実の放電電流
を累積する方式の上記従来のバッテリ容量計にあっては
、バッテリ1の永年使用に伴い、指針5aは実際の残留
容量値に比し高めを指示することになる。しだがって、
上記従来の・々ツテリ容量計は容量計としての信頼性に
欠けるものであった。また、このバッテリ容量計はシャ
ント等の電流センサを用いているため、大型、かつコス
ト高であるという欠点があった。However, in general, the capacity of the battery 1 in a fully charged state tends to decrease over its lifespan (repetition of charging and discharging) K, and self-discharge occurs. In this case, as the battery 1 is used for many years, the pointer 5a will indicate a higher value than the actual residual capacity value. Therefore,
The conventional capacitance meter described above lacks reliability as a capacitance meter. Furthermore, since this battery capacity meter uses a current sensor such as a shunt, it has the drawbacks of being large and expensive.
本発明は、このような従来の欠点に着目してなされたも
ので、バッテリに開閉スイッチを介してタミ一定負荷が
接続された回路と、該開閉スイッチの開成時点よシ一定
時間後における前記バッテリの端子電圧を測定する手段
と、この端子電圧を読み込み、予め記憶された前記バッ
テリの開放電圧対放電率特性に基づき放電率を算出する
計算装置と、該放電率に対応する前記バッテリの残留容
量を表示する装置とよシなる構成とすることによシ、バ
ッテリの容量低下、自己放電等に対しても、支障なく残
留容量を正確に表示しうる電気自動車用バッテリ容量計
を提供することを目的とする。The present invention has been made by focusing on such conventional drawbacks, and includes a circuit in which a constant load is connected to a battery via an on-off switch, and a circuit that connects the battery with a constant load after a certain period of time from the time when the on-off switch is opened. means for measuring the terminal voltage of the battery; a calculation device that reads the terminal voltage and calculates a discharge rate based on a pre-stored open circuit voltage versus discharge rate characteristic of the battery; and a residual capacity of the battery corresponding to the discharge rate. It is an object of the present invention to provide a battery capacity meter for an electric vehicle that can accurately display the remaining capacity without any trouble even when the capacity of the battery decreases, self-discharges, etc. purpose.
まず、本発明に係る電気自動車用バッテリ容量計におい
て実施される残留容量測定方法を説明する。First, a residual capacity measuring method implemented in the electric vehicle battery capacity meter according to the present invention will be described.
第2図は一般の・々ツテリの放電率を・ぐラメータとし
た放電電流対端子電圧特性のグラフであり、第3図は一
般のバッテリの放電率対開放電圧特性、及び放電率対内
部抵抗特性のグラフである。Figure 2 is a graph of discharge current vs. terminal voltage characteristics using the discharge rate of a general battery as a parameter, and Figure 3 is a graph of discharge rate vs. open voltage characteristics and discharge rate vs. internal resistance of a general battery. It is a graph of characteristics.
第2図より明らかな如く、バッテリの端子電圧は特定の
放電電流値においても放電率の値によって異なるが、放
電電流値が零のとき(端子を開放にしだとき)の端子電
圧、すなわち開放電圧は、放電率が大きくなるにつれて
低下する。この関係を示したものが、第3図に示す放電
率対開放電圧特性である。そこで、まず開放電圧を測定
し、この測定開放電圧から第3図に示す放電率対開放電
圧特性に基づき放電率を求めると、バッテリの残留容量
を決定することができる。なお、完全充電状態と放電率
(%)との差が残留容量とみることができる。As is clear from Figure 2, the terminal voltage of a battery varies depending on the discharge rate even at a specific discharge current value, but the terminal voltage when the discharge current value is zero (when the terminals are opened), that is, the open circuit voltage. decreases as the discharge rate increases. This relationship is shown in the discharge rate vs. open circuit voltage characteristics shown in FIG. Therefore, the remaining capacity of the battery can be determined by first measuring the open circuit voltage and calculating the discharge rate based on the discharge rate vs. open circuit voltage characteristic shown in FIG. 3 from the measured open circuit voltage. Note that the difference between the fully charged state and the discharge rate (%) can be regarded as the residual capacity.
第3図に示す放電率対開放電圧特性は、・々ツテリの寿
命による容量低下及び自己放電等を含んだ特性である。The discharge rate vs. open circuit voltage characteristic shown in FIG. 3 is a characteristic that includes capacity reduction due to battery life, self-discharge, etc.
したがって、上記測定方法により得られた残留容量は信
頼性の高いものといえる。Therefore, it can be said that the residual capacity obtained by the above measurement method is highly reliable.
以下、本発明に係る自動車用バッテリ容量計の一実施例
を説明する。An embodiment of an automobile battery capacity meter according to the present invention will be described below.
第4図は本発明に係る自動車用バッテリ容量計の一実施
例の回路図である。FIG. 4 is a circuit diagram of an embodiment of an automobile battery capacity meter according to the present invention.
6は残留容量を測定されるバッテリであり、このノぐツ
テリ6には開閉スイッチ7を介してグミ一定負荷8が接
続されておシ、バッテリ6、開閉スイッチ7及びダミ一
定負荷8は容量測定回路を構成している。開閉スイッチ
7は押釦9に連動して開閉される。10はバッテリ6の
端子電圧を測定するための電圧計であり、その測定端子
電圧は、後述する態様によシグートスイッチ11を介し
てマイクロコンピュータ12へ供給される。13はワン
ショットマルチバイブレータ、14idクロック発振器
、15はカウンタであり、カウンタ15の出力がr−ト
スイッチ11の開閉を制御する。Reference numeral 6 denotes a battery whose residual capacity is to be measured, and a gummy constant load 8 is connected to this gauge 6 via an on-off switch 7. It constitutes a circuit. The open/close switch 7 is opened and closed in conjunction with the push button 9. Reference numeral 10 denotes a voltmeter for measuring the terminal voltage of the battery 6, and the measured terminal voltage is supplied to the microcomputer 12 via the switch 11 in a manner to be described later. 13 is a one-shot multivibrator, 14 is an ID clock oscillator, and 15 is a counter, and the output of the counter 15 controls the opening and closing of the r-to switch 11.
マイクロコンピュータ12は、入出力部(Ilo)12
aと、マイクロ演算装置12bと、ROM及びRAMよ
シなる記憶部12eとから構成されている。16はバッ
テリ6の残留容量を表示する表示装置である。The microcomputer 12 has an input/output unit (Ilo) 12
a, a micro arithmetic unit 12b, and a storage section 12e such as ROM and RAM. 16 is a display device that displays the remaining capacity of the battery 6.
次に、上記実施例の作用を説明する。Next, the operation of the above embodiment will be explained.
まず、第5図(A)に示す如く時刻t。において押釦9
がオンされると、開閉スイッチ7は閉成しテ、バッテリ
6からダミ一定負荷8に放電電流が流れる。この開閉ス
イッチ7の閉成時間中においてはバッテリ6の端子電圧
は一定値だけ低下する。。First, as shown in FIG. 5(A), at time t. Press button 9
When turned on, the open/close switch 7 is closed, and a discharge current flows from the battery 6 to the dummy constant load 8. During the closing time of the open/close switch 7, the terminal voltage of the battery 6 decreases by a constant value. .
(第5図(B)参照)。次に、時刻tiにおいて押釦9
がオフされると、開閉スイッチ7は開成して放電停止と
なるが、バッテリ6の端子電圧は、このバッテリ6の内
部抵抗、すなわち放電率の影響のため、第5図(B)に
示す如く漸次滑らかな過渡特性曲線を描いて開放電圧に
戻る。ここで、時間τを適当に選ぶと、開閉スイッチ7
の開成時点t!から一定時間τ後における端子電圧v2
はほぼバッテリ6の開放電圧とみなしうる。(See Figure 5(B)). Next, at time ti, push button 9
When the switch is turned off, the on/off switch 7 opens to stop discharging, but the terminal voltage of the battery 6 changes as shown in FIG. 5(B) due to the influence of the internal resistance of the battery 6, that is, the discharge rate. It gradually returns to the open circuit voltage with a smooth transient characteristic curve. Here, if the time τ is selected appropriately, the open/close switch 7
The opening time of t! Terminal voltage v2 after a certain period of time τ
can be regarded as approximately the open circuit voltage of the battery 6.
次に、第5図(C) 、 (D)に示す如く、時刻t工
における押釦9からの信号の立下がりにトリゴーして、
ワンショットマルチバイブレータ13はパルスを出力す
る。このノソルスを受けて、クロック発振器14はクロ
ックパルスを発振する(第5図(ト)参照)。Next, as shown in FIGS. 5(C) and 5(D), a trigger is applied to the fall of the signal from push button 9 at time t,
One-shot multivibrator 13 outputs pulses. In response to this pulse, the clock oscillator 14 generates a clock pulse (see FIG. 5(g)).
そしてカウンタ15はクロックツ2ルスを計数して時間
τに見合う一定数(本実施例においては5個)に達した
とき、ノソルスを出力する(第5図(ト)参照)。Then, the counter 15 counts the clock pulses and outputs a clock pulse when a certain number (five in this embodiment) corresponding to the time τ is reached (see FIG. 5(G)).
このA?ルスによシ、ダートスイッチ11は制御されて
閉成する(第5図(G)参照)。すなわち、開閉スイッ
チ7の開成時点tlから時間τにおいてダートスイッチ
11が閉成される。この時刻t工+τにおいては、第6
図に示す如く、電圧計10で測定されたバッテリ6の端
子電圧Vτ(これは開放電圧とみなしうる)がマイクロ
コンピュータ120入出力部12aを介してマイクロ演
算装置12bに読み込まれる。読み込まれた端子電圧v
Tは一旦配憶部12cのRAMに記憶され、予め記憶部
12cのROMに記憶されている開放電圧対放電率特性
(第3図参照)に基づき、測定端子電圧Vτに対応する
放電率が算出され、この値も記憶部12cのRAMに記
憶される。そして、この放電率に対応するバッテリ6の
残留容量が表示装置16に表示される。This A? As a result, the dart switch 11 is controlled to close (see FIG. 5(G)). That is, the dirt switch 11 is closed at a time τ from the opening time tl of the open/close switch 7. At this time t + τ, the 6th
As shown in the figure, the terminal voltage Vτ of the battery 6 measured by the voltmeter 10 (which can be considered as an open circuit voltage) is read into the microprocessing unit 12b via the input/output section 12a of the microcomputer 120. Read terminal voltage v
T is temporarily stored in the RAM of the storage unit 12c, and the discharge rate corresponding to the measurement terminal voltage Vτ is calculated based on the open circuit voltage vs. discharge rate characteristic (see FIG. 3) stored in advance in the ROM of the storage unit 12c. This value is also stored in the RAM of the storage unit 12c. Then, the remaining capacity of the battery 6 corresponding to this discharge rate is displayed on the display device 16.
この残留容量表示は、次の測定時における開閉スイッチ
7の閉成時点t1iで保持される。すなわち開閉スイッ
チ7の閉成時点t1で押釦9よりクリアー信号がマイク
ロコンピュータ12のマイクロ演算装置12bに供給さ
れ、これによシ、記憶部12cのRAMに記憶された先
の測定端子電圧Vτ及び放電率は消去される(第6図参
照)。This residual capacity display is maintained at the time point t1i when the on-off switch 7 is closed during the next measurement. That is, at the time t1 when the open/close switch 7 is closed, a clear signal is supplied from the push button 9 to the micro arithmetic unit 12b of the microcomputer 12, and thereby the previously measured terminal voltage Vτ and discharge stored in the RAM of the storage section 12c are The rate is eliminated (see Figure 6).
このように、本実施例はバッテリ1の開放電圧とみなし
うる端子電圧Vτを測定し、この値に基づき自動的に放
電率を算出してバッテリ6の残留容量を表示する構成で
あるため、永年使用によるバッテリ6自体の容量低下及
び自己放電等に対して、支障なく残留容量を正確に測定
することができる。In this way, this embodiment measures the terminal voltage Vτ, which can be regarded as the open-circuit voltage of the battery 1, and automatically calculates the discharge rate based on this value to display the remaining capacity of the battery 6. Even if the capacity of the battery 6 itself decreases due to use, self-discharge, etc., the remaining capacity can be accurately measured without any problems.
またシャント等の大型、かつ高価な電流センサを使用す
る必要がなく、例えばマイクロコンピュータ12を電気
自動車の駆動モータ制御用マイクロコンピュータと兼用
することもできる。Further, there is no need to use a large and expensive current sensor such as a shunt, and for example, the microcomputer 12 can also be used as a microcomputer for controlling the drive motor of an electric vehicle.
なお、上記実施例においては、時刻tl+τにおけるバ
ッテリ6の端子電圧■τを開放電圧とみなしうるよう時
間τを設定しであるが(例えば、電動フォークリフト用
バッテリにあっては、300Aのダミ一定負荷とし、τ
=3秒に設定した)マイクロコンピュータ12を用いて
端子電圧Vτに基づき対応する開放電圧を算出してから
、放電率を求めるように構成することもできる。また、
電気自動車の運行時において、定期的に押釦9をオン・
オフさせることによシ、遂次バッテリ6の残留容量をモ
ニターすることも可能である。In the above embodiment, the time τ is set so that the terminal voltage ■τ of the battery 6 at time tl+τ can be regarded as the open circuit voltage (for example, in the case of an electric forklift battery, a dummy constant load of 300 A is used). and τ
It is also possible to calculate the discharge rate after calculating the corresponding open circuit voltage based on the terminal voltage Vτ using the microcomputer 12 (set to 3 seconds). Also,
When operating an electric vehicle, turn on pushbutton 9 periodically.
By turning it off, it is also possible to monitor the remaining capacity of the battery 6 one after another.
第7図は、本発明に係る電気自動車用バッテリ容量計に
おけるグミ一定負荷の他の実施例を示す回路図である。FIG. 7 is a circuit diagram showing another embodiment of the gummy constant load in the electric vehicle battery capacity meter according to the present invention.
ノ々ツテリ6には開閉スイッチ7を介してダミ一定負荷
8が接続される。このダミ一定負荷8は、電気自動車の
駆動モータ81の空回転負荷である。A dummy constant load 8 is connected to the notoutlet 6 via an on/off switch 7. This dummy constant load 8 is an idle rotation load of the drive motor 81 of the electric vehicle.
すなわち、押釦9のオンによって開閉スイッチ7が閉成
されると共に、押釦9から発せられる解除信号によシフ
ラッチ82が作動して、駆動モータ81と回転主軸83
の接続が断たれ、これにより、駆動モータ81は空回転
する。このとき、駆動モータ81の空回転負荷は一定で
あるため、あたかもダミ一定負荷8をバッテリ6に接続
した状態と同等な効果が得られる。That is, when the push button 9 is turned on, the open/close switch 7 is closed, and the release signal issued from the push button 9 operates the shift latch 82, which closes the drive motor 81 and the rotating main shaft 83.
is disconnected, and the drive motor 81 rotates idly. At this time, since the idle rotation load of the drive motor 81 is constant, the same effect as if the dummy constant load 8 was connected to the battery 6 can be obtained.
この実施例によれば、バッテリ6の容量測定回路にダミ
一定負荷8を格別耐直しなくても済み、部品点数が少な
く、製造コストが低廉になるという利点がある。According to this embodiment, the dummy constant load 8 does not need to be particularly resistant to the capacity measuring circuit of the battery 6, and there are advantages that the number of parts is small and the manufacturing cost is low.
以上説明してきたように、本発明によれば、バッテリの
端子電圧を測定することによシ、開放電圧対放電率特性
に基づき自動的に放電率を求めて残留容量を表示する構
成としたため、寿命によるバッテリ自体の容量低下及び
自己放電等に対しても、表示残留容量は正確であシ、信
頼性が高く、しかも大型、かつ高価の電流センサ等を用
いる必要がなく、また、電気自動車の駆動モータ制御用
マイクロコンピュータを利用することができるという優
れた効果がある。As explained above, according to the present invention, by measuring the terminal voltage of the battery, the discharge rate is automatically calculated based on the open circuit voltage vs. discharge rate characteristic and the residual capacity is displayed. The displayed residual capacity is accurate and reliable even when the battery itself decreases in capacity and self-discharges due to its lifespan, and there is no need to use large and expensive current sensors. This has the excellent effect of being able to utilize a microcomputer for controlling the drive motor.
第1図は従来の電気自動車用バッテリ容量計の一例を示
す回路図、第2図は一般のバッテリの放電率をパラメー
タとした放電電流対端子電圧特性を示すグラフ、第3図
は一般のバッテリの放電率対開放電圧特性、及び放電率
対内部抵抗特性を示すグラフ、第4図は本発明に係る電
気自動車用バッテリ容量計の一実施例を示す回路図、第
5図(ト)ないしくG)は同実施例の作動を示すための
タイムチャート図、第6図は同実施例の作動を示すため
のフローチャート図、第7図は本発明に係る電気自動車
用バッテリ容量計におけるダミ一定負荷の他の実施例を
示す回路図である。
6・・・バッテリ、7・・・開閉スイッチ、8・・・ダ
ミ一定負荷、9・・・押釦、10・・・電圧計、11・
・・ダートスイッチ、12・・・マイクロコンピュータ
、12a・・・入出力部、12b・・・マイクロ演算装
置、12c・・・記憶部、13・・・ワンショットマル
チバイブレータ、14・・・クロック発振器、15・・
・カウンタ、16・・・表示装置、81・・・駆動モー
タ、82・・・クラッチ、83・・・回転主軸。
第1図
第2図
第3図
第5図
−433−
第6図Figure 1 is a circuit diagram showing an example of a conventional electric vehicle battery capacity meter, Figure 2 is a graph showing discharge current vs. terminal voltage characteristics with the discharge rate of a general battery as a parameter, and Figure 3 is a graph of a general battery. FIG. 4 is a circuit diagram showing an embodiment of the electric vehicle battery capacity meter according to the present invention, and FIGS. G) is a time chart diagram showing the operation of the same embodiment, FIG. 6 is a flow chart diagram showing the operation of the same embodiment, and FIG. 7 is a dummy constant load in the battery capacity meter for an electric vehicle according to the present invention. FIG. 3 is a circuit diagram showing another embodiment of the invention. 6... Battery, 7... Open/close switch, 8... Dummy constant load, 9... Push button, 10... Voltmeter, 11...
...Dart switch, 12...Microcomputer, 12a...Input/output section, 12b...Micro arithmetic unit, 12c...Storage section, 13...One-shot multivibrator, 14...Clock oscillator , 15...
- Counter, 16... Display device, 81... Drive motor, 82... Clutch, 83... Rotating main shaft. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 5 -433- Figure 6
Claims (1)
れた回路と、該開閉スイッチの開成時点よシ一定時間後
における前記バッテリの端子電圧を測定する手段と、こ
の端子電圧を読み込み、予め記憶された前記バッテリの
開放電圧対放電率特性に基づき、放電率を算出する計算
装置と、該放電率に対応する前記バッテリの残留容量を
表示する装置とよりなる電気自動車用バッテリ容量計。a circuit in which a dummy constant load is connected to the battery via an on-off switch; a means for measuring the terminal voltage of the battery after a certain period of time from when the on-off switch is opened; and a means for reading the terminal voltage and storing it in advance. A battery capacity meter for an electric vehicle, comprising a calculation device that calculates a discharge rate based on the open circuit voltage versus discharge rate characteristic of the battery, and a device that displays the remaining capacity of the battery corresponding to the discharge rate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58021859A JPS59147279A (en) | 1983-02-10 | 1983-02-10 | Battery capacity meter for electric vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58021859A JPS59147279A (en) | 1983-02-10 | 1983-02-10 | Battery capacity meter for electric vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59147279A true JPS59147279A (en) | 1984-08-23 |
Family
ID=12066835
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58021859A Pending JPS59147279A (en) | 1983-02-10 | 1983-02-10 | Battery capacity meter for electric vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59147279A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61148379A (en) * | 1984-12-22 | 1986-07-07 | Kaize Denki Kk | Battery tester |
-
1983
- 1983-02-10 JP JP58021859A patent/JPS59147279A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61148379A (en) * | 1984-12-22 | 1986-07-07 | Kaize Denki Kk | Battery tester |
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