JPS6249274A - バツテリの充電状態を判定する方法および装置 - Google Patents

バツテリの充電状態を判定する方法および装置

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JPS6249274A
JPS6249274A JP61141556A JP14155686A JPS6249274A JP S6249274 A JPS6249274 A JP S6249274A JP 61141556 A JP61141556 A JP 61141556A JP 14155686 A JP14155686 A JP 14155686A JP S6249274 A JPS6249274 A JP S6249274A
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battery
charge
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terminal voltage
load
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カーマイケル・マツキイ
ピーター・ワトソン・バーバー
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BL Technology Ltd
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • H02J7/007—Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/00712—Regulation of charging or discharging current or voltage the cycle being controlled or terminated in response to electric parameters
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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】 〔利用分子ｆｉｆ） 本発明は、バッテリ、植に自動車のバッテリの充電状態
を判定する方法および装ｆｆ、Ｌに関する。
〔発明の背景〕 バッテリの充電状態を判定するために、修理工場やガレ
ージで用いられる公知技術で１１バツテリを成る時間不
動作状態に静置ないし放置した後で、バッテリの開回路
端子電圧を測定することが心安である。その放置時間Ｃ
１充電あるいは放電によるバッテリ内の電荷分布（ｃｈ
ａｒｇｅ　ｄｌｓｔｒｉｂｕ−１ｌｏｎ）の過渡的変化
を安定化はせるのに欠くことのできないものであり、こ
の技術を使用Ｉ７て、充電状態を合目的的に正確に判定
するために１よ、３０時間以上の放置時間を必要とする
。開回路端子電圧の測定と適切刃換瀞表とから、充電状
態（ｓｔａｌｅｏｆ　ｃｈａｒｇｅ　）の評価が得られ
る。この技術でｔま、充電あるいは放′醒の電流がＭｆ
ｌれていた＠後に充電。
状態の正確な判定を（ｉることかできす、それ故、休止
状態に１５時間以上の間おかれることがめったにない自
動市川バッテリの充電状態の判定に使用するには不適当
である。
〔発明の概要〕
本発明の第１の面によれば、バッテリに流れる九′９！
Ｌあるいは放電の電流が所定レベル以下に降下した後、
バッテリ内の電りＳ分布の安定化を促進するためにバッ
テリに負荷を荷すステップと、前記負荷を取り除いた後
バッテリの端子電圧を測定するステップと、端子電圧と
バッテリの充電状態との間の対応関係についての記憶デ
ータから充電状態を評価するステップとを備えるバッテ
リの充電状態を判定する方法が得られる。
本発明の第２の面によれ、ば、バッテリに渾１れる充電
あるいは放電の電流が所定レベル以下に降］した後、バ
ッテリ内の電荷分布の安定化を促進するためにバッテリ
に負荷を荷すようにされた安定化手段と、前Ｉ【−：負
荷がをり除かれた後、バッテリの端子電圧を測定するよ
うにされた測定手段と、端子電圧とバッテリの充電状態
との間の関係についての記憶データから充電状態を評価
するようにされた評価手段とを備えるバッテリの充電状
態を判定する装置が得られる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面を８照して説明する。
以下の実施例において、バッテリを流れる充電あるいは
放電の電流、が所定のレベル以下に降下１゜た後、安定
化用負荷が検査されるバッテリに接続され、この負荷は
バッテリにおける電荷分布の安定化を促進するように作
用し、そのような負荷を接続ｊ−なかった場合よりも早
くバッテリの充電状態の正確な判定を可能とする。安定
化負荷は、典型的には、２ハキ５分間、接続され、更に
８時間以下の整シｉ１時間後に、充電状態が判定される
。
以下の実施例は、自動車のバッテリに関しており、その
場合、自動車のエンジンが切られて、バッテリの比較的
大きな負り１１例えば、照明装置および加熱装置による
負荷が取り除がれると、安定化負荷がバッテリに接続さ
れるようにするのが都合が良い。とれは、エンジンが切
られて、残存の放電電流が、例えば５０ｒｎＡよシも小
さいことを検出することによって達成され得る。バッテ
リを取りはずさない限シ、電源から切り離されない電子
時計および電子制御システムの一部のような、比較的小
さガ永久的負荷すなわち定常負荷ｄ１この方法にほとん
ど影響を与えない。
第１図は、バッテリ１に安定化負荷を接続する方法を示
す。検査されるバッテリ１は、スイッチＳ１によって安
定化負荷２に接続され得る。スイッチＳ１は、比較器３
によって制り１ｊさね、との比較器は、第１の入力とし
てバッテリ１の端子電圧の測定値を受け、Ｒ，０Ｍ５か
ら第２の人力を受ｋｊる。ｌｔＯＭ５け、バッテリ１の
九知状態のデジタル化された予１１１１　ｆｉ＆を受け
、これを、９１’＋ｌｌ＋電圧とバッテリの充電状態と
の間の関係に関する記憶データに従って、対応する電圧
に変換するように接続されている。スイッチＳｕ：ｒ、
エンジンが切られると図示しない手段によって閉成され
るように構成され、かつ比較器３によって決められる期
間、閉成状態を維持する。図示の装置では、負荷２ｉＪ
：。
バッテリの端子電圧がバッテリの充電状態の予測値に対
応するレベルに達するまで、バッチ１月に接続され、そ
の後、比較器３の出力は、反転してスイッチＳ１を開く
。かくｊ〜で、バッテリ１の端子電圧を、それまでの充
ｉ！！Ｉあるいは放電によって負わきれた過渡レベルか
らその予測充電状態に対応するレベルまで急速に至らし
める。というのは、接続された負荷が、バッテリにおけ
る電荷分布の安定化を促進するからであるが、Ｉ〜か１
−１電荷分布の整定は安定化負荷を接続した後も、なお
続けられよう。バッテリの充電状態の予測値は、第４図
に関して、後で詳細に述べられる。
バッテリにおける電荷分布が、安定化負荷の接続により
充分に安定化してから、更に、消定の整定期間を経過し
た後に、バッテリの充電状態が判定される。２時間ぐら
いの短い、この整定期間は、適当な詞時装置で測定され
得る。第２図は、との整定期間後、バッテリの充電状態
を判定する第１の方法を図示している。この方法では、
バッテリの端子電圧は、開回路か又は比較的小さガ定常
負荷を有しているときに、測定式れる。ＲＯＭ８ｉ１゜
アナログ−デジタル変換器７からバッテリの端子電圧の
測定値を受けるように接続され、端子電圧とバッテリの
充電１状態との間の直接的な対応関係についての記憶デ
ータに基づいて、バッテリの充電状態の未補正信号を与
える。上記の対応関係は温度依存性であるので、この未
補正信号は、１（０Ｍ８によって与えられる補正係数で
補償を受ける。
このＲＯＭ　８は、アナログ−デジタル変換器９からバ
ッテリ温度の１ｌｌｌｌ　５ｉ７飴を受１、端ＸＦ電圧
と温度″およびバッテリの充電状態の間の関係に関−ｒ
る配憶データに従って、渦Ｕイに＠を補１１：、係数に
変１イへする。１４０Ｍ６および８の出力！７［、バッ
テリの充電５状態の測定値を生じるように組合イ）はれ
る。バッテリ温度しｔ１サーンスタ（図示せず）のよう
な任官の適当な装置によって６（１１定これる。
第３図は、整定期間後のバッテリの充電状態を判定する
他の方法を図示している。とのＨ法でＩｔｊ：　。
バッテリの端子電圧は、既知の放袖−゛…、流がバッテ
リから生じている状態で測定’１Ｊｔｌる。ＲＯＭ　Ｉ
　Ｑは、端子■Ｃ圧およびバッテリの放−―電流のＷｉ
ｌｌ定値をアナログ−デジタル変換器１１および１２そ
わぞれから受けるようＶＣ接続され、かつ端子電圧と放
電電流およびバッテリの充電状態の間の対応関係につい
ての記１はデータレ（角つ゛Ｃ１バッテリの充電状態の
未補ＩＴ：、測定値を与えるように配設ざＪする。
上記の対応関係も、１だ、ｒＭ度依存性であり、それ故
、ＲＯＭ［３によって与えられる抽１１−係数により補
傷を受りる。仁のＲＯＭ１３ｉｔ、アナログ−デジタル
変換器１４を介してバッテリ塩ｍ・の測定値を受け、端
子電圧と放電電流４および温度とバッテリの充電状態と
の間の関係に関する記憶データに従って、温度測定値を
補正係数に変換する。
２個のｆｌＯＭｌｏおよび１３の出力は、バッテリの充
電、状態の測定値を生じるように組合わされる。
バッテリの放電電流は、もし心髄ならば、バッテリの微
小の定常負荷に対し許容されるバッテリに１Ｍ列の抵抗
器（図示せず）の両端間の電圧によって測定できる。
バッテリの充電状態の予測値を与える方法が、第４図に
示されている。この方法では、バッテリの充電状態の判
示後に、バッテリの充放電によりバッテリを流ねる電流
が、時間に関して測定でれ、バッテリの充電状態の変化
を予測し、バッテリの充電状態の予測値を力える。バッ
テリを流れる電流は、バッテリに直列の抵抗器（図示せ
ず）での電圧降下によって測庁され、この４１１１定値
ｄ１アナログ−デジタル変換器１５を介して、デジタル
積分器１６に与えられる。このデジタル積分器１６け、
時間積分をして、近似のアンペア時信号Ａを・与える。
バッテリの充電効率は、温度依存性でお沙、予測の正確
づは、ｌ（、ＯＭ　１７によって決められる補正係数Ｂ
をｌｘｔ味することによって改善することができる。こ
のＨｔＯＭ　１７１ｄｉ、アナログ−デジタル変換器１
８からバッテリ温度の測定値を受けるように、かつ第２
図、第３図で説明したバッテリの充電状態の先の判定に
基づ＜＜ａ号を受けるように接続される。ＲＯＭ１７Ｈ
１、充電効率、温度およびバッテリの充電状態の間の関
係に関する記憶データに従って、温度の測５．社幼およ
び先の充電状態を補正係数に変換するように構成されて
いる。信号人およびＢＦｉ、バッテリの最後の判定以後
、バッテリの充電状態の変化の予測を与えるように組合
わされ、充電状態の予測値は、とれから得られる。との
予測値は、第１図に関して述べたように、バッテリに接
続される安定化負荷の接続時間を制御するように用いら
れる。
以上の装置は、必要とされる種々のパラメータを測定す
るセンサに接続されるマイクロゾロセツサの形であると
都合良い。
上記した方法および装置は、バッテリを流れる充１！あ
るいは放電の電流、が所定レベル以下に降下した後、バ
ッテリの充電状態の相当に正確ガ判定を、比較的速やか
に与え、従って、自動車が一晩中停止状態に置かれてい
るとき、自動車のバッテリの充電状態の判定を正確に更
新するのに適している。自ＶＪ東は、そｉ１故、バッテ
リの充電状態の最後の判定の表示を運転者に与える表示
器を備えることができ、しまたがって、バッテリが、エ
ンジンを始動するのに充分に充電キれていない場合には
、警告を与える。自動車の使用中は、バッテリには充放
電電流が流れておシ、上記の装置は、その電流をモニタ
しているからバッテリの充電、状態の使用中の予測値を
与える。この使用中の予測値は、所望により、運転者へ
も表示するととができる。しかし、その使用中の予６１
ｉｊ値Ｕ、上配したよウニ、エンジンが切られてバッテ
リの大きな負荷が取り除かれた後に、充電状態が次に判
定されるときの安定化負荷の接続時間を決めるのに用い
られる予測値にずぎないということが理解されるでおろ
う。
バッテリに与えられる安定化負荷に１、約１０ア／ベア
の負荷であり、かつ上計１．シたように、２乃至５分間
のｂ続時ｊｌを南する。バッテリの端子電圧が予測光箪
状縛に対応するレベルに達Ｊるのを妨げるような故障が
生じる事態に適応するために、約１０分という上限を、
安定化負荷の持続時間に設定するのが好ましい。
上記した端子電圧、温ｍ゛、充電状態等の間の神々の関
係は、バッテリの種類により異なり得るが、上記の装ｍ
’ｔｊ：、Ａ常用いらｔするタイプのバッテリに適切な
俵数組のデータを好１しくし↓備えている。
検査されるバッテリのだめの適切かデータの絹の選択は
、手動によって行うことができ、バッテリの端子電圧お
よびバッテリから取り出でれる電流の測定値によつで、
バッテリの特徴を決めるととによυ自動的に検知するこ
とができる。
第２ｉ￥ｊおよび第３ν］に示した双方の方法を使用す
るバッテリの充電状態を判５１　するための装置を、’
ＩＪ＊えること目、また、有益である。というのは、こ
れらの方法のうち１つめるいは他のものが、充電状態の
一層正確な、あるいは一層速い測定を与える情況が生じ
るかもし汎ないからである。ある特別々情況に用いられ
る方法を選ぶことは、バッテリのそねまでの経歴に従っ
て、マイクロプロセツサにより決められる。
バッテリの充電状態の判定ｔｉ　、充電状態が予め決め
られたレベルに達したどき、充電電流を東質的に減少さ
せるかまたは切ることによって、バッテリの充電を制御
するのにも用いることができ、バッテリの過充電を防止
でき熱的逸走を回瞳できる０
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の好ましい実施例によるバッテリに安
定化負荷を−ちえるための装置Ｍの路線図、第２図は、
本発明の好ましい実施例によるバッテリの充電状態を評
価するだめの装置の路線図、第３図は、本発明の他の実
施例によるバッテリの充電状態を評価するための装置の
路線図である。 第４図１，１１本発明の実施例に用いる充電状態の予沖
１幼を得る装置の路線図であＺ）。 １φφ・φバッテリ、２ψ１＠舎安定化負荷、３・拳・
働比較器、５　、６　、８　、１０　、１３．１７・・
・＠ＩｔＯＭ、？、９，１１．１２，１４，１５゜１８
１１・・Φアナログーデジタル変挨器、１６・−・−デ
ジタＡ、積分器。

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）バッテリに流れる充電あるいは放電の電流が所定
    レベル以下に降下した後、バッテリ内の電荷分布の安定
    化を促進するためにバッテリに負荷を荷すステップと、
    前記負荷を取り除いた後バッテリの端子電圧を測定する
    ステップと、端子電圧とバッテリの充電状態との間の対
    応関係についての記憶データから充電状態を評価するス
    テップとを備えるバッテリの充電状態を判定する方法。
  2. （２）前記バッテリを通る電流を、バッテリの充放電中
    、バッテリの先の判定以後の充電状態の変化を評価しバ
    ッテリの充電状態の予測値を与えるために測定する、特
    許請求の範囲第１項に記載の方法。
  3. （３）前記負荷は、バッテリの端子電圧がバッテリの充
    電状態の予測値にほぼ相当するレベルに至るまでの時間
    、バッテリに荷される、特許請求の範囲第２項に記載の
    方法。
  4. （４）バッテリの温度が測定され、かつバッテリの充電
    状態の予測値が、バッテリの温度と充電効率との間の関
    係に関する記憶データに従って、補正される、特許請求
    の範囲第２項または第３項に記載の方法。
  5. （５）バッテリの負荷の取り除きとバッテリの端子電圧
    の測定との間に予め決められた時間遅れがある、特許請
    求の範囲第１項乃至第４項のいずれかに記載の方法。
  6. （６）前記予め決められた時間遅れは、８時間以下であ
    る、特許請求の範囲第５項に記載の方法。
  7. （７）バッテリを流れる実質的な電流がなく、かつその
    条件での端子電圧とバッテリの充電状態との間の直接的
    対応関係に関する記憶データから充電状態が評価される
    ときに、バッテリの端子電圧を測定する、特許請求の範
    囲第１項乃至第６項のいずれかに記載の方法。
  8. （８）バッテリの温度が測定され、かつバッテリの充電
    状態が、端子電圧、温度およびバッテリの充電状態の間
    の関係に関する記憶データから評価される、特許請求の
    範囲第７項に記憶の方法。
  9. （９）バッテリの端子電圧は、既知の電流がバッテリか
    ら放電している時に測定され、放電電流、端子電圧およ
    びバッテリの充電状態の間の関係に関する記憶データか
    ら充電状態が評価される、特許請求の範囲第１項乃至第
    ６項のいずれかに記載の方法。
  10. （１０）前記バッテリの温度が測定され、かつバッテリ
    の充電状態が、放電電流、端子電圧、温度およびバッテ
    リの充電状態の間の関係に関する記憶データから評価さ
    れる、特許請求の範囲第９項に記載の方法。
  11. （１１）バッテリの充電状態の評価に用いられる記憶デ
    ータは、検査されるバッテリの特徴に従って選択される
    、特許請求の範囲第１項乃至第１０項のいずれかに記載
    の方法。
  12. （１２）検査されるバッテリの特徴は、端子電圧および
    バッテリからの電流の測定によって決められる、特許請
    求の範囲第１１項に記載の方法。
  13. （１３）バッテリに荷される負荷は、約１０アンペアに
    相当するものであり、かつ２乃至５分間荷される、特許
    請求の範囲第１項乃至第１２項のいずれかに記載の方法
    。
  14. （１４）バッテリが自動車に搭載されたものであり、前
    記所定レベルは、自動車のエンジンが切られ、残存放電
    電流が永久的負荷によるだけであるとき、前記負荷がバ
    ッテリに加えられるようなものである、特許請求の範囲
    第１項乃至第１３項のいずれかに記載の方法。
  15. （１５）充電状態は、特許請求の範囲第７項、または第
    ９項のいずれかに従って、選択的に評価できる方法。
  16. （１６）バッテリに流れる充電あるいは放電の電流が所
    定レベル以下に降下した後、バッテリ内の電荷分布の安
    定化を促進するためにバッテリに負荷を荷すステップと
    、前記負荷を取り除いた後バッテリの端子電圧を測定す
    るステップと、端子電圧とバッテリの充電状態との間の
    対応関係についての記憶データから充電状態を評価する
    ステップとからバッテリの充電状態が判定され、かつ充
    電状態が予め決められたレベルに達したとき、バッテリ
    の熱的逸走を防ぐために、充電電流が実質的に減少され
    、または切られることを特徴とするバッテリの充電を制
    御する方法。
  17. （１７）バッテリを流れる充電あるいは放電の電流が所
    定レベル以下に降下した後、バッテリ内の電荷分布の安
    定化を促進するためにバッテリに負荷を荷すように配設
    された安定化手段と、前記負荷が取り除かれた後、バッ
    テリの端子電圧を測定するように配設された測定手段と
    、端子電圧とバッテリの充電状態との間の対応関係につ
    いての記憶データから充電状態を評価するように配設さ
    れた評価手段とを備えるバッテリの充電状態を判定する
    装置。
  18. （１８）バッテリの先の充電状態判定以後の充電状態の
    変化を評価するために、充電あるいは放電中にバッテリ
    を流れる電流を測定するように、かつバッテリの充電状
    態の予測値を与えるように配設されたモニタ手段を備え
    た特許請求の範囲第１７項に記載の装置。
  19. （１９）端子電圧の測定値が、バッテリの充電状態の予
    測値に相当するレベルに達したとき、バッテリの前記負
    荷を取り除くように配設された制御手段を備えた特許請
    求の範囲第１７項に記載の装置。
  20. （２０）バッテリの温度を検知する検知手段を備え、か
    つ評価手段が、端子電圧、温度およびバッテリの充電状
    態の間の関係に関する記憶データから充電状態を評価す
    るように配設された特許請求の範囲第１７項、第１８項
    、または第１９項に記載の装置。
JP61141556A 1985-06-19 1986-06-19 バツテリの充電状態を判定する方法および装置 Pending JPS6249274A (ja)

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