JPH08140209A - 電気自動車のバッテリ管理システム - Google Patents

電気自動車のバッテリ管理システム

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JPH08140209A
JPH08140209A JP6278080A JP27808094A JPH08140209A JP H08140209 A JPH08140209 A JP H08140209A JP 6278080 A JP6278080 A JP 6278080A JP 27808094 A JP27808094 A JP 27808094A JP H08140209 A JPH08140209 A JP H08140209A
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battery
charging
equal
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voltage
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Tsutomu Takahashi
努 高橋
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Fuji Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 均等充電の作業を自動的に行い電気自動車の
保守を簡単にすることができる電気自動車のバッテリ管
理システムを提供する。 【構成】 電力量Ｐ2 の和Ｐ2S(n) は、ピーク検出部６
６に入力され、前回、加算器６３で算出した和Ｐ2S(n-
1) と比較することにより、電力量のピークであるか否
かの判定が行われ、電力量のピークの場合は、カウンタ
６７でカウントアップされる。この電力量のピークの回
数は、充電回数と対応しており、カウンタ６７の値Ｎc
は、比較器６８で、予め設定されている基準充電回数Ｎ
ref と比較され、Ｎc が基準充電回数Ｎref 以上となっ
た場合に、均等充電指令を均等充電出力部６９に出力す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、バッテリの残存容量計
の機能や充電器制御の機能およびバッテリ寿命推定の機
能を有する電気自動車のバッテリ管理システムに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、開発が進められている電気自動車
では、車載されているバッテリの状態を正確に把握する
こと、特に、バッテリの残存容量を正確に求めることが
重要であり、このため、種々の技術が提案されている。
【０００３】例えば、特開平６−６９０１号公報では、
バッテリの初期容量から、条件に応じ補正して求めた電
気的使用量を減算して基準残存容量を求め、さらにこの
基準残存容量を補正してバッテリの残存容量を求める電
流積算方式のバッテリ残存容量計の技術が示されてい
る。
【０００４】また、特開平５−２７６６０３号公報で
は、充放電電流からバッテリの残存容量を正確に求める
電流積算方式のバッテリ残存容量計の技術と、バッテリ
の放電量を検出し、また、バッテリの充放電回数、モー
タの駆動情報をメモリしておき、これらメモリされたデ
ータに応じて充電制御を行う技術が示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
電流積算方式のバッテリ残存容量計では、バッテリ残存
容量を求める際に生じた誤差を累積してしまうため、こ
の誤差を校正する作業が必要となる。
【０００６】一方、電気自動車では、走行用モータの電
源として高電圧が要求されることから、主電源となるバ
ッテリは、複数のセルを有する単位電池を複数個組み合
わせた組電池として構成されているものが多い。例え
ば、鉛バッテリの場合には、２．１Ｖのセルを６個備え
た定格１２Ｖの単位電池を２８個直列に接続することで
定格３３６Ｖのバッテリを得ることができるが、このと
きの総セル数は１６８個にも及ぶ。
【０００７】このような、複数の直列バッテリを充電す
る場合には、バッテリ間のばらつきをなくし充電状態を
均一にするために、定期的に均等充電を行う必要があ
る。
【０００８】すなわち、バッテリ間のばらつきにより、
充電時に充電される充電量が個々のバッテリにより異な
るため、通常の充電を繰り返すうちに、充電不足のバッ
テリが生じてくる。このような充電不足のバッテリも完
全に充電するため、定期的に、低い電流で、通常の充電
より長く充電する必要がある。
【０００９】例えば、バッテリ容量Ｃが９０Ａｈの電気
自動車の場合、通常は０．１Ｃ（９Ａ）で所定時間充電
していたとすると、定期的に、通常の充電に加え、さら
に２時間多く０．０５Ｃ以下（４．５Ａ〜１Ａ）で充電
する必要がある。
【００１０】他方、この均等充電を行うと、過充電され
るバッテリも生じるため、均等充電を必要以上に行い過
ぎると、バッテリの寿命を縮めることにもなる。
【００１１】従来、この均等充電の作業は、作業者が、
通常の充電回数、あるいは、期間を目安に手動で行って
おり、電気自動車の保守を複雑にしていた。
【００１２】また、車載したバッテリの寿命の推測も、
従来、作業者が、充電回数、あるいは、期間を目安に行
っていたが、バッテリから得られる様々な情報を基に、
バッテリの寿命を容易に推測することが望まれている。
【００１３】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、均等充電の作業を自動的に行い電気自動車の保守を
簡単にすることができる電気自動車のバッテリ管理シス
テムを提供することを第一の目的とする。
【００１４】また、均等充電の作業を自動的に行い電気
自動車の保守を簡単にするとともに、バッテリ残存容量
計の誤差の校正も簡単に行うことのできる電気自動車の
バッテリ管理システムを提供することを第二の目的とす
る。
【００１５】さらに、車載したバッテリの寿命も容易か
つ正確に推測することのできる電気自動車のバッテリ管
理システムを提供することを第三の目的としている。
【００１６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
車載した充電自在のバッテリに配設した複数のバッテリ
状態検出手段と、上記複数のバッテリ状態検出手段から
の信号に基づき上記バッテリの状態を算出するバッテリ
状態算出手段と、上記バッテリ状態算出手段で算出した
上記バッテリの残存容量のピーク回数をカウントして前
回の均等充電を行ってからの上記バッテリの充電回数を
求め、このバッテリ充電回数が予め設定しておいた基準
充電回数以上となった際に、充電器に予め設定しておい
た補正自在な充電特性で均等充電を行わせる均等充電手
段とを備えたものである。
【００１７】請求項２記載の発明は、車載した充電自在
のバッテリに配設した複数のバッテリ状態検出手段と、
上記複数のバッテリ状態検出手段からの信号に基づき上
記バッテリの状態を算出するバッテリ状態算出手段と、
上記バッテリ状態算出手段で算出する電力量を基に前回
の均等充電を行ってから上記バッテリに出入りした充放
電の電力量の総和を算出し、この総電力量が予め設定し
ておいた基準総電力量以上となった際に、充電器に予め
設定しておいた補正自在な充電特性で均等充電を行わせ
る均等充電手段とを備えたものである。
【００１８】請求項３記載の発明は、車載した充電自在
のバッテリに配設した複数のバッテリ状態検出手段と、
上記複数のバッテリ状態検出手段からの信号に基づき上
記バッテリの状態を算出するバッテリ状態算出手段と、
上記バッテリ状態算出手段で算出する電力量を基に前回
の均等充電を行ってから上記バッテリに充電した電力量
の総和を算出し、この総充電量が予め設定しておいた基
準総充電量以上となった際に、充電器に予め設定してお
いた補正自在な充電特性で均等充電を行わせる均等充電
手段とを備えたものである。
【００１９】請求項４記載の発明は、車載した充電自在
のバッテリを複数に区分して、それぞれの端子電圧を検
出する複数の端子電圧検出手段と、上記各端子電圧検出
手段で検出した各端子電圧から最大値と最小値とを算出
する端子電圧処理手段と、上記端子電圧処理手段で算出
した最大値と最小値との差が、予め設定しておいた基準
電圧差以上となった際に、充電器に予め設定しておいた
補正自在な充電特性で均等充電を行わせる均等充電手段
とを備えたものである。
【００２０】請求項５記載の発明では、請求項１，２，
３，４のいずれか一に記載の発明において、前記均等充
電手段で均等充電を行った際、バッテリの残存容量を１
００パーセントに校正するバッテリ残存容量校正手段を
備えたものである。
【００２１】請求項６記載の発明では、車載した充電自
在のバッテリに配設した複数のバッテリ状態検出手段
と、上記複数のバッテリ状態検出手段からの信号に基づ
き上記バッテリの状態を算出するバッテリ状態算出手段
と、上記バッテリに均等充電を行う均等充電手段と、上
記バッテリが放電終止電圧状態となってから上記均等充
電手段で均等充電を行うまでの電力容量を算出し、上記
バッテリを車載して初めに測定した上記バッテリが放電
終止電圧状態となってから上記均等充電手段で均等充電
を行うまでの電力容量と比較して、これら電力容量の差
が予め設定しておいた基準電力容量以上となった際に、
上記バッテリの寿命を警告するバッテリ寿命判定手段を
備えたものである。
【００２２】
【作用】請求項１記載の発明では、バッテリ状態算出手
段で、車載した充電自在のバッテリに配設した複数のバ
ッテリ状態検出手段からの信号に基づき上記バッテリの
状態を算出する。そして、均等充電手段で、上記バッテ
リ状態算出手段で算出した上記バッテリの残存容量のピ
ーク回数をカウントして前回の均等充電を行ってからの
上記バッテリの充電回数を求め、このバッテリ充電回数
が予め設定しておいた基準充電回数以上となった際に、
充電器に予め設定しておいた補正自在な充電特性で均等
充電を行わせる。
【００２３】請求項２記載の発明では、バッテリ状態算
出手段で、車載した充電自在のバッテリに配設した複数
のバッテリ状態検出手段からの信号に基づき上記バッテ
リの状態を算出する。そして、均等充電手段で、上記バ
ッテリ状態算出手段で算出する電力量を基に前回の均等
充電を行ってから上記バッテリに出入りした充放電の電
力量の総和を算出し、この総電力量が予め設定しておい
た基準総電力量以上となった際に、充電器に予め設定し
ておいた補正自在な充電特性で均等充電を行わせる。
【００２４】請求項３記載の発明では、バッテリ状態算
出手段で、車載した充電自在のバッテリに配設した複数
のバッテリ状態検出手段からの信号に基づき上記バッテ
リの状態を算出する。そして、均等充電手段で、上記バ
ッテリ状態算出手段で算出する電力量を基に前回の均等
充電を行ってから上記バッテリに充電した電力量の総和
を算出し、この総充電量が予め設定しておいた基準総充
電量以上となった際に、充電器に予め設定しておいた補
正自在な充電特性で均等充電を行わせる。
【００２５】請求項４記載の発明では、端子電圧処理手
段で、車載した充電自在のバッテリを複数に区分して、
それぞれの端子電圧を検出する複数の端子電圧検出手段
で検出した各端子電圧から最大値と最小値とを算出す
る。そして、均等充電手段で、上記端子電圧処理手段で
算出した最大値と最小値との差が、予め設定しておいた
基準電圧差以上となった際に、充電器に予め設定してお
いた補正自在な充電特性で均等充電を行わせる。
【００２６】請求項５記載の発明では、請求項１，２，
３，４のいずれか一に記載の発明において、バッテリ残
存容量校正手段で、均等充電手段で均等充電を行った
際、バッテリの残存容量を１００パーセントに校正す
る。
【００２７】請求項６記載の発明では、バッテリ状態算
出手段で、車載した充電自在のバッテリに配設した複数
のバッテリ状態検出手段からの信号に基づき上記バッテ
リの状態を算出する。そして、バッテリ寿命判定手段
で、上記バッテリが放電終止電圧状態となってから均等
充電手段で均等充電を行うまでの電力容量を算出し、上
記バッテリを車載して初めに測定した上記バッテリが放
電終止電圧状態となってから上記均等充電手段で均等充
電を行うまでの電力容量と比較して、これら電力容量の
差が予め設定しておいた基準電力容量以上となった際
に、上記バッテリの寿命を警告する。
【００２８】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１〜図８は本発明の一実施例に係わり、図１は
バッテリ管理システムの機能ブロック図、図２は電気自
動車のシステム構成図、図３はバッテリ管理ユニットの
構成図、図４は第１の均等充電指令部の制御を説明する
フローチャート、図５は第２の均等充電指令部の制御を
説明するフローチャート、図６は第３の均等充電指令部
の制御を説明するフローチャート、図７は充電通信部の
制御を説明するフローチャート、図８はバッテリ寿命検
出部の制御を説明するフローチャートである。
【００２９】図２において、符号１は電気自動車の高電
圧電源系を示し、符号２は電気自動車の低電圧電源系を
示す。上記高電圧電源系１においては、高圧バッテリ４
に、インバータ等からなる駆動回路６を介して走行用モ
ータ５が接続され、また、エアコン・ヒータ等の高圧系
電気負荷部品７ａが接続されている。
【００３０】上記高圧バッテリ４は、本実施例において
は鉛バッテリであり、２．１Ｖのセルを６個を備えた定
格１２Ｖの単位電池を２８個直列に接続することで、定
格３３６Ｖの組電池として形成されており、バッテリ容
量が規定値より低下した場合、図示しない外部電源に接
続される充電器３を介して充電されるようになってい
る。
【００３１】また、上記走行用モータ５は、例えば交流
誘導電動機であり、上記走行用モータ５の駆動力が図示
しない駆動系に伝達される。尚、車両の走行中には、上
記バッテリ４は制御回路６で走行用モータ５を回生制御
することによって充電される。
【００３２】一方、上記低電圧電源系２においては、上
記高圧バッテリ４とは別のバッテリで形成した補助バッ
テリ８に、ワイパ、ラジオ、各種表示器等の一般電装品
７ｂと、車両制御を行う車両制御ユニット９と、上記高
圧バッテリ４を管理するバッテリ管理ユニット１０とが
接続されている。
【００３３】上記車両制御ユニット９は、運転者からの
指令に基づいて、車両の運転、その他必要な制御を行う
ものであり、その際、上記バッテリ管理ユニット１０か
らの信号や図示しないセンサ・スイッチ類からの信号に
より車両の状態を検出し、駆動回路６を介して走行用モ
ータ５を制御するとともに、高圧系電気負荷部品７ａの
制御を行い、また、一般電装品（表示器等）７ｂを介し
て必要な情報を運転者に示す。
【００３４】上記バッテリ管理ユニット１０は、上記高
圧バッテリ４の電圧、充電／放電電流、温度等を検出す
る複数のバッテリ状態検出手段としての後述するセンサ
群１１からの信号に基づいて、上記高圧バッテリ４の残
存容量の計測、バッテリ寿命の推測、充電に際しての均
等充電等の制御等のバッテリ管理制御を行うものであ
り、上記高圧バッテリ４の充電／放電時に、上記充電器
３や上記車両制御ユニット９へ制御指示信号や必要な計
測情報を出力する。
【００３５】次に、上記バッテリ管理ユニット１０によ
るバッテリ管理のシステム構成について説明する。
【００３６】図３に示すように、上記バッテリ管理ユニ
ット１０は、マイクロコンピュータ１２を中心とし、こ
のマイクロコンピュータ１２に、Ａ／Ｄ変換器１３、そ
の他、図示しない周辺回路が接続されて構成されてい
る。
【００３７】上記Ａ／Ｄ変換器１３には、上記センサ群
１１を構成するセンサの一つである電流センサ１４から
の信号を増幅するアンプ１５、上記センサ群１１の温度
センサ１６，１７，１８，１９，２０，２１，２２から
の信号を増幅する各アンプ２３，２４，２５，２６，２
７，２８，２９、上記センサ群１１の中の電圧センサと
しての各アンプ３０，３１，３２，３３，３４，３５，
３６が接続されており、上記高圧バッテリ４の充電／放
電電流、後述する各ブロック毎の温度、各ブロック毎の
電圧のアナログ信号がデジタル信号に変換されて上記マ
イクロコンピュータ１２へ入力されるようになってい
る。
【００３８】すなわち、上記マイクロコンピュータ１２
では、６個のセルを有する単位電池を２８個直列に接続
した上記高圧バッテリ４に対し、４個の単位電池（２４
個のセル）からなる７ブロックの各ブロック毎に電圧を
計測して制御が行われる。
【００３９】上記電流センサ１４は、例えばホール素子
式の電流センサであり、上記高圧バッテリ４の＋側端子
から延出される電源ラインに介装されて上記高圧バッテ
リ４の充電／放電電流を検出する。上記電流センサ１４
によって検出される電流は、充電時と放電時とで逆符号
に検出される（例えば、充電時を「＋」、放電時を
「−」）。
【００４０】また、上記温度センサ１６〜２２は、例え
ばサーミスタからなる温度センサであり、上記高圧バッ
テリ４に対し、定格１２Ｖの単位電池を４個直列接続し
てなるブロック毎に取り付けられ、各ブロック毎の温度
を検出する。
【００４１】さらに、電圧センサとしての上記アンプ３
０〜３６は、差動増幅器によって構成され、各ブロック
毎の端子電圧（定格４８Ｖ）を検出するようになってい
る。
【００４２】上記マイクロコンピュータ１２では、上記
高圧バッテリ４の残存容量計測処理やバッテリ寿命推測
処理、充電に際しての均等充電制御等のバッテリ管理制
御を行う。
【００４３】充電に際しての均等充電制御では、均等充
電が必要であるか否かを検出して指令する３つの制御部
（第１の均等充電指令部；充電回数を基に均等充電指令
を出力する制御部、第２の均等充電指令部；上記高圧バ
ッテリ４に出入りした電力量を基に均等充電指令を出力
する制御部、第３の均等充電指令部；バッテリの充電量
のばらつきの差を基に均等充電指令を出力する制御部）
を備え、これら３つの制御部のうち、いずれか一つから
均等充電指令が出力されたら均等充電を行うものであ
る。
【００４４】次に、図１にバッテリ管理システムの機能
ブロック図を示す。このブロック図は上記マイクロコン
ピュータ１２で行われる、上記高圧バッテリ４の残存容
量計測処理やバッテリ寿命推測処理、充電に際しての均
等充電制御を機能的に示したものである。
【００４５】上記各ブロック毎に設けられた上記温度セ
ンサ１６，１７〜２２で検出され、それぞれアンプ２
３，２４〜２９で増幅された信号は、それぞれ温度補正
値設定部５０に入力され、この温度補正値設定部５０に
予め設定しておいた温度補正マップに基づき、それぞれ
の温度補正値を求めた後、Ａ／Ｄ変換器１３に入力され
る。
【００４６】また、上記電圧センサとしての各アンプ３
０，３１〜３６からの信号は、それぞれ温度補正部５
１，５２〜５７に入力され、それぞれ上記温度補正値に
より補正された後、上記Ａ／Ｄ変換器１３に入力され
る。
【００４７】上記補正された各ブロックの電圧値は加算
器５８と電圧処理部５９に入力される。上記加算器５８
は、それぞれ入力されたブロック毎の電圧値を加算して
高圧バッテリ４の電圧値Ｖを求めるものである。
【００４８】また、上記電圧処理部５９は、入力された
ブロック毎の電圧値から最大電圧Ｖmax と最小電圧Ｖmi
n とを求めるとともに、これら最大電圧Ｖmax と最小電
圧Ｖmin との差を求める処理部である。
【００４９】一方、電流センサ１４で検出した信号は、
アンプ１５から上記Ａ／Ｄ変換器１３を介して、掛算器
６０に入力される。そして、この掛算器６０で、電流値
Ａと上記加算器５８で求めた電圧値Ｖの乗算が行われ、
電力Ｐ1 が求められる。
【００５０】上記掛算器６０で算出された電力Ｐ1 は、
さらに掛算器６１に送られ、この掛算器６１において、
タイマ６２により計測されたデータのサンプリング時間
Δｔとの積が行われ電力量Ｐ2 が求められる。
【００５１】上記電力量Ｐ2 は加算器６３に入力され、
この結果Ｐ2S(n) （＝ΣＰ2 ）がメモリ部６４にメモリ
され、バッテリの残存容量として表示部６５で、比率で
表示される（残存容量計部）。
【００５２】また、上記加算器６３で算出したＰ2S(n)
は、ピーク検出部６６に入力され、前回、上記加算器６
３で算出した値Ｐ2S(n-1) と比較することにより、電力
量のピークであるか否かの判定が行われ、電力量のピー
クの場合は、カウンタ６７でカウントアップされる。こ
の電力量のピークの回数は、充電回数と対応しており、
上記カウンタ６７の値Ｎc は、比較器６８で、予め設定
されている基準充電回数Ｎref （例えば、１０回）と比
較され、Ｎc が基準充電回数Ｎref 以上となった場合
に、均等充電指令を均等充電出力部６９に出力する（第
１の均等充電指令部）。
【００５３】すなわち、この第１の均等充電指令部は、
通常の充電回数が基準充電回数Ｎref 以上となった場合
に均等充電指令を出力するように構成されている。
【００５４】また、上記掛算器６１で算出された電力量
Ｐ2 は、絶対値変換処理部７０に入力され、充電時には
「＋」、放電時には「−」の符号で与えられている電力
量Ｐ2 の絶対値Ｐ2AB(＝｜Ｐ2 ｜）が求められる。
【００５５】上記絶対値Ｐ2AB は、加算器７１に入力さ
れ、Ｐ2AB の総和Ｐ2ABSが求められ、比較器７２で、予
め設定されている基準総電力量Ｐ2ABSC と比較され、Ｐ
2ABSが基準総電力量Ｐ2ABSC 以上となった場合に、均等
充電指令を上記均等充電出力部６９に出力する（第２の
均等充電指令部）。
【００５６】上記基準総電力量Ｐ2ABSC は、高圧バッテ
リ４の定格電力量の数十倍の値に設定されており、本実
施例の場合、上記高圧バッテリ４の定格電力量は、９０
（Ａｈ；定格容量）×３３６（Ｖ；定格電圧）＝３０ k
Ｗｈであるので、定格電力量の２０倍の値に設定されて
いるとすると、３０ kＷｈ×２０（倍）＝６００ kＷｈ
に設定されている。ここで、２０（倍）という値は、充
電時の電力量と放電時の電力量の出入りの電力量を加味
して設定した値である。
【００５７】すなわち、この第２の均等充電指令部は、
高圧バッテリ４に出入りした電力量の総和が基準総電力
量Ｐ2ABSC 以上となった場合に均等充電指令を出力する
ように構成されている。
【００５８】尚、本ブロック図の第２の均等充電指令部
の部分を、充電された電力量のみを加算し、この総和
が、予め設定されている基準総電力量（例えば、高圧バ
ッテリ４の定格電力量の１０倍の値）以上となった際に
均等充電指令を出力するようにしても良い。この場合、
絶対値変換処理は必要なくなるが、充電か否かを判別す
る機能部が必要となる（放電時の「−」の符号で与えら
れている電力量Ｐ2 は無視し、充電時の「＋」の符号で
与えられている電力量を加算するため）。
【００５９】一方、前記電圧処理部５９で算出された最
大電圧Ｖmax と最小電圧Ｖmin との差（Ｖmax −Ｖmin
）は、比較器７３で、予め設定されている基準電圧差
Ｖrefと比較され、（Ｖmax −Ｖmin ）が基準電圧差Ｖr
ef 以上となった場合に、均等充電指令を上記均等充電
出力部６９に出力する（第３の均等充電指令部）。上記
基準電圧差Ｖref は、本実施例では、１Ｖに設定されて
いる。
【００６０】すなわち、この第３の均等充電指令部は、
通常の充電を繰り返していると、充電不足となるバッテ
リの端子電圧の値と、ほぼ満充電となるバッテリの端子
電圧の値との差が次第に大きくなっていくため、この差
を検出することにより均等充電が必要か否かを判断する
ものである。
【００６１】上記第１の均等充電指令部、第２の均等充
電指令部あるいは第３の均等充電指令部のいずれかか
ら、上記均等充電出力部６９に均等充電指令が入力され
ると、この均等充電出力部６９は、通信部７４に対して
均等充電をするように信号を出力する。
【００６２】上記通信部７４は、上記均等充電出力部６
９から均等充電の信号が入力されると、均等充電に必要
なパラメータ（電圧，電流，時間）を設定し、さらに、
これらパラメータの補正を行って充電器３に充電信号を
出力する。
【００６３】また、上記通信部７４は、上記均等充電出
力部６９から均等充電の信号が入力されると、均等充電
後に、前記メモリ部６４のバッテリ残存容量を１００パ
ーセントに書換える（バッテリ残存容量計の校正機
能）。
【００６４】また、前記電圧処理部５９で算出された最
小電圧Ｖmin は、放電終止電圧検出部７５に入力され、
入力された最小電圧Ｖmin が、放電終止電圧であるか否
かの判定が行われ、最小電圧Ｖmin が、放電終止電圧で
ある場合には、加算器７６で、前記掛算器６１で算出さ
れた電力量Ｐ2 の加算値Ｐ2S(n) （ΣＰ2 ）が行われて
メモリ部７７にメモリされる。このメモリ部７７に記憶
される加算値Ｐ2S(n)は、放電終止電圧となってから均
等充電されるまでの値を一つのデータＰj(n)として、シ
フトメモリ７９でシフトしながら蓄積し、比較器７８
で、最も古いデータ（バッテリを車載して初めに測定し
たデータＰj(0)）と最も新しいデータＰj(n)とを比較し
て、Ｐj(0)とＰj(n)との差が、予め設定しておいた基準
電力容量Ｐjref以上となった際に、バッテリの寿命を警
報ランプ８０を点灯あるいは点滅させて警告するもので
ある（バッテリ寿命推測の機能）。
【００６５】次に、図４のフローチャートを基に、第１
の均等充電指令部の動作を説明する。このプログラムは
所定時間毎に実行され、プログラムがスタートすると、
ステップ（以下「Ｓ」と略称）１０１で、電流値Ａを読
込む。
【００６６】次に、Ｓ１０２に進み、高圧バッテリ４を
構成する各ブロック毎に電圧値を温度補正した値を読込
み、加算器５８で加算した電圧値Ｖを読込んだ後、Ｓ１
０３に進み、電流値Ａと電圧値Ｖの乗算が行われ、電力
Ｐ1 （＝Ａ×Ｖ）が算出される（前記掛算器６０の処
理）。
【００６７】次いで、Ｓ１０４に進み、データのサンプ
リング時間Δｔを基に電力量Ｐ2 の算出が行われ（Ｐ2
＝Ｐ1 ×Δｔ；前記掛算器６１の処理）、Ｓ１０５に進
んで、電力量Ｐ2 の加算値Ｐ2S(n) が算出され（Ｐ2S
(n) ＝ΣＰ2 ；前記加算器６３の処理）、Ｓ１０６に進
む。
【００６８】上記Ｓ１０６では、前回までの電力量Ｐ2
の加算値Ｐ2S(n-1) と今回までの電力量Ｐ2 の加算値Ｐ
2S(n) の差、すなわち電力量変化量ΔＰ2S(n) が求めら
れる（ΔＰ2S(n) ＝Ｐ2S(n) −Ｐ2S(n-1) ）。バッテリ
が充電状態では、上記電力量変化量ΔＰ2S(n) は、０以
上の値となり、バッテリが放電状態では、上記電力量変
化量ΔＰ2S(n) は、０よりも小さい値となる。
【００６９】次いで、Ｓ１０７に進み、前回の電力量変
化量ΔＰ2S(n-1) が０以上であったか否か、すなわち、
前回がバッテリ充電状態であったか否かの判定が行わ
れ、前回がバッテリ充電状態であった場合（ΔＰ2S(n-
1) ≧０）、Ｓ１０８に進み、前回がバッテリ放電状態
であった場合（ΔＰ2S(n-1) ＜０）は、Ｓ１１２にジャ
ンプする。
【００７０】上記Ｓ１０７で、前回がバッテリ充電状態
と判定されＳ１０８に進むと、今回の電力量変化量ΔＰ
2S(n) が０よりも小さいか否か、すなわち、今回がバッ
テリ放電状態であるか否かの判定が行われ、今回がバッ
テリ放電状態である場合（ΔＰ2S(n) ＜０）は、Ｓ１０
９に進み、今回がバッテリ充電状態であった場合（ΔＰ
2S(n) ≧０）は、Ｓ１１２にジャンプする。
【００７１】すなわち、上記Ｓ１０７、Ｓ１０８で、充
電状態から放電状態になるピークを検出し、充電状態か
ら放電状態になるピークである場合には、Ｓ１０９に進
み、放電状態あるいは充電状態が継続している場合に
は、Ｓ１１２にジャンプする（前記ピーク検出部６６の
処理）。
【００７２】充電状態から放電状態になるピークである
と判定され、上記Ｓ１０８からＳ１０９に進むと、ピー
ク回数Ｎc がカウントアップ（Ｎc ＝Ｎc ＋１）される
（前記カウンタ６７の処理）。
【００７３】そして、Ｓ１１０に進み、ピーク回数Ｎc
が基準充電回数Ｎref 以上か否かの判定が行われ、ピー
ク回数Ｎc が基準充電回数Ｎref 以上（Ｎc ≧Ｎref ）
となったら、Ｓ１１１に進み、均等充電指令を出力する
とともに、ピーク回数Ｎc をクリアする。また、ピーク
回数Ｎc が基準充電回数Ｎref に達しない場合（Ｎc＜
Ｎref ）、Ｓ１１２に進む（前記比較器６８の処理）。
【００７４】上記Ｓ１０７，Ｓ１０８，Ｓ１１０，Ｓ１
１１からＳ１１２に進むと、今回までの電力量Ｐ2 の加
算値Ｐ2S(n) が前回までの電力量Ｐ2 の加算値Ｐ2S(n-
1) に、今回の電力量変化量ΔＰ2S(n) が前回の電力量
変化量ΔＰ2S(n-1) に入れ替えられ、プログラムを終了
する。
【００７５】このように第１の均等充電指令部によれ
ば、充電回数に応じて自動的に均等充電指令が出される
ため、電気自動車の保守を簡単にすることができる。
【００７６】次に、図５のフローチャートを基に、第２
の均等充電指令部の動作を説明する。このプログラムは
所定時間毎に実行され、プログラムがスタートすると、
Ｓ２０１で、電流値Ａを読込む。
【００７７】次に、Ｓ２０２に進み、高圧バッテリ４を
構成する各ブロック毎に電圧値を温度補正した値を読込
み、加算器５８で加算した電圧値Ｖを読込んだ後、Ｓ２
０３に進み、電流値Ａと電圧値Ｖの乗算が行われ、電力
Ｐ1 （＝Ａ×Ｖ）が算出される（前記掛算器６０の処
理）。
【００７８】次いで、Ｓ２０４に進み、データのサンプ
リング時間Δｔを基に電力量Ｐ2 の算出が行われ（Ｐ2
＝Ｐ1 ×Δｔ；前記掛算器６１の処理）、Ｓ２０５に進
んで、充電時には「＋」、放電時には「−」の符号で与
えられている電力量Ｐ2 の絶対値Ｐ2AB(＝｜Ｐ2 ｜）が
求められる（前記絶対値変換処理部７０の処理）。
【００７９】次に、Ｓ２０６に進み、バッテリの充放電
量の総和、すなわち、Ｐ2AB の総和Ｐ2ABSが算出される
（Ｐ2ABS＝ΣＰ2AB ；前記加算器７１の処理）。
【００８０】その後、Ｓ２０７に進み、上記バッテリ充
放電量の総和Ｐ2ABSが、基準総電力量Ｐ2ABSC 以上か否
かの判定が行われ、上記バッテリ充放電量の総和Ｐ2ABS
が、基準総電力量Ｐ2ABSC 以上の場合（Ｐ2ABS≧Ｐ2ABS
C ）には、Ｓ２０８に進み、均等充電指令を出力すると
ともに、Ｐ2ABSをクリアしてプログラムを終了する。ま
た、Ｐ2ABSが基準総電力量Ｐ2ABSC に達していない場合
（Ｐ2ABS＜Ｐ2ABSC ）は、そのままプログラムを終了す
る（前記比較器７２の処理）。
【００８１】このように第２の均等充電指令部によれ
ば、単に充電した回数だけではなく、バッテリが充放電
した電力によって自動的に均等充電指令が出されるた
め、より確実なバッテリの均等充電を行うことができ
る。
【００８２】次に、図６のフローチャートを基に、第３
の均等充電指令部の動作を説明する。このプログラムは
所定時間毎に実行され、プログラムがスタートすると、
Ｓ３０１で、電流値Ａを読込む。
【００８３】次に、Ｓ３０２に進み、高圧バッテリ４を
構成する各ブロック毎に電圧値を温度補正した値を読込
んだ後、Ｓ３０３に進む。
【００８４】上記Ｓ３０２で読込まれる電圧値Ｖは、高
圧バッテリ４を構成する各ブロック毎の電圧値からなっ
ているため、Ｓ３０３で、これら各ブロック毎の電圧値
の中から最大電圧Ｖmax を算出し、Ｓ３０４で、各ブロ
ック毎の最小電圧Ｖmin を算出し（前記電圧処理部５９
の処理）、Ｓ３０５に進む。
【００８５】そして、Ｓ３０５では、最大電圧Ｖmax と
最小電圧Ｖmin との差（Ｖmax −Ｖmin ；前記電圧処理
部５９の処理結果）が、予め設定されている基準電圧差
Ｖref 以上か否かの判定が行われ、Ｖmax −Ｖmin が基
準電圧差Ｖref 以上の場合（Ｖmax −Ｖmin ≧Ｖref
）、充電不足のバッテリと他のバッテリとの差が大き
く、均等充電の必要があると判断して、Ｓ３０６に進
み、均等充電指令を出力する。また、Ｖmax −Ｖmin が
基準電圧差Ｖref より小さい場合（Ｖmax −Ｖmin＜Ｖr
ef ）、そのままプログラムを終了する（前記比較器７
３の処理）。
【００８６】このように、第３の均等充電指令部によれ
ば、各バッテリ間の端子電圧の差から均等充電が必要か
否かを判定して、自動的に、かつ、適切に均等充電が行
われる。
【００８７】次に、図７のフローチャートを基に、前記
通信部７４で行われる制御を説明する。このプログラム
は所定時間毎に実行され、プログラムがスタートする
と、Ｓ４０１で、充電器３が充電用外部電源と接続され
ているか否かの確認が行われ、充電器３が充電用外部電
源と接続されている場合には、Ｓ４０２に進み、接続さ
れていない場合は、プログラムを終了する。
【００８８】Ｓ４０２に進むと、前記均等充電出力部６
９から均等充電の信号が出力されているか否かの判定が
行われ、均等充電の信号が出力されている場合には、Ｓ
４０３に進み、均等充電の信号が出力されていない場合
には、Ｓ４０４に進む。
【００８９】前記均等充電出力部６９から均等充電の信
号が出力されて、Ｓ４０３に進むと、均等充電に必要な
予め設定しておいた電圧、電流、時間のパターンが読込
まれ、また、前記均等充電出力部６９から均等充電の信
号がなく、Ｓ４０４に進むと、通常の充電に必要な予め
設定しておいた電圧、電流、時間のパターンが読込まれ
て、Ｓ４０５に進む。上記Ｓ４０３に設定されている均
等充電の電圧、電流、時間のパターンは、図７に示すよ
うに、通常の充電よりも低い電流（４．５Ａ〜１Ａ；
０．０５Ｃ以下）で、通常の充電を延長して行うように
設定されている。
【００９０】Ｓ４０５に進むと、上記読込んだ電圧、電
流、時間のパターンの補正がなされる。この補正は温度
による補正、放電時の情報に基づく補正等で、例えば、
バッテリを大きく放電させた後の充電では、電流値を大
きくし、時間を短くして充電する、逆に、バッテリを少
量、放電させた後の充電では、電流値を小さくし、時間
を長くして充電する、また、温度が高い場合には、少な
い電流で充電し、温度が低い場合には、電流値を大きく
して充電するように補正する。
【００９１】次いで、Ｓ４０６に進み、充電時間毎に、
上記補正し設定した電圧・電流値を充電器３に出力し、
Ｓ４０７に進む。
【００９２】Ｓ４０７に進むと、通常の充電が終了した
か否かの判定が行われ、充電が終了していない場合に
は、プログラムを終了し、通常の充電が終了している場
合には、Ｓ４０８に進み、均等充電が終了したか否かの
判定が行われ、均等充電が終了していない場合には、プ
ログラムを終了し、均等充電が終了している場合には、
Ｓ４０９に進み、残存容量計メモリ、すなわち、前記メ
モリ部６４を１００％に書換えてプログラムを終了す
る。
【００９３】このため、均等充電を行った際に、バッテ
リ残存容量を求めるときに生じた、今までに累積された
誤差が排除され、バッテリ残存容量計の校正が行われる
ことになる。
【００９４】次に、図８のフローチャートを基に、バッ
テリ寿命推測処理の制御を説明する。このプログラムは
所定時間毎に実行され、プログラムがスタートすると、
Ｓ５０１で、電流値Ａを読込む。
【００９５】次に、Ｓ５０２に進み、高圧バッテリ４を
構成する各ブロック毎に電圧値を温度補正した値を読込
み、加算器５８で加算した電圧値Ｖを読込んだ後、Ｓ５
０３に進み、電流値Ａと電圧値Ｖの乗算が行われ、電力
Ｐ1 （＝Ａ×Ｖ）が算出される（前記掛算器６０の処
理）。
【００９６】次いで、Ｓ５０４に進み、データのサンプ
リング時間Δｔを基に電力量Ｐ2 の算出が行われ（Ｐ2
＝Ｐ1 ×Δｔ；前記掛算器６１の処理）、Ｓ５０５に進
む。Ｓ５０５に進むと、上記Ｓ５０２で読込んだ高圧バ
ッテリ４を構成する各ブロック毎の温度補正した電圧値
の中から最小電圧Ｖmin を検出する（前記電圧処理部５
９の処理）。
【００９７】次に、Ｓ５０６に進み、上記Ｓ５０５で検
出した最小電圧Ｖmin が、放電終止電圧であるか否かの
判定が行われ（前記放電終止電圧検出部７５の処理）、
放電終止電圧ではない場合には、Ｓ５０７に進み、電力
量Ｐ2 の加算値Ｐ2S(n) を算出（Ｐ2S(n) ＝ΣＰ2 ；前
記加算器６３の処理）した後、Ｓ５０９に進む。
【００９８】また、上記Ｓ５０６で、最小電圧Ｖmin
が、放電終止電圧であると判定されると、Ｓ５０８に進
み、Ｐ2S(n) のメモリをクリアした後、Ｓ５０９に進
む。
【００９９】Ｓ５０９に進むと、均等充電が終了したか
否かの判定が行われ、均等充電が終了していない場合に
はプログラムを終了し、均等充電が終了した場合には、
Ｓ５１０に進み、Ｐ2S(n) の結果がメモリにシフトされ
る（Ｐj(n)＝Ｐ2S(n) ）。
【０１００】次いで、Ｓ５１１に進み、バッテリを車載
して初めに測定したデータＰj(0)と最も新しいデータＰ
j(n)との差（Ｐj(0)−Ｐj(n)）が、予め設定しておいた
基準電力容量Ｐjref以上か否かの判定が行われる。
【０１０１】そして、上記Ｓ５１１で、Ｐj(0)−Ｐj(n)
が基準電力容量Ｐjrefに達していない場合（Ｐj(0)−Ｐ
j(n)＜Ｐjref）は、そのままプログラムを終了し、Ｐj
(0)−Ｐj(n)が基準電力容量Ｐjref以上の場合（Ｐj(0)
−Ｐj(n)≧Ｐjref）、バッテリの劣化が進んでいると判
定して、Ｓ５１２に進み、バッテリの寿命を警報ランプ
８０を点灯あるいは点滅させて警告するべく警報装置駆
動信号を出力してプログラムを終了する。
【０１０２】このように、バッテリ寿命推測は、初期状
態からの劣化を測定して正確に行うことができる。
【０１０３】尚、本実施例では、３つの均等充電指令部
を有し、これら３つの均等充電指令部のいずれかから、
均等充電指令が出力されると、均等充電をするようにし
ているが、いづれか１つの均等充電指令部のみ有したも
の、あるいは、いづれか２つの均等充電指令部を有した
ものであっても自動的な均等充電が行われる。
【０１０４】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１、２、
３、４記載の発明によれば、均等充電の作業が自動的に
行われて電気自動車の保守を簡単にすることができる。
【０１０５】また、請求項５記載の発明によれば、均等
充電の作業を自動的に行い電気自動車の保守を簡単にす
るとともに、バッテリ残存容量計の誤差の校正も簡単に
行うことが可能となる。
【０１０６】さらに、請求項６記載の発明によれば、車
載したバッテリの寿命も容易かつ正確に推測することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例によるバッテリ管理システム
の機能ブロック図
【図２】本発明の一実施例による電気自動車のシステム
構成図
【図３】本発明の一実施例によるバッテリ管理ユニット
の構成図
【図４】本発明の一実施例による第１の均等充電指令部
の制御を説明するフローチャート
【図５】本発明の一実施例による第２の均等充電指令部
の制御を説明するフローチャート
【図６】本発明の一実施例による第３の均等充電指令部
の制御を説明するフローチャート
【図７】本発明の一実施例による充電通信部の制御を説
明するフローチャート
【図８】本発明の一実施例によるバッテリ寿命検出部の
制御を説明するフローチャート
【符号の説明】
３ 充電器 ４ 高圧バッテリ １０ バッテリ管理ユニット１０ １１ センサ群 ６６ ピーク検出部 ６７ カウンタ ６８ 比較器 Ｐ1 電力 Ｐ2 電力量 Ｐ2S(n) 電力量の総和 Ｎc ピーク回数 Ｎref 基準充電回数

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車載した充電自在のバッテリに配設した
    複数のバッテリ状態検出手段と、 上記複数のバッテリ状態検出手段からの信号に基づき上
    記バッテリの状態を算出するバッテリ状態算出手段と、 上記バッテリ状態算出手段で算出した上記バッテリの残
    存容量のピーク回数をカウントして前回の均等充電を行
    ってからの上記バッテリの充電回数を求め、このバッテ
    リ充電回数が予め設定しておいた基準充電回数以上とな
    った際に、充電器に予め設定しておいた補正自在な充電
    特性で均等充電を行わせる均等充電手段とを備えたこと
    を特徴とする電気自動車のバッテリ管理システム。
  2. 【請求項２】 車載した充電自在のバッテリに配設した
    複数のバッテリ状態検出手段と、 上記複数のバッテリ状態検出手段からの信号に基づき上
    記バッテリの状態を算出するバッテリ状態算出手段と、 上記バッテリ状態算出手段で算出する電力量を基に前回
    の均等充電を行ってから上記バッテリに出入りした充放
    電の電力量の総和を算出し、この総電力量が予め設定し
    ておいた基準総電力量以上となった際に、充電器に予め
    設定しておいた補正自在な充電特性で均等充電を行わせ
    る均等充電手段とを備えたことを特徴とする電気自動車
    のバッテリ管理システム。
  3. 【請求項３】 車載した充電自在のバッテリに配設した
    複数のバッテリ状態検出手段と、 上記複数のバッテリ状態検出手段からの信号に基づき上
    記バッテリの状態を算出するバッテリ状態算出手段と、 上記バッテリ状態算出手段で算出する電力量を基に前回
    の均等充電を行ってから上記バッテリに充電した電力量
    の総和を算出し、この総充電量が予め設定しておいた基
    準総充電量以上となった際に、充電器に予め設定してお
    いた補正自在な充電特性で均等充電を行わせる均等充電
    手段とを備えたことを特徴とする電気自動車のバッテリ
    管理システム。
  4. 【請求項４】 車載した充電自在のバッテリを複数に区
    分して、それぞれの端子電圧を検出する複数の端子電圧
    検出手段と、 上記各端子電圧検出手段で検出した各端子電圧から最大
    値と最小値とを算出する端子電圧処理手段と、 上記端子電圧処理手段で算出した最大値と最小値との差
    が、予め設定しておいた基準電圧差以上となった際に、
    充電器に予め設定しておいた補正自在な充電特性で均等
    充電を行わせる均等充電手段とを備えたことを特徴とす
    る電気自動車のバッテリ管理システム。
  5. 【請求項５】 前記均等充電手段で均等充電を行った
    際、バッテリの残存容量を１００パーセントに校正する
    バッテリ残存容量校正手段を備えたことを特徴とする請
    求項１，２，３，４のいずれか一に記載の電気自動車の
    バッテリ管理システム。
  6. 【請求項６】 車載した充電自在のバッテリに配設した
    複数のバッテリ状態検出手段と、 上記複数のバッテリ状態検出手段からの信号に基づき上
    記バッテリの状態を算出するバッテリ状態算出手段と、 上記バッテリに均等充電を行う均等充電手段と、 上記バッテリが放電終止電圧状態となってから上記均等
    充電手段で均等充電を行うまでの電力容量を算出し、上
    記バッテリを車載して初めに測定した上記バッテリが放
    電終止電圧状態となってから上記均等充電手段で均等充
    電を行うまでの電力容量と比較して、これら電力容量の
    差が予め設定しておいた基準電力容量以上となった際
    に、上記バッテリの寿命を警告するバッテリ寿命判定手
    段を備えたことを特徴とする電気自動車のバッテリ管理
    システム。
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