JPH10108301A - 電気自動車の走行可能距離算出方法 - Google Patents

電気自動車の走行可能距離算出方法

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JPH10108301A
JPH10108301A JP8257231A JP25723196A JPH10108301A JP H10108301 A JPH10108301 A JP H10108301A JP 8257231 A JP8257231 A JP 8257231A JP 25723196 A JP25723196 A JP 25723196A JP H10108301 A JPH10108301 A JP H10108301A
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JP
Japan
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battery
amount
discharge
electric vehicle
temperature
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JP8257231A
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English (en)
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Yasuhiko Osawa
康彦 大澤
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電池の放電末期までに電気自動車が必要最低
限の出力を確保して走行可能な距離を正確に算出するこ
と。 【解決手段】 あらかじめ求めておいた定電力放電曲線
と電池反応のエントロピー変化による吸発熱量から、一
定の微小電気量を放電するあいだでの電池の総発熱量と
有効電力量を算出し(S1〜S5)、総発熱量とあらか
じめ求めておいた電池の比熱から次の一定微小電気量放
電区間での電池温度を算出する(S6〜S11)。この
プロセスを電池の端子電圧が放電終止電圧を超えるまで
繰り返して行い(S12)、その時点までの有効電力量
の総和から走行可能距離を算出する(S13〜S1
4)。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】 本発明は、電気自動車がそ
の時点から電池の放電末期までに必要最低限の出力を確
保して走行できる距離を算出する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】 電気自動車がその時点から電池の放電
末期までに必要最低限の出力を確保して走行できる距離
を算出する方法としては、走行中電池温度が変化しなけ
れば、特開昭56−126777号公報や特開平6−1
74808号公報に記載の技術に基づき、放電電流と端
子電圧から電池のその時点での最大出力を算出し、あら
かじめ実験的に求めた電池の電力量と最大出力の相関関
係から電池の放電可能電力量を算出し、走行可能距離を
見積る方法が考えられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】 しかし、電池の最大
出力を決める内部抵抗の温度依存性は小さくなく、電気
自動車の走行中に電池温度が変化すると電気自動車が必
要最低限の出力を確保して走行できる距離を正確に算出
できなくなる可能性がある。本発明は、上述のような問
題を解決して、電池の放電末期までに電気自動車が必要
最低限の出力を確保して走行可能な距離を正確に算出で
きるようにすることを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】 以上のような問題を解
決するために鋭意検討した結果本発明に至った。本発明
の基本概念は、放電曲線データに基づいて電池の放電プ
ロセスを電池の温度変化を考慮してシミュレーションす
ることであり、より具体的には次のようになる。請求項
1記載の発明では、電気自動車用二次電池の残存電力量
から電気自動車の走行可能距離を算出する方法におい
て、その時点での電池温度と開回路電圧を検出して、あ
らかじめ実験的に求めておいた一定温度下一定電力での
放電電気量と電池の端子電圧の関係と電池反応のエント
ロピー変化による吸発熱量から、一定の微小電気量を放
電するあいだでの電池の総発熱量と有効仕事量を算出
し、総発熱量とあらかじめ求めておいた電池の比熱から
次の一定微小電気量放電区間での電池温度を算出するプ
ロセスを電池の端子電圧が放電終止電圧を超えるまで繰
り返して行い、その時点までの有効仕事量の総和から走
行可能距離を算出することを第1の特徴とする。また、
請求項2記載の発明では、電気自動車用二次電池がリチ
ウムイオン電池であることを第2の特徴とした。
【0005】
【発明の実施の形態】 以下、図により本発明の一実施
の形態を説明する。まず、算出方法に先立って、図2に
従って、定電力放電曲線の温度依存性、ならびに、図3
に従って、前記曲線を基に測定によって求められる実験
データの格納方法について説明する。図2はリチウムイ
オン電池を一定温度に保ちながら一定出力(電力(P
o))で放電させたときの、放電電気量(Q)と電池の
端子電圧(E)の関係(定電力放電曲線)を模式的に示
したものである。また、最上段の曲線は開回路電圧(E
ocv)の放電電気量依存性を示したものである。一定
出力としては、その電池を搭載する電気自動車の一定走
行パターンでの平均出力である。
【0006】電池温度を一定に保った場合の定電力放電
曲線は、同じ充電状態でも電池温度が低いと、内部抵抗
(正極と負極の反応抵抗、溶液抵抗、集電体抵抗などか
らなる)による電圧降下(△Ei r)と活物質内でのイ
オンの拡散プロセスによって決まる濃度分極などによる
分極(△Epol)が大きくなり、端子電圧がEocv
曲線から下方へ大きくずれる。このため電池温度が低い
と、より少ない放電電気量で放電終止電圧(Eend)
へ達する。電池温度を一定に保った状態での放電曲線を
得るには、大型電池と同じ構造の電極を用いて放熱しや
すい薄い電池を構成して、放熱フィンなども取り付けて
恒温槽中で強制冷却して、単位電極面積当たりの出力を
大型電池と同じにして放電することによって見積もれば
よい。
【0007】他方、電池温度を制御せずに電池を放電す
れば、放電に伴う電池自体からの発熱により電池が昇温
して、図2の太く短い線で示したように次第に上方の曲
線へシフトしていき、一定温度の場合と異なる放電過程
(放電曲線)をたどる。
【0008】電気自動車用電池などの大型の電池を多量
にコンパクトに収納した場合には断熱状態に近い条件に
なる。従って、放電に伴う電池自体からの発熱量がわか
れば、あらかじめ電池の比熱を見積もっておくことによ
って電池の温度上昇を推定できる。外気温度の影響を考
慮して実効比熱を用いればさらによい。また、より断熱
的構成の電池収納ケースや電池の構造を採用すれば、こ
の見積もりの精度を上げることができる。
【0009】本発明は、このように電池温度を一定に保
った場合の定電力放電曲線のデータから電池温度を制御
しない場合の放電曲線を予測して、走行可能距離を算出
するものである。
【0010】そのために、一定温度での定電力放電曲線
を一定微小電気量(△Q)ごとに分割して、満充電から
i番目の微小電気量△Qiとその区間での平均端子電圧
Eiの関係と、△QiとEocv,iの関係を求めてお
く。リチウムイオン電池の場合、Eocvの温度依存性
は小さいので室温での関係で代表してもよい。また、各
区間での電池反応のエントロピー変化(△S)iのデー
タを測定しておく。これには、電池の起電力の温度係数
を測定するか、あるいは電池を熱的に外部から隔離して
一定電気量放電させて、そのときのエネルギ収支から見
積ってもよい。これらの実験データを図3のようにして
記憶装置に格納しておけばよい。
【0011】以下、図1のフローチャートを用いて走行
可能距離の算出方法を説明する。
【0012】まず第一に、電気自動車の予定走行モード
を選択して、それに対応する平均放電電力Poを決める
(S1)。次に、電池温度Trと開回路電圧Eocv,
rを測定する(S2)。これらと実験的にあらかじめ求
めておいた前述の△QiとEocv,iの関係から、満
充電状態からの放電電気量を見積もり、対応する微小電
気量区間△Qr(満充電からr番目)を決める(S
3)。次に、温度Trでの放電曲線データから平均端子
電圧Erを読み込む(S4)。この区間ではErの下側
の斜線部分の面積から有効電力量(△Hr=Er・△
Q)を計算して記憶する(S5)。上の黒く塗りつぶし
た部分の面積から電池での内部抵抗と分極による発熱量
(△qr,r=0.24(Eocv,r−Er)・△
Q)を計算する(S6)。次に、この区間での電池反応
のエントロピー変化(△S)iを読み込み(S7)、こ
れによる発熱量(△qs,r=−Tr・(△S)r・△
Q)を計算する(S8)。これらの総和がこの区間での
電池の発熱量になるとみなす。次の微小電気量区間△Q
r+1で、この発熱に対応するぶんだけ電池温度が上昇
していると考えて、Trでの電池の実効比熱(Cp,e
ff(Tr))を表から読み込み(S9)、これから電
池の温度(Tr+1=Tr+(△qr,r+△qs,
r)/Cp,eff(Tr))を計算する(S10)。
この区間で、算出された温度での放電曲線データから平
均端子電圧Er+1と平均開回路電圧Eocv,r+1
を読み込み、以下同様な見積りを行う(S11)。読み
込んだ平均端子電圧Er+lが放電終止電圧Eend以
下になるまでこのプロセスを繰り返す(S12)。端子
電圧が放電終止電圧Eendになる直前までの有効電力
量の総和をとり、有効残存電力量(Heff)を計算し
(S13)、それを出力Poでの単位距離走行に必要な
電力量(β)で除して、放電末期までに走行可能な距離
(L)を算出する(S14)。
【0013】ここで、対応する温度での放電曲線データ
がないときには、たとえばEocvとEを温度に対して
直線近似して補間すればよい。
【0014】電気自動車が満充電状態からの放電電気量
を精度よく測定する方法を備えていれば、その方法によ
って電気自動車の走行中でも任意の時点で微小電気量区
間△Qrを決められ前述の方法を適用できるのはいうま
でもない。
【0015】また、電池が劣化すると、Eocv−Q曲
線がQ方向に圧縮されるとともに、△Eirと△Epo
lが増加するので定電力放電曲線はさらに下へくるが、
電池の劣化状態に対応して、前述の放電曲線データパッ
ケージをもつことによって、本発明を劣化電池にも適用
することができる。
【0016】更に、電池の放電性能を規定するパラメー
ターで識別された劣化電池のデータパッケージを選択で
きるようにすることによって、劣化状態により即した高
精度の適用が可能となり、記憶容量の節約にもなる。
【0017】更に、任意の劣化状態の電池のEocv−
Q曲線を近似式化して関数表現し、内部抵抗による電圧
降下(△Eir)と活物質内でのイオンの拡散プロセス
によって決まる濃度分極などによる分極(△Epol)
を近似式として関数表現すれば、本発明の精度を上げる
とともに記憶容量を節約できる。
【0018】以上、本発明の実施の形態を図により詳述
してきたが、具体的な構成はこの実施の形態に限られる
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における
設計の変更等があっても、本発明に含まれる。
【0019】
【発明の効果】 以上説明してきたように本発明によれ
ば、電気自動車の走行による電池温度変化を考慮して電
池の放電末期までに必要最小限の出力を確保した状態で
走行できる距離を算出できる。また、劣化電池の任意条
件での放電曲線を近似式化すれば、システムが持つ必要
があるデータの量は激減するとともに予測精度が上が
る。また、走行中一定時間ごとに、電池の温度を測定し
てこのシミュレーションを繰り返し、逐次走行可能距離
を更新していけば実用的で精度の高い残存容量計を構成
できる。同時に、電池の温度上昇予測を行なうことがで
きるので、電池の冷却機構の必要性時期予測にも役立
つ。更に、極々の走行モードに対応する種々の温度での
放電データを使用することによって、途中で走行モード
が変わるようなより現実的な走行についても対応でき
る。また、このことによってナビゲーションシステムと
組み合わせて、電気自動車のドライビングシミュレーシ
ョンを行なうことができる。ナビゲーションシステムの
地図に電気自動車の典型的走行モードでの必要電力情報
があればより現実的なシミュレーションへ繋がる。ま
た、電気自動車に実際の走行でのモードと必要電力量を
学習し記憶する機構をつければ、電気自動車のドライビ
ングシミュレーションをより高度化できる。このよう
に、本発明は電気自動車の普及を大きく促進するもので
あり、産業上寄与するところ大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態のフローチャートであ
る。
【図2】 定電力放電曲線の温度依存性と開回路電圧一
放電電気量関係を示す図である。
【図3】 実験データの格納方法の例である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電気自動車用二次電池の残存電力量から
    電気自動車の走行可能距離を算出する方法において、そ
    の時点での電池温度と開回路電圧を検出して、あらかじ
    め実験的に求めておいた一定温度下一定電力での放電電
    気量と電池の端子電圧の関係と電池反応のエントロピー
    変化による発熱量から、一定の微小電気量を放電するあ
    いだでの電池の総発熱量と有効仕事量を算出し、総発熱
    量とあらかじめ求めておいた電池の比熱から次の一定微
    小電気量放電区間での電池温度を算出するプロセスを電
    池の端子電圧が放電終止電圧を超えるまで繰り返して行
    い、その時点までの有効仕事量の総和から走行可能距離
    を算出することを特徴とする電気自動車の走行可能距離
    算出方法。
  2. 【請求項2】 前記電気自動車用二次電池がリチウムイ
    オン電池であることを特徴とする請求項1記載の電気自
    動車の走行可能距離算出方法。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002524327A (ja) * 1998-08-28 2002-08-06 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 車両の制御および監視装置
JP2003086255A (ja) * 2001-09-12 2003-03-20 Toyota Motor Corp 二次電池の状態推定方法
US7459884B2 (en) 2004-04-27 2008-12-02 Sony Corporation Remaining capacity calculation method for secondary battery, and battery pack
US20130218447A1 (en) * 2010-10-13 2013-08-22 Audi Ag Method for determining the range of a motor vehicle
JP2013190259A (ja) * 2012-03-13 2013-09-26 Sony Corp 電池の温度を変数とした開放電圧の微分係数の測定方法、電池の温度を変数とした開放電圧の微分係数の測定装置、電池の温度推定方法、電池の温度推定装置、電池の劣化状態予測方法、及び、電池の劣化状態予測装置
CN111398733A (zh) * 2020-03-19 2020-07-10 华中科技大学 一种海洋核动力平台电网接地故障选线保护方法和系统
CN114026624A (zh) * 2019-07-03 2022-02-08 日立安斯泰莫株式会社 通过远红外相机识别对象
CN115320385A (zh) * 2022-07-28 2022-11-11 重庆金康赛力斯新能源汽车设计院有限公司 车辆电池的热失控预警方法、装置、设备和存储介质
KR20240102347A (ko) * 2022-12-26 2024-07-03 한국에너지기술연구원 전기차 생애주기 주행 가능거리 예측 방법

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002524327A (ja) * 1998-08-28 2002-08-06 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 車両の制御および監視装置
JP2003086255A (ja) * 2001-09-12 2003-03-20 Toyota Motor Corp 二次電池の状態推定方法
US7459884B2 (en) 2004-04-27 2008-12-02 Sony Corporation Remaining capacity calculation method for secondary battery, and battery pack
US20130218447A1 (en) * 2010-10-13 2013-08-22 Audi Ag Method for determining the range of a motor vehicle
JP2013190259A (ja) * 2012-03-13 2013-09-26 Sony Corp 電池の温度を変数とした開放電圧の微分係数の測定方法、電池の温度を変数とした開放電圧の微分係数の測定装置、電池の温度推定方法、電池の温度推定装置、電池の劣化状態予測方法、及び、電池の劣化状態予測装置
CN114026624A (zh) * 2019-07-03 2022-02-08 日立安斯泰莫株式会社 通过远红外相机识别对象
CN114026624B (zh) * 2019-07-03 2023-09-29 日立安斯泰莫株式会社 通过远红外相机识别对象
CN111398733A (zh) * 2020-03-19 2020-07-10 华中科技大学 一种海洋核动力平台电网接地故障选线保护方法和系统
CN115320385A (zh) * 2022-07-28 2022-11-11 重庆金康赛力斯新能源汽车设计院有限公司 车辆电池的热失控预警方法、装置、设备和存储介质
CN115320385B (zh) * 2022-07-28 2024-04-30 重庆金康赛力斯新能源汽车设计院有限公司 车辆电池的热失控预警方法、装置、设备和存储介质
KR20240102347A (ko) * 2022-12-26 2024-07-03 한국에너지기술연구원 전기차 생애주기 주행 가능거리 예측 방법

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