JPH1138104A - 電池の残存容量検出装置 - Google Patents
電池の残存容量検出装置Info
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- JPH1138104A JPH1138104A JP9189513A JP18951397A JPH1138104A JP H1138104 A JPH1138104 A JP H1138104A JP 9189513 A JP9189513 A JP 9189513A JP 18951397 A JP18951397 A JP 18951397A JP H1138104 A JPH1138104 A JP H1138104A
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
- G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
- G01R31/36—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC]
- G01R31/374—Arrangements for testing, measuring or monitoring the electrical condition of accumulators or electric batteries, e.g. capacity or state of charge [SoC] with means for correcting the measurement for temperature or ageing
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- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電池の経年劣化等による誤差要因を補正する
と共に、充放電電流計測手段が故障の場合でも継続した
残存容量表示が可能となる。また、電池の過放電を未然
に防ぎ、電池の物理的破壊や短寿命化を防止する。 【解決手段】 実測定の充放電電流による充放電電流積
算演算から求める理論値としての残存容量値と、電動機
トルク指令値と電動機回転数および電池端子電圧から得
られる推定充放電電流によって、充放電電流積算演算か
ら求める残存容量推定値と、電池の充放電電流が零の時
の電池の開放端子電圧から推定演算する残存容量推定値
とを組み合わせ、そのうち一番小さい値を示す残存容量
値を真値と判定するように構成した。
と共に、充放電電流計測手段が故障の場合でも継続した
残存容量表示が可能となる。また、電池の過放電を未然
に防ぎ、電池の物理的破壊や短寿命化を防止する。 【解決手段】 実測定の充放電電流による充放電電流積
算演算から求める理論値としての残存容量値と、電動機
トルク指令値と電動機回転数および電池端子電圧から得
られる推定充放電電流によって、充放電電流積算演算か
ら求める残存容量推定値と、電池の充放電電流が零の時
の電池の開放端子電圧から推定演算する残存容量推定値
とを組み合わせ、そのうち一番小さい値を示す残存容量
値を真値と判定するように構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電気自動車等に
搭載された走行用電池の残存容量を検出する装置に関す
るものである。
搭載された走行用電池の残存容量を検出する装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】電気自動車の走行用電池の残存容量を検
出する装置として、従来より様々な方式が提案されてい
る。例えば、（１）電池の充放電の状態によらず端子電
圧を検出して電池の残存容量を推定する方式や、（２）
電池の充放電電流を積算し、蓄積または消費した積算電
力量より残存容量を算出する方式、または（３）一定の
基準となる負荷に電流を流し、その時の電池電圧の降下
幅より電池の内部抵抗値を推定演算して電池の残存容量
に換算する方式などがある。
出する装置として、従来より様々な方式が提案されてい
る。例えば、（１）電池の充放電の状態によらず端子電
圧を検出して電池の残存容量を推定する方式や、（２）
電池の充放電電流を積算し、蓄積または消費した積算電
力量より残存容量を算出する方式、または（３）一定の
基準となる負荷に電流を流し、その時の電池電圧の降下
幅より電池の内部抵抗値を推定演算して電池の残存容量
に換算する方式などがある。
【０００３】現在の電気自動車の分野では、上記（２）
に挙げた充放電電流積算方式と、これを電池温度検出手
段によって得られた電池温度により補正演算するように
構成されたものが主流となっている。
に挙げた充放電電流積算方式と、これを電池温度検出手
段によって得られた電池温度により補正演算するように
構成されたものが主流となっている。
【０００４】従来の電池残存容量検出装置について説明
する。図４は例えば特開平４−３６８４０１号公報に提
案されているバッテリの残存容量表示装置の構成図であ
り、このバッテリ監視回路１３は、電気自動車の駆動用
電源（バッテリ）１と負荷制御装置１２を介して負荷１
０に流れる電流を検出する負荷電流検出回路１５と、電
源１の温度を検出するバッテリ温度検出回路１６と、負
荷１０に流れる電流とバッテリの温度からバッテリの利
用率を算出すると共に、前回の残存容量と上記残存容量
に対する利用率と電流とから現在の残存容量を算出する
演算手段（ＣＰＵ）４と、算出された現在の残存容量を
表示する表示装置９とから構成されている。
する。図４は例えば特開平４−３６８４０１号公報に提
案されているバッテリの残存容量表示装置の構成図であ
り、このバッテリ監視回路１３は、電気自動車の駆動用
電源（バッテリ）１と負荷制御装置１２を介して負荷１
０に流れる電流を検出する負荷電流検出回路１５と、電
源１の温度を検出するバッテリ温度検出回路１６と、負
荷１０に流れる電流とバッテリの温度からバッテリの利
用率を算出すると共に、前回の残存容量と上記残存容量
に対する利用率と電流とから現在の残存容量を算出する
演算手段（ＣＰＵ）４と、算出された現在の残存容量を
表示する表示装置９とから構成されている。
【０００５】次に、上記従来装置の動作について説明す
る。電気自動車の駆動用バッテリ１から負荷１０に流れ
る電流を、バッテリ監視回路１３の負荷電流検出回路１
５で検出し、また、バッテリ１の温度をバッテリ温度検
出回路１６で検出する。そして、負荷１０に流れる電流
とバッテリの温度からバッテリ１の利用率をメモリ１７
に記憶されたテーブルを利用して演算装置（ＣＰＵ）４
で算出し、演算装置４で求めた前回のバッテリの残存容
量とその残存容量に対する利用率とから現在の残存容量
を演算装置４で算出する。その後、算出された現在の残
存容量をドライバーが把握しやすいように表示装置９で
表示する。また、演算装置４では、負荷が回生ブレーキ
をかけた時に発生する、バッテリに対する充電電流の充
電効率を求め、残存容量を算出する。
る。電気自動車の駆動用バッテリ１から負荷１０に流れ
る電流を、バッテリ監視回路１３の負荷電流検出回路１
５で検出し、また、バッテリ１の温度をバッテリ温度検
出回路１６で検出する。そして、負荷１０に流れる電流
とバッテリの温度からバッテリ１の利用率をメモリ１７
に記憶されたテーブルを利用して演算装置（ＣＰＵ）４
で算出し、演算装置４で求めた前回のバッテリの残存容
量とその残存容量に対する利用率とから現在の残存容量
を演算装置４で算出する。その後、算出された現在の残
存容量をドライバーが把握しやすいように表示装置９で
表示する。また、演算装置４では、負荷が回生ブレーキ
をかけた時に発生する、バッテリに対する充電電流の充
電効率を求め、残存容量を算出する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の電池の残存容量
検出装置は以上のように構成されているので、電池の経
年変化に伴う特性劣化のような定格容量の減少に適応し
たものではなく、あくまでも定格容量を維持し続ける理
想的な電池を想定したものである。したがって、継続的
に電池に充放電する場合には演算誤差が大きくなり、正
確な電池の残存容量の表示または容量低下の警告表示を
行うことができない。さらには実際的な容量低下を検出
できず、過放電により電池の短寿命化につながる問題点
を有していた。
検出装置は以上のように構成されているので、電池の経
年変化に伴う特性劣化のような定格容量の減少に適応し
たものではなく、あくまでも定格容量を維持し続ける理
想的な電池を想定したものである。したがって、継続的
に電池に充放電する場合には演算誤差が大きくなり、正
確な電池の残存容量の表示または容量低下の警告表示を
行うことができない。さらには実際的な容量低下を検出
できず、過放電により電池の短寿命化につながる問題点
を有していた。
【０００７】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、複数の異なる方式で求められた
複数の残存容量値を比較し、そのうち一番小さい値を示
す残存容量値を真値とすることで、電池の経年劣化など
による特性変化誤差を補正し、信頼性の高い電池の残存
容量検出装置を得ることを目的とする。
ためになされたもので、複数の異なる方式で求められた
複数の残存容量値を比較し、そのうち一番小さい値を示
す残存容量値を真値とすることで、電池の経年劣化など
による特性変化誤差を補正し、信頼性の高い電池の残存
容量検出装置を得ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明の電池の
残存容量検出装置は、電池の開放端子電圧を検出する手
段と、電池の負荷となる電動機の駆動状態を検出する手
段と、電池の充放電電流が零であることを検出する手段
とを備え、電動機が駆動されておらず、かつ電池の充放
電電流が零の場合に、電池の開放端子電圧を検出し、こ
の開放端子電圧から電池の残存容量を推定演算すること
を特徴とする。
残存容量検出装置は、電池の開放端子電圧を検出する手
段と、電池の負荷となる電動機の駆動状態を検出する手
段と、電池の充放電電流が零であることを検出する手段
とを備え、電動機が駆動されておらず、かつ電池の充放
電電流が零の場合に、電池の開放端子電圧を検出し、こ
の開放端子電圧から電池の残存容量を推定演算すること
を特徴とする。
【０００９】請求項２の発明の電池の残存容量検出装置
は、電池の残存容量を検出する手段が主として充放電電
流の積算により演算するものであって、電池の開放端子
電圧を検出する手段と、電池の負荷となる電動機の駆動
状態を検出する手段と、電池の充放電電流が零であるこ
とを検出する手段と、電動機が駆動されておらずかつ電
池の充放電電流が零の場合の電池の開放端子電圧から電
池の残存容量を推定演算する手段を備え、実測定の充放
電電流の積算演算により求められた残存容量理論値を上
記残存容量推定値により補正すること特徴とする。
は、電池の残存容量を検出する手段が主として充放電電
流の積算により演算するものであって、電池の開放端子
電圧を検出する手段と、電池の負荷となる電動機の駆動
状態を検出する手段と、電池の充放電電流が零であるこ
とを検出する手段と、電動機が駆動されておらずかつ電
池の充放電電流が零の場合の電池の開放端子電圧から電
池の残存容量を推定演算する手段を備え、実測定の充放
電電流の積算演算により求められた残存容量理論値を上
記残存容量推定値により補正すること特徴とする。
【００１０】請求項３の発明の電池の残存容量検出装置
は、電池の端子電圧を検出する手段と、電池の負荷とな
る電動機の駆動状態を検出する手段と、電動機に与えた
駆動トルク指示値と電動機の実回転数とから電動機の出
力電力を推定演算する手段を備え、上記出力電力と電池
の端子電圧とから充放電電流推定値を求め、この電流推
定値から電池の残存容量を推定演算することを特徴とす
る。
は、電池の端子電圧を検出する手段と、電池の負荷とな
る電動機の駆動状態を検出する手段と、電動機に与えた
駆動トルク指示値と電動機の実回転数とから電動機の出
力電力を推定演算する手段を備え、上記出力電力と電池
の端子電圧とから充放電電流推定値を求め、この電流推
定値から電池の残存容量を推定演算することを特徴とす
る。
【００１１】請求項４の発明の電池の残存容量検出装置
は、電池の残存容量を検出する手段が主として充放電電
流の積算により演算するものであって、電池の端子電圧
を検出する手段と、電池の負荷となる電動機の駆動状態
を検出する手段と、電動機に与えた駆動トルク指示値と
電動機の実回転数とから電動機の出力電力を推定演算す
る手段と、上記出力電力と電池の端子電圧とから求めた
充放電電流推定値により電池の残存容量を推定演算する
手段を備え、実測定の充放電電流の積算演算により求め
られた残存容量理論値を上記残存容量推定値により補正
することを特徴とする。
は、電池の残存容量を検出する手段が主として充放電電
流の積算により演算するものであって、電池の端子電圧
を検出する手段と、電池の負荷となる電動機の駆動状態
を検出する手段と、電動機に与えた駆動トルク指示値と
電動機の実回転数とから電動機の出力電力を推定演算す
る手段と、上記出力電力と電池の端子電圧とから求めた
充放電電流推定値により電池の残存容量を推定演算する
手段を備え、実測定の充放電電流の積算演算により求め
られた残存容量理論値を上記残存容量推定値により補正
することを特徴とする。
【００１２】請求項５の発明の電池の残存容量検出装置
は、充放電電流積算演算のための電池の充放電電流，端
子電圧，電池の温度の各計測手段に加え、電動機の駆動
トルク指令値と電動機回転数の計測手段を併せ持ち、実
測定の充放電電流による充放電電流積算演算から求める
理論値としての残存容量値と、電動機トルク指令値と電
動機回転数および電池端子電圧から得られる推定充放電
電流によって、充放電電流積算演算から求める推定値と
しての残存容量推定値と、電池の充放電電流が零の時の
電池の開放端子電圧から推定演算する残存容量推定値と
を組み合わせ、そのうち一番小さい値を示す残存容量値
を真値と判定するように構成したものである。
は、充放電電流積算演算のための電池の充放電電流，端
子電圧，電池の温度の各計測手段に加え、電動機の駆動
トルク指令値と電動機回転数の計測手段を併せ持ち、実
測定の充放電電流による充放電電流積算演算から求める
理論値としての残存容量値と、電動機トルク指令値と電
動機回転数および電池端子電圧から得られる推定充放電
電流によって、充放電電流積算演算から求める推定値と
しての残存容量推定値と、電池の充放電電流が零の時の
電池の開放端子電圧から推定演算する残存容量推定値と
を組み合わせ、そのうち一番小さい値を示す残存容量値
を真値と判定するように構成したものである。
【００１３】
実施の形態１．図１はこの発明の実施の形態１による電
池残存容量検出装置の構成を示すブロック図であり、マ
イクロコンピュータ（ＣＰＵ）４を搭載した残存容量検
出装置１００により、電気自動車を駆動する電池（バッ
テリ）１の残存容量を測定する。電池１にはその充放電
電流を検出する電流センサ２が接続され、このセンサ２
による検出値は電流計測インタフェース５を介して残存
容量検出装置１００のマイクロコンピュータ４に入力さ
れる。なお、上記電流センサ２をシャント抵抗等で代用
しても良い。また、電池１の端子電圧値は電圧計測イン
タフェース６を介して計測され、同じくマイクロコンピ
ュータ４に入力される。更に、電池１のケース温度はサ
ーミスタ３により検出され、温度計測インタフェース７
を介してマイクロコンピュータ４に入力される。
池残存容量検出装置の構成を示すブロック図であり、マ
イクロコンピュータ（ＣＰＵ）４を搭載した残存容量検
出装置１００により、電気自動車を駆動する電池（バッ
テリ）１の残存容量を測定する。電池１にはその充放電
電流を検出する電流センサ２が接続され、このセンサ２
による検出値は電流計測インタフェース５を介して残存
容量検出装置１００のマイクロコンピュータ４に入力さ
れる。なお、上記電流センサ２をシャント抵抗等で代用
しても良い。また、電池１の端子電圧値は電圧計測イン
タフェース６を介して計測され、同じくマイクロコンピ
ュータ４に入力される。更に、電池１のケース温度はサ
ーミスタ３により検出され、温度計測インタフェース７
を介してマイクロコンピュータ４に入力される。
【００１４】電池（バッテリ）１には実負荷（ここでは
電気自動車の電動機）１０が接続されており、この負荷
（電動機）１０には回転数を検出する回転センサ１１が
設置されている。コントローラ１２は負荷（電動機）１
０を制御する機能を有しており、負荷（電動機）１０の
駆動トルク指令値を内部で演算し、かつ実負荷トルクを
負荷（電動機）の端子電圧と所要電流及び回転数とから
計測演算している。また、残存容量検出装置１００のマ
イクロコンピュータ４は、通信インタフェース８を介し
て上記コントローラ１２と通信しており、トルク情報及
び電動機回転数情報をコントローラ１２から入手してい
る。
電気自動車の電動機）１０が接続されており、この負荷
（電動機）１０には回転数を検出する回転センサ１１が
設置されている。コントローラ１２は負荷（電動機）１
０を制御する機能を有しており、負荷（電動機）１０の
駆動トルク指令値を内部で演算し、かつ実負荷トルクを
負荷（電動機）の端子電圧と所要電流及び回転数とから
計測演算している。また、残存容量検出装置１００のマ
イクロコンピュータ４は、通信インタフェース８を介し
て上記コントローラ１２と通信しており、トルク情報及
び電動機回転数情報をコントローラ１２から入手してい
る。
【００１５】次に、上記電池残存容量検出装置の動作に
ついて説明する。通常、電池の残存容量を検出する手法
として、実測定の充放電電流の積算演算によって残存容
量値を求める充放電電流積算方式を採用する。すなわ
ち、図１において、残存容量検出装置１００のマイクロ
コンピュータ４は、電流センサ２の出力を電流計測イン
タフェース５を介して読み取り、充放電電流を計測する
と共に、サーミスタ３の抵抗値を温度計測インタフェー
ス６（Ｒ−Ｖ変換器等）を介して読み取り、充電時又は
放電時のそれぞれ個別の電池温度補正を加味した充放電
電流の積算演算を行って、残存容量理論値を演算する。
ついて説明する。通常、電池の残存容量を検出する手法
として、実測定の充放電電流の積算演算によって残存容
量値を求める充放電電流積算方式を採用する。すなわ
ち、図１において、残存容量検出装置１００のマイクロ
コンピュータ４は、電流センサ２の出力を電流計測イン
タフェース５を介して読み取り、充放電電流を計測する
と共に、サーミスタ３の抵抗値を温度計測インタフェー
ス６（Ｒ−Ｖ変換器等）を介して読み取り、充電時又は
放電時のそれぞれ個別の電池温度補正を加味した充放電
電流の積算演算を行って、残存容量理論値を演算する。
【００１６】次に、実施の形態１の残存容量推定手順に
ついて述べる。残存容量検出装置１００のマイクロコン
ピュータ４は、コントローラ１２の実負荷トルク演算結
果と電動機の回転数とから負荷（電動機）１０が完全に
停止したことを確認し、かつ実測定電流値が零と見なせ
る範囲となった時点で、電池１の充放電電流が零となっ
たことを認識し、電池１の端子電圧による残存容量推定
を開始する。
ついて述べる。残存容量検出装置１００のマイクロコン
ピュータ４は、コントローラ１２の実負荷トルク演算結
果と電動機の回転数とから負荷（電動機）１０が完全に
停止したことを確認し、かつ実測定電流値が零と見なせ
る範囲となった時点で、電池１の充放電電流が零となっ
たことを認識し、電池１の端子電圧による残存容量推定
を開始する。
【００１７】ところで、一般的に電池（バッテリ）１は
同一の残存容量を有していても、充放電停止直後の電池
端子電圧は直前の充放電電流の大きさによって異なり、
安定した電圧（開放端子電圧）と見なせるまでの電圧回
復時間が一定でないという特性がある。この特性を補償
するため、マイクロコンピュータ４は単位時間毎（以下
Δｔとする）の電池端子電圧の変化幅（以下ΔＶ／Δｔ
とする）を計測することにより、電池端子電圧の回復安
定度を得る。
同一の残存容量を有していても、充放電停止直後の電池
端子電圧は直前の充放電電流の大きさによって異なり、
安定した電圧（開放端子電圧）と見なせるまでの電圧回
復時間が一定でないという特性がある。この特性を補償
するため、マイクロコンピュータ４は単位時間毎（以下
Δｔとする）の電池端子電圧の変化幅（以下ΔＶ／Δｔ
とする）を計測することにより、電池端子電圧の回復安
定度を得る。
【００１８】すなわち、マイクロコンピュータ４は、Δ
Ｖ／Δｔ＝０（ｎｅａｒｌｙ ｅｑｕａｌ）を検出した
時点で安定した電池開放端子電圧と見なし、あらかじめ
電池の温度に対応して複数個用意された、例えば図２の
ような電池開放端子電圧−残存容量特性マップより残存
容量推定値を求める。
Ｖ／Δｔ＝０（ｎｅａｒｌｙ ｅｑｕａｌ）を検出した
時点で安定した電池開放端子電圧と見なし、あらかじめ
電池の温度に対応して複数個用意された、例えば図２の
ような電池開放端子電圧−残存容量特性マップより残存
容量推定値を求める。
【００１９】最後に、実測定の充放電電流の積算演算に
より求められた残存容量理論値を、上記で求めた残存容
量推定値により補正する。
より求められた残存容量理論値を、上記で求めた残存容
量推定値により補正する。
【００２０】実施の形態２．次に、実施の形態２の残存
容量推定手順について述べる。残存容量検出装置１００
のマイクロコンピュータ４は、コントローラ１２から入
手した駆動トルク指令値Ｔと電動機回転数Ｎ、および電
圧計測インタフェース６を介して読み取った上記駆動ト
ルク指令値Ｔを出力した時刻の電池端子電圧Ｖbとか
ら、推定充放電電流値Ｉbを求める。
容量推定手順について述べる。残存容量検出装置１００
のマイクロコンピュータ４は、コントローラ１２から入
手した駆動トルク指令値Ｔと電動機回転数Ｎ、および電
圧計測インタフェース６を介して読み取った上記駆動ト
ルク指令値Ｔを出力した時刻の電池端子電圧Ｖbとか
ら、推定充放電電流値Ｉbを求める。
【００２１】すなわち、基本演算式は下記（１）式の通
りとなる。
りとなる。
【００２２】 出力Ｐb ＝ 電池端子電圧Ｖb × 充放電電流Ｉb ＝ 係数ｋ × 回転数Ｎ × トルクＴ ・・・・・・（１）
【００２３】ここで係数ｋは、固有の定数と電動機の電
力消費効率や回生発電効率を含めたシステム固有の数値
との積を取ったもので、条件によって可変である。
力消費効率や回生発電効率を含めたシステム固有の数値
との積を取ったもので、条件によって可変である。
【００２４】ところで、上記の電動機トルク指示値を使
用した演算では、充放電電流計測手段に依存しないとい
う利点があるが、反面下記の２点の問題点も生じる。
用した演算では、充放電電流計測手段に依存しないとい
う利点があるが、反面下記の２点の問題点も生じる。
【００２５】（ａ）トルク指示値出力時刻と実トルク追
従時刻のずれ。 （ｂ）当該電池から電力供給を受ける電動機以外の電気
負荷消費電力分の誤差。
従時刻のずれ。 （ｂ）当該電池から電力供給を受ける電動機以外の電気
負荷消費電力分の誤差。
【００２６】前記（ａ）の問題に対しては、あらかじめ
システムを構成する上で明らかにされるコントローラ１
２の制御時定数を記憶しておき、これより早いトルク変
化に対しては、例えば図３に示すような駆動トルクの一
次関数補正演算により変化量に上限を設けることで補正
を行っている。
システムを構成する上で明らかにされるコントローラ１
２の制御時定数を記憶しておき、これより早いトルク変
化に対しては、例えば図３に示すような駆動トルクの一
次関数補正演算により変化量に上限を設けることで補正
を行っている。
【００２７】前記（ｂ）の問題に対しては、電池の消費
電力をＰb（Ｗ），電動機の消費電力をＰL（Ｗ），その
他電気負荷の消費電力をＰs（Ｗ）とすると、下記の
（２）式が成立する。
電力をＰb（Ｗ），電動機の消費電力をＰL（Ｗ），その
他電気負荷の消費電力をＰs（Ｗ）とすると、下記の
（２）式が成立する。
【００２８】Ｐb ＝ ＰL ＋ Ｐs ・・・・・・（２）
【００２９】前記Ｐsにかかる電気機器類は、動作中か
非動作中かで消費電力の限定が容易であり、補正すべき
消費電流Ｉs（Ａ）は下記（３）式で求められる。
非動作中かで消費電力の限定が容易であり、補正すべき
消費電流Ｉs（Ａ）は下記（３）式で求められる。
【００３０】Ｉs ＝ Ｐs ／ Ｖb ・・・・・・（３）
【００３１】ここで、Ｖb（Ｖ）は式（１）の電池端子
電圧である。式（２）より、電動機以外の電気負荷が作
動中の場合には、式（１）は下記（４）式とされる。
電圧である。式（２）より、電動機以外の電気負荷が作
動中の場合には、式（１）は下記（４）式とされる。
【００３２】 Ｐb ＝ ＰL ＋ Ｖb×Ｉs ・・・・・・（４）
【００３３】この（４）式を、電池の充放電電流Ｉbに
ついて解けば、
ついて解けば、
【００３４】 Ｉｂ ＝ （ｋ・Ｎ・Ｔ）／Ｖｂ − Ｉｓ ・・・・・・（５）
【００３５】因みに、負荷の正トルク発生時を電池の放
電時とすれば、充電時（回生充電等）は負トルクとなる
ため、負荷の消費電力ＰLを負電力として取り扱う。
電時とすれば、充電時（回生充電等）は負トルクとなる
ため、負荷の消費電力ＰLを負電力として取り扱う。
【００３６】このように、式（５）から明らかなよう
に、実施の形態２の電池残存容量検出装置によれば、充
放電電流計測手段に依存することなく電池の充放電電流
を高精度に求めることが可能となる。この電池充放電電
流推定値を使用した充放電電流の積算演算により、残存
容量推定値を求める。
に、実施の形態２の電池残存容量検出装置によれば、充
放電電流計測手段に依存することなく電池の充放電電流
を高精度に求めることが可能となる。この電池充放電電
流推定値を使用した充放電電流の積算演算により、残存
容量推定値を求める。
【００３７】実施の形態３．次に、実施の形態３の残存
容量推定手順について述べる。残存容量検出装置１００
のマイクロコンピュータ４は、通常の実測定の充放電電
流値の積算演算により求めた残存容量理論値を、前記実
施の形態１で述べた電動機が駆動されておらず充放電電
流が零である場合の電池開放端子電圧から推定演算によ
って得られた残存容量推定値と、実施の形態２で述べた
電池の端子電圧と電動機の駆動トルク指令値及び実回転
数から充放電電流を推定演算し、さらにその充放電電流
推定値を積算演算することによって求められた残存容量
推定値のうち、各計測手段に故障等による誤りがないと
判断できた残存容量値のみを採択し、そのうち最も小さ
い値を真値として採用し、表示装置９に表示する。その
結果、電気自動車の運転者に対して高精度な残存容量値
を提示し、かつ電池の過放電の危険性を大きく低減する
ことができる。
容量推定手順について述べる。残存容量検出装置１００
のマイクロコンピュータ４は、通常の実測定の充放電電
流値の積算演算により求めた残存容量理論値を、前記実
施の形態１で述べた電動機が駆動されておらず充放電電
流が零である場合の電池開放端子電圧から推定演算によ
って得られた残存容量推定値と、実施の形態２で述べた
電池の端子電圧と電動機の駆動トルク指令値及び実回転
数から充放電電流を推定演算し、さらにその充放電電流
推定値を積算演算することによって求められた残存容量
推定値のうち、各計測手段に故障等による誤りがないと
判断できた残存容量値のみを採択し、そのうち最も小さ
い値を真値として採用し、表示装置９に表示する。その
結果、電気自動車の運転者に対して高精度な残存容量値
を提示し、かつ電池の過放電の危険性を大きく低減する
ことができる。
【００３８】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、電池の
経年劣化による特性変化等に起因する誤差を補正し、信
頼性の高い残存容量を得ることができるので、運転者等
に対し的確な時期に残存容量の低下を警告することがで
き、加えて電池の過放電を未然に防ぎ、電池の破壊や短
寿命化を防ぐことができる。
経年劣化による特性変化等に起因する誤差を補正し、信
頼性の高い残存容量を得ることができるので、運転者等
に対し的確な時期に残存容量の低下を警告することがで
き、加えて電池の過放電を未然に防ぎ、電池の破壊や短
寿命化を防ぐことができる。
【００３９】また、一般的な電気自動車等における既存
のシステムを活用することで特別な手段を追加する必要
がない。
のシステムを活用することで特別な手段を追加する必要
がない。
【００４０】更に、電池の充放電電流計測手段だけによ
らず電池端子電圧および負荷の駆動状態からも残存容量
演算を行うように構成したので、電池の定格特性での使
用時はもちろん、電池の特性劣化時や大電流を放電した
ときの見かけ上の容量低下をも補正することができる。
らず電池端子電圧および負荷の駆動状態からも残存容量
演算を行うように構成したので、電池の定格特性での使
用時はもちろん、電池の特性劣化時や大電流を放電した
ときの見かけ上の容量低下をも補正することができる。
【００４１】更に波及的には、電池の充放電電流検出手
段の故障時にも継続して残存容量演算が可能となり、表
示装置へ故障警告の表示を行うと共に残存容量の更新表
示を継続することにより、運転者の不安感解消と電池の
過放電の危険性を大きく低減できる効果がある。
段の故障時にも継続して残存容量演算が可能となり、表
示装置へ故障警告の表示を行うと共に残存容量の更新表
示を継続することにより、運転者の不安感解消と電池の
過放電の危険性を大きく低減できる効果がある。
【図１】 この発明の実施の形態１による電池残存容量
検出装置の構成を示すブロック図である。
検出装置の構成を示すブロック図である。
【図２】 実施の形態１で使用される温度補正を含めた
一般的な電池の開放端子電圧−残存容量特性図である。
一般的な電池の開放端子電圧−残存容量特性図である。
【図３】 実施の形態２で使用される電動機駆動トルク
指示値の一次関数補正特性図である。
指示値の一次関数補正特性図である。
【図４】 従来の電池の残存容量検出装置の構成図であ
る。
る。
１ 電池（バッテリ）、２ 電流センサ、３ 温度セン
サ、４ マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）、５ 電流計
測インタフェース、６ 電圧計測インタフェース、７
温度計測インタフェース、８ 通信制御インタフェー
ス、９ 表示装置、１０ 実負荷（電動機）、１１ 回
転センサ、１２ コントローラ。
サ、４ マイクロコンピュータ（ＣＰＵ）、５ 電流計
測インタフェース、６ 電圧計測インタフェース、７
温度計測インタフェース、８ 通信制御インタフェー
ス、９ 表示装置、１０ 実負荷（電動機）、１１ 回
転センサ、１２ コントローラ。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｈ０２Ｊ 7/00 Ｈ０２Ｊ 7/00 Ｍ
Claims (5)
- 【請求項１】 電池の残存容量を検出する装置であっ
て、電池の開放端子電圧を検出する手段と、電池の負荷
となる電動機の駆動状態を検出する手段と、電池の充放
電電流が零であることを検出する手段とを備え、電動機
が駆動されておらず、かつ電池の充放電電流が零の場合
に、電池の開放端子電圧を検出し、この開放端子電圧か
ら電池の残存容量を推定演算することを特徴とする電池
の残存容量検出装置。 - 【請求項２】 電池の残存容量を検出する手段が主とし
て充放電電流の積算により演算する電池の残存容量検出
装置であって、電池の開放端子電圧を検出する手段と、
電池の負荷となる電動機の駆動状態を検出する手段と、
電池の充放電電流が零であることを検出する手段と、電
動機が駆動されておらずかつ電池の充放電電流が零の場
合の電池の開放端子電圧から電池の残存容量を推定演算
する手段を備え、実測定の充放電電流の積算演算により
求められた残存容量理論値を上記残存容量推定値により
補正することを特徴とする電池の残存容量検出装置。 - 【請求項３】 電池の残存容量を検出する装置であっ
て、電池の端子電圧を検出する手段と、電池の負荷とな
る電動機の駆動状態を検出する手段と、電動機に与えた
駆動トルク指示値と電動機の実回転数とから電動機の出
力電力を推定演算する手段を備え、上記出力電力と電池
の端子電圧とから充放電電流推定値を求め、この電流推
定値から電池の残存容量を推定演算することを特徴とす
る電池の残存容量検出装置。 - 【請求項４】 電池の残存容量を検出する手段が主とし
て充放電電流の積算により演算する電池の残存容量検出
装置であって、電池の端子電圧を検出する手段と、電池
の負荷となる電動機の駆動状態を検出する手段と、電動
機に与えた駆動トルク指示値と電動機の実回転数とから
電動機の出力電力を推定演算する手段と、上記出力電力
と電池の端子電圧とから求めた充放電電流推定値により
電池の残存容量を推定演算する手段を備え、実測定の充
放電電流の積算演算により求められた残存容量理論値を
上記残存容量推定値により補正することを特徴とする電
池の残存容量検出装置。 - 【請求項５】 電池の残存容量を検出する装置であっ
て、実測定の充放電電流の積算演算によって求められた
残存容量理論値と、請求項１記載の充放電電流が零であ
る場合の電池開放端子電圧から推定演算によって得られ
た残存容量推定値と、請求項３記載の電池の端子電圧と
電動機の駆動トルク指令値及び実回転数から充放電電流
を推定演算し、さらにその充放電電流推定値を積算演算
することによって求められた残存容量推定値のうち、一
番小さい値を示す残存容量値を真値とすることを特徴と
する電池の残存容量検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9189513A JPH1138104A (ja) | 1997-07-15 | 1997-07-15 | 電池の残存容量検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9189513A JPH1138104A (ja) | 1997-07-15 | 1997-07-15 | 電池の残存容量検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1138104A true JPH1138104A (ja) | 1999-02-12 |
Family
ID=16242538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9189513A Pending JPH1138104A (ja) | 1997-07-15 | 1997-07-15 | 電池の残存容量検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1138104A (ja) |
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1997
- 1997-07-15 JP JP9189513A patent/JPH1138104A/ja active Pending
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