JPH1155802A - 電池の残存容量演算方法 - Google Patents
電池の残存容量演算方法Info
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- JPH1155802A JPH1155802A JP9204449A JP20444997A JPH1155802A JP H1155802 A JPH1155802 A JP H1155802A JP 9204449 A JP9204449 A JP 9204449A JP 20444997 A JP20444997 A JP 20444997A JP H1155802 A JPH1155802 A JP H1155802A
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Tests Of Electric Status Of Batteries (AREA)
- Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 走行パターンに応じた残存容量を算出するこ
とができる電池の残存容量演算方法の提供。 【解決手段】 放電可能電力量と放電電力量との差から
残存容量を算出する電気車用電池の残存容量演算方法に
おいて、残存容量算出時（放電電力量がＩＷｈの時点）
から遡った所定電力量ΔＷｈにおける電流値および電圧
値とから算出される電池の放電パワーの平均値Ｐave
と、電池の放電可能パワー対放電電力量特性Ｗｈ（Ｐ）
とに基づいて算出された放電可能電力量ＷｈＲ1を用い
て、残存容量を次式（１４）により算出するようにした
ことにより、残存容量算出時における最新の走行状態が
残存容量に反映されるようにした。 【数１２】 （残存容量）＝ＷｈＲ１−ＩＷｈ …（１４）
とができる電池の残存容量演算方法の提供。 【解決手段】 放電可能電力量と放電電力量との差から
残存容量を算出する電気車用電池の残存容量演算方法に
おいて、残存容量算出時（放電電力量がＩＷｈの時点）
から遡った所定電力量ΔＷｈにおける電流値および電圧
値とから算出される電池の放電パワーの平均値Ｐave
と、電池の放電可能パワー対放電電力量特性Ｗｈ（Ｐ）
とに基づいて算出された放電可能電力量ＷｈＲ1を用い
て、残存容量を次式（１４）により算出するようにした
ことにより、残存容量算出時における最新の走行状態が
残存容量に反映されるようにした。 【数１２】 （残存容量）＝ＷｈＲ１−ＩＷｈ …（１４）
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電気自動車等の電
気車に搭載される電池の残存容量演算方法に関する。
気車に搭載される電池の残存容量演算方法に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】図６は電気自動車等の
電気車における電池の残存容量演算方法を説明する図で
あり、Ｐ（Ｗｈ）は電池のパワーＰ対放電電力量Ｗｈの
関係を示している。残存容量は次式（１）のように表さ
れ、放電可能電力量としては満充電状態から代表的走行
モード（ＬＡ４モード等）による走行を保証可能な最低
限のパワーＰminまでの放電電力量が用いられる。
電気車における電池の残存容量演算方法を説明する図で
あり、Ｐ（Ｗｈ）は電池のパワーＰ対放電電力量Ｗｈの
関係を示している。残存容量は次式（１）のように表さ
れ、放電可能電力量としては満充電状態から代表的走行
モード（ＬＡ４モード等）による走行を保証可能な最低
限のパワーＰminまでの放電電力量が用いられる。
【数１】 （残存容量）＝（放電可能電力量）−（現在までの放電電力量） …（１） 満充電状態から電池の放電可能パワーがＰminとなるま
での放電電力量をＷｈＲ、現在までの放電電力量として
放電電力積算値ＩＷｈを用いた場合には、式（１）は次
式（２）のようになる。
での放電電力量をＷｈＲ、現在までの放電電力量として
放電電力積算値ＩＷｈを用いた場合には、式（１）は次
式（２）のようになる。
【数２】（残存容量）＝ＷｈＲ−ＩＷｈ …（２）
【０００３】しかしながら、上述したように特定走行モ
ードに関するＰminに基づいて算出される放電可能電力
量を用いて残存容量を求めた場合には、次のような不都
合が生じる。以下では、図７に示すように、放電末期に
おいて上述したＰminに対応する走行可能パワーＰa（た
だしＰa＞Ｐmin）の高出力走行（走行パターンＡと呼
ぶ）で走行した場合と、走行可能パワー Ｐb（ただしＰ
b＜Ｐmin）の低出力走行（走行パターンＢと呼ぶ）で走
行した場合について考える。なお、満充電状態から電池
の放電可能パワーがＰaとなるまでの放電電力量をＷｈ
Ｒa、放電可能パワーがＰbとなるまでの放電電力量をＷ
ｈＲbとする。
ードに関するＰminに基づいて算出される放電可能電力
量を用いて残存容量を求めた場合には、次のような不都
合が生じる。以下では、図７に示すように、放電末期に
おいて上述したＰminに対応する走行可能パワーＰa（た
だしＰa＞Ｐmin）の高出力走行（走行パターンＡと呼
ぶ）で走行した場合と、走行可能パワー Ｐb（ただしＰ
b＜Ｐmin）の低出力走行（走行パターンＢと呼ぶ）で走
行した場合について考える。なお、満充電状態から電池
の放電可能パワーがＰaとなるまでの放電電力量をＷｈ
Ｒa、放電可能パワーがＰbとなるまでの放電電力量をＷ
ｈＲbとする。
【０００４】例えば、式（２）で算出される残存容量を
残存容量計で表示した場合、放電電力量がＩＷｈの時点
では残存容量計の指示値は（ＷｈＲ−ＩＷｈ）となって
いる。しかし、放電末期に走行パターンＡで走行した場
合には、指示値が（ＷｈＲ−ＷｈＲa）＝ΔＷｈａ≠０
のときに突然走行不能となってしまうという不都合が生
じる。一方、放電末期に走行パターンＢで走行した場合
には、走行パターンＢを維持して走行すれば電力量（Ｗ
ｈＲb−ＷｈＲ）＝ΔＷｈｂ分だけ走行可能であるにも
かかわらず、残存容量計の指示値が０となっているとい
う欠点がある。
残存容量計で表示した場合、放電電力量がＩＷｈの時点
では残存容量計の指示値は（ＷｈＲ−ＩＷｈ）となって
いる。しかし、放電末期に走行パターンＡで走行した場
合には、指示値が（ＷｈＲ−ＷｈＲa）＝ΔＷｈａ≠０
のときに突然走行不能となってしまうという不都合が生
じる。一方、放電末期に走行パターンＢで走行した場合
には、走行パターンＢを維持して走行すれば電力量（Ｗ
ｈＲb−ＷｈＲ）＝ΔＷｈｂ分だけ走行可能であるにも
かかわらず、残存容量計の指示値が０となっているとい
う欠点がある。
【０００５】本発明の目的は、走行パターンに応じた残
存容量を算出することができる電池の残存容量演算方法
を提供することにある。
存容量を算出することができる電池の残存容量演算方法
を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】 請求項１の発明は、放電可能電力量と放電電力量との
差から残存容量を算出する電池の残存容量演算方法に適
用され、残存容量算出時から遡った所定電力量範囲の負
荷状態に応じて放電可能電力量と放電電力量との差を補
正して残存容量を算出することにより、残存容量算出時
における最新の走行状態が残存容量に反映されるように
した。 請求項２の発明は、放電可能電力量と放電電力量との
差から残存容量を算出する電池の残存容量演算方法に適
用され、残存容量算出時から遡った所定電力量範囲の負
荷状態に応じて放電可能電力量を変更することにより、
残存容量算出時における最新の走行状態が残存容量に反
映されるようにした。 図２に対応付けて説明すると、請求項３の発明は、放
電可能電力量と放電電力量との差から残存容量を算出す
る電池の残存容量演算方法に適用され、残存容量算出時
から遡った所定電力量範囲（ΔＷｈ）における電流値お
よび電圧値とから算出される電池の放電パワーの平均値
Ｐaveと、電池の放電可能パワー対放電電力量特性Ｗｈ
（Ｐ）とに基づいて算出された放電可能電力量ＷｈＲ1
を用いて残存容量を算出することにより、残存容量算出
時における最新の走行状態が残存容量に反映されるよう
にした。 請求項４の発明は、放電可能電力量と放電電力量との
差から残存容量を算出する電池の残存容量演算方法に適
用され、（ａ）電池の放電深度が満充電状態から所定放
電深度となるまでは、予め設定された所定放電可能電力
量に基づいて残存容量を算出し、（ｂ）電池の放電深度
が所定放電深度以上に深くなった場合には、残存容量算
出時から遡った所定電力量範囲の負荷状態に応じて放電
可能電力量と放電電力量との差を補正して残存容量を算
出するようにした。 請求項５の発明は、放電可能電力量と放電電力量との
差から残存容量を算出する電池の残存容量演算方法に適
用され、（ａ）電池の放電深度が満充電状態から所定放
電深度となるまでは、予め設定された所定放電可能電力
量に基づいて残存容量を算出し、（ｂ）電池の放電深度
が所定放電深度以上に深くなった場合には、残存容量算
出時から遡った所定電力量範囲の負荷状態に応じた放電
可能電力量に基づいて残存容量を算出するようにした。 請求項６の発明は、請求項５に記載の残存容量演算方
法において、電池の放電深度が所定放電深度以上に深く
なった場合には、残存容量算出時から遡った所定電力量
範囲における電流値および電圧値から算出される電池の
放電パワーの平均値と、電池の放電可能パワー対放電電
力量特性とに基づいて算出された放電可能電力量を用い
て残存容量を算出するようにした。
差から残存容量を算出する電池の残存容量演算方法に適
用され、残存容量算出時から遡った所定電力量範囲の負
荷状態に応じて放電可能電力量と放電電力量との差を補
正して残存容量を算出することにより、残存容量算出時
における最新の走行状態が残存容量に反映されるように
した。 請求項２の発明は、放電可能電力量と放電電力量との
差から残存容量を算出する電池の残存容量演算方法に適
用され、残存容量算出時から遡った所定電力量範囲の負
荷状態に応じて放電可能電力量を変更することにより、
残存容量算出時における最新の走行状態が残存容量に反
映されるようにした。 図２に対応付けて説明すると、請求項３の発明は、放
電可能電力量と放電電力量との差から残存容量を算出す
る電池の残存容量演算方法に適用され、残存容量算出時
から遡った所定電力量範囲（ΔＷｈ）における電流値お
よび電圧値とから算出される電池の放電パワーの平均値
Ｐaveと、電池の放電可能パワー対放電電力量特性Ｗｈ
（Ｐ）とに基づいて算出された放電可能電力量ＷｈＲ1
を用いて残存容量を算出することにより、残存容量算出
時における最新の走行状態が残存容量に反映されるよう
にした。 請求項４の発明は、放電可能電力量と放電電力量との
差から残存容量を算出する電池の残存容量演算方法に適
用され、（ａ）電池の放電深度が満充電状態から所定放
電深度となるまでは、予め設定された所定放電可能電力
量に基づいて残存容量を算出し、（ｂ）電池の放電深度
が所定放電深度以上に深くなった場合には、残存容量算
出時から遡った所定電力量範囲の負荷状態に応じて放電
可能電力量と放電電力量との差を補正して残存容量を算
出するようにした。 請求項５の発明は、放電可能電力量と放電電力量との
差から残存容量を算出する電池の残存容量演算方法に適
用され、（ａ）電池の放電深度が満充電状態から所定放
電深度となるまでは、予め設定された所定放電可能電力
量に基づいて残存容量を算出し、（ｂ）電池の放電深度
が所定放電深度以上に深くなった場合には、残存容量算
出時から遡った所定電力量範囲の負荷状態に応じた放電
可能電力量に基づいて残存容量を算出するようにした。 請求項６の発明は、請求項５に記載の残存容量演算方
法において、電池の放電深度が所定放電深度以上に深く
なった場合には、残存容量算出時から遡った所定電力量
範囲における電流値および電圧値から算出される電池の
放電パワーの平均値と、電池の放電可能パワー対放電電
力量特性とに基づいて算出された放電可能電力量を用い
て残存容量を算出するようにした。
【０００７】
【発明の効果】以上説明したように、 請求項１〜６の発明によれば、残存容量算出時から遡
った所定電力量範囲の負荷状態に応じて残存容量を算出
するため、電気車の最新の走行パターンに応じた残存容
量を算出することができ、残存容量＝０付近における算
出精度が向上する。そのため、残存容量不足により走行
途中に突然走行不能となることが無いとともに、運転者
はその後の走行可能距離を容易に推測することが可能と
なる。 請求項４〜６の発明では、電池の放電深度が所定放電
深度より浅い場合には、予め設定された所定放電可能電
力量、例えば、予め設定された所定走行モードに必要な
パワーとなるまでの放電可能電力量に基づいて残存容量
を算出するため、放電末期ほど残存容量精度を必要とさ
れない放電深度領域における演算処理が簡略化される。
った所定電力量範囲の負荷状態に応じて残存容量を算出
するため、電気車の最新の走行パターンに応じた残存容
量を算出することができ、残存容量＝０付近における算
出精度が向上する。そのため、残存容量不足により走行
途中に突然走行不能となることが無いとともに、運転者
はその後の走行可能距離を容易に推測することが可能と
なる。 請求項４〜６の発明では、電池の放電深度が所定放電
深度より浅い場合には、予め設定された所定放電可能電
力量、例えば、予め設定された所定走行モードに必要な
パワーとなるまでの放電可能電力量に基づいて残存容量
を算出するため、放電末期ほど残存容量精度を必要とさ
れない放電深度領域における演算処理が簡略化される。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、図１〜図５を参照して本発
明の実施の形態を説明する。 −第１の実施の形態− 図１は、電気自動車の走行駆動機構の構成を示すブロッ
ク図である。電池１１はインバータ１２に直流電力を供
給し、インバータ１２は直流電力を交流電力に変換して
モータ１３へ電力を供給する。また、回生時には車両の
走行エネルギーがモータ１３およびインバータ１２を介
して電気エネルギーに逆変換され、電池１１が充電され
るとともに車両に回生ブレーキがかかる。電圧センサ１
４は電池１１の両端電圧Ｖを検出し、電流センサ１５は
電池１１に流れる電流Ｉを検出する。１７は電池１１の
温度Ｔを検出する温度センサである。なお、電流Ｉは、
モータ駆動時に電池１１からインバータ１２へ流れる方
向を正とし、回生充電時にインバータ１２から電池１１
へ流れる方向を負とする。コントローラ１６は電圧セン
サ１４および電流センサ１５により検出された電圧Ｖと
電流Ｉとに基づいて放電可能パワーを演算し、演算結果
に基づいてインバータ１２の出力制御を行なう。メモリ
１８には各センサ１４，１５，１７からのデータやコン
トローラ１６の演算結果等が記憶される。
明の実施の形態を説明する。 −第１の実施の形態− 図１は、電気自動車の走行駆動機構の構成を示すブロッ
ク図である。電池１１はインバータ１２に直流電力を供
給し、インバータ１２は直流電力を交流電力に変換して
モータ１３へ電力を供給する。また、回生時には車両の
走行エネルギーがモータ１３およびインバータ１２を介
して電気エネルギーに逆変換され、電池１１が充電され
るとともに車両に回生ブレーキがかかる。電圧センサ１
４は電池１１の両端電圧Ｖを検出し、電流センサ１５は
電池１１に流れる電流Ｉを検出する。１７は電池１１の
温度Ｔを検出する温度センサである。なお、電流Ｉは、
モータ駆動時に電池１１からインバータ１２へ流れる方
向を正とし、回生充電時にインバータ１２から電池１１
へ流れる方向を負とする。コントローラ１６は電圧セン
サ１４および電流センサ１５により検出された電圧Ｖと
電流Ｉとに基づいて放電可能パワーを演算し、演算結果
に基づいてインバータ１２の出力制御を行なう。メモリ
１８には各センサ１４，１５，１７からのデータやコン
トローラ１６の演算結果等が記憶される。
【０００９】図２は本実施の形態における残存容量演算
方法を説明するための図であり、電池の放電可能パワー
対放電電力量の関係を表す電池特性Ｗｈ（Ｐ）を示す。
図２に示すような電池特性Ｗｈ（Ｐ）は、初期電池の特
性を温度補正や劣化補正することによって得られる。例
えば、放電電力量ＷｈがパワーＰの３次式で表されると
した場合には、初期特性Ｗｈ0（Ｐ）は次式（３）のよ
うに表される。ここで、係数ａ，ｂ，ｃ，ｄは初期状態
の電池特性に基づいて決定される。
方法を説明するための図であり、電池の放電可能パワー
対放電電力量の関係を表す電池特性Ｗｈ（Ｐ）を示す。
図２に示すような電池特性Ｗｈ（Ｐ）は、初期電池の特
性を温度補正や劣化補正することによって得られる。例
えば、放電電力量ＷｈがパワーＰの３次式で表されると
した場合には、初期特性Ｗｈ0（Ｐ）は次式（３）のよ
うに表される。ここで、係数ａ，ｂ，ｃ，ｄは初期状態
の電池特性に基づいて決定される。
【数３】 Ｗｈ0（Ｐ）＝ａＰ3＋ｂＰ2＋ｃＰ＋ｄＰ …（３） 次いで、温度補正係数をα、電気容量変化に関する劣化
係数をβ、内部抵抗変化に関する劣化係数をγとしたと
き、補正後の特性をＷｈ（Ｐ）を次式（４）のにより求
める。
係数をβ、内部抵抗変化に関する劣化係数をγとしたと
き、補正後の特性をＷｈ（Ｐ）を次式（４）のにより求
める。
【数４】 Ｗｈ（Ｐ）＝Ｗｈ0（Ｐ×１／αγ）×β …（４）
【００１０】本発明による残存容量演算方法では、残存
容量算出時から放電電力量でΔＷｈに相当する時間だけ
遡り、遡った時刻から算出時までの走行パターンに基づ
いて放電可能電力量を算出し、その放電可能電力量と現
在までの放電電力量とから残存容量を算出する。図２に
おいて曲線Ｌ１は現時点（放電電力量ＩＷｈ時点）まで
の走行パターンの一部分を概念的に示す図であり、放電
時の電流値および電圧値から求められる放電パワーの変
化を放電電力量に関して示したものである。Ｐaveは放
電電力量（ＩＷｈ−ΔＷｈ）からＩＷｈまでの実際に出
力した放電パワーの平均値であり、ＷｈＲ1は電池の放
電可能パワーがＰaveとなるまでの放電可能電力量であ
る。上述したような電池特性Ｗｈ（Ｐ）が得られる場合
にはＷｈＲ1＝Ｗｈ（Ｐave）で求められる。そして、こ
の時点での残存容量は次式（５）で算出される。
容量算出時から放電電力量でΔＷｈに相当する時間だけ
遡り、遡った時刻から算出時までの走行パターンに基づ
いて放電可能電力量を算出し、その放電可能電力量と現
在までの放電電力量とから残存容量を算出する。図２に
おいて曲線Ｌ１は現時点（放電電力量ＩＷｈ時点）まで
の走行パターンの一部分を概念的に示す図であり、放電
時の電流値および電圧値から求められる放電パワーの変
化を放電電力量に関して示したものである。Ｐaveは放
電電力量（ＩＷｈ−ΔＷｈ）からＩＷｈまでの実際に出
力した放電パワーの平均値であり、ＷｈＲ1は電池の放
電可能パワーがＰaveとなるまでの放電可能電力量であ
る。上述したような電池特性Ｗｈ（Ｐ）が得られる場合
にはＷｈＲ1＝Ｗｈ（Ｐave）で求められる。そして、こ
の時点での残存容量は次式（５）で算出される。
【数５】 （残存容量）＝Ｗｈ（Ｐave）−ＩＷｈ …（５）
【００１１】式（５）では、Ｐaveは残存容量算出時か
らΔＷｈだけ遡った時点から算出時までの走行パターン
に基づいて算出されるため残存容量算出毎にＰaveが異
なっており、常に最新の走行パターンに依存した残存容
量が得られる。例えば、図３に示すような走行パターン
Ｌ2では、放電電力量ＩＷｈ1における残存容量は放電電
力量ＩＷｈ1−ΔＷｈからＩＷｈ1までの走行パターンに
基づいて算出されるため、その範囲における放電パワー
の平均値をＰave1とすれば式（６）で表される。
らΔＷｈだけ遡った時点から算出時までの走行パターン
に基づいて算出されるため残存容量算出毎にＰaveが異
なっており、常に最新の走行パターンに依存した残存容
量が得られる。例えば、図３に示すような走行パターン
Ｌ2では、放電電力量ＩＷｈ1における残存容量は放電電
力量ＩＷｈ1−ΔＷｈからＩＷｈ1までの走行パターンに
基づいて算出されるため、その範囲における放電パワー
の平均値をＰave1とすれば式（６）で表される。
【数６】 （残存容量）＝Ｗｈ（Ｐave1）−ＩＷｈ1 …（６） 一方、放電電力量ＩＷｈ2における残存容量は式（７）
で表される。
で表される。
【数７】 （残存容量）＝Ｗｈ（Ｐave2）−ＩＷｈ2 …（７）
【００１２】このように、本実施の形態では、最新の走
行パターンに基づいて残存容量を算出しているため、ど
のような走行パターンで走行していても、現在の走行パ
ターンでどの程度走行可能かを容易に推定することがで
きる。特に、放電末期においては前述したように突然走
行不能となるような事態を避けるため残存容量算出の正
確さが求められるが、本実施の形態による演算方法によ
れば残存容量＝０における算出値の信頼性が向上し、放
電末期にどのような走行パターンで走行していても残存
容量算出値＝０となる以前に走行不能となることがな
い。なお、満充電時から上述した方法で残存容量を算出
してもよいが、上述したように残存容量算出の正確さは
放電末期において特に重要となるので、次のように制御
するようにしても良い。すなわち、満充電状態から放電
深度（ＤＯＤ）が所定の値になるまでは特定走行モード
に基づいて残存容量を算出し、ＤＯＤが所定値以上にな
ったならば本発明による演算方法で残存容量の算出を行
う。
行パターンに基づいて残存容量を算出しているため、ど
のような走行パターンで走行していても、現在の走行パ
ターンでどの程度走行可能かを容易に推定することがで
きる。特に、放電末期においては前述したように突然走
行不能となるような事態を避けるため残存容量算出の正
確さが求められるが、本実施の形態による演算方法によ
れば残存容量＝０における算出値の信頼性が向上し、放
電末期にどのような走行パターンで走行していても残存
容量算出値＝０となる以前に走行不能となることがな
い。なお、満充電時から上述した方法で残存容量を算出
してもよいが、上述したように残存容量算出の正確さは
放電末期において特に重要となるので、次のように制御
するようにしても良い。すなわち、満充電状態から放電
深度（ＤＯＤ）が所定の値になるまでは特定走行モード
に基づいて残存容量を算出し、ＤＯＤが所定値以上にな
ったならば本発明による演算方法で残存容量の算出を行
う。
【００１３】図４はコントローラ１６による残存容量演
算処理を説明するためのフローチャートであり、この図
を参照しながら残存容量の算出手順を説明する。コント
ローラ１６は、走行中はこの制御プログラムを繰返し実
行する。なお、以下では放電深度が５０％以上となった
ときに特定走行モードに基づく残存容量演算から本発明
による演算に切換えるように制御する。また、上述した
パワー演算は放電電力量ΔＷｈ1毎に行われるとし、Δ
Ｗｈ＝ｎ・ΔＷｈ1を満たしているとする。すなわち、
ΔＷｈ1の間にｎ回のパワー演算が行われる。
算処理を説明するためのフローチャートであり、この図
を参照しながら残存容量の算出手順を説明する。コント
ローラ１６は、走行中はこの制御プログラムを繰返し実
行する。なお、以下では放電深度が５０％以上となった
ときに特定走行モードに基づく残存容量演算から本発明
による演算に切換えるように制御する。また、上述した
パワー演算は放電電力量ΔＷｈ1毎に行われるとし、Δ
Ｗｈ＝ｎ・ΔＷｈ1を満たしているとする。すなわち、
ΔＷｈ1の間にｎ回のパワー演算が行われる。
【００１４】図４に示すプログラムは電気自動車の走行
開始によりスタートする。ステップＳ１においてｘ（Δ
Ｗｈ）は放電電力量ΔＷｈに相当する放電深度（ＤＯ
Ｄ）を表しており、ステップＳ１では電池のＤＯＤが
｛５０％−ｘ（ΔＷｈ）｝以上か否かを判断し、判断が
肯定された場合にはステップＳ２に進んで変数ｉを１と
設定した後に、ステップＳ３において実際に出力してい
るパワーＰiを算出する。すなわち、ＤＯＤ≧｛５０％
−ｘ（ΔＷｈ）｝となったときにステップ２以降の動作
を開始する。一方、ステップＳ１において判断が否定さ
れた場合には、ステップＳ１３に進んで次式（８）によ
り残存容量を算出し、ステップＳ９へ進む。
開始によりスタートする。ステップＳ１においてｘ（Δ
Ｗｈ）は放電電力量ΔＷｈに相当する放電深度（ＤＯ
Ｄ）を表しており、ステップＳ１では電池のＤＯＤが
｛５０％−ｘ（ΔＷｈ）｝以上か否かを判断し、判断が
肯定された場合にはステップＳ２に進んで変数ｉを１と
設定した後に、ステップＳ３において実際に出力してい
るパワーＰiを算出する。すなわち、ＤＯＤ≧｛５０％
−ｘ（ΔＷｈ）｝となったときにステップ２以降の動作
を開始する。一方、ステップＳ１において判断が否定さ
れた場合には、ステップＳ１３に進んで次式（８）によ
り残存容量を算出し、ステップＳ９へ進む。
【数８】 （残存容量）＝Ｗｈ（Ｐmin）−ＩＷｈ …（８） なお、式（８）において、ＩＷｈは現在までの放電電力
積算値であり、Ｐminは前述したように特定走行モード
におけるパワーの平均値である。
積算値であり、Ｐminは前述したように特定走行モード
におけるパワーの平均値である。
【００１５】ステップＳ４では、メモリ１８に確保され
たメモリ領域Ｍiの内容を算出されたパワーＰiに書換え
る。なお、メモリ１８にはパワーＰiが記憶されるメモ
リ領域Ｍ1，Ｍ2，…，Ｍnおよび後述する残存容量が記
憶されるメモリ領域Ｍn+1が確保されており、各領域と
も初期値＝０である。ステップＳ５では実際に出力して
いるパワーＰiの平均Ｐave＝Ｍ1＋Ｍ2＋…＋Ｍnを算出
し、続くステップＳ６では算出されたＰaveを用いて放
電可能電力量Ｗｈ（Ｐave）を算出する。ステップＳ７
は電池のＤＯＤが５０％以上となったか否かを判断する
ステップであり、５０％以上の場合にはステップＳ８へ
進み、それ以外の場合にはステップＳ１３へ進む。ステ
ップＳ８では、現時点（ＩＷｈ算出時）の残存容量を次
式（９）により算出し、ステップＳ８へ進む。
たメモリ領域Ｍiの内容を算出されたパワーＰiに書換え
る。なお、メモリ１８にはパワーＰiが記憶されるメモ
リ領域Ｍ1，Ｍ2，…，Ｍnおよび後述する残存容量が記
憶されるメモリ領域Ｍn+1が確保されており、各領域と
も初期値＝０である。ステップＳ５では実際に出力して
いるパワーＰiの平均Ｐave＝Ｍ1＋Ｍ2＋…＋Ｍnを算出
し、続くステップＳ６では算出されたＰaveを用いて放
電可能電力量Ｗｈ（Ｐave）を算出する。ステップＳ７
は電池のＤＯＤが５０％以上となったか否かを判断する
ステップであり、５０％以上の場合にはステップＳ８へ
進み、それ以外の場合にはステップＳ１３へ進む。ステ
ップＳ８では、現時点（ＩＷｈ算出時）の残存容量を次
式（９）により算出し、ステップＳ８へ進む。
【数９】 （残存容量）＝Ｗｈ（Ｐave）−ＩＷｈ …（９）
【００１６】ステップＳ９では、メモリ１８のメモリ領
域Ｍn+1の内容をステップＳ８またはステップＳ１３で
算出された残存容量に書換える。ステップＳ１０は変数
ｉがｎに等しいか否かを判断するステップであり、ｉ＝
ｎの場合にはステップＳ１１でｉ＝０とした後にステッ
プＳ１２へ進み、その他の場合にはステップＳ１１をス
キップしてステップＳ１２へ進む。ステップＳ１２では
変数ｉをｉ＝ｉ＋１とした後にステップＳ３へ戻り、走
行をストップするまでステップＳ３〜Ｓ１２までの一連
の動作を繰返す。
域Ｍn+1の内容をステップＳ８またはステップＳ１３で
算出された残存容量に書換える。ステップＳ１０は変数
ｉがｎに等しいか否かを判断するステップであり、ｉ＝
ｎの場合にはステップＳ１１でｉ＝０とした後にステッ
プＳ１２へ進み、その他の場合にはステップＳ１１をス
キップしてステップＳ１２へ進む。ステップＳ１２では
変数ｉをｉ＝ｉ＋１とした後にステップＳ３へ戻り、走
行をストップするまでステップＳ３〜Ｓ１２までの一連
の動作を繰返す。
【００１７】なお、パワーＰiの平均をする際のデータ
の範囲を決めるΔＷｈの設定方法としては、例えば、初
期電池容量の５％程度や放電深度で５％に相当する放電
電力量等のように全体容量に対する所定の割合で設定す
る方法がある。さらに、遡る範囲を放電電力量で設定す
る代りに、現在から遡って過去所定時間の間のパワー値
に基づいて残存容量を算出するようにしても良い。
の範囲を決めるΔＷｈの設定方法としては、例えば、初
期電池容量の５％程度や放電深度で５％に相当する放電
電力量等のように全体容量に対する所定の割合で設定す
る方法がある。さらに、遡る範囲を放電電力量で設定す
る代りに、現在から遡って過去所定時間の間のパワー値
に基づいて残存容量を算出するようにしても良い。
【００１８】また、上述した実施の形態では、現在（残
存容量算出時）までの放電電力量として放電電力積算値
を用いたが、放電中の電流値および電圧値に基づいて算
出される放電可能パワー演算値Ｐmaxを電池特性Ｗｈ
（Ｐ）に代入して得られるＷｈ（Ｐmax）を用いても良
い。さらには、Ｗｈ（Ｐ）のような関数としてではな
く、テーブルとしてメモリ１８に記憶したものを用いる
ようにしても良い。
存容量算出時）までの放電電力量として放電電力積算値
を用いたが、放電中の電流値および電圧値に基づいて算
出される放電可能パワー演算値Ｐmaxを電池特性Ｗｈ
（Ｐ）に代入して得られるＷｈ（Ｐmax）を用いても良
い。さらには、Ｗｈ（Ｐ）のような関数としてではな
く、テーブルとしてメモリ１８に記憶したものを用いる
ようにしても良い。
【００１９】なお、上述した放電可能パワー演算値は以
下のようにして求められる。図５に示すように、放電中
の電池のＶ−Ｉ特性をサンプリング（図中に×印で示
す）する。サンプリングデータからＶ−Ｉ特性を回帰演
算し、図に示すような回帰直線を求める。回帰直線のＶ
切片Ｅ0は電池の開放電圧を表し、回帰直線の傾きは電
池の内部抵抗Ｒを表している。回帰直線と放電時の許容
最小電圧Ｖminとの交点Ｂの電流ＩＤmaxは次式（１０）
を満たしており、放電可能パワー演算値Ｐmaxは式（１
１）により算出される。
下のようにして求められる。図５に示すように、放電中
の電池のＶ−Ｉ特性をサンプリング（図中に×印で示
す）する。サンプリングデータからＶ−Ｉ特性を回帰演
算し、図に示すような回帰直線を求める。回帰直線のＶ
切片Ｅ0は電池の開放電圧を表し、回帰直線の傾きは電
池の内部抵抗Ｒを表している。回帰直線と放電時の許容
最小電圧Ｖminとの交点Ｂの電流ＩＤmaxは次式（１０）
を満たしており、放電可能パワー演算値Ｐmaxは式（１
１）により算出される。
【数１０】 Ｖmin＝Ｅ0−ＩＤmax・Ｒ …（１０） Ｐmax＝Ｖmin・ＩＤmax＝Ｖmin・（Ｅ0−Ｖmin）／Ｒ…（１１）
【００２０】上述した実施の形態では、放電可能電力量
の算出において放電パワーの平均値Ｐaveを用いたが、
所定範囲の走行パターンを表す放電パワーを適当に選び
放電可能電力量を算出するようにすれば良い。
の算出において放電パワーの平均値Ｐaveを用いたが、
所定範囲の走行パターンを表す放電パワーを適当に選び
放電可能電力量を算出するようにすれば良い。
【００２１】−第２の実施の形態− 上述した第１の実施の形態では、放電可能電力量を残存
容量算出時から遡った放電電力量ΔＷｈの範囲の負荷状
態（走行パターン）に応じて変更することにより、残存
容量算出精度を向上させた。しかし、本実施の形態で
は、特定走行モードに基づく放電可能容量ＷｈＲを用い
て次式（１２）で算出される残存容量を式（１３）のよ
うに補正係数ｋで補正し、このようにして得られたもの
を残存容量として用いる。
容量算出時から遡った放電電力量ΔＷｈの範囲の負荷状
態（走行パターン）に応じて変更することにより、残存
容量算出精度を向上させた。しかし、本実施の形態で
は、特定走行モードに基づく放電可能容量ＷｈＲを用い
て次式（１２）で算出される残存容量を式（１３）のよ
うに補正係数ｋで補正し、このようにして得られたもの
を残存容量として用いる。
【数１１】 （特定走行モードに基づく残存容量）＝ＷｈＲ１−ＩＷｈ …（１２） （残存容量）＝ｋ（特定走行モードに基づく残存容量） ＝ｋ（ＷｈＲ１−ＩＷｈ） …（１３） ここで、補正係数ｋは、残存容量算出時から遡った放電
電力量ΔＷｈの範囲における負荷状態に応じて決定され
る。当然ながら、負荷状態が特定走行モードと同じであ
ればｋ＝１となる。
電力量ΔＷｈの範囲における負荷状態に応じて決定され
る。当然ながら、負荷状態が特定走行モードと同じであ
ればｋ＝１となる。
【図１】電気自動車の走行駆動機構の構成を示すブロッ
ク図。
ク図。
【図２】電池のパワー対放電電力量の関係を表す電池特
性Ｗｈ（Ｐ）を示す図。
性Ｗｈ（Ｐ）を示す図。
【図３】異なる放電電力量における残存容量算出例を説
明する図。
明する図。
【図４】残存容量演算処理を説明するためのフローチャ
ート。
ート。
【図５】放電可能パワー演算を説明する図。
【図６】電池の残存容量演算方法を説明する図。
【図７】異なる走行パターンにおける残存容量を説明す
る図。
る図。
１１ 電池 １３ モータ １４ 電圧センサ １５ 電流センサ １６ コントローラ １７ 温度センサ １８ メモリ
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｐ
Claims (6)
- 【請求項１】 放電可能電力量と放電電力量との差から
残存容量を算出する電池の残存容量演算方法において、 残存容量算出時から遡った所定電力量範囲の負荷状態に
応じて前記放電可能電力量と放電電力量との差を補正し
て残存容量を算出することを特徴とする電池の残存容量
演算方法。 - 【請求項２】 放電可能電力量と放電電力量との差から
残存容量を算出する電池の残存容量演算方法において、 残存容量算出時から遡った所定電力量範囲の負荷状態に
応じて前記放電可能電力量を変更することを特徴とする
電池の残存容量演算方法。 - 【請求項３】 放電可能電力量と放電電力量との差から
残存容量を算出する電池の残存容量演算方法において、 残存容量算出時から遡った所定電力量範囲における電流
値および電圧値とから算出される電池の放電パワーの平
均値と、電池の放電可能パワー対放電電力量特性とに基
づいて算出された放電可能電力量を用いて残存容量を算
出することを特徴とする電池の残存容量演算方法。 - 【請求項４】 放電可能電力量と放電電力量との差から
残存容量を算出する電池の残存容量演算方法において、 （ａ）電池の放電深度が満充電状態から所定放電深度と
なるまでは、予め設定された所定放電可能電力量に基づ
いて残存容量を算出し、 （ｂ）電池の放電深度が所定放電深度以上に深くなった
場合には、残存容量算出時から遡った所定電力量範囲の
負荷状態に応じて前記放電可能電力量と放電電力量との
差を補正して残存容量を算出するようにしたことを特徴
とする電池の残存容量演算方法。 - 【請求項５】 放電可能電力量と放電電力量との差から
残存容量を算出する電池の残存容量演算方法において、 （ａ）電池の放電深度が満充電状態から所定放電深度と
なるまでは、予め設定された所定放電可能電力量に基づ
いて残存容量を算出し、 （ｂ）電池の放電深度が所定放電深度以上に深くなった
場合には、残存容量算出時から遡った所定電力量範囲の
負荷状態に応じた放電可能電力量に基づいて残存容量を
算出するようにしたことを特徴とする電池の残存容量演
算方法。 - 【請求項６】 請求項５に記載の残存容量演算方法にお
いて、 電池の放電深度が所定放電深度以上に深くなった場合に
は、残存容量算出時から遡った所定電力量範囲における
電流値および電圧値から算出される電池の放電パワーの
平均値と、電池の放電可能パワー対放電電力量特性とに
基づいて算出された放電可能電力量を用いて残存容量を
算出するようにしたことを特徴とする電池の残存容量演
算方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20444997A JP3775000B2 (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 電池の残存容量演算方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20444997A JP3775000B2 (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 電池の残存容量演算方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1155802A true JPH1155802A (ja) | 1999-02-26 |
| JP3775000B2 JP3775000B2 (ja) | 2006-05-17 |
Family
ID=16490719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20444997A Expired - Fee Related JP3775000B2 (ja) | 1997-07-30 | 1997-07-30 | 電池の残存容量演算方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3775000B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI386324B (zh) * | 2010-01-12 | 2013-02-21 | Kwang Yang Motor Co | Electric vehicle residual capacity display system and its residual capacity display method |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107202918B (zh) * | 2017-06-19 | 2019-08-13 | 华南农业大学 | 一种动载荷电动力无人机有效作业能耗评价方法 |
-
1997
- 1997-07-30 JP JP20444997A patent/JP3775000B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TWI386324B (zh) * | 2010-01-12 | 2013-02-21 | Kwang Yang Motor Co | Electric vehicle residual capacity display system and its residual capacity display method |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3775000B2 (ja) | 2006-05-17 |
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