[发明专利]电动车用电池余量检测方法及装置

说明书

本发明涉及一种可正确检测电动车所用电池剩余容量的方法及其装置。

以往检测可充电，放电电池剩余容量(以下简称“电池余量”)的余量计或装置，有各种提案(例如，请参照日本特开昭50-2130号)。又，近年来，由于对环境问题的关注日增，需要对以往使用汽油的汽车换代至电动车加以开发，而正确地把握电动车所使用电池余量用的余量计则是必需的。

图8及图9表示以往电池电流积分运算方式(integratingmethod)的电池余量计的简易电子电路图。图8表示充电时电流的流动，这里，从充电器流出的充电电流Ic流入电池B，同时，流过与电池B串联连接的分路电阻Rs。藉此，余量计Mi利用此分路电阻Rs来计量充电电流Ic，并逐次累加运算此计量值。这里，若检测电池B为满充电状态，则余量计Mi将此显示余量复位至规定的满充电值。另一方面，在放电时，如图9所示，电池B的放电电流(亦即，消耗电流)Io流过负载，同时流过分路电阻Rs，由余量计Mi计量。此时，计量值从规定的满充电值被逐次减去，其结果，计算并显示余量值。

由以上方式，可获得精度较为良好的以安培·小时(Ah)为单位的电池余量值。但是，由于电池一般具有这种特性，其端子电压随负载电流和加上负载时电池余量条件等不同而有所变化，故而上述片面确定的余量与实际的电池余量未必一致。又，在电动车场合，其可行驶之距离与可以从电池取出的能量，亦即瓦特·小时(Wh)为单位的余量战正比，因此，上述方式并不适合检测这类电动车的电池余量。

以下，用图10及图11所示的曲线图说明这种情况。这些曲线图表示各种电池的放电特性。例如，如图10所示，放电电流一定时，随着时间的推移，电压慢慢地下降。这时，以(1)及(2)所示期间，若两者时间相同，由于放电电流为一定，故安培·小时单位的电池消耗能量(亦即Ah)值相同。但是，(1)期间及(2)期间电压值不同，故瓦特·小时单位的电池消耗能量(亦即，Wh值)，在电压值高的(1)期间较(2)期间为大。另一方面，如图11所示，求得2种放电电流的曲线，使两者放电电流为I₂=I₁*2的关系，又，(3)的时间为(4)的时间2倍时，放电电流I₁在(3)期间所消耗的Ah值与放电电流I₂在(4)期间所消耗的Ah值一致，而放电电流I₁曲线的电压比放电电流I2曲线的电压高，故两者的Wh值其结果不同。亦即，以往的电流积分运算方式中，按此方式检测的Ah值电池余量与对应于Wh值的实际电池剩余能量不一致，因此，不适合检测并显示电动车行驶所需的能量和电池的剩余能量。

为解决上述问题，以往有例如图12及图13所示的电池电力积分运算方式的电池余量计。这里，与前述构成不同，其成构为还测定电池电压。亦即，在图12所示电池充电时，余量计Mw由分路电阻Rs计量充电电流Ic，同时，亦计量该电池充电电压Vc。由这样计量得到的电流值及电压值计算电能，并对它积分运算。其后，若检测出电池为满充电状态，余量计Mw则将其余量值复位为规定的满充电值。另一方面，在图13所示电池放电时，由分路电阻Rs计量其放电电流Io，同时计量其放电电压Vo，由这些计量值计算消耗电能，并逐次从电池余量值减去此消耗电能。

一般在电动车车行驶时，大多使用在某段时间内行驶一定距离的模式，因此，电池有在恒定功率放电模式下使用的趋势。上述电能积分运算，因显示了行驶所需的能量和剩余能量(即Wh余量值)，故此方式可以说是得知电动车还可以行驶距离的适当方式。

然而，上述方式，在电池充电电压与放电电压相同时有效，但是在两者电压不同时则不适合。亦即，电池的充放电特性如图14所示，譬如以一定电流放电，其后，即使以放电时相同的电流充电，因充电反应与放电反应的化学电位差和电池内部电阻的影响，一般充电电压总有高于放电电压的趋势。因此，无法由充电时的Wh积分运算值得知原先放电时的Wh余量值，此意味着，要使上述方式照样适用于电动车的电池余量计有所困难。

本发明鉴于上述情况，其目的在于提供一种电动车用电池余量检测方法及装置，由此可正确得知电动车还可以行驶的距离。