專利名稱：車載電池的控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明可用于使用電動機作為行走動力的電動汽車。本發(fā)明涉及車載式充電電池的充放電控制。本發(fā)明是為并用內(nèi)燃機和電動機作為行走動力的混合式汽車所開發(fā)的，然而能夠廣泛用于將充電電池裝載于車輛上，在行走上利用此電池能量的汽車。
本申請?zhí)岢鋈艘訦IMR的名稱對并用內(nèi)燃機和電動機的混合式汽車進行開發(fā)、制造及銷售。此汽車的構(gòu)成是其內(nèi)燃機曲軸上連接了三相交流鼠籠型感應(yīng)電機，將大型的電池搭載在車輛上，此電池與鼠籠型感應(yīng)電機之間用雙向變換器電路結(jié)合，利用程序控制電路對此變換器電路進行控制(參考WO88/06107號公報)。
在此裝置中，在車輛進行加速時，控制提供給此鼠籠型感應(yīng)電機的旋轉(zhuǎn)磁場以使此鼠籠型感應(yīng)電機成為電動機，在車輛進行減速時，控制提供給此鼠籠型感應(yīng)電機的旋轉(zhuǎn)磁場以使此鼠籠型感應(yīng)電機成為發(fā)電機。并且進行控制，使在鼠籠型感應(yīng)電機作為電動機使用時，電池進行放電，作為發(fā)電機使用時，電池進行充電，即實行再生制動。
此裝置裝載于大型公共汽車上，被實用于市區(qū)公共汽車以及要求環(huán)境污染極小地區(qū)的山路公共汽車等。近年來，因汽車內(nèi)燃機排氣造成的污染成為愈來愈大的問題。盡管車價仍然高，燃料價格稍貴，也到了論述在都市市區(qū)行走的大部分汽車成為電動汽車的可能性的時候了。
上述HIMR其構(gòu)成是在車輛上設(shè)置電池室，將因產(chǎn)量大而以低價能夠買到的端電壓為12V的電池作為單位電池，將25個這樣的電池裝載于電池室，在電氣上用串聯(lián)連接，使整體的端電壓成為12V×25＝300V，用來作為提供行走用能量的電池。
這里的“單位電池”是指利用多個進行串聯(lián)連接、構(gòu)成提供行走用能量的電池的單位。例如，在鉛電池的情況下，根據(jù)化學(xué)性質(zhì)，最小的單位電池的端電壓為2V，而一般市場上銷售的是將多個此2V的電池串聯(lián)連接收裝于一個箱體內(nèi)的電池。例如，在鉛電池的情況下，單位電池的端電壓為2V、4V、6V、12V、24V等。除鉛電池以外的電池也是用其化學(xué)性質(zhì)及串聯(lián)連接個數(shù)確定其端電壓。
本申請人關(guān)于單位電池的監(jiān)視遞交過國際專利申請(參考PCT/TP96/00966號、WO96/32651公報)。
鼠籠型感應(yīng)電機在作為電動機使用，進行起動或加速時，由于是從電池取出能量來使用，因此，電池為放電狀態(tài)。在讓鼠籠型感應(yīng)電機作為發(fā)電機工作、進行減速時，處于再生制動狀態(tài)，電池進行充電。這樣反反復(fù)復(fù)充放電的電池并不能經(jīng)常保持充電與放電的均衡。
在上坡多的道路行走時，放電時間變長，在下坡多的道路行走時，充電時間變長。由于現(xiàn)在基本上使用的是鉛蓄電池，因此，有必要關(guān)注因進行過充電或過放電所引起的電池劣化問題。
以往，是利用測定單位電池的端電壓值來進行此管理。例如，就標(biāo)準電壓12V的單位電池來說，其充電終了電壓被定為13.2V，放電終了電壓被定為11.4V，實行控制，以使當(dāng)超過13.2V時，或顯示過充電警告，或自動停止充電。另外，實行控制，以使當(dāng)?shù)陀?1.4V時，或顯示過放電警告，或自動停止放電。
然而，電池在反反復(fù)復(fù)進行充放電的過程中逐步劣化，能夠充放電的電量減少。即，劣化了的電池在充電時，雖然還沒有進行足夠的充電，但卻達到了充電終了電壓值。在放電時，一加上負載，電池電壓就低于了放電終了電壓。因此，如果無視電池的劣化狀態(tài)，根據(jù)其端電壓實行充放電控制，則存在實行這樣的控制情況或者是對還能夠充電的電池進行充電限制，或者是對已不能再充電的電池進一步實行充電。
再有，用于對汽車的行走能量進行儲存的電池是將多個單位電池串聯(lián)連接起來使用的，然而被串聯(lián)連接的單位電池并不是一致地進行劣化，在劣化上，存在著偏差，若進行一致的充放電，則使劣化的偏差擴大。
以往，由于是如上所述的根據(jù)端電壓來進行充放電電流控制，因而沒有進行伴隨著電池的劣化，讓作為其基準的充電終了電壓值及放電終了電壓值改變的控制。作為避免已劣化電池的過充電或過放電的裝置，實行預(yù)先與已劣化電池相適應(yīng)地設(shè)定充電終了電壓值及放電終了電壓值。而這又使得新電池其蓄電容量沒有被充分利用。
發(fā)明人通過進一步的重復(fù)實驗，獲得了關(guān)于上述HIMR車輛的許多行走記錄及維護記錄。電池隨著反復(fù)充放電而逐漸劣化，因此經(jīng)一定時期，必須更換電池，然而，通過對上述的維護記錄進行詳細的研究，弄清了即使對其行走比較均衡一致的公共交通線路公共汽車等，其壽命也絕非一致，存在大的偏差。另外，還注意到雖然是將多個單位電池串聯(lián)連接，進行充電及放電，然而，此時，每個單位電池分別存在各自的特性，即使是串聯(lián)連接，也非在進行著同樣的充電及放電。
對此進行詳細說明如下若讓例如25個單位電池以串聯(lián)連接的狀態(tài)進行放電，能量并不是從25個電池各自均等地放出。進行充電時，也并不是全部的單位電池被均等地充電。從電氣特性來看此，較易于理解的是將其解釋為各個單位電池的內(nèi)電阻(R)不相等。由于是串聯(lián)連接，電流(I)雖一致，但不管是充電時還是放電時，單位時間充電或放電的能量(I2R)并不相等。在充電時，內(nèi)電阻高的單位電池的端電壓比其他的單位電池要高，放電時則相反，其端電壓比其他單位電池要低。實際上，如將其當(dāng)作是相等的，以全體的標(biāo)準電壓或額定電壓進行反復(fù)充放電，則內(nèi)電阻高的電池在充電時被造成過充電，使該單位電池獨自被加速劣化。另外，內(nèi)電阻大的單位電池用串聯(lián)連接進行充放電時，該電池的溫度變高，造成與其他電池的特性不同，該單位電池獨自提前劣化。
發(fā)明人作了各種各樣的嘗試，例如將同一制造批量的單位電池收容在一個電池室中等。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)即使在新車時各單位電池的特性一致，可是隨著車輛的長期使用，特性產(chǎn)生了偏差，加速了不均等的劣化。一般，電池的更換不是對單個單位電池進行，而是全體一齊更換，因此，這明顯是造成電池壽命縮短的原因。大量使用、大量廢棄電池成了環(huán)境污染的新的原因。
因此，要求單位電池的維護檢查要在給每個單位電池分別接上適當(dāng)?shù)呢撦d的狀態(tài)下對電壓及電流進行測定，對每個單位電池根據(jù)劣化狀態(tài)的偏差作適當(dāng)?shù)南鄳?yīng)處理。
以往的技術(shù)在進行這樣的高壓電池的維護檢查時，需要將測定裝置連接于電池的端子上。另外，即使在知道以串聯(lián)連接的許多單位電池之中只有極小一部分單位電池發(fā)生不良的情況下，為了發(fā)現(xiàn)此不良的單位電池，以往的高壓電池的維護檢查需要將測定裝置接于每個單位電池的端子上，進行許多次的測定。因此，這樣的高壓電池的維護檢查，被規(guī)定只有受過一定的訓(xùn)練，謹慎小心地按照規(guī)定的安全程序才能夠進行，所以駕駛員不能隨便地進行，而是將其與汽車一齊送進規(guī)定的汽車維修廠來進行。
因此，雖然日常乘坐在汽車上的駕駛員在工作開始時、或工作結(jié)束時、或者在運行途中所進行的檢查對防事故于未然是重要的。然而，現(xiàn)狀是不能夠?qū)嵭猩婕案邏弘姵氐木S護檢查。
本發(fā)明是在這樣的背景下進行的，目的是提供一種車載電池的控制裝置，該裝置能夠充分活用電池的蓄電容量。本發(fā)明的目的是提供一種控制裝置，該裝置根據(jù)電池的劣化程度，對充電時的端電壓界限值適合地進行控制。本發(fā)明的目的是提供一種控制裝置，該裝置根據(jù)電池的劣化程度，對放電時的端電壓界限值適合地進行控制。本發(fā)明的目的是提供一種車載電池的控制裝置，該裝置能夠使電池的壽命延長。本發(fā)明的目的是提供一種裝置，該裝置能夠?qū)Χ鄠€單位電池串聯(lián)連接的電池其每個單位電池的劣化狀態(tài)進行管理。
本發(fā)明的目的是提供一種裝置，該裝置能夠容易地進行維護檢查。本發(fā)明的目的是提供一種信息傳遞裝置，該裝置使電池的維護簡單化。本發(fā)明的目的是提供一種裝置，該裝置能夠使維護者觸及不到電池的帶電部分地進行測定。本發(fā)明的目的是提供一種裝置，該裝置能夠在電池使用狀態(tài)下知道電池的劣化程度。本發(fā)明的目的是提供一種裝置，該裝置能夠在汽車行走狀態(tài)下對電動汽車上裝載的電池的狀態(tài)進行檢測。
本發(fā)明的第一觀點為一種車載電池的控制裝置，其特征在于包括多相交流電機，它與車輛的驅(qū)動裝置相連接；變換器電路，它設(shè)置在裝載于車輛上的電池與上述多相交流電機之間，進行交流變直流或直流變交流的變換；程序控制電路，用于對此變換器進行控制，還包括電流電壓測定裝置，它附在上述電池上，用來測定放電時的電流電壓及充電時的電流電壓，上述程序控制電路含有一個控制裝置，它根據(jù)利用上述電流電壓測定裝置測定的電壓電流信息通過上述變換器電路對上述電池進行充電電流及/或放電電流的控制。
借此，能夠進行綜合考慮了電壓值及電流值雙方的細致的充電電流及/或放電電流的控制。
上述程序控制電路最好含有存儲器裝置，用于將有關(guān)放電時的電流電壓(放電IV特性)及充電時的電流電壓(充電IV特性)的信息進行存儲。
在此存儲器之中，存儲有根據(jù)對電池進行實際測量所得數(shù)據(jù)的放電IV特性及充電IV特性，一邊將此特性與現(xiàn)在的電壓值及電流值相比較，一邊對充電電流及/或放電電流進行控制。
在上述電池上設(shè)置有用于對單位電池的端電壓進行檢測的電池傳感器，此電池傳感器的檢測輸出被取回到上述程序控制電路，在程序控制電路中，能夠在構(gòu)成上含有增減裝置，用于根據(jù)此單位電池的端電壓信息對充電時的電流及/或放電時的電流進行增減。
由于具備對每個單位電池的端電壓值進行檢測的電池傳感器，程序控制電路能夠掌握每個單位電池的劣化情況。利用與多個單位電池之中的劣化最嚴重的單位電池相適宜地設(shè)定充電完了電壓值或放電完了電壓值，能夠防止已劣化的單位電池單獨加速超過現(xiàn)狀地進一步劣化。
本發(fā)明的第二觀點為車載電池的信息傳遞裝置，其特征在于在單位電池上分別安裝了傳感器，用于檢測包括該電池電壓信息的信息；發(fā)射器，用于發(fā)射利用上述傳感器的輸出調(diào)制了的無線電信號，在電池室或其附近配置了接收器，用于對上述無線電信號進行接收，相對于上述接收器發(fā)出的關(guān)于上述單位電池的一個個信息被接收。
這樣一來，能夠不直接觸及高壓電池地獲得用于高壓電池管理的信息。
上述無線電信號最好含有給每個單位電池分別設(shè)定了的識別符。根據(jù)此，能夠從多個單位電池發(fā)來的無線電信號中將一個一個的單位電池信息取出。
也可以在構(gòu)成上具有電流傳感器，用于檢測包括該電池的電流信息的信息，這樣一來，就能夠得到在電壓值的基礎(chǔ)上又加上了電流值的綜合信息，因此，能夠獲得進一步詳細的管理數(shù)據(jù)。
另外，也可以在構(gòu)成上具有溫度傳感器，用于檢測包括該電池的溫度信息的信息，這樣一來，就能夠得到在電壓值及電流值的基礎(chǔ)上又進一步加上了溫度信息的綜合信息，因此，能夠獲得進一步詳細的管理數(shù)據(jù)。
也可以在構(gòu)成上具有處理上述信息的程序控制電路。這樣一來，就能夠?qū)⑺玫降男畔⒁约庸み^的形式進行顯示，以便即時地掌握其狀況。


圖1為表示關(guān)于本發(fā)明第一實施例的HIMR全部構(gòu)成的框圖。
圖2為表示本發(fā)明第一實施例的變換器控制電路構(gòu)成的框圖。
圖3為本發(fā)明第一實施例的二次電池電路的充電特性示意圖。
圖4為對本發(fā)明第一實施例在充電時的變換器控制部動作流程進行表示的流程圖。
圖5為本發(fā)明第一實施例的二次電池電路的放電特性示意圖。
圖6為對本發(fā)明第一實施例在放電時的變換器控制部動作流程進行表示的流程圖。
圖7為表示本發(fā)明第二實施例的全部構(gòu)成的框圖。
圖8為表示本發(fā)明第二實施例的重要部分構(gòu)成的框圖。
圖9為本發(fā)明第二實施例的電池傳感器構(gòu)成的框圖。
圖10為本發(fā)明第二實施例的無線電信號的框架構(gòu)成示意圖。
圖11為對本發(fā)明第二實施例的變換器控制部動作流程進行表示的流程圖。
圖12為表示關(guān)于本發(fā)明第三實施例的HIMR全部構(gòu)成的框圖。
圖13為表示本發(fā)明第三實施例的全部構(gòu)成的框圖。
圖14為表示本發(fā)明第三實施例的電壓檢測電路構(gòu)成的框圖。
圖15為本發(fā)明第三實施例使用的數(shù)據(jù)信號的結(jié)構(gòu)構(gòu)成示意圖。
圖16為本發(fā)明第三實施例的單位電池放電特性與劣化的關(guān)系示意圖。
圖17為本發(fā)明第三實施例的單位電池充電特性與劣化的關(guān)系示意圖。
圖18為對本發(fā)明第三實施例的第一設(shè)定值檢測部動作流程進行表示的流程圖。
圖19為對本發(fā)明第三實施例的第二設(shè)定值檢測部動作流程進行表示的流程圖。
圖20為對本發(fā)明第三實施例的關(guān)于程序處理電路的第一設(shè)定值檢測的動作流程進行表示的流程圖。
圖21為對本發(fā)明第三實施例的關(guān)于程序處理電路的第二設(shè)定值檢測的動作流程進行表示的流程圖。
圖22為對本發(fā)明第三實施例的關(guān)于程序處理電路的其他第二設(shè)定值檢測的動作流程進行表示的流程圖。
圖23為對本發(fā)明第三實施例給單位電池安裝內(nèi)附無線電發(fā)射器電池傳感器進行說明的說明圖。
圖24為本發(fā)明第三實施例的單位電池安裝了內(nèi)附無線電發(fā)射器電池傳感器的狀態(tài)示意圖。
圖25為本發(fā)明第三實施例的單位電池裝載在汽車上的狀態(tài)示意圖。
圖26為本發(fā)明第三實施例的顯示器的設(shè)置例示意圖。
圖27為本發(fā)明第三實施例的顯示器在駕駛員座的設(shè)置例示意圖。
圖28為表示關(guān)于本發(fā)明第四實施例的全部構(gòu)成的框圖。
圖29為本發(fā)明第四實施例的單位電池放電特性與劣化的關(guān)系示意圖。
圖30為本發(fā)明第四實施例的單位電池充電特性與劣化的關(guān)系示意圖。
圖31為表示本發(fā)明第五實施例的全部構(gòu)成的框圖。
圖32為表示本發(fā)明第五實施例的電池傳感器構(gòu)成的框圖。
以下，根據(jù)附圖對本發(fā)明實施例進行說明。
(第一實施例)參照圖1及圖2對本發(fā)明第一實施例的構(gòu)成進行說明。圖1為表示關(guān)于本發(fā)明第一實施例的HIMR全部構(gòu)成的框圖。圖2為表示關(guān)于本發(fā)明第一實施例的變換器控制電路構(gòu)成的框圖。
本發(fā)明為車載電池的控制裝置，其特征在于包括鼠籠型多相感應(yīng)電機2，它作為多相交流電機與作為車輛驅(qū)動裝置的內(nèi)燃機1相連接；變換器電路4，它設(shè)置在裝載于車輛上的二次電池電路3與上述鼠籠型多相感應(yīng)電機2之間，進行交流變直流或直流變交流的變換；變換器控制電路5，它作為對此變換器電路4進行控制的程序控制電路；還包括檢測電路13，它附在二次電池電路3上，作為電流電壓測定裝置，用來測定放電時的電流電壓及充電時的電流電壓。
變換器控制電路5含有控制裝置，它根據(jù)利用檢測電路13測定的電壓電流信息通過變換器電路4對二次電池電路3進行充電電流及放電電流或其兩者之一的控制。
在變換器控制電路5中含有變換器控制部50，它對變換器電路4進行空制；以及存儲器52，用于將有關(guān)放電時的電流電壓(放電IV特性)及充電時的電流電壓(充電IV特性)的信息進行存儲。
下面對圖1所示的混合式汽車(HIMR)進行說明。此汽車的構(gòu)成是在內(nèi)燃機1的曲軸上連接了三相交流鼠籠型多相感應(yīng)電機2，將大型的二次電池電路3搭載在車輛上，此二次電池電路3與鼠籠型多相感應(yīng)電機2之間用實行交流變直流或直流變交流雙向變換的變換器電路4結(jié)合，利用變換器控制電路5對此變換器電路4進行控制。檢測電路13將二次電池電路3的電壓及電流檢測器7的電流輸入給變換器控制電路5。變換器控制電路5根據(jù)來自檢測電路13及轉(zhuǎn)速傳感器6及CPU12的輸入，對變換器電路4進行控制。
變換器控制電路5對變換器電路4進行控制，在車輛起動或進行加速時，控制提供給此鼠籠型多相感應(yīng)電機2的旋轉(zhuǎn)磁場以使此鼠籠型多相感應(yīng)電機2成為電動機，在車輛進行減速時，控制提供給此鼠籠型多相感應(yīng)電機2的旋轉(zhuǎn)磁場以使此鼠籠型多相感應(yīng)電機2成為發(fā)電機。并且進行控制，使在鼠籠型多相感應(yīng)電機2作為電動機使用時，二次電池電路3進行放電，作為發(fā)電機使用時，二次電池電路3進行充電，即實行再生制動。另外，混合式汽車在停車狀態(tài)下，單純?yōu)榱私o二次電池電路3充電，也能夠進行內(nèi)燃機1的運行。
接著，參照圖3至圖6對本發(fā)明第一實施例的動作進行說明。圖3為本發(fā)明第一實施例的二次電池電路的充電特性示意圖，橫軸為充電電流，縱軸為電壓。圖3所示的充電特性被存儲在變換器控制電路5的存儲器52中。如圖3所示，曲線a所示為二次電池電路3的電池為新的、且充電量小(沒充電)的狀態(tài)。曲線b所示為二次電池電路3的電池為新的、且充電量為中間程度的狀態(tài)。曲線c所示為二次電池電路3的電池為新的、且充好電(充滿電)的狀態(tài)。曲線d所示為二次電池電路3的電池其劣化向需要更換的程度發(fā)展嚴重時的狀態(tài)。上限值MAX是表示本發(fā)明第一實施例控制裝置進行控制的終了電壓的值，與用點劃線表示的以往的例子相比較，成為在圖3中右側(cè)上升的情況。這表示進行控制，以便在電池是新的且為沒充電時，用比以往大的充電電流進行充電，即，使充電時的端電壓變高。也就是說，根據(jù)電池的狀態(tài)，充分利用其能力。相反，在電池其劣化程度向需要更換的狀態(tài)發(fā)展嚴重時，進行控制，將充電終了電壓進行低設(shè)定，以免產(chǎn)生供給大的充電電流，使電池進一步過充電的情況。
圖4為對本發(fā)明第一實施例在充電時的變換器控制部動作流程進行表示的流程圖。變換器控制部50將來自檢測電路13的該時的電流值及電壓值輸入(S1)。根據(jù)此電流值及電壓值，對當(dāng)時的二次電池電路3的所屬區(qū)域A、B、C進行確定(S2)，即，對存儲在存儲器52中圖3所示的充電特性與當(dāng)時的電流值及電壓值進行比較對照，對二次電池電路3成為何狀態(tài)進行掌握。如果屬于區(qū)域A，則二次電池電路3的單位電池為新的、且沒充電的狀態(tài)。如果屬于區(qū)域B，則二次電池電路3的單位電池為新的、且充電量為中間程度的狀態(tài)。如果屬于區(qū)域C，則二次電池電路3的單位電池其劣化向需要更換的程度發(fā)展嚴重時的狀態(tài)。此時，也可以按照所屬區(qū)域A、B、C在外部進行顯示。
即，也可以如果屬于區(qū)域A，則顯示“需要充電”、如果屬于區(qū)域B，則顯示“正?！?、如果屬于區(qū)域C，則顯示“需要更換電池”等。另外，根據(jù)屬于區(qū)域A、B、C中的哪個區(qū)域的不同，上限值MAX進行變化。如果電壓值超過了對應(yīng)于所屬區(qū)域A、B、C的上限值MAX(S3)，則對充電電流值的增加進行限制(S4)。利用對充電電流值的增加進行限制，電壓能夠保持現(xiàn)有值。
在上述的說明中，將電池用“新的”和“需要更換的”區(qū)分為兩種情況，而實際使用中的電池介于這兩者之間。實際上，電池一開始劣化，圖3所示的曲線a、b、c將逐漸向曲線d靠近。隨著此變化，區(qū)域A、B、C的形狀也變化，其面積變小。在本發(fā)明中，利用對充電電流和充電時的端電壓同時進行檢測，能夠?qū)ο喈?dāng)于曲線a、b、c的該時的該電池的曲線進行二維的檢測。不過，單純憑此測定結(jié)果，即使假定曲線逐漸靠近了曲線c，還不能夠區(qū)別此為劣化在發(fā)展，還是電池逐漸充滿電，然而，沒有多大必要對此進行區(qū)別。在構(gòu)成上，對應(yīng)于一個電池種類將此曲線a、b、c存儲于在存儲器中，以便根據(jù)此特性曲線進行充放電控制。在此充電電流-電壓特性為曲線d時，說明電池成為需要更換的狀態(tài)，將此進行顯示。
利用變換器電路4，使提供給鼠籠型多相感應(yīng)電機2的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速變化，利用此來進行充電電流的控制。即，若使鼠籠型多相感應(yīng)電機2的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速小于內(nèi)燃機1的曲軸轉(zhuǎn)速，鼠籠型多相感應(yīng)電機2則作為發(fā)電機進行工作。為了對充電電流進行限制，如果使鼠籠型多相感應(yīng)電機2的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速接近于曲軸轉(zhuǎn)速，亦即減小轉(zhuǎn)差，能夠降低作為發(fā)電機的鼠籠型多相感應(yīng)電機2的發(fā)電量。
圖5為本發(fā)明第一實施例的二次電池電路3的放電特性示意圖。橫軸為放電電流，縱軸為電壓。圖5所示的放電特性被存儲在變換器控制電路5的存儲器52中。曲線e所示為二次電池電路3的電池為新的、且充滿電的狀態(tài)。曲線f所示為二次電池電路3的電池為新的、且充電量為中間程度的狀態(tài)。曲線g所示為二次電池電路3的電池為新的、且沒充電的狀態(tài)。曲線h所示為二次電池電路3的電池其劣化向需要更換的程度發(fā)展嚴重時的狀態(tài)。下限值MIN表示越過此值進行放電則成為過放電時的端電壓。在本發(fā)明中，如圖5所示的此下限值MIN，與用點劃線表示的以往的例子相比較，成為右側(cè)下降的情況。這表示，在電池是新的且為充滿電時，對放電界限電壓也可以比較低地設(shè)定。相反，在電池其劣化發(fā)展嚴重達到了需要更換程度的狀態(tài)時，放電界限電壓比較高，即，將放電電流取大是不能的。
圖6為對本發(fā)明第一實施例在放電時的變換器控制部動作流程進行表示的流程圖。變換器控制部50將來自檢測電路13的該時的電流值及電壓值輸入(S11)。根據(jù)此電流值及電壓值，對當(dāng)時的二次電池電路3的所屬區(qū)域E、F、G進行確定(S12)，即，對存儲在存儲器52中圖5所示的放電特性與當(dāng)時的電流值及電壓值進行比較對照，對二次電池電路3的電池劣化狀態(tài)以及充滿電或沒充電的狀態(tài)進行檢測。
根據(jù)剛剛檢測的結(jié)果，如果該電池屬于區(qū)域E，則二次電池電路3的單位電池為新的、且充滿電的狀態(tài)。如果屬于區(qū)域F，則二次電池電路3的單位電池為新的、且充電量為中間程度的狀態(tài)。如果屬于區(qū)域G，則二次電池電路3的單位電池其劣化向需要更換的程度發(fā)展嚴重時的狀態(tài)。此時，也可以按照所屬區(qū)域E、F、G在外部進行顯示。即，也可以如果屬于區(qū)域E，則顯示“需要放電”、如果屬于區(qū)域F，則顯示“正?！?、如果屬于區(qū)域G，則顯示“需要更換電池”等。另外，根據(jù)屬于區(qū)域E、F、G中的哪個區(qū)域的不同，下限值MIN進行變化。如果電壓值超過了對應(yīng)于所屬區(qū)域E、F、G的下限值MIN(S13)，則對放電電流值的增加進行限制(S14)。利用對放電電流值的增加進行限制，電壓能夠保持現(xiàn)有值。
同樣，此放電的情況也區(qū)分為電池為新電池沒充電、電池為新電池充滿電、電池需要更換，實際的電池處于新電池與需要更換的之間。即，曲線e隨著使用的繼續(xù)，逐漸向曲線d靠近。此時，區(qū)域E、F、G的形狀也變化。不過，單純憑此測定結(jié)果，還不能夠清楚是電池已劣化，還是電池趨于沒電了，預(yù)先將每種電池的此曲線存儲于在存儲器中，根據(jù)此特性曲線進行放電控制。此曲線e～g利用對放電電流和電壓同時進行檢測，能夠進行二維的識別。因此，在接近了曲線h時，能夠?qū)Υ穗姵匦枰鼡Q進行顯示。
利用變換器電路4，使提供給鼠籠型多相感應(yīng)電機2的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速變化，利用此來進行放電電流的控制。即，若鼠籠型多相感應(yīng)電機2的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速大于內(nèi)燃機1的曲軸轉(zhuǎn)速，鼠籠型多相感應(yīng)電機2則作為電動機進行工作。為了對放電電流進行限制，利用使鼠籠型多相感應(yīng)電機2的旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速接近于曲軸轉(zhuǎn)速，亦即減小轉(zhuǎn)差，能夠降低作為電動機的鼠籠型多相感應(yīng)電機2的電功率消耗。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明能夠充分利用電池的蓄電容量。即，根據(jù)電池的劣化狀態(tài)，對充電時的端電壓上限值適宜地進行控制。另外，根據(jù)電池的劣化狀態(tài)，對放電時的端電壓下限值適宜地進行控制。根據(jù)本發(fā)明，能夠使電池的壽命延長。而且，就多個單位電池串聯(lián)連接的電池而言，能夠?qū)ζ涿總€單位電池的劣化狀態(tài)進行管理。
(第二實施例)參照圖7至圖11對本發(fā)明第二實施例進行說明。圖7為表示本發(fā)明第二實施例的全部構(gòu)成的框圖。在本發(fā)明第二實施例中，具有分別附在構(gòu)成二次電池電路3的多個單位電池上的電池傳感器，此電池傳感器對每個單位電池的端電壓進行檢測。此檢測結(jié)果利用在每個電池傳感器上附設(shè)的無線電發(fā)射器TX1～TXn作為無線電信號被發(fā)射。此無線電信號被無線電接收器RX接收，作為每個單位電池的電壓信息輸入給變換器控制電路5，變換器控制電路5根據(jù)每個單位電池的電壓信息和電流檢測器7的電流信息，對是否存在劣化了的單位電池進行判定。作為此判定結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了劣化了的電池時，與此電池的特性相適應(yīng)地對充電終了電壓值及放電終了電壓值進行設(shè)定。這樣做，雖然不能夠?qū)ξ戳踊钠渌麊挝浑姵氐男铍娏?00％地有效利用，但能夠避免劣化了的單位電池其劣化的加速進行。而且利用將劣化了的單位電池的信息在外部進行顯示，能夠就此單位電池的更換進行敦促。
圖8為表示本發(fā)明第二實施例的重要部分構(gòu)成的框圖。n個單位電池B1～Bn串聯(lián)連接，其上分別設(shè)有電池傳感器VD1～VDn。電池傳感器VD1～VDn上分別設(shè)置有無線電發(fā)射器TX1～TXn。從無線電發(fā)射器TX1～TXn發(fā)射的無線電信號由無線電接收器RX接收。從無線電接收器RX輸出的各電池傳感器VD1～VDn的電壓值被輸入給變換器控制電路5。另外，利用電流檢測器7檢測的電流值通過檢測電路13被輸入給變換器控制電路5。
圖9為本發(fā)明第二實施例的電池傳感器構(gòu)成的框圖。電池B的端電壓由電壓測定部V進行測定。利用無線電發(fā)射器TX將該測定值變換為無線電信號并發(fā)射。
圖10為本發(fā)明第二實施例的無線電信號的框架構(gòu)成示意圖。無線電發(fā)射器TX將此圖10所示的32bit的框架構(gòu)成的數(shù)據(jù)信號以64kb/s、每隔周期t、間歇地進行發(fā)射。在標(biāo)題部分，給每個發(fā)射器TX分別分配了的ID被發(fā)射。因此，能夠?qū)τ蔁o線電接收器RX接收到的框架是由哪個發(fā)射器TX發(fā)射的進行識別。在此裝置的此實施例中，使用了改造了的移動電話機單元。對各個無線電發(fā)射器TX，將上述周期t分別設(shè)定為不同的值。一次發(fā)射時間大約為20ms。周期t在從20至60秒的范圍內(nèi)對各個發(fā)射器TX每個相差一點地進行設(shè)定。利用這樣的構(gòu)成，即使多個發(fā)射器TX的發(fā)射定時一致，在下一個周期則變?yōu)椴煌陌l(fā)射定時，因此，在無線電接收器RX能夠一個個地對各個發(fā)射器TX的信號進行接收。
假設(shè)周期為20秒，一個無線電發(fā)射器TXi所發(fā)射的時間即20ms，為周期的千分之一。因此，若25個單位電池B1～Bn上分別連接的無線電發(fā)射器TX1～TXn以隨機的定時進行發(fā)射，發(fā)生沖突的可能性大約為400分之一。即使發(fā)生了沖突，由于周期t各不相同，則能夠在下一個周期不發(fā)生沖突，成為一個個的接收。
圖11為對本發(fā)明第二實施例的變換器控制部動作流程進行表示的流程圖。電流檢測器7的電流值通過檢測電路13輸入給變換器控制部50(S21)。各個單位電池B1～Bn的電壓值通過電池傳感器VD1～VDn、無線電發(fā)射器TX1～TXn、無線電接收器RX被輸入(S22)，如本發(fā)明第一實施例詳述過的那樣，各個單位電池B1～Bn的所屬區(qū)域被確定(S23)。另外，此所屬區(qū)域的確定結(jié)果也可在外部進行顯示。作為其結(jié)果判定是否存在劣化了的電池(S24)。亦即，判定是否存在進入圖3或圖5所示的區(qū)域C或區(qū)域G內(nèi)的單位電池B1～Bn。作為其結(jié)果若存在劣化了的單位電池(S24)，則進行對劣化了的單位電池適合的充放電電流控制(S25)。即，就構(gòu)成二次電池電路3的全部單位電池B1～Bn來說，看作具有圖3或圖5所示的區(qū)域C或區(qū)域G所含有的特性，進行圖4或圖6所示的充放電控制。這樣一來，即使在構(gòu)成二次電池電路3的單位電池B1～Bn中含有劣化了的單位電池，也能夠避免因過充電或過放電導(dǎo)致的劣化發(fā)展。另外，利用將劣化狀況在外部進行顯示，能夠就劣化嚴重的單位電池的盡早更換之事，向駕駛員或管理人員進行敦促。
如上所述，在本第二實施例，能夠得到與第一實施例同樣的效果。特別是因利用無線電信號來進行電壓信息的傳遞，使得無須為了進行高壓電池的管理，而直接接觸高壓電池，能夠提高安全性。而且，能夠得到在電壓值的基礎(chǔ)上，增加了電流值及溫度信息的綜合信息，能夠得到詳細的管理數(shù)據(jù)。
(第三實施例)參照圖12至圖15對本發(fā)明第三實施例進行說明。圖12為表示關(guān)于本發(fā)明第三實施例的HIMR全部構(gòu)成的框圖，圖13為表示本發(fā)明第三實施例的全部構(gòu)成的框圖，圖14為表示本發(fā)明第三實施例的電壓檢測電路構(gòu)成的框圖，圖15為本發(fā)明第三實施例使用的數(shù)據(jù)信號的結(jié)構(gòu)構(gòu)成示意圖。
對圖12所示的混合式汽車(HIMR)進行說明，此汽車的構(gòu)成是在內(nèi)燃機1的曲軸上連接了三相交流鼠籠型多相感應(yīng)電機2，將大型的二次電池電路3搭載在車輛上，此二次電池電路3與鼠籠型多相感應(yīng)電機2之間用雙向變換的變換器電路4結(jié)合，利用使用程序控制的變換器控制電路5對此變換器電路4進行控制。檢測電路13將二次電池電路3的電壓及電流檢測器7的電流輸入給變換器控制電路5。變換器控制電路5根據(jù)來自檢測電路13及轉(zhuǎn)速傳感器6及CPU12的輸入，對變換器電路4進行控制。
變換器控制電路5對變換器電路4進行控制，在車輛起動或進行加速時，控制提供給此鼠籠型多相感應(yīng)電機2的旋轉(zhuǎn)磁場以使此鼠籠型多相感應(yīng)電機2成為電動機，在車輛進行減速時，控制提供給此鼠籠型多相感應(yīng)電機2的旋轉(zhuǎn)磁場以使此鼠籠型多相感應(yīng)電機2成為發(fā)電機。并且進行控制，使在鼠籠型多相感應(yīng)電機2作為電動機使用時，二次電池電路3進行放電，作為發(fā)電機使用時，二次電池電路3進行充電，即實行再生制動。另外，混合式汽車在停車狀態(tài)下，單純?yōu)榱私o二次電池電路3充電，也能夠進行內(nèi)燃機1的運行。
實際的HIMR的二次電池電路3將25個12V的汽車用鉛電池串聯(lián)連接，得到300V進行使用，這里，并不限于12V或25個，為了作為一般情況便于理解，用將n個單位電池B1～Bn串聯(lián)連接的例子進行說明。
本發(fā)明第三實施例為車載電池的信息傳遞裝置，其特征在于如圖13所示，在單位電池B1～Bn上，分別裝設(shè)有作為檢測該單位電池B1～Bn的電壓信息的傳感器的電池傳感器VD1～VDn、和將用此電池傳感器VD1～VDn的輸出調(diào)制過的無線電信號進行發(fā)射的無線電發(fā)射器TX1～TXn，在電池室或其附近配置了對此無線電信號進行接收的無線電接收器RX，對于此無線電接收器RX發(fā)射的有關(guān)單位電池B1～Bn的一個個信息被接收。在本例中，與n個無線電發(fā)射器TX1～TXn相對應(yīng)，無線電接收器RX為一個。無線電接收器RX的輸出通過程序處理電路P被顯示在顯示器上。
如圖14所示的電池傳感器VD具有對單位電池B的電壓進行測定的電壓測定部V，而且，具有第一設(shè)定值檢測部TH1及第二設(shè)定值檢測部TH2，和隨其附設(shè)的紅色指示燈R及綠色指示燈G。
無線電發(fā)射器TX將圖15所示的32bit的框架構(gòu)成的數(shù)據(jù)信號以64kb/s、每隔周期t、間歇地進行發(fā)射。在標(biāo)題部分，給每個發(fā)射器TX分別分配了的ID被發(fā)射。因此，能夠?qū)τ蔁o線電接收器RX接收到的框架是由哪個發(fā)射器TX發(fā)射的進行識別。在此裝置的此實施例中，使用了改造了的移動電話機單元。而且，對各個無線電發(fā)射器TX，將此周期t分別設(shè)定為不同的值。發(fā)射圖15所示的框架一次所用時間大約為20ms。周期t在從20至60秒的范圍內(nèi)對各個發(fā)射器TX每個相差一點地進行設(shè)定。利用這樣的構(gòu)成，即使多個發(fā)射器TX的發(fā)射定時一致，在下一個周期則變?yōu)椴煌陌l(fā)射定時，因此，在無線電接收器RX能夠一個個地對各個發(fā)射器TX的信號分別地進行識別并進行接收。
假設(shè)周期為20秒，一個無線電發(fā)射器TXi所發(fā)射的時間即20ms，為周期的千分之一。因此，若25個單位電池B1～Bn上分別連接的無線電發(fā)射器TX1～TXn以隨機的定時進行發(fā)射，發(fā)生沖突的可能性大約為400分之一。即使發(fā)生了沖突，由于周期t各不相同，則能夠在下一個周期不發(fā)生沖突，成為一個個的接收。
接著，參照圖16至圖19對本發(fā)明第三實施例的電池傳感器VD的動作進行說明。首先，將單位電池B1～Bn的充放電特性與劣化的關(guān)系示于圖16及圖17。圖16為單位電池B1～Bn的放電特性與劣化的關(guān)系示意圖。橫軸取為放電時間(T)，縱軸取為電壓(V)。是在一定的負載下得到一定的放電電流的情況下的特性。圖17為單位電池B1～Bn的充電特性與劣化的關(guān)系示意圖。橫軸取為充電時間(T)，縱軸取為電壓(V)。是用一定的充電電流進行充電的情況下的特性。如圖16所示，可以知道，隨著劣化的進展，伴隨著放電，電壓急速地下降。如圖17所示，可以知道，隨著劣化的進展，伴隨著放電，電壓在短時間內(nèi)上升，向充電完了狀態(tài)進行推移。
這里，對第一設(shè)定值及第二設(shè)定值進行說明，如圖16、圖17所示那樣，單位電池B1～Bn的電壓隨著充電及放電(極性)以及其電流值而變化。單位電池B1～Bn的標(biāo)準電壓設(shè)為12V時，知道在某種電池中，電池處于正常狀態(tài)下經(jīng)反復(fù)充放電后，其端電壓在從11.4V到13.2V之間變動。利用此，例如，可以取11.4V作為需要充電的電壓(第一設(shè)定值)，取13.2V作為充電完了的電壓(第二設(shè)定值)。這兩個設(shè)定值應(yīng)該根據(jù)電池的性質(zhì)、和含有對電池如何進行使用的寬余值進行設(shè)定。
圖18為對本發(fā)明第三實施例的第一設(shè)定值檢測部TH1的動作流程進行表示的流程圖。在圖18所示的流程圖中，在起動時，首先，將以前保存的數(shù)據(jù)進行清除(S31)。對單位電池B1～Bn各自的電壓值進行檢測(S32)，在檢測出第一設(shè)定值以下的電壓值時(S33)，將其結(jié)果進行存儲(S34)，接通紅色指示燈R，向無線電發(fā)射器TX發(fā)送數(shù)據(jù)(S35)。
一般，第一設(shè)定值(11.4V)以下的電壓是在從電池取出電流時，即，在單位電池B1～Bn上加有負載時進行檢測的。這發(fā)生在汽車使用鼠籠型多相感應(yīng)電機2進行加速、單位電池B1～Bn的負載增大的時候。因此，由于負載一旦被減小，端電壓就成為第一設(shè)定值以上的值，如不將檢測經(jīng)歷存儲好，在檢測結(jié)果作為管理數(shù)據(jù)被利用之前，檢測結(jié)果很可能消失掉。
即，關(guān)于紅色指示燈R，在負載增加時，在單位電池B1～Bn上發(fā)生過放電，對電壓低到第一設(shè)定值以下的單位電池B1～Bn來說，即使端電壓再次上升，紅色指示燈R也繼續(xù)接通。之后，電壓進一步上升，一旦達到第二設(shè)定值，接通綠色指示燈G，此時，紅色指示燈R還保持接通不變。再有，關(guān)于向無線電發(fā)射器TX傳送的數(shù)據(jù)，只進行一次傳送。
圖19為對本發(fā)明第三實施例的第二設(shè)定值檢測部TH2的動作流程進行表示的流程圖。在圖19所示的流程圖中，在起動時，首先，將以前保存的數(shù)據(jù)進行清除(S41)。對單位電池B1～Bn各自的電壓值進行檢測(S42)，在檢測出第二設(shè)定值以上的電壓值時(S43)，將其結(jié)果進行存儲(S44)，接通綠色指示燈G，向無線電發(fā)射器TX發(fā)送數(shù)據(jù)(S45)。
綠色指示燈G在單位電池B1～Bn上的端電壓超過第二設(shè)定值時，被接通。在本例中，綠色指示燈G也保持接通。綠色指示燈G在單位電池B1～Bn上發(fā)生過充電狀態(tài)時接通。之后，進行放電，即使過充電狀態(tài)被解除，綠色指示燈G仍保持接通不變。再有，關(guān)于向無線電發(fā)射器TX傳送的數(shù)據(jù)，只進行一次傳送。
此紅色指示燈R及綠色指示燈G與本發(fā)明雖沒有直接的關(guān)系，但利用此，駕駛員或管理人員在裝載有本裝置的汽車完成工作之后，根據(jù)紅色指示燈R及綠色指示燈G的顯示能夠掌握單位電池B1～Bn的狀況。特別是當(dāng)某個單位電池Bi發(fā)生劣化時，由于該單位電池Bi的紅色指示燈R及綠色指示燈G出現(xiàn)比其他的單位電池易于先行接通的傾向，所以，管理人員利用就接通紅色指示燈R及綠色指示燈G的單位電池Bi進行檢查，能夠有效率地實施檢查。
以下，參照圖20至圖22對本發(fā)明第三實施例的程序處理電路P的動作進行說明。圖20為對本發(fā)明第三實施例的關(guān)于程序處理電路的第一設(shè)定值檢測的動作流程進行表示的流程圖。將第一設(shè)定值檢測的信息輸入給程序處理電路P(S51)，對第一設(shè)定值檢測出的單位電池的個數(shù)是否為閾值以上進行判定(S52)。如果為閾值以上，向顯示需要充電的顯示器M進行輸出(S53)。顯示器M是設(shè)置在駕駛席的液晶顯示板。
即，在多個單位電池B中，如前面已說過的那樣，具有性能上的偏差，眾所周知，劣化了的單位電池Bi與其他單位電池B相比較，其電壓先期下降到第一設(shè)定值，從全體的單位電池數(shù)來看，若大比例個數(shù)的單位電池B其電壓下降到第一設(shè)定值，能夠判斷為需要全體進行充電。程序處理電路P將表示此旨意的信息向用于通知駕駛員或管理人員的顯示器M輸出。
圖21為對本發(fā)明第三實施例的關(guān)于程序處理電路的第二設(shè)定值檢測的動作流程進行表示的流程圖。將第二設(shè)定值檢測的信息輸入給程序處理電路P(S61)，對第二設(shè)定值檢測出的單位電池的個數(shù)是否為閾值以上進行判定(S62)。如果為閾值以上，向顯示需要放電的顯示器M進行輸出(S63)。
即，從全體的單位電池數(shù)來看，若大比例個數(shù)的單位電池B其電壓上升到第二設(shè)定值，能夠判斷為全體充電完了。程序處理電路P將表示此旨意的信息向用于通知駕駛員或管理人員的顯示器M輸出。
此顯示器M的輸出并不單純在駕駛席進行顯示、敦促駕駛員進行適宜的駕駛，還輸送給了圖12所示的CPU12，能夠用于進行控制狀態(tài)的變更。亦即，進行控制，以在電池的充電量少時，增大加速時內(nèi)燃機1的分擔(dān)比例，在電池的充電量大時，增大加速時電動機的分擔(dān)比例。另外，進行控制，以在電池的充電量少時，增大減速時再生制動的分擔(dān)比例，將制動能量更多地向電池再生，在電池的充電量大時，減少減速時再生制動的分擔(dān)比例，利用摩擦制動讓能量消散掉。
圖22為對本發(fā)明第三實施例的關(guān)于程序處理電路P的其他第二設(shè)定值檢測的動作流程進行表示的流程圖。將第二設(shè)定值檢測的信息輸入給程序處理電路P(S71)，對此檢測出的時刻進行記錄(S72)。進一步，對關(guān)于多個單位電池B其第二設(shè)定值檢測出的時刻的偏差進行檢測(S73)。若存在其偏差以閾值以上的大小、從其他大多數(shù)的單位電池B含有的平均的偏差范圍內(nèi)脫離出來的單位電池Bi(S74)，則對關(guān)于該單位電池Bi的電池劣化進行顯示(S75)。
亦即，如圖17所示那樣，劣化了的電池與尚未劣化的電池相比較，其充放電時間一般較短。因此，利用著眼于與其他電池相比較特別是充電完了的時間短這點，能夠?qū)⒘踊说碾姵爻槌?。在本發(fā)明中，利用對第二設(shè)定值的檢測定時進行記錄，能夠?qū)⒊潆娡炅藭r刻檢測出來，因而可利用此，用將充電完了時間比其他電池顯著短的電池在顯示器M上進行顯示的做法，能夠?qū)⑻囟ǖ牧踊姵赝ㄖo駕駛員或管理人員。
本發(fā)明第三實施例的單位電池B的外觀例示于圖23及圖24。圖23為對本發(fā)明第三實施例給單位電池B安裝內(nèi)附無線電發(fā)射器電池傳感器TXVD進行說明的說明圖。圖24為本發(fā)明第三實施例的單位電池B安裝了內(nèi)附無線電發(fā)射器電池傳感器TXVD的狀態(tài)示意圖。在單位電池B的上部，內(nèi)附無線電發(fā)射器電池傳感器TXVD和切換電路SW利用連接器22被連接于端子21a及21b，利用托架11被固定于單位電池B的箱體上。
本發(fā)明第三實施例的單位電池B裝載在汽車上的狀態(tài)示于圖25。多個單位電池B被集中地裝載在電池托架31上，收納于可開閉的門32內(nèi)側(cè)設(shè)置的電池室內(nèi)。利用將電池托架31拉出，駕駛員或管理人員能夠?qū)挝浑姵谺進行檢查。另外，與門32相鄰接設(shè)置了接收器RX’及顯示器M’，不必將電池托架31拉出，就能夠?qū)挝浑姵谺的狀況進行檢查。
本發(fā)明第三實施例的顯示器M的設(shè)置例示于圖26及圖27。如圖26所示，通過在電池室安裝的無線電接收器RX’、顯示器M’及天線24，利用在駕駛席安裝的無線電接收器RX、顯示器M，駕駛員或管理人員無需打開電池室就能夠掌握單位電池B的狀況。
利用此，能夠?qū)挝浑姵谺進行簡單且迅速的管理。特別是，根據(jù)如圖27所示的設(shè)置在駕駛席的顯示器M，駕駛員能夠一邊進行駕駛，一邊掌握是否需要充電或放電，進一步掌握單位電池B的劣化狀況。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，在可使維護檢查變得容易，并使電池的壽命延長的同時，能夠使電池的維護簡單化。另外，根據(jù)本發(fā)明，維修者無需接觸電池的帶電部分就能夠?qū)嵭袦y定。而且能夠在電池正在使用的狀態(tài)下知道電池的劣化狀態(tài)。亦即，能夠在汽車行走的狀態(tài)下對裝載于電動汽車上的電池的狀態(tài)進行檢測。
(第四實施例)參照圖28至圖29對本發(fā)明第四實施例進行說明。圖28為表示關(guān)于本發(fā)明第四實施例的全部構(gòu)成的框圖。本發(fā)明第四實施例的目的是利用設(shè)置電流測定部CD，根據(jù)電壓及電流這兩個參數(shù)，進一步進行詳細的管理。在本發(fā)明第四實施例中，由于單位電池B1～Bn是電氣上的串聯(lián)連接，所以電流測定部CD在此串聯(lián)連接電路上只設(shè)置了一個。在此實施例中，使用了無需切斷串聯(lián)連接電路、利用使其接近于電流通路地設(shè)置霍爾器件來進行測量的測量裝置。由此，根據(jù)對電壓及電流進行的測定，能夠?qū)挝浑姵谺1～Bn的劣化狀態(tài)進行檢測。
首先，單位電池B1～Bn的充放電特性與劣化之間的關(guān)系如圖29及圖30所示。圖29及圖30是對電池的特性進行模式表示的示圖。圖29為本發(fā)明第四實施例的單位電池B1～Bn的放電特性與劣化的關(guān)系示意圖，橫軸為放電電流(A)，縱軸為電壓(V)。圖30為本發(fā)明第四實施例的單位電池B1～Bn的充電特性與劣化的關(guān)系示意圖。橫軸為放電電流(A)，縱軸為電壓(V)。如圖29所示那樣，隨著劣化的發(fā)展，伴隨著放電電流的增加電壓降變大。如圖30所示那樣，隨著劣化的發(fā)展，伴隨著充電電流的增加電壓升變大。亦即，劣化了的電池，其蓄電容量在減少。
程序處理電路P具有對圖29及圖30所示的充放電特性與劣化的關(guān)系進行存儲的存儲器，能夠從作為無線電信號被送來的第一設(shè)定值或第二設(shè)定值、與該時的電流值之間的關(guān)系檢測出單位電池B1～Bn的劣化狀態(tài)。將其檢測結(jié)果在顯示器M上作為“單位電池Bi劣化1”、“單位電池Bj劣化2”、“單位電池Bm需要更換”等進行顯示。
單位電池B的實際安裝、顯示器M的配置與第三實施例同樣地實行。
(第五實施例)參照圖31至圖32對本發(fā)明第五實施例進行說明。圖31為表示本發(fā)明第五實施例的全部構(gòu)成的框圖，圖32為表示本發(fā)明第五實施例的電池傳感器構(gòu)成的框圖。本發(fā)明第五實施例的特征是在每個單位電池B1～Bn上分別設(shè)置了溫度傳感器T1～Tn。在無線電發(fā)射器TX發(fā)射的數(shù)據(jù)中，在含有本發(fā)明第三實施例說明過的電壓信息的同時，還含有利用溫度傳感器T測量的溫度信息。
程序處理電路P根據(jù)通過無線電接收器RX傳送來的此電壓信息及溫度信息、和利用電流測定部CD測定的電流信息，能夠?qū)γ總€單位電池B1～Bn的劣化狀態(tài)進行檢測。亦即，如本發(fā)明第四實施例所示那樣，利用將電壓及電流的信息與圖29及圖30的所示的電壓電流特性相比較，能夠?qū)α踊癄顟B(tài)進行檢測。在圖29及圖30的所示的電壓電流特性上，當(dāng)存在表示為相等值的多個單位電池時，參考溫度信息，能夠把溫度比其他單位電池高的單位電池作為劣化特別嚴重的單位電池進行確定。將其檢測結(jié)果在顯示器M上作為“單位電池Bi劣化1”、“單位電池Bj劣化2”、“單位電池Bm需要更換”等進行顯示。
本發(fā)明第五實施例的單位電池B的實際安裝、顯示器M的配置與第三實施例同樣地實行。
權(quán)利要求
1.一種車載電池的控制裝置，其特征在于包括多相交流電機，它與車輛的驅(qū)動裝置相連接；變換器電路，它設(shè)置在裝載于車輛上的電池與上述多相交流電機之間，進行交流變直流或直流變交流的變換；程序控制電路，用于對此變換器進行控制，還包括電流電壓測定裝置，它附在上述電池上，用來測定放電時的電流電壓及充電時的電流電壓，上述程序控制電路含有控制裝置，它根據(jù)利用上述電流電壓測定裝置測定的電壓電流信息通過上述變換器電路對上述電池進行充電電流和/或放電電流的控制。
2.如權(quán)利1所記載的車載電池的控制裝置，其上述程序控制電路包括存儲器裝置，用于將有關(guān)放電時的電流電壓(放電IV特性)及充電時的電流電壓(充電IV特性)的信息進行存儲。
3.如權(quán)利1或權(quán)利2所記載的車載電池的控制裝置，其上述電池上設(shè)置有用于對單位電池的端電壓進行檢測的電池傳感器，此電池傳感器的檢測輸出被取回到上述程序控制電路，在程序控制電路中，含有增減裝置，用于根據(jù)此單位電池的端電壓信息對充電時的電流和/或放電時的電流進行增減。
4.如權(quán)利3所記載的車載電池的控制裝置，其中，其上述單位電池分別安裝有上述電池傳感器；及發(fā)射器，用于發(fā)射利用上述傳感器的輸出調(diào)制了的無線電信號，在收容上述單位電池的電池室或其附近配置有接收器，用于對上述無線電信號進行接收，相對于上述接收器發(fā)出的關(guān)于上述單位電池的一個個信息被接收。
5.如權(quán)利4所記載的車載電池的控制裝置，其上述無線電信號含有給每個單位電池分別設(shè)定的識別符。
6.如權(quán)利4或權(quán)利5所記載的車載電池的控制裝置，其中上述電池傳感器含有對包括單位電池的電流信息進行檢測的電流傳感器。
7.如權(quán)利4至權(quán)利6的任何一項所記載的車載電池的控制裝置，其中上述電池傳感器含有對包括單位電池的溫度信息進行檢測的溫度傳感器。
8.如權(quán)利4至權(quán)利7的任何一項所記載的車載電池的控制裝置，還包括對上述信息進行處理的程序控制電路。
全文摘要
本發(fā)明無需接觸各單位電池,即可正確地對隨著充放電的寬余度及電池的劣化而變化的二次電池電路的充放電狀態(tài)進行檢測,以實行有效率的維護檢查。本發(fā)明將電池的充放電特性存儲在存儲器中,利用將測定的電壓值及電流值與存儲在存儲器中的充放電特性進行比較,進行充電電流及放電電流的控制。另外,利用無線電信號將每個單位電池的電池信息進行傳遞,在駕駛席顯示其內(nèi)容。
文檔編號B60K6/28GK1195325SQ9719072
公開日1998年10月7日 申請日期1997年6月10日 優(yōu)先權(quán)日1996年6月17日
發(fā)明者小池哲夫, 益田哲 申請人:日野自動車工業(yè)株式會社