专利名称：电动车辆用电源系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及电动车辆用电源系统，该系统能求出例如电动自行车、电动轮椅、电动小型摩托车等作为能源使用的Ni-Cd、Ni-MH等充电式电池当前的最大容量即实际容量。
背景技术：
进行电池剩余容量管理时，必须掌握电池的循环初期(使用期间的长短及放电状态)引起的实际容量的变动。将掌握该实际容量变动的工作称为容量监测，作为其方法，一般方法是根据从满充电状态到某设定电压(例如放电停止电压)为止的放电容量对容量变动进行监测。此外，放电有机器侧的放电、恢复(refresh)引起的放电及该两方面的放电。
然而，通过机器侧的放电进行监测时，必须将电池放电至放电末期，但对于尤其如电动车辆这样的机器，将电池使用至放电停止时会发生问题，因此，用户使电池放电至放电末期状态的次数极少，很难以某一定的循环正确地进行容量监测。
此外，要想使用恢复放电进行实际容量的监测时则存在这样的问题在恒定电流、恒定电阻等的方式下，由于成本及冷却能力的问题，与机器(车辆)行驶时的放电电流值相比，不得不大幅度降低设定放电电流值，不可能根据电池劣化(尤其是电池内部电阻上升这样的劣化)状态进行正确的实际容量监测。例如电动车辆行驶时的电流为5A-27A，但上述恢复电流为0．5A左右。另外，若加大上述冷却能力，虽可以加大恢复电流值，但这样成本就提高。
鉴于上述情况，本发明的目的在于，提供能实施实际容量的正确监测的电动车辆用电源系统。
发明公开如图15的权利要求构成图所示，权利要求1的发明为，一种能求出充电式电池400在循环使用时的当前的最大容量监测值即实际容量的电动车辆用电源系统402，其特征在于，具有进行上述充电式电池400的恢复放电的放电手段403；控制上述放电手段403、以使由该放电手段403进行的恢复放电通过包含呈脉冲波形部分的放电电流来实施的放电控制手段404；根据包含由上述脉冲波形电流进行恢复时放电容量的放电容量来求出上述电池400的实际容量的实际容量监测手段405。
权利要求2的发明是在权利要求1中，其特征在于，所述实际容量监测手段根据行驶引起的行驶时放电容量和上述恢复时放电容量之和，求出上述充电式电池的实际容量。
权利要求3的发明是在权利要求1或2中，其特征在于，由呈脉冲波形的部分和呈恒定电流的部分组成的放电电流实施恢复放电。
权利要求4的发明是在权利要求1至3中的任一项中，其特征在于，所述放电控制手段404控制上述放电手段403，使上述恢复放电分成两个阶段，其第1阶段的放电以比第2阶段的放电电流值要高的脉冲波形实施，第2阶段的放电以恒定电流实施，上述实际容量监测手段405根据上述第1阶段放电结束时为止的放电容量来求出上述实际容量。
权利要求5的发明是在权利要求4中，其特征在于，上述放电控制手段404控制上述放电手段403，使上述第1阶段放电中的平均放电容量(功率)与上述第2阶段放电中的放电容量(功率)大致相等。
权利要求6的发明是在权利要求4或5中，其特征在于，上述放电控制手段404在电池电压达到规定电压时，从上述第1阶段放电切换成第2阶段放电。
权利要求7的发明是在权利要求4至6中的任一项中，其特征在于，上述实际容量监测手段405在前次充电中途不停止地进行到结束的情况下，以及在从电池初期或前次恢复放电起的充放电循环在规定次数以内的情况下，进行上述充电式电池的实际容量的监测。
权利要求8的发明是在权利要求1至7的任一项中，其特征在于，还设有将使上述放电手段403执行恢复放电的要进行恢复信号输入上述放电控制手段404的外部开关手段406。
附图的简单说明图1为本发明实施形态1的电动助动自行车的侧视图。
图2为上述实施形态1中的电源系统的方框构成图。
图3所示为上述电源系统的变形例的方框构成图。
图4为说明在上述电源系统的电池管理装置与充电装置之间进行通信的信号数据用的图。
图5为说明在上述电源系统的电池管理装置与充电装置之间进行通信的信号数据用的图。
图6为说明在上述电源系统的电池管理装置与充电装置之间进行通信的信号数据用的图。
图7为示出上述充电式电池进行恢复放电时的放电电流变化的特性图。
图8为示出上述充电式电池进行恢复放电时的电池电压变化的特性图。
图9为说明上述电池管理装置动作用的流程图。
图10为说明上述电池管理装置动作用的流程图。
图11为说明上述充电装置动作用的流程图。
图12为说明上述充电装置动作用的流程图。
图13为说明上述充电装置动作用的流程图。
图14为本发明实施形态2的电源系统的方框构成图。
图15为本发明的方框构成图。
实施本发明的最佳形态以下，根据
本发明的实施形态。
图1至图13为说明本发明实施形态1的电动助动自行车用电源系统用的图，其中图1为电动助动自行车的侧视图，所示为车载有上述电源系统之中的装拆式电池壳体的电动车辆，而充电装置为非车载式，图2为上述电源系统的方框构成图，图3为示出上述电源系统变形例的方框构成图，图4-图6所示为说明上述电源系统的电池管理装置和充电装置之间进行通信的信号数据，图7、图8为示出充电式电池的放电电流与电压之关系的特性图，图9、图10为说明上述电池管理装置的动作用的流程图，图11-图13为说明上述充电装置的动作用的流程图。
在图中，1为将本实施形态的电源系统之中的充电装置112做成非车载式、但车载有装拆式电池壳体100的、作为电动车辆的电动助动自行车，该车架2具有前管3、从该前管3向车体后方斜下方延伸的下管4、从该下管4的后端起向上方大致竖立延伸的立管5、从上述下管4的后端起向后方大致水平延伸的左右一对平叉6、将该平叉6的后端部与上述立管5的上端部结合起来的左右一对立叉7、以及将上述前管3与立管5连接的上管11。
上述前管3像枢轴一样支承着可左右转动的前叉8。在该前叉8的下端通过前轴支承着前轮9，上端固定有方向操纵车把10。又在上述立管5的上端安装有鞍座12。还在上述平叉6的后端通过后轴支承着后轮(车轮)13。
另外，图中未示出的是，在上述方向操纵车把10的中央，设有具有速度表等的仪表面板(未图示)，可以在该面板部分设置当判断必须进行恢复放电时显示出该内容的显示装置。
上述车架2的下端部装载有动力单元15，该动力单元15输出人力对脚蹬板的踩踏力及内装的电动机17输出的、与人力大小成正比的辅助动力的合力，上述脚蹬板的踩踏力经过安装在中轴16两端突出部的曲柄16a输入脚蹬板16b。即，脚蹬板踩踏力的大小成为电动机驱动指令28。该动力单元15的输出通过链条30传递给上述后轮13。
又，本实施形态的自行车1还设有从外部输入电动机驱动指令28用的自行驶操纵杆14，通过操作该自行驶操纵杆14，就可不对脚蹬板16b进行输入，仅凭电动机17输出的动力，也能行驶。
作为上述电动机17等电源的电池壳体100配置在上述立管5的后侧并夹在左右立叉7之间，相对车体可自由装拆。上述电池壳体100内装有将多个单体电池101串联连接而成的电池(充电式电池)102，并设有检测上述电池102温度的温度传感器103及测量该电池102的电流值的电流表104。电池壳体100还具有对上述电池102进行管理等的电池管理装置105。
此外，上述电池壳体100在车载时，通过连接器107、108，在安装时同时与电动机驱动电路22自动连接，并通过连接器110、111再经通信I／F120a、120b，与对上述电动助动自行车1进行行驶控制的行驶控制部109自动连接。
另一方面，上述电池壳体100进行充电时，在从车体取出的状态下，或者在仍然装在车上的状态下，通过连接器113、114，与完全独立构成的非车载式充电装置112的输出侧连接，并通过连接器115、116，经上述充电装置112的通信I／F127、120c进行连接。此时在图1中，100a为设于电池壳体100的充电口，在此配置有上述连接器113、114、115、116的电池壳体侧端子。此外，121为上述充电装置112的充电插头，其中配置有上述连接器113-116的充电装置侧端子，可以自由插入上述充电口100a。由上述电池壳体100和充电装置112构成本实施形态中的电源系统21。另外，上述连接器107、108与113、114及连接器110、111与115、116也可以是共用的。
上述电池管理装置105具有电池管理和控制部117及存储规定数据的EEPROM106，电池管理和控制部117输入来自上述温度传感器103的电池温度数据T、来自电流表104的电流值数据I、以及电池102的电压数据V，并对上述充电式电池102的恢复放电进行控制等。上述电池管理装置105还具有显示装置119，以及与上述充电装置112及行驶控制部109进行通信的通信I／F120c、120a。需要显示时按下显示按钮118，上述显示装置119即根据上述电池管理和控制部117输出的信号，显示电池剩余容量、恢复通知信息。又，上述显示装置119也可以配置在设置速度表等的车辆侧的显示面板部分。
作为上述规定的数据，上述EEPROM106内存储有从初期或上次恢复放电起的充电次数、放电次数、充放电循环数、上述电池102的电池实际容量、放电时的放电容量、以及显示必需恢复放电之后是否实施了恢复放电等。
此外，上述电池管理和控制部117起下述作用；根据上述充电式电池102的、例如电池温度、电压、剩余容量等的电池状态、从初期或上次恢复放电起的充电次数、放电次数、充放电循环数、电池实际容量与放电容量之差、显示必需恢复放电之后有否进行恢复放电等的电池历史等，判断要否进行恢复放电，并将电池剩余容量显示于上述显示装置119。另外，也可以由上述显示装置119显示必需进行恢复放电事宜。
还有，上述电池管理和控制部117起着实际容量监测手段的作用，其根据机器的放电即行驶时放电容量加上后述的到第1阶段放电结束时为止的恢复时放电容量后的放电容量，求出上述充电式电池102当前的最大实际容量。
上述充电装置112具有将通过插头123与插座连接而供给的交流电源变换成直流的AC／DC变换器124、测量该变换器124输出的电压值和电流值的电压表125、电流表126、对上述充电式电池102进行恢复放电的放电器(放电手段)135、以及输入来自上述电压表125、电流表126的测量值和来自上述通信I／F127的规定信号等的充电／放电控制部128。
此外，上述充电装置112具有将表示该充电装置112与上述电池壳体100已连接的连接信号输出到上述充电／放电控制部128的电池连接检测部129。
还有，上述充电装置112还设有恢复开关131，当后述的显示装置133显示必需进行恢复放电时，该恢复开关131经用户按下即向充电／放电控制部128输出恢复放电指令。又，也可以将恢复开关如图2中的符号137所示，设置在电池壳体100侧。
上述AC／DC变换器124的输出由上述充电／放电控制部128经输出控制部132进行控制。此外，显示装置133及上述放电器135由上述充电／放电控制部(放电控制手段)128进行控制。上述显示装置133显示充电等待、正在充电、充电结束、充电停止、恢复通知、正在恢复、恢复结束等的信息。也可以将其中的恢复通知同时显示于电池壳体100侧的显示装置119。
另外如图3所示，作为电池102’使用多个电池102、··102并联连接而成的电池时，设有检测各电池102温度的多个温度传感器103··103，各传感器103··103的检测值T1··Tn输入上述电池管理和控制部117。在图3中，与图2相同的符号表示相同或相当的部分。
以下根据图4-图6，对在上述电动助动自行车1的电池管理装置105与充电装置112之间收发的信号数据进行说明。又，图4-图6示出了信号数据的编号(No)及该编号的内容。
图4示出从上述电池管理装置105集中发送给充电装置112的充放电控制数据，1含有“恢复通知”，2含有“第1阶段恢复放电电流值”，3含有“第1阶段恢复脉冲值”，4含有“第1阶段恢复放电停止电压”，5含有“第2阶段恢复放电电流值”，6含有“第2阶段恢复放电停止电压”，7含有“恢复定时器值”，8含有“充电开始下限温度”，9含有“充电开始上限温度”。又，上述“恢复通知”具体示出“有”或“无”，该信号的作用是通知要否进行恢复放电。
图5示出从上述电池管理装置105集中发送给充电装置112的电池状态数据，1含有“电池温度(1)”，2含有“电池温度(2)”，3含有“电池电压”，4含有“当前的电池剩余容量”，5含有“电池实际容量即当前的最大容量监测值”。又，在重复进行充放电的过程中，电池逐渐劣化，最大容量也逐渐发生变化(下降)，该最大容量监测值指的是，在该过程中当前时候的最大容量值。
此外，上述电池温度(1)如图2所示，意味着具有1组上述充电式电池102时的电池温度，上述电池温度(2)意味着具有2个时的第2组的电池温度。又如图3所示，具有多组上述充电式电池102时，含有电池温度(1)-(n)。
图6示出从上述充电装置112集中发送给电池管理装置105的充电器状态数据，1含有“充放电控制数据请求”，2含有“电池状态数据请求”，3含有“第1阶段恢复中”，4含有“第1阶段恢复结束”，5含有“第2阶段恢复中”，6含有“第2阶段恢复结束”，7含有“充电中”，8含有“充电等待中”，9含有“充电结束”，10含有“充电停止”。又，所谓“充电结束”，意味着已经充电100％，“充电停止”意味着由于再继续充电就危险等原因而停止充电。
以下根据图7、8，对本实施形态进行的上述两个阶段恢复放电进行说明。
如图7所示，第1阶段的放电以流过通电时间为a、断开时间为b的脉冲波形电流I1来实施，第2阶段的放电以恒定电流I0持续规定时间。此时，上述时间a、b这样来设定，即满足式子I0=I1×(a／a+b)，也就是说，使上述第1阶段、第2阶段放电时的耗电大致相等。又，使用车辆行驶时电动机的放电电流值例如5A，作为上述第1阶段的放电电流值I1，使用I1的1／10的大小即0．5A，作为上述第2阶段的放电电流值I0。
又如图8所示，在上述第1阶段的放电中，一旦上述电池电压下降至规定的放电停止电压V1，即切换成上述第2阶段的放电，该第2阶段的放电进行至上述电池电压下降到放电停止电压V2为止。另外，上述电压V1、V2分别使用图4所示的充放电控制数据内的编号4“第1阶段恢复放电停止电压”及编号6“第2阶段恢复放电停止电压”。
以下根据图9-图13的流程图，对本电源系统21中的电池管理装置105及充电装置112的动作进行说明。图9、10示出上述电池管理装置105的动作，图11-图13示出上述充电装置112的动作，图9所示为电池容量监测判定的处理。
在第1阶段恢复放电中，在测出第1阶段停止电压的时刻进行容量监测判定的处理。如图9所示，如果表示上述充电式电池102的充放电次数的循环计数器为20以下，上述充电式电池102的充电已结束，而且自放电量在规定的设定值以下(步骤A1-A3)，则进行电池实际容量的监测(步骤A4)。另一方面，如果上述计数器不是20以下，或充电尚未结束，或自放电量比规定的设定值大，则跳过电池实际容量的监测，结束该处理。又，所谓上述步骤A3中的自放电量，是指随着时间的经过，自然放电的电量。
以下根据图10说明电池管理装置的恢复通知处理动作。
上述电池管理装置105在等待模式(步骤C1)，一旦由于后述的连接信号(D9)的插入，测出充电器连接信号(步骤C2)，接收到从上述充电装置112发送来的、图6编号1所示的“充放电控制数据请求”信号(D10)(步骤C3)，上述电池管理装置105即进行要否恢复放电的判定(步骤C4)，生成充放电控制数据(步骤C5)，从电池管理装置105向充电装置112发送图4所示的充放电控制数据(步骤C6)。
另外，上述步骤C4中对要否恢复放电的判定，是根据从初期或上次恢复放电起的充电次数、放电次数、或充放电循环数、上次显示必需恢复放电后恢复放电是否执行、或者到测出放电停止电压为止的放电容量及实际容量之差来进行的。例如，上述充放电循环数为20次以上时，以及在显示必需恢复放电后不执行恢复放电时，则判定要进行恢复放电。
接着，等待接收图6的“充电器状态数据”信号(步骤C7)，一旦正常接收到该信号(步骤C8)，即判定充电器状态数据内是否含有恢复放电中的信号(步骤C9)，如果是在恢复中，则测量电池温度、电压和电流(步骤C10)，计算电池的剩余容量(步骤C11)，图5所示的电池状态数据被送至上述充电装置112(步骤C12)。
这样，如果上述电池管理装置105连接着上述充电装置112(步骤C13)，现在的恢复放电不是第2阶段(步骤C14)，且第1阶段的恢复放电已结束(步骤C15)，就进行电池实际容量的监测(步骤C16)，处理返回上述步骤C7。在上述步骤C16，根据机器的放电，即行驶时放电容量与上述第1阶段放电结束时为止的恢复时放电容量的合计放电容量，可以求出电池当前的最大容量监测值即实际容量。
在上述步骤C14，现在的恢复放电是第2阶段，当该第2阶段的放电结束时(步骤C17)，上述循环计数器被清零(步骤C18)，处理返回上述步骤C7。另外，在上述步骤C17，当第2阶段的放电未结束时，处理直接返回上述步骤C7。
在上述步骤C9，当判定不是正在恢复放电时，测量电池温度、电压及电流(步骤C19)，计算出电池的剩余容量(步骤C20)，图5所示的电池状态数据发送给充电装置112(步骤C21)。
于是，如果该电池管理装置105上连接着上述充电装置112(步骤C22)，并根据上述“充电器状态数据”检测到充电结束信号(步骤C23)，则处理进入上述步骤C1的等待模式。另外在上述步骤C13及步骤C22，未测出该电池管理装置105与上述充电装置112连接时，处理也进入上述步骤C1的等待模式。
此外，在上述步骤C8，未正常接收到“充电器状态数据”信号时，确认为通信异常(步骤C24)，作为异常显示2，在上述显示装置133进行交替闪烁显示(步骤C25)。
接着，根据图11说明充电准备阶段中上述充电装置112的AC插头连接后的动作。一旦上述充电装置112的插头123连接在插座上(步骤D1)，就进入等待状态，等待检测到上述电池壳体100的连接(步骤D2)。
如果检测到上述连接(步骤D2)，且测出充电式电池102的电压V不到20V(步骤D3)，则开始利用充电电流0．5A进行预充电(步骤D4)，上述显示装置133显示充电中(步骤D5)，定时器开始计时，测量充电时间(步骤D6)。
然后，一旦上述充电式电池102的电压V达到20V以上(步骤D7)，上述充电输出即停止(步骤D8)，从该充电装置112向上述电池管理装置105发送在上述步骤C2接收的充电器连接信号(步骤D9)，另外，开始发送在上述步骤C3接收的图6所示的“充放电控制数据请求”信号(步骤D10)，如果在上述步骤C6发送的上述充放电控制数据被正常接收(步骤D11)，则进入后述的恢复放电模式。
此外，在上述步骤D11，上述充放电控制数据未能正常接收时，确认为通信异常(步骤D12)，在显示装置133进行异常显示2的显示(步骤D13)，该处理结束。
此外，在上述步骤D7，如果上述电压为非20V以上的状态持续60分钟(步骤D14)，则在显示装置133进行异常显示1的显示(步骤D15)，该处理结束。
接着，根据图12，对上述充电装置112的恢复放电处理动作进行说明。
如果上述充电装置112是恢复放电模式(步骤E1)，且在上述步骤C5生成的充放电控制数据中含有“恢复通知”信号(步骤E2)，则构成上述显示装置133的例如LED闪烁一定时间，进行恢复通知的显示，表示必需进行恢复放电操作(步骤E3)，同时定时器开始计时，开始测量经过时间(步骤E4)。另外，在上述步骤E2中，当不含有上述“恢复通知”信号时，处理进入后述的充电模式。
如果从上述步骤E4的测量开始起的规定时间内，上述恢复开关131不闭合时，则作为时间超过(步骤E5、E6)，上述恢复通知显示熄灭(步骤E7)，进入后述的充电模式。这样在比较急的情况下，可省去恢复放电，以缩短充电时间。
在上述步骤E5，如果在规定时间内上述恢复开关131闭合，则恢复通知显示点亮(步骤E8)，从该充电装置112向上述电池管理装置105开始发送含有“充放电控制数据请求”信号的充电器状态数据(步骤E9)，开始进行上述充电式电池第1阶段的恢复放电(步骤E10)。
如果上述步骤C12发送的图5所示的电池状态数据被正常接收(步骤E11)，并根据该数据内容判定第1阶段的恢复放电结束(步骤E12)，则第2阶段的恢复放电开始(步骤E13)。上述第1阶段的恢复放电在电池电压达到第1阶段放电停止电压V1时，从上述第1阶段放电切换成第2阶段放电。
接着，如果上述步骤C12发送的图5所示的电池状态数据被正常接收(步骤E14)，并根据该数据内容判定第2阶段恢复放电结束(步骤E15)，则上述恢复通知显示熄灭(步骤E16)，在上述步骤E9开始发送的“充电器状态数据”信号的发送停止(步骤E17)，恢复放电结束(步骤E18)，进入后述的充电模式。另外，在步骤E15未判定第2阶段恢复放电结束时，重复进行步骤E14、E15的处理。
此外，在上述步骤E11、E14中，当上述电池状态数据未被正常接收时，确认为通信异常(步骤E19、E21)，在显示装置133进行异常显示2的显示(步骤E20、E22)，该处理结束。
在上述步骤E10、E13的2个阶段恢复放电中，如上述图7、8所示，第1阶段的放电以比第2阶段的电流值I0要高的电流值I1的脉冲波形进行，第2阶段以恒定电流或恒定电阻进行。进行的放电使上述第1阶段与第2阶段的放电中的耗电大致相等，并且，上述第1阶段与第2阶段的切换在电池电压达到第1阶段恢复放电停止电压时进行。
接着根据图13，对上述充电装置112的充电处理动作进行说明。
该充电装置112一旦进入充电模式(步骤F1)，即从该充电装置112开始向电池管理装置105发送含有图6所示的“电池状态数据请求”信号的充电器状态数据(步骤F2)。如果在上述步骤C21从上述电池管理装置105发送的图5所示的电池状态数据被正常接收(步骤F3)，则判定该电池状态数据内的电池温度是否在充放电控制数据内所设定的充电开始下限温度与充电开始上限温度之间的充电开始温度内(步骤F4)，不在该充电开始温度内时，进行充电等待(步骤F5)，上述显示装置133的LED进行闪烁作为充电等待显示(步骤F6)，处理进入上述步骤F3。
如果在上述步骤F4判定电池温度在充电开始温度内，则开始充电(步骤F7)，开始用总定时器来测量经过时间(步骤F8)，从该充电装置112向上述电池管理装置105发送含有图6所示的“电池状态数据请求”信号的充电器状态数据(步骤F9)。如果在上述步骤C21从上述电池管理装置105发送的图5所示的电池状态数据被正常接收(步骤F10)，则进行充电结束的判定(步骤F11)，未判定充电结束时，处理返回上述步骤F9，重复进行上述步骤F9-F11。
在步骤F11，根据上述接收的电池状态数据判定充电结束时，从该充电装置112向上述电池管理装置105发送在上述步骤C23接收的含有图6所示的编号9的“充电结束”信号或者编号10的“充电停止”信号的充电器状态数据(步骤F12)，同时开始由补充电定时器测量经过时间(步骤F13)，补充电(例如0．5A×2h)开始(步骤F14)，经过了规定时间，补充电即停止，该处理就结束。
此外，在上述步骤F3或步骤F10，如果上述电池管理装置105输出的图5所示的电池状态数据未被正常接收，则作为通信异常(步骤F16、F18)，在显示装置133进行异常显示2的显示(步骤F17、F19)，该处理结束。
如上所述在本实施形态的电源系统21中，因为如图7、图8所示，在第1阶段，以呈脉冲波形的放电电流I1进行放电，所以，可以使放电电流I1接近车辆行驶时的放电电流例如5A，不增加必要的冷却能力就能以低成本正确监测实际容量。此外，因为在第2阶段以行驶时放电电流的1／10左右的低电流进行放电，所以，能够在不产生冷却能力问题的情况下进行恢复放电，能消除记忆效应。
此外，因为使上述第1阶段与第2阶段中的耗电大致相等，故第1阶段与第2阶段的发热量大致相等，所以，只要对以上述0．5A进行连续放电时产生的热量进行冷却即可，可以降低成本，降低量与不必增大必要冷却能力相对应。
另外，因为在上述电池电压V达到图4所示的充放电控制数据内的第1阶段恢复放电停止电压时，进行第1阶段与第2阶段的放电切换，所以，能将第1阶段的以高放电电流进行的放电与第2阶段的以低放电电流进行的放电可靠地进行切换。
此外，在上述步骤A4中，因为根据在第1阶段放电结束时为止的恢复时放电容量与机器进行的放电时的放电容量即行驶时放电容量的合计，进行电池实际容量的监测，故从这一点，也能正确监测实际容量。
另外在上述步骤A1、A2中，因为仅在从电池初期或上次恢复放电起的充放电循环在一定次数以内时，或仅在上次充电已结束时，才允许进行电池实际容量的监测，所以可以更正确地进行电池实际容量的监测。
又，在上述实施形态1中，示出的是使电源系统21的电池壳体100与充电装置112各自独立，充电装置112为非车载式，而电池壳体100为可装拆的车载形式。但也可以将上述充电装置112与电池壳体100做成可分离的组件，将该组件可装拆地装在车体上。不论何种情况，充电装置112与电池壳体100均通过连接器连接。本发明的电源系统也可以将电池壳体及充电装置完全成为一体，且相对车体可自由装拆。另外，也可以做成电池壳体与充电装置始终装载在车体上，充电时只要将充电装置侧的插头插入电源侧的插座即可。
图14所示为电池壳体和充电装置始终装在车体上的、例如电动小型摩托车时的实施形态2，与图1、图2相同的符号表示相同或相当的部分。本实施形态2的电源系统200包括具有将多个单体电池101串联连接而成的电池102的电池部212，对该电池102进行充电的充电部214，对该充电部214的充电进行控制及对恢复放电进行控制的控制部(ECU)215，以及对电动机17进行驱动控制的驱动部217。
上述控制部215包括输入来自连接在AC／DC变换器124的输出侧上的电流表126和电压表125的各测量值及来自上述恢复开关131的放电指令、并控制输出控制部132和放电器135的充电／放电控制部128，以及输入上述电池102的电压值V、来自温度传感器103的温度检测值T及来自电流表104的电池电流值I的电池管理和控制部117。此外，驱动部217具有输入来自外部的驱动指令28例如调节手柄的指令，来控制上述电动机驱动电路22的行驶控制部109。
又，在上述各实施形态中，将恢复放电分成两个阶段，但本发明的恢复放电未必限定为两个阶段，关键在于，只要由脉冲波形电流进行的放电与恒定电流进行的放电加以组合进行恢复放电即可。
此外在上述各实施形态中，当满足要进行恢复的判断条件时，就进行恢复通知的显示，在正在进行该显示的规定时间内，用户使恢复开关131闭合时，就执行恢复放电，但在权利要求8的实施形态中，设有恢复强制开关(外部开关手段)138，该恢复强制开关138向上述电池管理和控制部(放电控制手段)117输入使上述放电器(放电手段)135强制执行恢复放电的要进行恢复信号(参照图2、图3)。
上述恢复强制开关138为了防止乱用，做成持续按下较长时间(例如40秒左右)才有效的构成。一旦有效按下该恢复强制开关138，则无论图10的步骤C4中对要否恢复放电的判断结果如何，均判断为要进行恢复，在步骤C5、C6，生成并发送含有恢复强制信号的充放电控制数据。并在充电装置112侧，无论恢复开关131的通、断状况如何，均自动执行恢复放电。另外，恢复放电的内容与上述各实施例一样。
这样，在权利要求8的实施形态中，因为设有恢复强制开关138，一旦有效按下该开关138，即自动执行恢复放电，因此，例如在未满足要进行恢复的判断条件时且必须进行电池实际容量的监测的情况下，可以从外部强制执行恢复放电，通过该恢复放电时的放电容量，可以高精度监测实际容量。
产业上的利用可能性由于根据权利要求1的发明涉及的电动车辆用电源系统402，是用含有呈脉冲波形部分的放电电流进行恢复放电，并根据包含由脉冲波形电流进行恢复时的放电容量的放电容量，进行实际容量的监测，在权利要求2的发明中，是根据行驶时放电容量与恢复时放电容量之和，而在权利要求3的发明中，是以呈脉冲波形部分和呈恒定电流部分，来进行恢复放电，再在权利要求4的发明中，将恢复放电分成两个阶段，其第1阶段的放电以比第2阶段的放电电流值要高的脉冲波形进行，，第2阶段的放电以恒定电流或恒定电阻进行，并且，根据上述第1阶段放电结束时为止的放电容量来求出实际容量，所以，能正确监测上述充电式电池的实际容量。
此外，因为以呈脉冲波形的放电电流进行恢复放电，所以，受到冷却能力方面的限制较小，可以使上述脉冲电流值接近车辆行驶时的电流值例如5A左右，其结果是可以以低成本正确监测电池的实际容量。此外，因为以低电流进行第2阶段的放电，所以，进行恢复放电可以不产生冷却能力方面的问题，能消除记忆效应。
根据权利要求5的发明，因为第1阶段放电中的耗电与第2阶段放电中的耗电大致相等，故第1阶段与第2阶段的发热量可以基本相等，在第1阶段和第2阶段可以采用相同的冷却方式，不会产生冷却能力上的不平衡，能实现以最小限度冷却能力进行恢复放电。
根据权利要求6的发明，因为当电池电压达到规定电压时，使第1阶段的放电切换成第2阶段的放电，所以能正确进行电池实际容量的监测。
根据权利要求7的发明，因为仅在上次充电中途不停直至结束时，以及在从电池初期或上次恢复放电起进行的充放电循环在规定次数以内时，才进行实际容量的监测，故能正确进行电池实际容量的监测。
根据权利要求8的发明，因为可以通过由外部开关手段输入要进行恢复信号，根据需要强制执行恢复放电，所以，例如在未满足要进行恢复的判断条件时，且必须进行电池实际容量的监测时，可以执行恢复放电，根据该恢复放电中的放电容量，可以高精度监测实际容量。
权利要求
1．一种能求出充电式电池在循环使用时的当前的电池实际容量的电动车辆用电源系统，其特征在于，具有进行上述充电式电池的恢复放电的放电手段；控制上述放电手段、以使由该放电手段进行的恢复放电由包含呈脉冲波形部分的放电电流来实施的放电控制手段；根据包含由上述脉冲波形电流进行恢复时放电容量的放电容量来求出上述充电式电池的实际容量的实际容量监测手段。
2．根据权利要求1所述的电动车辆用电源系统，其特征在于，所述实际容量监测手段根据行驶引起的行驶时放电容量和上述恢复时放电容量之和，求出上述充电式电池的实际容量。
3．根据权利要求1或2所述的电动车辆用电源系统，其特征在于，由呈脉冲波形的部分和呈恒定电流的部分组成的放电电流实施上述恢复放电。
4．根据权利要求1至3中的任一项所述的电动车辆用电源系统，其特征在于，所述放电控制手段控制上述放电手段，使上述由放电手段进行的恢复放电分成两个阶段，其第1阶段的放电以比第2阶段的放电电流值要高的脉冲波形电流实施，第2阶段的放电以恒定电流实施，上述实际容量监测手段根据上述第1阶段放电结束时为止的放电容量，求出上述实际容量。
5．根据权利要求4所述的电动车辆用电源系统，其特征在于，上述放电控制手段控制上述放电手段，使上述第1阶段放电中的平均放电容量(功率)与上述第2阶段放电中的放电容量(功率)基本相等。
6．根据权利要求4或5所述的电动车辆用电源系统，其特征在于，上述放电控制手段在电池电压达到规定电压时，从上述第1阶段放电切换成第2阶段放电。
7．根据权利要求4至6中的任一项所述的电动车辆用电源系统，其特征在于，上述实际容量监测手段在上次充电中途不停地进行到结束的情况下，以及在从电池初期或上次恢复放电起的充放电循环在规定次数以内的情况下，进行上述电池实际容量的监测。
8．根据权利要求1至7中任一项所述的电动车辆用电源系统，其特征在于，设有将使上述放电手段执行恢复放电的要进行恢复信号输入上述放电控制手段的外部开关手段。
全文摘要
一种能求出充电式电池400在循环使用时的当前的最大容量监测值即实际容量的电动车辆用电源系统402,具有:进行上述充电式电池400的恢复放电的放电手段403;控制上述放电手段403、以使由该放电手段403进行的恢复放电由包含呈脉冲波形部分的放电电流来实施的放电控制手段404;根据包含由上述脉冲波形电流进行恢复时放电容量的放电容量来求出上述充电式电池400的实际容量的实际容量监测手段405。
文档编号B60L11/18GK1291949SQ99803406
公开日2001年4月18日 申请日期1999年12月28日 优先权日1998年12月28日
发明者寺田润史, 山本聪 申请人:雅马哈发动机株式会社