专利名称：电池管理方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电池管理方法及装置，用于管理作为动力源而搭载在电动自行车那样的电动车辆等上的电池的残余容量等。
背景技术：
如图1所示，例如，管理搭载在电动自行车上的电池的以往的电池管理装置110具有管理电源101的电池管理控制部100，所述电源101将作为动力源的工作电压提供给用于驱动电动自行车的发动机102。电池管理控制部100管理电源101，并经由发动机控制部103控制发动机102。此外，由电流传感器(CT)104检测来自电源101的充电/放电电流，并且，检测结果被提供给电池管理控制部100。此外，电源101包括由多个电池单元组成的电池101a和与所述电池101a串连的开关105。
电池管理控制部100通过监视电池101a的整体电压、监视构成电池101a的多个电池单元的每一个的电压、以及监视由电流传感器104检测出的电源101的充电/放电电流的检测结果，来进行电源101的管理。更加具体地说，进行电源101的残余容量的计算等，并根据需要进行电源101的充电，或者对串连在电池101a上的开关105进行打开控制，从而停止从电池101a向发动机102的电流供应。
在以往的电池管理控制部100中，如图1所示，通过与电源101串连的一个电流传感器104来检测电源101的充电电流和放电电流，并基于检测出的充电电流和放电电流来计算电源101的残余电流(例如，参照日本专利文献特开2002-014147号公报)。此外，充电电流和放电电流如图1中在电流传感器104附近的箭头AR1所示，在彼此相反的方向上流动。
对于电流传感器104所检测的充电/放电电流来说，一般充电电流比放电电流小，如充电电流例如是20A，而放电电流例如是80A。因此，如上所述，如果设计成使用一个电流传感器104检测充电/放电电流这两者，则在充电电流中的误差要比在放电电流中的大。具体来说，例如包括误差的20A的放电电流测定为20.1A，并且例如包括误差的7.5A的充电电流测定为7.6A，则虽然两者的误差都是0.1A，但若按比例来换算，则为0.1/20和0.1/7.5，充电电流中的误差比例要比放电电流中的大。即，以往由于使用一个电流传感器104检测电源101的充电/放电电流这两者，所以充电电流的检测精度比放电电流的差，从而存在电流传感器104的分辨率变低的问题。
发明内容
本发明就是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种电池管理方法及装置，所述电池管理方法及装置通过分别使用不同的电流检测单元检测充电电流和放电电流来提高充电电流和放电电流的检测精度，从而可以准确地进行包括电池残余容量的计算、防止劣化的电池管理。
为了实现上述目的，本发明的电池管理方法的要点在于包括如下步骤放电电流检测步骤，检测来自电池的放电电流；放电电流运算步骤，算出所述检测的放电电流；充电电流检测步骤，使用设置在充电器一侧的电流传感器检测对电池的充电电流；充电电流运算步骤，算出所述检测的充电电流；电池管理步骤，基于在所述放电电流运算步骤中算出的放电电流运算值和在所述充电电流运算步骤中算出的充电电流运算值来进行电池的管理。
图1是表示以往的电池管理装置结构的框图；图2是表示本发明的一个实施方式中的电池管理装置结构的框图。
具体实施例方式
以下，参照图2说明本发明的一实施方式。
电池管理装置200是对作为动力源而搭载在例如电动自行车等上的电源10进行残余容量的计算或防止劣化等管理的装置，包括具有管理电源10的电池管理控制部1的车辆主体一侧和具有后述的充电器控制部19的充电器一侧。
首先说明车辆主体一侧各个构成要素。
电池管理控制部1经由发动机控制部3控制用于驱动电动自行车等的发动机2。此外，电源10包括具有多个电池单元的电池10a和与所述电池10a串连的开关15。
此外，电流传感器(CT)4在电源10与发动机2之间与电源10串连。电流传感器4高精度地检测出从电源10提供给发动机2的放电电流，并将所述检测出的放电电流值提供给电池管理控制部1。进而，电池管理控制部1具有进行各种运算的运算单元，从而基于来自电源10的供给值来计算电源10的电压。此外，电池管理控制部1还具有后述的比较单元(图中未示)。
比较单元进行由电流传感器4提供的电源10的放电电流值和由后述的充电器一侧提供的充电电流值之间的比较、以及上述所计算出的电源10的电压值和由后述的充电器提供的充电器一侧的电压值之间的比较。
此外，电池管理控制部1通过监视电源10的整体电压、构成电源10的多个电池单元10a的每一个的电压、以及来自电流传感器4的充电电流值或充电器一侧的放电电流值，来进行电源10的管理。具体来说，进行电源10的残余容量的计算、防止电源10的劣化等的管理，并根据需要进行对电源10的充电，或者对串连在电源10上的开关15进行打开控制，从而停止从电源10向发动机2的电流供应。
即使在电源10的整体电压正常时，若多个电池单元10a中例如某电池单元10a的电压异常得低，也会存在电源10劣化的可能性。因此，为了避免这种状态，电池管理控制部1不但监视电源10的整体电压，而且还监视各个电池单元10a的电压。
下面说明充电器一侧的各个结构要素。
设置在充电器一侧的充电器11在电源10的两端上经由端子Ta、Tb而连接到电源10上，并且经由所述端子Ta、Tb提供充电电流，从而对电源10充电。此外，两端的端子Ta、Tb并不仅限于此，也可以通过切换开关那样的结构来连接/切断电源10和充电器11。
充电器11具有交直转换电源部(AC/DC转换器)13，所述交直转换电源部13对经由插头9而提供的来自交流电源(图中未示)的交流电进行整流，从而生成稳定的直流电流，并将所述直流电流作为充电电流提供给电源10从而对其进行充电。
充电器控制部19具有进行各种运算的运算单元，从而基于来自交直转换电源部17的正极的供应值来算出充电器一侧的电压值。
进而，从充电器11的交直转换电源部13提供给电源10的充电电流值经由分流电阻15以及电压计17而被提供给充电器控制部19，并由充电器控制部19算出。
更详细地说，从交直转换电源部13提供给电源10的充电电流值由于经过具有低阻值的分流电阻15而在分流电阻15的两端作为与充电电流值成正比的电压降而被生成，并且，分流电阻15的两端的电压由电压计17测定，并被提供给充电器控制部19，从而由充电器控制部19算出。
如上所述计算出的充电器一侧的电压值及电流值被从充电器控制部19提供给电池管理控制部1的比较单元。
通过上述结构，在本实施方式的电池管理装置200中，由电流传感器4检测出的电源10的放电电流值及所算出的电源10的电压值、和由分流电阻15等检测出的充电器一侧电流值及所算出的充电器一侧电压值被分别提供给电池管理控制部1的比较单元。
在电池管理控制部1的比较单元中比较上述所提供的各个值。即，分别独立进行电源10的电压值和充电器11的电压值的比较、以及电源10的电流值和充电器11的电流值的比较。
如上所述，电池管理控制部1的比较单元并不是像以往那样使用一个电流传感器104进行放电电流的检测和充电电流的检测，而是分别进行，从而高精度地检测放电电流和充电电流。进而，基于检测结果独立且高精度地计算并比较电源10及充电器11的电流值、和电源10及充电器11的电压值。在电池管理控制部1中可以基于比较结果进行电池管理、或者以高分辨率来高精度地算出电池残余容量。
此外，电池管理控制部1基于上述电流值和电压值的比较结果可以检测出装置的异常。此处所说的装置异常是指包括接触不良、断线等各种装置异常。
在检测出装置异常的情况下，例如由电池管理控制部1控制发动机控制部3来停止发动机2的工作，并且打开开关15，从而停止从电源10向发动机2供应充电电流。此外，在检测到电源10的残余容量低下的情况下，由充电器11对电源10充电，从而防止了电源10由于过放电等而劣化。
此外，对分辨率进行说明。在图1所示的以往的方法中，如果将例如用于100A的电流传感器4分配成放电一侧+80A，充电一侧-20A，从而以充电/放电共用的方式使用，则与以往的分辨率是100mA/bit相比，如果像本实施方式那样将分流电阻15作为例如0～10A用的部件，则分辨率是10mA/bit，从而可以显著提高精度。
工业实用性如上所述，根据本发明，其特征在于分别独立地检测电源10及充电器11的电流值、和电源10及充电器11的电压值，并基于所述检测结果进行电流值、电压值的运算及比较。由于基于所述比较结果来进行电池的管理，所以可以以高分辨率来高精度且经济地进行如计算电池残余容量和检测电池异常等那样的电池的管理。进而，可以预先回避电池的劣化和装置损伤等，从而提高可靠性。
此外，根据本发明，由于使用设置在电池一侧的电流传感器来检测放电电流，所以不是以往那样的充电/放电共用，从而可以与充电电流的检测分开地进行放电电流的检测，从而可以以高分辨率来高精度地测定放电电流，并且可以准确地进行电池的管理。
此外，根据本发明，可以在电池过放电之前的适当的时候准确地进行电池的充电，从而可以防止电池的劣化。
根据本发明，由于基于电流比较的结果和电压比较的结果来检测装置的异常，所以可以正确且经济地检测异常，从而可以预先防止电池劣化或装置的损伤。
权利要求
1.一种电池管理方法，其特征在于，包括充电电流检测步骤，使用设置在对电池进行充电的充电器一侧的电流传感器来检测充电电流；充电电流运算步骤，从所述充电电流检测步骤的检测结果算出充电电流；电池管理步骤，基于在所述充电电流运算步骤中算出的充电电流运算值来进行电池的管理。
2.一种电池管理方法，其特征在于，包括放电电流检测步骤，检测来自电池的放电电流；放电电流运算步骤，从所述充电电流检测步骤的检测结果算出放电电流；充电电流检测步骤，使用设置在充电器一侧的第一检测器检测所述电池的充电电流；充电电流运算步骤，从所述充电电流检测步骤的检测结果算出充电电流；电池管理步骤，基于在所述放电电流运算步骤中算出的放电电流运算值和在所述充电电流运算步骤中算出的充电电流运算值来进行电池的管理。
3.如权利要求2所述的电池管理方法，其特征在于，所述放电电流检测步骤使用设置在电池一侧的第二检测器检测所述电池的放电电流。
4.如权利要求2或3所述的电池管理方法，其特征在于，还包括残余容量运算步骤，基于在所述放电电流运算步骤中算出的放电电流运算值和在所述充电电流运算步骤中算出的充电电流运算值来算出所述电池的残余容量。
5.如权利要求2至4中的任一项所述的电池管理方法，其特征在于，还包括充电器电压运算步骤，算出所述充电器的电压；电池电压运算步骤，算出所述电池的电压；异常检测步骤，基于在所述放电电流运算步骤中算出的放电电流运算值和在所述充电电流运算步骤中算出的充电电流运算值之间的比较结果、以及所述充电器电压值和所述电池电压值的比较结果来检测异常。
6.如权利要求5所述的电池管理方法，其特征在于，设置在所述电池一侧的所述第二检测器检测所述电池的电流及电压。
7.一种电池管理装置，其特征在于，具有充电电流检测单元，设置在对电池进行充电的充电器一侧，并检测充电电流；充电电流运算单元，从所述充电电流检测单元的检测结果算出充电电流；电池管理单元，基于所述充电电流运算单元算出的充电电流运算值来进行电池的管理。
8.一种电池管理装置，其特征在于，具有放电电流检测单元，检测来自电池的放电电流；放电电流运算单元，从所述放电电流检测单元的检测结果算出放电电流；充电电流检测单元，设置在进行所述电池充电的充电器一侧，并检测充电电流；充电电流运算单元，从所述充电电流检测单元的检测结果算出充电电流；电池管理单元，基于所述放电电流运算单元算出的放电电流运算值和所述充电电流运算单元算出的充电电流运算值来进行所述电池的管理。
9.如权利要求8所述的电池管理装置，其特征在于，所述放电电流检测单元具有设置在电池一侧并检测来自所述电池的放电电流的电流传感器。
10.如权利要求8或9所述的电池管理装置，其特征在于，还具有残余容量运算单元，所述残余容量运算单元基于所述放电电流运算单元算出的放电电流运算值和所述充电电流运算单元算出的充电电流运算值来算出电池的残余容量。
11.如权利要求8至10中的任一项所述的电池管理装置，其特征在于，还具有充电器电压运算单元，算出所述充电器的电压；电池电压运算单元，算出所述电池的电压；异常检测单元，基于所述放电电流运算单元算出的放电电流运算值和所述充电电流运算单元算出的充电电流运算值之间的比较结果、以及所述充电器电压值和所述电池电压值的比较结果来检测异常。
12.如权利要求11所述的电池管理装置，其特征在于，设置在所述电池一侧的所述第二检测器检测所述电池的电流及电压。
全文摘要
电池管理控制部(1)进行电池电流及电池电压的检测及运算。此外，电池管理控制部(1)的比较单元分别比较充电器控制部(19)算出的充电器(11)的充电电流和电池电流、以及充电器控制部(19)算出的充电电压和电池电压。电池管理控制部(1)基于电流值的比较结果及电压值的比较结果来进行电源10的残余容量运算、装置异常检测等。
文档编号G01R31/36GK1788210SQ0382376
公开日2006年6月14日 申请日期2003年9月26日 优先权日2002年10月10日
发明者松山公久 申请人:雅马哈发动机株式会社