专利名称：电动车辆的电池状态显示装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及显示充电式电池当前容量(剩余容量)等的电池状态的电动车辆的电池状态显示装置。
以往，具有充电式电池的电动车辆备有可由电池的剩余容量的显示来推定可以行驶的距离、并且能确认充电状态的电池状态显示装置。这种电池状态的显示即使在行驶中也可进行显示，而且对于从车体取下电池在车外充电和装载在车体上的车载充电的任一种情况，都可在电池箱上进行电池剩余容量的显示。
但是上述以往的装置虽然可确认充电式电池的剩余容量，但不能显示电池的恶化状态、储存效果状态、充放电周期数(次数)、剩余寿命、电池更换时刻等维修保养上必要的电池状态的显示，或者不能显示当前的剩余容量相对于上述充电式电池的初始容量的比例(绝对剩余率)。
本发明鉴于上述以往的实际情况，其目的是提供一种电动车辆的电池状态显示装置，它能显示上述充电式电池的绝对剩余率及恶化状态、储存效果状态、作为剩余容量相对于附加各使用环境的实力容量之比例的相对剩余率，而且可通过储存效果进行充电放电显示、电池充电显示、电池寿命显示、电池更换显示等。
根据本发明的一种电动车辆的电池状态显示装置，如图8所示，在显示充电式电池400的剩余容量等电池状态的电动车辆的电池状态显示装置401中，其特征是具有显示上述电池状态的显示单元402；求出上述充电式电池400的剩余容量相对于初始容量之比例(绝对剩余率)的绝对剩余率演算单元403；求出上述充电式电池的剩余容量相对于实力容量之比例(相对剩余率)的相对剩余率演算单元404；求出上述充电式电池400充电时的容量相对于上述初始容量或实力容量之比例(充电率)的充电率演算单元405；和在上述显示单元402上交替地显示上述演算出的绝对剩余率、相对剩余率和充电率之任一的显示控制单元406。
根据本发明的另一实施形态，是使上述的显示单元402具有显示上述电池400的剩余率及充电率的剩余率显示部402a和报知显示上述电池必须维修保养时的报知信息的信息显示部402b，并使上述显示控制单元406根据含有上述电池的剩余率及充电历史的电池状态而在上述显示单元402上显示上述报知信息。
又，根据本发明的另一实施形态，是使上述的显示单元402可以在上述剩余率显示部402b上表示电池必须充电的充电显示，使上述显示控制部406在上述绝对剩余率或相对剩余率在规定值以下时，在上述显示单元402上进行上述充电显示。
又，根据本发明的另一实施形态，是使上述的显示单元402可以在上述报知信息显示部402a上表示电池的充电放电为必要的充电放电显示，使上述显示控制部406根据含有上述电池的充电历史的电池状态而在上述显示单元402上进行上述充电放电显示。
按照本发明，由于可交替地显示绝对剩余率、相对剩余率、充电率，因而可确认当前的电池剩余容量相对于初始容量的程度以及相对于实力容量的程度，而且通过绝对剩余率与相对剩余率的比较而判断电池的恶化状况，获知储存效果状况等，此外可判断充电时是否符合充电的进行度，细致地得知电池状态。
按照本发明，除电池剩余率外，还可获得报知维修保养所必要的信息，例如表示必须进行充电的充电信息、或表示必须进行充电放电的充电放电信息。
图1是具有根据本发明一实施例的电池状态显示装置的电动助动自行车的侧面图；图2是具有上述显示装置的电源装置的方块构成图；图3是表示上述显示装置的显示面板的模式图；图4是说明上述显示装置的相对显示模式的图；图5是说明上述显示装置的绝对显示模式的图；图6是说明上述显示装置的充放电周期数显示模式的图；图7是说明上述显示装置的充电中显示模式的图；图8是本发明的方块构成图。
下面结合
本发明的实施例。
图1～6是用于说明根据本发明一实施例的电动车辆的电池状态显示装置的图，图1是作为具有上述显示装置的电动车辆的电动助动自行车的侧面图，图2是含有上述显示装置的电源装置的方块构成图，图3是表示上述显示装置的显示面板的模式图，图4～6是表示上述显示面板的显示状态的模式图。
图中，1是具有本实施例显示装置的电动助动自行车，其车架2具有头管3、从该头管3向车体后方斜向向下延伸的下管4、从该下管4的后端向上方略竖立延伸的座椅管5、从上述下管4的后端向后方大略水平延伸的左右一对链条支撑6、将该两个链条支撑6的后端部与上述座椅管5的上端部结合起来的左右一对座椅支撑7、连接上述头管3与座椅管5的水平管11。
在上述头管3上可左右回转地枢支前叉8。在该前叉8的下端轴支着前轮9，在其上端固结着操纵把手10。而且在上述座椅管5的上端装设着鞍座12。此外在上述链条支撑6的后端轴支着后轮(车轮)13。
在上述车架2的下端，装载着输出通过安装在曲柄轴16的两端突出部上的曲柄臂16a向踏板16b输入的踏板踏力(人力)与来自内藏的电动马达17的辅助动力的合力的动力装置15。从该动力装置15输出的力经链条30传递给上述后轮13。
此外作为上述电动马达17等的电源的电池箱100沿着上述座椅管5的后面、且夹持在左右的座椅支撑7，7内配设，车外的充电装置112可由后述的连接器连接到该电池箱100上。上述电池箱100容纳由多个单电池101直列地连接构成的电池(充电式电池)102，且具有检测上述电池102温度的温度传感器103、测定该电池102的电流值的电流计104。
而且上述电池箱100具有进行上述电池102的管理的电池管理装置105、存储给定的数据的EEPROM(可擦写可编程只读存储器)106、将来自外部的充电放电指令136输入上述电池管理装置105的充电开关137。
在上述EEPROM内，存储作为上述给定数据的初始或前次充电放电的充电次数、放电次数、充放电周期数；上述电池102充电时的充电容量、放电时的放电电气量；充电放电所必要的显示后的充电放电的有无；上述充电池的初始容量、当前的最大可充电容量(实力容量)等。
此外，上述电池箱100分别地通过连接器107、108连接马达驱动回路22；通过连接器110、111连接进行上述电动助动自行车1的车辆控制的车辆控制部109；通过连接器113、114连接进行上述充电式电池102的充电的充电装置112的输出侧；通过连接器115、116连接上述充电装置112的通信接口I/F127。
上述电池管理装置105具有来自上述温度传感器103的电池温度数据T、来自电流计104的电流值数据I、列输入电池102的电压数据V以及上述充电式电池102的充电放电进行控制等的电池管理·控制部、以及与上述充电装置112进行通信的通信接口I/F120。
在上述电池管理·控制部117连接有显示装置(显示单元)119，该显示装置119根据来自电池管理·控制部117的信号和来自外部的给定的显示指令118交替(切换)地显示信息。上述显示装置也可设置在设置有速度计等的车辆侧的显示面板部分，或设置在上述充电装置112侧。
在此，上述电池管理·控制部117具有作为演算相对于上述充电式电池102的剩余容量的初始容量之比例的绝对剩余率的绝对剩余率演算单元的功能；和作为演算相对于上述充电式电池102的剩余容量的实力容量之比例的相对剩余率的相对剩余率演算单元的功能；以及作为将上述演算的绝对剩余率、相对剩余率和后述的充电率之任一交替地显示在上述显示装置119上的显示控制单元的功能。
如图3所示，上述显示装置119的显示面板具有由7个LED(发光二极管)140a～140g组成的剩余率显示部119a和由1个LED140h构成的报知显示部119b。
如图4～7所示，上述LED140a～140g可以显示电池102的相对剩余率、绝对剩余率、充放电周期数、及充电率之任一；而上述LED140h可以显示必须进行电池更换或必须进行充电放电的情况。
在此，假如上述充电式电池102的初始容量(在未使用状态下满充电时的最大容量)例如为5AH，则绝对剩余率就是上述充电式电池102当前的剩余容量(例如4AH)相对于上述5AH的比例(80％)。
此外，假如上述充电式电池102的实力容量(考虑储存效果、历年变化等状态下满充电时的最大容量)为4.5AH，则相对剩余率就是上述充电式电池102当前的剩余容量(例如4AH)相对于上述4.5AH的比例(约89％)。
此外充电率为充电中充电结束容量相对于上述初始容量或实力容量的比例，在以实力容量(例如4.5AH)为基准的情况下，假如当前的充电结束容量为3AH，则充电率为大约67％。
而且在上述显示面板的一端配设按钮开关138，对应于该开关138按压时的显示模式表示在图5～7中。例如当以极短时间按压并离开(松开)上述按钮开关138时，就成为示出上述相对剩余率的相对显示模式(图4)；当持续按压经过5秒钟以上时，就变为表示上述绝对剩余率的绝对显示模式(图5)；当手离开按钮时进行10秒钟的绝对率显示。当手不离开地持续按压、进行5秒钟的绝对率显示后，就变为充放电周期数显示描述(图7)，当手离开时就停止显示。此外在充电中，在不按压按钮开关138时成为表示充电率的充电显示模式(图6)。图4～7中的操作标记139是分别表示按压上述开关138。
在上述充电装置112上，经集中地连接的连接器121、122连接着插头123，由该插头123将交流电源供给上述充电装置112。此外该充电装置112具有将从上述连接器121、122供给的交流电源变换为直流的AC/DC转换器124；检测该转换器124输出的电压值、电流值的电压计125、电流计126；进行上述充电式电池102的充电放电的放电器135；输入来自上述电压计125、电流计126的测量值及来自上述通信接口I/F127的给定信号的充电/放电控制部128。
而且，上述充电装置112具有将表示该充电装置112与上述电池箱100连接情况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。
此外，在上述充电装置112上，设置有放电开关131，该放电开关131在上述显示装置119上显示有必须进行充电放电的旨意时，将从外部输入的放电指令130作为充电放电的指示信号输送到上述充电/放电控制部128。
代替上述放电开关131，也可将输入来自外部的放电指令的充电开关137连接到上述电池管理·控制部117。在该场合，在上述显示装置119上显示有充电放电是必要的旨意时，对上述充电开关137进行接通操作，并且将上述充电放电指示信号输出到上述充电装置112上。
上述AC/DC转换器124的输出经输出控制部132而由上述充电/放电控制部128进行控制，而且上述放电器135由上述充电/放电控制部128控制。
下面说明本实施例显示装置的动作及作用效果。
本实施例的电池状态显示装置119通常是如图4所示的相对显示模式。而且显示装置119的LED140a…140g通过其亮灯数量分别表示相对剩余率为100～80％…25～15％。而LED140g是表示在相对剩余率未满15％时开始熄灯，而当相对剩余率进一步减少时熄灯的间隔也变早(变快)。
对于上述相对显示模式，在未按压上述按钮开关138的状态下，上述任一LED既不亮灯也不熄灯(图4(a))。当以极短时间(1秒钟以下)按压上述按钮开关138时，就输入显示指令118，电池管理·控制部117计算相对剩余率，该相对剩余率显示在显示装置119上。
在该场合，当该相对剩余率在例如100～80％时，LED140a～140g全部亮灯，表示满充电状态(图4(b))；当相对剩余率减少时则亮灯的LED的数量也减少，例如当相对剩余率为25～15％时仅LED140g亮灯；当相对剩余率未满15％时，LED140g开始熄灯，而当相对剩余率进一步减少时，则熄灯的间隔更早(图4(c))。
而且上述电池管理·控制部117在上述电池102的充放电周期数超过规定值的情况下，或者在到达放电终止电压时的实际放电的电气容量在规定值以下而判断充电放电为必要的情况下，通过LED140h的熄灯进行充电放电为必要的旨意的显示(图4(d))。而且当电池102因寿命而达到要更换时的情况下，LED140h亮灯(图4(e))。
上述显示装置119在使用者按压按钮开关138持续经过5秒钟时成为图5所示的绝对显示模式，在手离开时进行10秒间的绝对显示。在该绝对显示模式，由上述显示装置119的LED140a…140g的亮灯数量将绝对剩余率分别表示为～90％…30％未满的情况。在未按压上述按钮138的状态下，上述任一LED既不亮灯也不熄灯(图5(a))，该情况下的结果与相对显示的相同。
在上述绝对显示模式中，如果绝对剩余率在例如90％以上，则LED140a～140g全部亮灯，表示满充电状态(图5(b))；当绝对剩余率减少时，则亮灯的LED的数量也变少。此外在上述电池102的充放电周期数在规定值以上的情况下，或者实际的放电电气容量在规定值以下的情况下等，由LED140h的熄灯来进行充电放电为必要之旨意的显示(图5(d))。而且在电池102因寿命而需要进行更换时的情况下，LED140h亮灯(图5(e))。
随着本电动助动自行车1的使用时间的增长，上述实力容量等的演算累计误差增大，产生实际的实力容量等与显示内容之间不同的担心。考虑到这种情况，本实施例当接近检测电压预先设定的辅助动力供给动作开始停止的电压时，上述LED的亮灯(个数)数量减少，不会产生上述显示的剩余率与辅助动力的供给停止之间的不适感。
上述显示装置119在使用者按压按钮开关138持续经过5秒钟而成为绝对显示模式后，当进一步继续按压时就成为图6所示的充放电周期数显示模式。在该模式下，LED140a、140b、140c、140d分别表示千、百、十和一位，当充放电周期数例如为31次的情况下，如该图的(b)所示，在每t秒钟内表示十位的LED140c反复熄灯3次，同时表示一位的LED140d反复熄灯1次。此外在充放电周期数为1000次的情况下，如该图的(c)所示，表示千位LED140a每t秒钟反复熄灯1次。
由上述充电中显示模式来显示未按压上述按钮开关138时的充电率。在此情况下，该充电率在例如100～90％时LED140a～140g全部亮灯，表示满充电状态(图7(a))；而当充电率少时亮灯的LED的数量也少。此外当充电率为25～15％时仅LED140g亮灯，在充电率为15％未满的情况下LED140g开始熄灯，当该充电率进一步减少时则熄灯的速度变快(图6(b))。
此外，在上述电池102的充放电周期数在规定值以上的情况下，或者当实际的放电电气容量在规定值以下的情况下等，由LED140h的熄灯进行充电放电为必要之旨意的显示(图7(c))。而且在当电池102因寿命而需要进行更换时的情况下，LED140h亮灯(图7(d))。
这样通过本实施例，由于可交替地显示绝对剩余率、相对剩余率、充电率，因而可确认当前的电池剩余容量相对于初始容量的程度以及相对于实力容量的程度。而且通过绝对剩余率与相对剩余率的比较而判断电池的恶化状况，可确认电池寿命及更换时刻，并且可判断使用中电池的残余行驶距离。此外可判断充电时是否符合充电的进行度，细致地得知电池状态。
此外，可获得报知维修保养所必要的信息，例如表示必须充电的充电信息、或表示必须充电放电的充电放电信息或表示必须更换电池的电池更换信息。
在这里本实施例中，上述LED140a～140g的显示百分比(％)对应于显示模式为不同的值。例如LED140a、140b在相对显示模式下分别为100～80％、～65％；而在充电中显示模式下分别为100～90％、～80％。此时进行更加确实的充电。即，即使在充电中显示模式下的100～80％、～65％的情况，在80％程度的充电下全部LED亮灯，使用者具有在判断为满充电时停止充电的可能性，在极端的情况下恐怕会在65％的程度时停止充电，但通过本实施例那样的设定，可确保90％的充电，即使在极端的情况下也可确保80％的充电。
此外，LED140f、140g在相对显示模式下分别为～25％、～15％，而且在140g熄灯时也显示15～0％；而在绝对显示模式下分别为～30％、30％未满。此时为相对显示，可以获知辅助动力供给停止附近的少量剩余容量。另一方面，本实施例当绝对显示模式在40％以下时，电池采用预期寿命这种观点，因为以最小30％未满的这种显示就足够了。
权利要求
1．一种电动车辆的电池状态显示装置，在显示充电式电池的剩余容量等电池状态的电动车辆的电池状态显示装置中，其特征是具有显示上述电池状态的显示单元；求出上述充电式电池的剩余容量相对于初始容量之比例(绝对剩余率)的绝对剩余率演算单元；求出上述充电式电池的剩余容量相对于实力容量之比例(相对剩余率)的相对剩余率演算单元；求出上述充电式电池充电时的容量相对于上述初始容量或实力容量之比例(充电率)的充电率演算单元；和在上述显示单元上交替地显示上述演算出的绝对剩余率、相对剩余率和充电率之任一的显示控制单元。
2．如权利要求1所述的电动车辆的电池状态显示装置，其特征是上述显示单元具有显示上述电池的剩余率及充电率的剩余率显示部和报知显示上述电池必须维修保养时的报知信息的信息显示部，上述显示控制单元根据含有上述电池的剩余率及充电历史的电池状态而在上述显示单元上显示上述报知信息。
3．如权利要求2所述的电动车辆的电池状态显示装置，其特征是上述显示单元可以在上述剩余率显示部上表示电池必须充电的充电显示，上述显示控制部在上述绝对剩余率或相对剩余率在规定值以下时，在上述显示单元上进行上述充电显示。
4．如权利要求2所述的电动车辆的电池状态显示装置，其特征是上述显示单元可以在上述报知信息显示部上表示电池的充电放电为必要的充电放电显示，上述显示控制部根据含有上述电池的充电历史的电池状态而在上述显示单元上进行上述充电放电显示。
全文摘要
本发明提供一种电动车辆的电池状态显示装置,具有:显示上述电池状态的显示单元402;求出上述充电式电池400的剩余容量相对于初始容量之比例(绝对剩余率)的绝对剩余率演算单元403;求出上述充电式电池的剩余容量相对于实力容量之比例(相对剩余率)的相对剩余率演算单元404;求出上述充电式电池400充电时的容量相对于上述初始容量或实力容量之比例(充电率)的充电率演算单元405;和在上述显示单元402上交替地显示上述演算出的绝对剩余率、相对剩余率和充电率之任一的显示控制单元406。
文档编号G01R31/00GK1294420SQ99125458
公开日2001年5月9日 申请日期1999年10月25日 优先权日1999年10月25日
发明者山本聪, 武智裕章 申请人:雅马哈发动机株式会社