专利名称：电动车两用电源装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有Ni-Cd、Ni-MH等充电电池的电动两用电源装置，这类充电电池用于例如作为电动辅助自行车、电动自行车、电动辅助轮椅、电动轮椅等的能源。
在以Ni极作为Ni-Cd、Ni-MH电池等的正极的充电电池中，一旦在没有达到充分放电深度而进行重复充电，则会降低放电时的电压特性，与此相伴，所谓在达到放电停止电压之前，减小可能的放电量容量，就是产生存储相应，这是一般性常识。通过用于消除存储效应的放电器，能使电池产生较深层的完电(更新放电)效果，这是已知的。在这种情况下，以电动辅助自行车为例，电池电压直到变为更新终止电压，在放电器中才能通过流动微小电流实现更新放电。
在此，虽然为了消除存储效应进行了更新放电，但存储效应的程度是由更新放电的频率和行走时电池的放电深度而变大的。如果更新频度小且存储效应程度大，则在1次更新放电中不能消除存储效应，必须进行2次、3次及多次更新放电，从而使更新放电时间延长。
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种电动两用电源装置，其能相应于存储效应的程度实现更新放电。
根据本发明的一个方面，在电动车两用电源装置中，在充电电池的使用状态达到规定条件时电池电压更新放电至低于规定的更新终止电压，其特征在于根据存储效应情况改变上述更新放电终止电压。
根据本发明的另一个方面，所述的电动车两用电源装置，其特征在于在电池的残留电量降低到放电停止残留电量以下之前，当对应于上述放电停止残留电量，电池电压降低至设定的放电停止电压以下时，使上述放电停止电压变为较小值。
根据本发明的又一个方面所述的电动车两用电源装置，其特征在于作为用于进行上述更新放电的规定条件，包括在电池的残留电量降低至放电停止残留电量以下之前，对应于上述放电停止残留电量使电池电压降低至设定的放电停止电压以下(以下记述为“电量消耗”)。
根据本发明，由于检测出存储效应的程度后并根据存储效应程度改变了更新终止电压值，具体的来说，由于本发明在存储效应程度高时的更新终止电压值比低时设定了更小的值，所以能比存储效应大时更深度地实行更新放电，即使在存储效应大的情况下，1次更新放电也能消除存储效应且恢复电池电量。
由于能在存储效应程度低的情况下，将更新终止电压设定为较高值，所以在存储效应不大的情况下，避免了把放电时间延长至必要时间以上。
在本发明中，由于只有产生电量消耗才执行限定性更新放电，所以减少了更新放电的频率，利用更新放电能将电池的损伤降低至最小程度，从而延长电池的寿命。
图1是本发明一实施例中具有电源装置的电动辅助自行车的侧视图；图2是上述电源装置的框图；图3是用于说明上述电源装置电量消耗的特性图；图4是用于说明上述电源装置作业的流程图；下面，根据
本发明的实施例。
图1至图4是用于说明本发明第1实施例的电动辅助自行车电源装置的附图，图1是作为电动车的电动车辅助自行车侧视图，该电动车非车载有上述电源装置中的充电元件而车载有可拆装式电池箱，图2是上述电源装置的框图，图3是用于说明上述电源装置电量消耗的特性图，图4是用于说明上述电源装置作业的流程图。
在图中，1是作为电动车的电动辅助自行车，其非车载有本实施例电源装置中的充电器112，车载有可拆装式电池箱100。车架2具有前管3、从该前管3向车体斜后方下部延伸的下管4、从该下管4的后端稍向上立起延伸的座席管5、从该下管4后端大致水平向后方延伸的左右一对平叉6、把该两个平叉6的后端部和上述座席管5的上端部结合起来的左右一对立叉7和把上述前管3和座席管5连接起来的大梁11。
在上述前管3上，使前叉8可左右转动地支承在枢轴上。在该前叉8的下端使前轮9用轴支撑，其上端固定有操纵车把10。在上述座席管5的上端安装着车座12。在上述平叉6的后端用轴支撑后轮13。
虽然在图中没有表示，但在上述控制车把10的中央设有带有速度表等仪表盘(图中未示出)，在该仪表盘上也可以设置用于显示在判断必须更新放电时的指示用显示器(显示元件)。
在上述车架2下端部，装载有动力源15，该动力源15输出人的脚踏力(人力)与辅助动力的合力，人的脚踏力是通过安装在曲轴16两端突出部上的曲轴臂16a作用在脚蹬16b上的，辅助动力由内置马达17输出且与人力大小成比例。即，脚踏力的大小构成了马达驱动指令28。把来自动力源15的输出力通过链条30传送给上述后轮13。
本实施例的自行车1还设有从外部输入马达驱动指令28的自行控制杆14，通过操作该自行控制杆14，能够在不对脚蹬16b输入力而仅利用来自电动马达17的动力实现行走。
作为上述电动马达17电源的电池箱100沿上述座席管5的后面且夹持着左、右立叉7、7相对车体可自由拆装地配置。上述电池箱100容纳有多个单体电池101串列连接成的充电电池102，并设有检测上述电池102温度的温度探测器103以及测定该电池102电流值的电流计104。上述电池箱100还具有对上述电池102进行管理等的电池管理件105。
一方面，车载时上述的电池箱100通过接线柱107、108与马达驱动电路22连接，并利用接线柱110、111，通过通信I／F120a、120b与执行上述电动辅助自行车1行走控制的行走控制器109连接。
另一方面，充电时，在上述电池箱100从车体上取下的状态下，或在车载状态下利用接线柱113、114连接到充电器112的输出端，该充电器112在非车载状态下是完全独立的，并且利用接线柱115、116通过通信I／F127、120c与上述充电器112连接。
在图1中，100a是设置在电池箱100上的充电口，在此配置有上述接线柱113、114、115、116的电池端接头。121是充电器112的充电插头，其中配置着上述接线柱113-116的充电器端接头，它们可自由插入上述充电口100a。利用上述电池箱100和充电器112构成本实施例的电源装置21。上述接线柱107、108和113、114及接线柱110、111和115、116也可以是通用的。
上述电池管理件105设有输入上述温度探测器103的电池温度数据T、电流计104的电流值数据I、电池102的电压数据V并执行上述充电电池102的更新放电控制等的电池管理控制器117和记忆规定数据的EEPROM106，并且设有显示器(显示元件)119和与上述充电器112进行通信的通信件I／F120c，显示器119根据该电池管理控制器117的信号，在必要显示时通过按下显示键118来显示电池残留电量或告知更新信息。上述显示器119也可以设置在配置有速度表的车辆侧的车况显示盘上。
在上述EEPROM106上，作为上述规定的数据，应记忆初期或首次更新放电的充电次数、放电次数、充放电大小或上述电池102的电池实际电量、放电时的放电量或更新放电必要显示后更新放电实施的有无等。
另外，上述电池管理控制器117设有作为用于判断是否进行上述电池102的是否更新放电判断装置的功能。这种是否进行更新放电的判断是在产生后述电量消耗后，在例如充电次数为15次以上的情况下，判断必须进行更新放电判断。因此，在没有检测出电量消耗的情况下，即使达到上述充电次数，对更新放电也会判断为不要。在必要更新放电情况下，虽然指示可以显示在后述充电器112侧的显示器133上，但也可以显示在上述显示器119上。
在把上述充电器112的插头123连接到电源插座上时，交流电被供给至充电器112。该充电器112设有把由上述插头123供给的交流电转变成直流的AC／DC变压器124、计量该变压器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更新放电的放电器135，根据上述电压计125和电流计126的计量值或上述通信I／F127所规定的信号等进行输入的充电／放电控制器128。
上述充电器112还设有电池连接探测器129，该电池连接探测器129将显示连接所述充电器112和上述电池箱100的连接信号输出至上述充电／放电控制器128。
另外，在上述充电器112中，在显示器133中显示出必须进行更新放电的情况下，应设置更新放电开关131，通过使用者按压该开关将更新放电指示信号输送至上述充电／放电控制器128。如图2中符号137所示，也可以在电池箱100上设置更新开关。
通过输出控制部132由上述充电／放电控制器128控制上述AC／DC变压器124的输出。由上述充电／放电控制器(放电控制元件)128控制上述显示器133和上述放电器135。在显示器133中显示充电待机中、充电中、充电结束、充电停止、更新指示、更新中、更新结束等信息。其中的更新指示同时也可以显示在电池箱100的显示器119上。
另外，上述充电／放电控制器128在判断必须进行更新放电判断时，一旦接通更新开关131直至电池电压降低至规定的更新终止电压以下，才通过使规定电流(例如为0．4A)流入放电器135来实现更新放电。
还可把上述放电器135设置在电池箱100上，利用该电池箱100侧的如电池管理控制器117实现更新电流至该放电器135的控制。在判断必须进行上述更新放电时，一连接充电器112就可自动地开始更新放电。
上述电池管理控制器117设有作为电量消耗检测元件的功能，这种功能是指在计算电池102残留电量的同时，在把充满电时的残留电量定为100％的情况下，作为停止辅助动力供给的残留电量(辅助停止残留量)，在低于所设定的例如残留电量的15％之前，当低于根据该残留电量的15％设定的放电停止警告电压V0时，判断发生了电量消耗；该电池管理控制器117也具有作为更新终止电压设定装置的功能，这种功能是指把更新终止电压设定为相应于上述电量消耗程度的电压。
在此，以下是对上述电量消耗进行的检测。如图3(a)所示，例如在计算的电池残留电量为充满电时的50％时的点处，当检测的电池电压低至上述放电停止警告电压V0(对应残留电量为15％)时判断为产生了35％的消耗电量。在这种情况下，在显示器119上从图3(c)中的4只灯亮到一下变为有1只灯闪烁。同样，在电池残留电量为充满电时的40％、35％、30％、25％时的点处，当电池电压低至上述放电停止警告电压V0时判断为分别产生了25％、20％、15％、10％的电量消耗。
图3(b)表示被检测的电池电压和存储效应的关系，曲线a、b、c分别表示存储效应大、中、小时的特性。存储效应大(a)时与小(c)时相比，电池电压更早地低于上述警告电压V0。从这些点起，如果上述的电量消耗越大则存储效应的程度变越大，因此，应当认识到如果电量消耗越大就必须加深更新放电的深度。
上述电量消耗程度越大，越应将上述更新终止电压设定为较低值。例如，在电量消耗超过25％、超过25-20％、超过20-15％、超过15-10％、10％以下的情况下，应分别将更新终止电压设定为18V、18．5V、19V、19．5V、20V。在不能对上述电量消耗进行检测的情况下，即上述电池残留电量变为15％以下时的点处，在上述检测电压低于上述警告电压V0时存储效应不一定产生，或者，在处于实用上没问题的范围之内时，不执行更新放电。
根据图4的流程，用上述电池管理元件105来说明更新放电作业。
若利用充完电的(100％充电)电池开始电动辅助行走，定期进行电池残留电量计算、电池电压的读入，并检测充电次数(步骤S1、S2)。
另外，根据上述计算的电池残留电量和检测的电池电压，在该电压低于所定值V0时，判断是否产生了超过25％的电量消耗(步骤S2’、S3)。在该电量消耗的检测中，在检测出上述电池电压低于上述警告电压V0时的点处的电池残留电量(％)和上辅助停止残留电量(15％)的差被判断为电量消耗。
在步骤S3中，在未发生超过25％的电量消耗情况下，依次对是否产生超过25-20％、超过20-15％、超过15-10％、10％以下的电量消耗进行判断(步骤S4-S7)，在没有产生其中任何一种电量消耗的情况下，判断无需更新放电(步骤S8)，处理返回步骤S2。
另一方面，在上述步骤S3中，一旦判断产生了超过25％电量消耗，就把更新终止电压设定为18V，在上述步骤S4、S5、S6、S7中，一旦判断产生了电量消耗，就分别把更新终止电压设定为18．5V、19V、19．5V、20V(步骤S9-S13)。此外，充电次数在15次以上时，判断必需进行更新放电，把必需进行更新放电的指示显示在上述显示器119上，在下一次把充电器112连接到该电池箱100上时，通过使规定的更新电流流过上述放电器135从而使电池电压达到上述更新终止电压为止，以此进行更新放电(步骤S14、S15)。
根据该实施例，由于检测了电量消耗及其程度，且该电量消耗程度越大越应将更新终止电压设定为较低值，即由于检测了存储效应的程度，且由于存储效应程度越高越应将更新终止电压设定为较低值，因此，在存储效应大的情况下，能进行更深度地放电，即使在存储效应大时也能通过1次放电消除存储效应，恢复电池电量。
另外，在上述电量消耗程度较低的情况下，例如电量消耗在10-15％程度或以下时，由于把更新终止电压高设为如19．5V-20V，因此不仅缩短了更新放电中必要的时间，而且在避免了存储效应不大情况下更新放电时间延长到必要时间以上问题的同时，能使电池电量恢复。
在本实施例中，由于只有在产生电量消耗的情况下，才进行不更新放电，所以在不产生存储效应的情况下减少了更新放电的频度，利用更新放电能够将对电池的损伤减小到最低限度，从而延长电池寿命。
权利要求
1.电动车两用电源装置，在这种电动车两用电源装置中，当充电电池的使用状态达到规定条件时，电池电压更新放电至低于规定的更新终止电压，其特征在于根据存储效应的程度改变上述更新放电终止电压。
2.根据权利要求1所述的电动车两用电源装置，其特征在于在电池的残留电量降低到放电停止残留电量以下之前，当电池电压对应于上述放电停止残留电量降低到设定的放电停止电压以下时，使上述更新放电停止电压变为较小值。
3.根据权利要求1或2所述的电动车两用电源装置，其特征在于作为用于进行上述更新放电的规定条件，包括在电池的残留电量降低至放电停止残留电量以下之前，对应于上述放电停止残留电量使电池电压降低至设定的放电停止电压以下。
全文摘要
本发明提供一种根据存储效应的程度实现更新放电的电动车两用电源装置。在这种电动车两用电源装置中,该电源装置在充电电池的使用状态达到规定条件下,电池电压能执行放电至低于规定的更新放电电压的更新放电,根据存储效应程度改变上述更新放电终止电压。
文档编号H02J7/04GK1294993SQ0013553
公开日2001年5月16日 申请日期2000年10月25日 优先权日1999年10月25日
发明者山本聪 申请人:雅马哈发动机株式会社