專利名稱：電動車輛的電池狀態(tài)顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顯示充電式電池當(dāng)前容量(剩余容量)等的電池狀態(tài)的電動車輛的電池狀態(tài)顯示裝置。
以往，具有充電式電池的電動車輛備有可由電池的剩余容量的顯示來推定可以行駛的距離、并且能確認(rèn)充電狀態(tài)的電池狀態(tài)顯示裝置。這種電池狀態(tài)的顯示即使在行駛中也可進行顯示，而且對于從車體取下電池在車外充電和裝載在車體上的車載充電的任一種情況，都可在電池箱上進行電池剩余容量的顯示。
但是上述以往的裝置雖然可確認(rèn)充電式電池的剩余容量，但不能顯示電池的惡化狀態(tài)、儲存效果狀態(tài)、充放電周期數(shù)(次數(shù))、剩余壽命、電池更換時刻等維修保養(yǎng)上必要的電池狀態(tài)的顯示，或者不能顯示當(dāng)前的剩余容量相對于上述充電式電池的初始容量的比例(絕對剩余率)。
本發(fā)明鑒于上述以往的實際情況，其目的是提供一種電動車輛的電池狀態(tài)顯示裝置，它能顯示上述充電式電池的絕對剩余率及惡化狀態(tài)、儲存效果狀態(tài)、作為剩余容量相對于附加各使用環(huán)境的實力容量之比例的相對剩余率，而且可通過儲存效果進行充電放電顯示、電池充電顯示、電池壽命顯示、電池更換顯示等。
根據(jù)本發(fā)明的一種電動車輛的電池狀態(tài)顯示裝置，如圖8所示，在顯示充電式電池400的剩余容量等電池狀態(tài)的電動車輛的電池狀態(tài)顯示裝置401中，其特征是具有顯示上述電池狀態(tài)的顯示單元402；求出上述充電式電池400的剩余容量相對于初始容量之比例(絕對剩余率)的絕對剩余率演算單元403；求出上述充電式電池的剩余容量相對于實力容量之比例(相對剩余率)的相對剩余率演算單元404；求出上述充電式電池400充電時的容量相對于上述初始容量或?qū)嵙θ萘恐壤?充電率)的充電率演算單元405；和在上述顯示單元402上交替地顯示上述演算出的絕對剩余率、相對剩余率和充電率之任一的顯示控制單元406。
根據(jù)本發(fā)明的另一實施形態(tài)，是使上述的顯示單元402具有顯示上述電池400的剩余率及充電率的剩余率顯示部402a和報知顯示上述電池必須維修保養(yǎng)時的報知信息的信息顯示部402b，并使上述顯示控制單元406根據(jù)含有上述電池的剩余率及充電歷史的電池狀態(tài)而在上述顯示單元402上顯示上述報知信息。
又，根據(jù)本發(fā)明的另一實施形態(tài)，是使上述的顯示單元402可以在上述剩余率顯示部402b上表示電池必須充電的充電顯示，使上述顯示控制部406在上述絕對剩余率或相對剩余率在規(guī)定值以下時，在上述顯示單元402上進行上述充電顯示。
又，根據(jù)本發(fā)明的另一實施形態(tài)，是使上述的顯示單元402可以在上述報知信息顯示部402a上表示電池的充電放電為必要的充電放電顯示，使上述顯示控制部406根據(jù)含有上述電池的充電歷史的電池狀態(tài)而在上述顯示單元402上進行上述充電放電顯示。
按照本發(fā)明，由于可交替地顯示絕對剩余率、相對剩余率、充電率，因而可確認(rèn)當(dāng)前的電池剩余容量相對于初始容量的程度以及相對于實力容量的程度，而且通過絕對剩余率與相對剩余率的比較而判斷電池的惡化狀況，獲知儲存效果狀況等，此外可判斷充電時是否符合充電的進行度，細(xì)致地得知電池狀態(tài)。
按照本發(fā)明，除電池剩余率外，還可獲得報知維修保養(yǎng)所必要的信息，例如表示必須進行充電的充電信息、或表示必須進行充電放電的充電放電信息。
圖1是具有根據(jù)本發(fā)明一實施例的電池狀態(tài)顯示裝置的電動助動自行車的側(cè)面圖；圖2是具有上述顯示裝置的電源裝置的方塊構(gòu)成圖；圖3是表示上述顯示裝置的顯示面板的模式圖；圖4是說明上述顯示裝置的相對顯示模式的圖；圖5是說明上述顯示裝置的絕對顯示模式的圖；圖6是說明上述顯示裝置的充放電周期數(shù)顯示模式的圖；圖7是說明上述顯示裝置的充電中顯示模式的圖；圖8是本發(fā)明的方塊構(gòu)成圖。
下面結(jié)合


本發(fā)明的實施例。
圖1～6是用于說明根據(jù)本發(fā)明一實施例的電動車輛的電池狀態(tài)顯示裝置的圖，圖1是作為具有上述顯示裝置的電動車輛的電動助動自行車的側(cè)面圖，圖2是含有上述顯示裝置的電源裝置的方塊構(gòu)成圖，圖3是表示上述顯示裝置的顯示面板的模式圖，圖4～6是表示上述顯示面板的顯示狀態(tài)的模式圖。
圖中，1是具有本實施例顯示裝置的電動助動自行車，其車架2具有頭管3、從該頭管3向車體后方斜向向下延伸的下管4、從該下管4的后端向上方略豎立延伸的座椅管5、從上述下管4的后端向后方大略水平延伸的左右一對鏈條支撐6、將該兩個鏈條支撐6的后端部與上述座椅管5的上端部結(jié)合起來的左右一對座椅支撐7、連接上述頭管3與座椅管5的水平管11。
在上述頭管3上可左右回轉(zhuǎn)地樞支前叉8。在該前叉8的下端軸支著前輪9，在其上端固結(jié)著操縱把手10。而且在上述座椅管5的上端裝設(shè)著鞍座12。此外在上述鏈條支撐6的后端軸支著后輪(車輪)13。
在上述車架2的下端，裝載著輸出通過安裝在曲柄軸16的兩端突出部上的曲柄臂16a向踏板16b輸入的踏板踏力(人力)與來自內(nèi)藏的電動馬達(dá)17的輔助動力的合力的動力裝置15。從該動力裝置15輸出的力經(jīng)鏈條30傳遞給上述后輪13。
此外作為上述電動馬達(dá)17等的電源的電池箱100沿著上述座椅管5的后面、且夾持在左右的座椅支撐7，7內(nèi)配設(shè)，車外的充電裝置112可由后述的連接器連接到該電池箱100上。上述電池箱100容納由多個單電池101直列地連接構(gòu)成的電池(充電式電池)102，且具有檢測上述電池102溫度的溫度傳感器103、測定該電池102的電流值的電流計104。
而且上述電池箱100具有進行上述電池102的管理的電池管理裝置105、存儲給定的數(shù)據(jù)的EEPROM(可擦寫可編程只讀存儲器)106、將來自外部的充電放電指令136輸入上述電池管理裝置105的充電開關(guān)137。
在上述EEPROM內(nèi)，存儲作為上述給定數(shù)據(jù)的初始或前次充電放電的充電次數(shù)、放電次數(shù)、充放電周期數(shù)；上述電池102充電時的充電容量、放電時的放電電氣量；充電放電所必要的顯示后的充電放電的有無；上述充電池的初始容量、當(dāng)前的最大可充電容量(實力容量)等。
此外，上述電池箱100分別地通過連接器107、108連接馬達(dá)驅(qū)動回路22；通過連接器110、111連接進行上述電動助動自行車1的車輛控制的車輛控制部109；通過連接器113、114連接進行上述充電式電池102的充電的充電裝置112的輸出側(cè)；通過連接器115、116連接上述充電裝置112的通信接口I/F127。
上述電池管理裝置105具有來自上述溫度傳感器103的電池溫度數(shù)據(jù)T、來自電流計104的電流值數(shù)據(jù)I、列輸入電池102的電壓數(shù)據(jù)V以及上述充電式電池102的充電放電進行控制等的電池管理·控制部、以及與上述充電裝置112進行通信的通信接口I/F120。
在上述電池管理·控制部117連接有顯示裝置(顯示單元)119，該顯示裝置119根據(jù)來自電池管理·控制部117的信號和來自外部的給定的顯示指令118交替(切換)地顯示信息。上述顯示裝置也可設(shè)置在設(shè)置有速度計等的車輛側(cè)的顯示面板部分，或設(shè)置在上述充電裝置112側(cè)。
在此，上述電池管理·控制部117具有作為演算相對于上述充電式電池102的剩余容量的初始容量之比例的絕對剩余率的絕對剩余率演算單元的功能；和作為演算相對于上述充電式電池102的剩余容量的實力容量之比例的相對剩余率的相對剩余率演算單元的功能；以及作為將上述演算的絕對剩余率、相對剩余率和后述的充電率之任一交替地顯示在上述顯示裝置119上的顯示控制單元的功能。
如圖3所示，上述顯示裝置119的顯示面板具有由7個LED(發(fā)光二極管)140a～140g組成的剩余率顯示部119a和由1個LED140h構(gòu)成的報知顯示部119b。
如圖4～7所示，上述LED140a～140g可以顯示電池102的相對剩余率、絕對剩余率、充放電周期數(shù)、及充電率之任一；而上述LED140h可以顯示必須進行電池更換或必須進行充電放電的情況。
在此，假如上述充電式電池102的初始容量(在未使用狀態(tài)下滿充電時的最大容量)例如為5AH，則絕對剩余率就是上述充電式電池102當(dāng)前的剩余容量(例如4AH)相對于上述5AH的比例(80％)。
此外，假如上述充電式電池102的實力容量(考慮儲存效果、歷年變化等狀態(tài)下滿充電時的最大容量)為4.5AH，則相對剩余率就是上述充電式電池102當(dāng)前的剩余容量(例如4AH)相對于上述4.5AH的比例(約89％)。
此外充電率為充電中充電結(jié)束容量相對于上述初始容量或?qū)嵙θ萘康谋壤?，在以實力容?例如4.5AH)為基準(zhǔn)的情況下，假如當(dāng)前的充電結(jié)束容量為3AH，則充電率為大約67％。
而且在上述顯示面板的一端配設(shè)按鈕開關(guān)138，對應(yīng)于該開關(guān)138按壓時的顯示模式表示在圖5～7中。例如當(dāng)以極短時間按壓并離開(松開)上述按鈕開關(guān)138時，就成為示出上述相對剩余率的相對顯示模式(圖4)；當(dāng)持續(xù)按壓經(jīng)過5秒鐘以上時，就變?yōu)楸硎旧鲜鼋^對剩余率的絕對顯示模式(圖5)；當(dāng)手離開按鈕時進行10秒鐘的絕對率顯示。當(dāng)手不離開地持續(xù)按壓、進行5秒鐘的絕對率顯示后，就變?yōu)槌浞烹娭芷跀?shù)顯示描述(圖7)，當(dāng)手離開時就停止顯示。此外在充電中，在不按壓按鈕開關(guān)138時成為表示充電率的充電顯示模式(圖6)。圖4～7中的操作標(biāo)記139是分別表示按壓上述開關(guān)138。
在上述充電裝置112上，經(jīng)集中地連接的連接器121、122連接著插頭123，由該插頭123將交流電源供給上述充電裝置112。此外該充電裝置112具有將從上述連接器121、122供給的交流電源變換為直流的AC/DC轉(zhuǎn)換器124；檢測該轉(zhuǎn)換器124輸出的電壓值、電流值的電壓計125、電流計126；進行上述充電式電池102的充電放電的放電器135；輸入來自上述電壓計125、電流計126的測量值及來自上述通信接口I/F127的給定信號的充電/放電控制部128。
而且，上述充電裝置112具有將表示該充電裝置112與上述電池箱100連接情況的連接信號輸出到上述充電/放電控制部128的電池連接檢測部129。
此外，在上述充電裝置112上，設(shè)置有放電開關(guān)131，該放電開關(guān)131在上述顯示裝置119上顯示有必須進行充電放電的旨意時，將從外部輸入的放電指令130作為充電放電的指示信號輸送到上述充電/放電控制部128。
代替上述放電開關(guān)131，也可將輸入來自外部的放電指令的充電開關(guān)137連接到上述電池管理·控制部117。在該場合，在上述顯示裝置119上顯示有充電放電是必要的旨意時，對上述充電開關(guān)137進行接通操作，并且將上述充電放電指示信號輸出到上述充電裝置112上。
上述AC/DC轉(zhuǎn)換器124的輸出經(jīng)輸出控制部132而由上述充電/放電控制部128進行控制，而且上述放電器135由上述充電/放電控制部128控制。
下面說明本實施例顯示裝置的動作及作用效果。
本實施例的電池狀態(tài)顯示裝置119通常是如圖4所示的相對顯示模式。而且顯示裝置119的LED140a…140g通過其亮燈數(shù)量分別表示相對剩余率為100～80％…25～15％。而LED140g是表示在相對剩余率未滿15％時開始熄燈，而當(dāng)相對剩余率進一步減少時熄燈的間隔也變早(變快)。
對于上述相對顯示模式，在未按壓上述按鈕開關(guān)138的狀態(tài)下，上述任一LED既不亮燈也不熄燈(圖4(a))。當(dāng)以極短時間(1秒鐘以下)按壓上述按鈕開關(guān)138時，就輸入顯示指令118，電池管理·控制部117計算相對剩余率，該相對剩余率顯示在顯示裝置119上。
在該場合，當(dāng)該相對剩余率在例如100～80％時，LED140a～140g全部亮燈，表示滿充電狀態(tài)(圖4(b))；當(dāng)相對剩余率減少時則亮燈的LED的數(shù)量也減少，例如當(dāng)相對剩余率為25～15％時僅LED140g亮燈；當(dāng)相對剩余率未滿15％時，LED140g開始熄燈，而當(dāng)相對剩余率進一步減少時，則熄燈的間隔更早(圖4(c))。
而且上述電池管理·控制部117在上述電池102的充放電周期數(shù)超過規(guī)定值的情況下，或者在到達(dá)放電終止電壓時的實際放電的電氣容量在規(guī)定值以下而判斷充電放電為必要的情況下，通過LED140h的熄燈進行充電放電為必要的旨意的顯示(圖4(d))。而且當(dāng)電池102因壽命而達(dá)到要更換時的情況下，LED140h亮燈(圖4(e))。
上述顯示裝置119在使用者按壓按鈕開關(guān)138持續(xù)經(jīng)過5秒鐘時成為圖5所示的絕對顯示模式，在手離開時進行10秒間的絕對顯示。在該絕對顯示模式，由上述顯示裝置119的LED140a…140g的亮燈數(shù)量將絕對剩余率分別表示為～90％…30％未滿的情況。在未按壓上述按鈕138的狀態(tài)下，上述任一LED既不亮燈也不熄燈(圖5(a))，該情況下的結(jié)果與相對顯示的相同。
在上述絕對顯示模式中，如果絕對剩余率在例如90％以上，則LED140a～140g全部亮燈，表示滿充電狀態(tài)(圖5(b))；當(dāng)絕對剩余率減少時，則亮燈的LED的數(shù)量也變少。此外在上述電池102的充放電周期數(shù)在規(guī)定值以上的情況下，或者實際的放電電氣容量在規(guī)定值以下的情況下等，由LED140h的熄燈來進行充電放電為必要之旨意的顯示(圖5(d))。而且在電池102因壽命而需要進行更換時的情況下，LED140h亮燈(圖5(e))。
隨著本電動助動自行車1的使用時間的增長，上述實力容量等的演算累計誤差增大，產(chǎn)生實際的實力容量等與顯示內(nèi)容之間不同的擔(dān)心?？紤]到這種情況，本實施例當(dāng)接近檢測電壓預(yù)先設(shè)定的輔助動力供給動作開始停止的電壓時，上述LED的亮燈(個數(shù))數(shù)量減少，不會產(chǎn)生上述顯示的剩余率與輔助動力的供給停止之間的不適感。
上述顯示裝置119在使用者按壓按鈕開關(guān)138持續(xù)經(jīng)過5秒鐘而成為絕對顯示模式后，當(dāng)進一步繼續(xù)按壓時就成為圖6所示的充放電周期數(shù)顯示模式。在該模式下，LED140a、140b、140c、140d分別表示千、百、十和一位，當(dāng)充放電周期數(shù)例如為31次的情況下，如該圖的(b)所示，在每t秒鐘內(nèi)表示十位的LED140c反復(fù)熄燈3次，同時表示一位的LED140d反復(fù)熄燈1次。此外在充放電周期數(shù)為1000次的情況下，如該圖的(c)所示，表示千位LED140a每t秒鐘反復(fù)熄燈1次。
由上述充電中顯示模式來顯示未按壓上述按鈕開關(guān)138時的充電率。在此情況下，該充電率在例如100～90％時LED140a～140g全部亮燈，表示滿充電狀態(tài)(圖7(a))；而當(dāng)充電率少時亮燈的LED的數(shù)量也少。此外當(dāng)充電率為25～15％時僅LED140g亮燈，在充電率為15％未滿的情況下LED140g開始熄燈，當(dāng)該充電率進一步減少時則熄燈的速度變快(圖6(b))。
此外，在上述電池102的充放電周期數(shù)在規(guī)定值以上的情況下，或者當(dāng)實際的放電電氣容量在規(guī)定值以下的情況下等，由LED140h的熄燈進行充電放電為必要之旨意的顯示(圖7(c))。而且在當(dāng)電池102因壽命而需要進行更換時的情況下，LED140h亮燈(圖7(d))。
這樣通過本實施例，由于可交替地顯示絕對剩余率、相對剩余率、充電率，因而可確認(rèn)當(dāng)前的電池剩余容量相對于初始容量的程度以及相對于實力容量的程度。而且通過絕對剩余率與相對剩余率的比較而判斷電池的惡化狀況，可確認(rèn)電池壽命及更換時刻，并且可判斷使用中電池的殘余行駛距離。此外可判斷充電時是否符合充電的進行度，細(xì)致地得知電池狀態(tài)。
此外，可獲得報知維修保養(yǎng)所必要的信息，例如表示必須充電的充電信息、或表示必須充電放電的充電放電信息或表示必須更換電池的電池更換信息。
在這里本實施例中，上述LED140a～140g的顯示百分比(％)對應(yīng)于顯示模式為不同的值。例如LED140a、140b在相對顯示模式下分別為100～80％、～65％；而在充電中顯示模式下分別為100～90％、～80％。此時進行更加確實的充電。即，即使在充電中顯示模式下的100～80％、～65％的情況，在80％程度的充電下全部LED亮燈，使用者具有在判斷為滿充電時停止充電的可能性，在極端的情況下恐怕會在65％的程度時停止充電，但通過本實施例那樣的設(shè)定，可確保90％的充電，即使在極端的情況下也可確保80％的充電。
此外，LED140f、140g在相對顯示模式下分別為～25％、～15％，而且在140g熄燈時也顯示15～0％；而在絕對顯示模式下分別為～30％、30％未滿。此時為相對顯示，可以獲知輔助動力供給停止附近的少量剩余容量。另一方面，本實施例當(dāng)絕對顯示模式在40％以下時，電池采用預(yù)期壽命這種觀點，因為以最小30％未滿的這種顯示就足夠了。
權(quán)利要求
1．一種電動車輛的電池狀態(tài)顯示裝置，在顯示充電式電池的剩余容量等電池狀態(tài)的電動車輛的電池狀態(tài)顯示裝置中，其特征是具有顯示上述電池狀態(tài)的顯示單元；求出上述充電式電池的剩余容量相對于初始容量之比例(絕對剩余率)的絕對剩余率演算單元；求出上述充電式電池的剩余容量相對于實力容量之比例(相對剩余率)的相對剩余率演算單元；求出上述充電式電池充電時的容量相對于上述初始容量或?qū)嵙θ萘恐壤?充電率)的充電率演算單元；和在上述顯示單元上交替地顯示上述演算出的絕對剩余率、相對剩余率和充電率之任一的顯示控制單元。
2．如權(quán)利要求1所述的電動車輛的電池狀態(tài)顯示裝置，其特征是上述顯示單元具有顯示上述電池的剩余率及充電率的剩余率顯示部和報知顯示上述電池必須維修保養(yǎng)時的報知信息的信息顯示部，上述顯示控制單元根據(jù)含有上述電池的剩余率及充電歷史的電池狀態(tài)而在上述顯示單元上顯示上述報知信息。
3．如權(quán)利要求2所述的電動車輛的電池狀態(tài)顯示裝置，其特征是上述顯示單元可以在上述剩余率顯示部上表示電池必須充電的充電顯示，上述顯示控制部在上述絕對剩余率或相對剩余率在規(guī)定值以下時，在上述顯示單元上進行上述充電顯示。
4．如權(quán)利要求2所述的電動車輛的電池狀態(tài)顯示裝置，其特征是上述顯示單元可以在上述報知信息顯示部上表示電池的充電放電為必要的充電放電顯示，上述顯示控制部根據(jù)含有上述電池的充電歷史的電池狀態(tài)而在上述顯示單元上進行上述充電放電顯示。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電動車輛的電池狀態(tài)顯示裝置,具有:顯示上述電池狀態(tài)的顯示單元402;求出上述充電式電池400的剩余容量相對于初始容量之比例(絕對剩余率)的絕對剩余率演算單元403;求出上述充電式電池的剩余容量相對于實力容量之比例(相對剩余率)的相對剩余率演算單元404;求出上述充電式電池400充電時的容量相對于上述初始容量或?qū)嵙θ萘恐壤?充電率)的充電率演算單元405;和在上述顯示單元402上交替地顯示上述演算出的絕對剩余率、相對剩余率和充電率之任一的顯示控制單元406。
文檔編號G01R31/00GK1294420SQ99125458
公開日2001年5月9日 申請日期1999年10月25日 優(yōu)先權(quán)日1999年10月25日
發(fā)明者山本聰, 武智裕章 申請人:雅馬哈發(fā)動機株式會社