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2009年11月23日

モータースポーツ&電動レーシングカート 電池の残量を予測する方法

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現在の技術では、電池の残量をどのように「推定」しているのか?

基本的な考え方を紹介します。


<その1>

古くから用いられている方法で、電圧だけで測定する。

満充電からバッテリーを使用すると、ある規則性に拠って決まる放電曲線に沿って電圧が降下する。

この特徴を利用して、現在の電圧からバッテリーの残量を類推する方法。

バッテリーは出力電圧が比較的一定になっている領域が広く、測定精度が高くないと電圧降下が正しく読み取れない。

また、温度などによって放電曲線そのものが様々な変化を示すため、根拠となるデータそのものが誤差を持ち得る。

バッテリーの劣化によっても放電曲線は変わってくるため、仮に万能な電圧−残量データベースを用意しても、電圧のみで残量を類推することは難しい。


<その2>

上記「その1」の方法に付加する方法で、温度影響を補正しておこなう方法。

電圧と温度を同時に測定して、温度に応じた放電曲線を選択して電圧からバッテリー残量を類推する方法である。

「その1」と同様に、その他の影響因子による放電曲線の変化が起き得るため、、仮に万能な電圧−残量データベースを用意しても、電圧、温度の2パラメータのみで残量を類推することは難しい。


<その3>

上記「その2」に加えて、充放電された電流を直接測定してそれを積算する。

クーロンカウンターと呼ばれる電流積算器を装備して行う方法。

リチウムイオン・バッテリーを搭載した機器などで既に実用化されている。

代表例としてノート・パソコンなど。

ただ、バッテリーそのものの内部抵抗の変化や自然放電などの影響による誤差や、電圧測定、電流測定の高精度化がまだ不十分であることなどから、理想的な充電状態を類推出来るレベルには至っていない。

例えば、現時点の最新技術でも±5%の測定誤差を持っており、電池残量の絶対値(放電容量)を把握することはできておらず、相対的な残量をパーセントで表示するところまでしか至っていない。


バッテリーマネージメント技術はバッテリー技術を高めていく上で欠かせない、そしていまだ大きな進化を求められている技術でもあるのです。

見えないものを可視化する。

その難しさを少しでも実感して頂ければ、今後の参考になると思います。



posted by papacchi at 13:04| Comment(0) | 4.電動レーシングカート | このブログの読者になる | 更新情報をチェックする
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