專利名稱：電池狀態(tài)檢測(cè)裝置以及內(nèi)置有該裝置的電池包的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電池狀態(tài)檢測(cè)裝置以及內(nèi)置有該電池狀態(tài)檢測(cè)裝置的電池包，特 別地，涉及一種對(duì)用于向電子機(jī)器供電的二次電池的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)的電池狀態(tài)檢測(cè)裝置以 及內(nèi)置有該電池狀態(tài)檢測(cè)裝置的電池包。
背景技術(shù)：
由于二次電池的劣化的進(jìn)展，被該二次電池供電的電子機(jī)器的可工作時(shí)間會(huì)逐漸 縮短，并且發(fā)生內(nèi)部短路等故障的概率也會(huì)變高。二次電池的主要劣化原因一般被認(rèn)為是 二次電池的內(nèi)部電阻值的增加。因此，實(shí)際上，通常根據(jù)二次電池的電壓或電流的檢測(cè)值計(jì) 算其內(nèi)部電阻值，來(lái)對(duì)二次電池的劣化狀態(tài)進(jìn)行判斷。另外，下述專利文獻(xiàn)1中公開(kāi)一種LED，其中，根據(jù)所計(jì)算的作為劣化判定結(jié)果的 推定容量比c/cjc是鋰離子電池的推定容量；Ctl是鋰離子電池的公稱容量)的值，進(jìn)行促 使電池交換的顯示(紅色表示交換；黃色表示馬上就要交換；綠色表示不需交換)。專利文獻(xiàn)1 (日本)特開(kāi)20011899 號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明想要解決的課題如下但是，在進(jìn)行將上述專利文獻(xiàn)1記載的推定容量比轉(zhuǎn)換為內(nèi)部電阻值，然后，根據(jù) 該內(nèi)部電阻值的大小向用戶提供電池交換必要性的信息時(shí)，存在如下問(wèn)題。即因?yàn)樵谟捎?反復(fù)進(jìn)行充放電而導(dǎo)致劣化的情況、以及、在由于高溫狀態(tài)下進(jìn)行保存而導(dǎo)致劣化的情況 下的內(nèi)部電阻值的變化特性不同，所以，僅根據(jù)二次電池的劣化原因，并不能正確地向用戶 提供電池交換必要性的信息。因此，鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種電池狀態(tài)檢 測(cè)裝置以及內(nèi)置有該電池狀態(tài)檢測(cè)裝置的電池包，可以與二次電池的劣化原因無(wú)關(guān)地、正 確地向用戶提供電池交換必要性的信息。用于解決上述課題的手段如下為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供一種電池狀態(tài)檢測(cè)裝置，其對(duì)用 于向電子機(jī)器供電的二次電池的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，所述電池狀態(tài)檢測(cè)裝置的特征在于，具有 容量劣化率計(jì)算部，其用于計(jì)算所述二次電池的容量劣化率；內(nèi)部電阻值計(jì)算部，其用于計(jì) 算所述二次電池的內(nèi)部電阻值；判斷部，其用于根據(jù)由所述容量劣化率計(jì)算部所計(jì)算的所 述容量劣化率以及由所述內(nèi)部電阻值計(jì)算部所計(jì)算的所述內(nèi)部電阻值，對(duì)所述二次電池的 交換必要性進(jìn)行判斷；以及，輸出部，其用于輸出基于所述判斷部的判斷結(jié)果的信號(hào)。其中， 在所述判斷部中，在所述容量劣化率計(jì)算部所計(jì)算的所述容量劣化率以及所述內(nèi)部電阻值 計(jì)算部所計(jì)算的所述內(nèi)部電阻值這兩者中的一者或兩者到達(dá)需要交換所述二次電池的值 的情況下，判斷為需要交換所述二次電池。另外，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式還提供一種電池狀態(tài)檢測(cè)裝置，其對(duì)用于向電子機(jī)器供電的二次電池的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，所述電池狀態(tài)檢測(cè)裝置的特征在于，具有容量劣化率 計(jì)算部，其用于計(jì)算所述二次電池的容量劣化率；內(nèi)部電阻值計(jì)算部，其用于計(jì)算所述二次 電池的內(nèi)部電阻值；判斷部，其用于根據(jù)由所述容量劣化率計(jì)算部所計(jì)算的所述容量劣化 率以及由所述內(nèi)部電阻值計(jì)算部所計(jì)算的所述內(nèi)部電阻值，對(duì)所述二次電池的交換必要性 進(jìn)行判斷；以及，輸出部，其用于輸出基于所述判斷部的判斷結(jié)果的信號(hào)。其中，在所述判斷 部中，計(jì)算劣化狀態(tài)量，該劣化狀態(tài)量表示將所述容量劣化率計(jì)算部所計(jì)算的所述容量劣 化率以及所述內(nèi)部電阻值計(jì)算部所計(jì)算的所述內(nèi)部電阻值作為用于確定所述二次電池的 劣化狀態(tài)的要素的所述二次電池的劣化狀態(tài)，在所計(jì)算的劣化狀態(tài)量到達(dá)需要交換所述二 次電池的值的情況下，判斷為需要交換所述二次電池。另外，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供一種電池包，其內(nèi)置有所述電池狀態(tài)檢測(cè)裝置 以及所述二次電池。本發(fā)明的效果如下根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，可以提供一種電池狀態(tài)檢測(cè)裝置以及內(nèi)置有該電池狀態(tài) 檢測(cè)裝置的電池包，可以與二次電池的劣化原因無(wú)關(guān)地、正確地向用戶提供電池交換必要 性的信息。


圖1是作為本發(fā)明的電池包的實(shí)施方式的智能電池包100A的整體結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示25 °C時(shí)的“開(kāi)放電壓-充電率”特性的圖。圖3是電池包100A的管理系統(tǒng)的內(nèi)部電阻值的計(jì)算流程圖。圖4表示充電檢測(cè)的順序。圖5表示對(duì)基于鋰離子電池的不同的劣化原因以及劣化狀態(tài)的內(nèi)部電阻值與殘 量之間的關(guān)系進(jìn)行測(cè)定所得到的結(jié)果(充電阻抗特性(充電開(kāi)始后，25°C))。圖6表示顯示部310的顯示例。主要符號(hào)說(shuō)明50:計(jì)算處理部；60 存儲(chǔ)器；70 通信處理部；100A 電池包；200 二次電池；300 便攜式機(jī)器；310 顯示部。
具體實(shí)施例方式下面參照

用于實(shí)施本發(fā)明的最佳實(shí)施方式。圖1是作為本發(fā)明的電池包的實(shí)施方式的智能電池包100A的整體結(jié)構(gòu)圖。電池 包100A內(nèi)置有作為管理電池狀態(tài)的管理系統(tǒng)的電池狀態(tài)檢測(cè)裝置，該電池狀態(tài)檢測(cè)裝置 包括溫度檢測(cè)部10、電壓檢測(cè)部20、電流檢測(cè)部30、AD轉(zhuǎn)換器(以下稱“々0(”)40、計(jì)算處 理部50、存儲(chǔ)器60、通信處理部70、定時(shí)部80、以及、起動(dòng)電流檢測(cè)部31。
溫度檢測(cè)部10用于檢測(cè)鋰離子電池、鎳氫電池、雙電層電容器(electric doublelayer capacitor :EDLC)等二次電池200的周圍溫度。電壓檢測(cè)部20用于檢測(cè)二 次電池200的電壓。電流檢測(cè)部30用于檢測(cè)二次電池200的電流。ADC40用于將各檢測(cè)部 所輸出的表示檢測(cè)結(jié)果的模擬電壓值轉(zhuǎn)換為數(shù)字(digital)值。計(jì)算處理部50用于進(jìn)行二次電池200的電流累積、容量補(bǔ)正、可放電的容量等的 計(jì)算處理。計(jì)算處理部50例如可為具有CPU 5UR0M 52以及RAM 53等的計(jì)算機(jī)。存儲(chǔ)器 60用于保存在計(jì)算處理器50進(jìn)行的計(jì)算處理中所使用的、用于確定二次電池200和電池 包100A的各夠構(gòu)成部的特性的特性數(shù)據(jù)以及電池包100A的固有信息。存儲(chǔ)器60例如可 為EEPROM或閃存等保存裝置。通信處理部70用于將與二次電池200相關(guān)的電池狀態(tài)等電池信息傳送至將二次 電池200作為電源的便攜式機(jī)器300。通信處理部70例如可為通信用IC(集成電路)。定 時(shí)部80用于對(duì)時(shí)間進(jìn)行管理。起動(dòng)電流檢測(cè)部31用于根據(jù)電流檢測(cè)部30的檢測(cè)結(jié)果檢 測(cè)出便攜式機(jī)器300的起動(dòng)電流。電池狀態(tài)檢測(cè)裝置的上述這些構(gòu)成要素的全部或一部分可由集成電路構(gòu)成。另 外，便攜式機(jī)器300具有顯示器等顯示部310，作為向用戶提供信息的信息提供部來(lái)使用。電池包100A是將二次電池200與對(duì)其電池狀態(tài)進(jìn)行管理的管理系統(tǒng)進(jìn)行了組合 的模塊部件。電池包100A經(jīng)由電極端子(正極端子1和負(fù)極端子幻和通信端子3與便攜 式機(jī)器300相連。正極端子1經(jīng)由通電路徑與二次電極200的正極電連接。負(fù)極端子2經(jīng) 由通電路徑與二次電極200的負(fù)極電連接。通信端子3與通信處理部70相連。通信處理部 70是用于將基于計(jì)算處理部50的處理結(jié)果的傳送信息輸出至便攜式機(jī)器300的輸出部。便攜式機(jī)器300是用戶可攜帶的電子機(jī)器，具體來(lái)說(shuō)，可以列舉出移動(dòng)電話、PDA 和便攜式電腦等信息終端裝置、照相機(jī)、游戲機(jī)、音樂(lè)以及映像等的播放器等。電池包100A 可被內(nèi)置在便攜式機(jī)器300內(nèi)部，也可被設(shè)置在便攜式機(jī)器300的外部。便攜式機(jī)器300 根據(jù)從通信處理部70獲得的電池狀態(tài)等電池信息，進(jìn)行基于該電池信息的預(yù)定的動(dòng)作。便 攜式機(jī)器300例如將電池狀態(tài)信息顯示在顯示器等顯示部310上(例如，二次電池200的 殘量信息、劣化信息、交換時(shí)期信息等的顯示)，并根據(jù)電池狀態(tài)信息對(duì)自身的動(dòng)作模式進(jìn) 行變更(例如，從通常電力消耗模式轉(zhuǎn)換至低電力消耗模式)。二次電池200可為便攜式機(jī)器300的電源，也可為ADC 40、計(jì)算處理部50、通信處 理部70、以及、定時(shí)部80的電源。另外，對(duì)于溫度檢測(cè)部10、電壓檢測(cè)部20、電流檢測(cè)部30、 以及、起動(dòng)電流檢測(cè)部31來(lái)說(shuō)，根據(jù)這些電路的結(jié)構(gòu)，也可能需要由二次電池200來(lái)提供電 源。對(duì)于存儲(chǔ)器60來(lái)說(shuō)，即使其來(lái)自二次電池200的供電被切斷，其也能保持所保存的內(nèi) 容。溫度檢測(cè)部10、電壓檢測(cè)部20、電流檢測(cè)部30、ADC 40、以及、計(jì)算處理部50起到對(duì)二 次電池200的電池狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)的狀態(tài)檢測(cè)部的功能。溫度檢測(cè)部10用于檢測(cè)二次電池200的周圍溫度，然后將所檢測(cè)出的周圍溫度轉(zhuǎn) 換成可輸入ADC 40的電壓并將其輸出至ADC 40。由ADC 40所轉(zhuǎn)換的、表示二次電池200的 周圍溫度的電池溫度的數(shù)字值被傳送至計(jì)算處理部50，作為用于計(jì)算處理的參數(shù)被使用。 另外，電池溫度的數(shù)字值被換算至由計(jì)算處理部50所預(yù)先確定的單位，并作為用于表示二 次電池200的電池狀態(tài)的電池狀態(tài)信息，經(jīng)由通信處理部70被輸出至便攜式機(jī)器300。這 里，需要說(shuō)明的是，因?yàn)槎坞姵?00被內(nèi)置在電池包100A內(nèi)部，所以，溫度檢測(cè)部10也可以將檢測(cè)的二次電池200自身的溫度或周圍溫度作為電池包100A及其構(gòu)成部件的溫度。電壓檢測(cè)部20用于檢測(cè)二次電池200的電壓，然后將所檢測(cè)的電壓轉(zhuǎn)換成可輸入 ADC 40的電壓并將其輸入至ADC 40。由ADC 40所轉(zhuǎn)換的、用于表示二次電池200的電壓的 電池電壓的數(shù)字值被傳送至計(jì)算處理部50，作為用于計(jì)算處理的參數(shù)被使用。另外，電池電 壓的數(shù)字值被轉(zhuǎn)換算至由計(jì)算處理部50所預(yù)先確定的單位，并作為用于表示二次電池200 的電池狀態(tài)的電池狀態(tài)信息，經(jīng)由通信處理部70被輸出至便攜式機(jī)器300。電流檢測(cè)部30用于檢測(cè)二次電池200的充放電電流，然后將所檢測(cè)出的電流轉(zhuǎn)換 成可輸入ADC 40的電壓并將其輸出至ADC 40。電流檢測(cè)部30具有與二次電池200串聯(lián)的 電流檢測(cè)電阻30a、以及、對(duì)電流檢測(cè)電阻30a兩端所發(fā)生的電壓進(jìn)行放大的運(yùn)算放大器。 電流檢測(cè)部30通過(guò)電流檢測(cè)電阻30a以及運(yùn)算放大器將充放電電流轉(zhuǎn)換為電壓。運(yùn)算放 大器可包含在ADC 40內(nèi)。由ADC 40所轉(zhuǎn)換的、用于表示二次電池200的充放電電流的數(shù) 字值被傳送至計(jì)算處理部50，作為用于計(jì)算處理的參數(shù)被使用。另外，電池電流的數(shù)字值被 換算為由計(jì)算處理部50所預(yù)先確定的單位，并作為用于表示二次電池200的電池狀態(tài)的電 池狀態(tài)信息，經(jīng)由通信處理部70被輸出至便攜式機(jī)器300。計(jì)算處理部50用于計(jì)算二次電池200的殘量。關(guān)于殘量的計(jì)算方法，可以使用適 當(dāng)?shù)娜我獾姆椒?，下面?duì)其計(jì)算方法進(jìn)行例示。計(jì)算處理部50對(duì)在二次電池200的充電狀態(tài)或放電狀態(tài)(例如，便攜式機(jī)器300 的操作消耗了預(yù)定值以上的電流的狀態(tài))下由電流檢測(cè)部20所檢測(cè)出的電流值進(jìn)行累積。 這樣，不僅可以計(jì)算出二次電池200的充放電電量，而且還可以計(jì)算出二次電池200的蓄積 電量(簡(jiǎn)稱殘量或殘容量)。計(jì)算殘量時(shí)，例如，(日本)特開(kāi)2004-2^393號(hào)公報(bào)中公開(kāi) 了一種方法，即在二次電池的充放電過(guò)程中溫度或電流等條件發(fā)生了變化的情況下，充放 電效率不發(fā)生變化，但是，根據(jù)各充放電條件，存在暫時(shí)不能充電或放電的電量，其量發(fā)生 變化。根據(jù)這樣的思考方法，可以不進(jìn)行針對(duì)充放電效率的補(bǔ)正處理。但是，如果電池包100A的構(gòu)成部中存在有依賴于溫度的溫度依賴電路，則在計(jì)算 處理部50中，也可以進(jìn)行由溫度檢測(cè)部10檢測(cè)出溫度，并根據(jù)“充放電電流-溫度”特性， 補(bǔ)正由ADC 40所轉(zhuǎn)換的二次電池200的充放電電流值的處理?！俺浞烹婋娏?溫度”特性 由補(bǔ)正表或補(bǔ)正函數(shù)來(lái)表示。補(bǔ)正表內(nèi)的數(shù)據(jù)或補(bǔ)正函數(shù)的系數(shù)作為特性數(shù)據(jù)被保存在存 儲(chǔ)器60中。計(jì)算處理部50按照基于從存儲(chǔ)器60中所讀出的特性數(shù)據(jù)的補(bǔ)正表或補(bǔ)正函 數(shù)，根據(jù)由溫度檢測(cè)部10檢測(cè)出的溫度，對(duì)充放電電流值進(jìn)行補(bǔ)正。另外，二次電池200的充放電變?yōu)樾葜範(fàn)顟B(tài)(例如，便攜式機(jī)器300的動(dòng)作處于停 止或待機(jī)狀態(tài))時(shí)，與充電狀態(tài)和放電狀態(tài)相比，充電電流值會(huì)變小。這樣，如果由于分辨 率等原因?qū)е铝穗娏鳈z測(cè)部30和ADC 40的檢測(cè)中包含大量誤差的狀態(tài)或不能進(jìn)行檢測(cè)的 狀態(tài)持續(xù)了一定期間，則因?yàn)橛?jì)算殘量時(shí)對(duì)上述電流累積處理的誤差也進(jìn)行了累積，所以 導(dǎo)致殘量的計(jì)算不正確。為了防止出現(xiàn)這種情況，計(jì)算處理部50可以停止電流值的累積處 理，或者，可以將預(yù)先測(cè)定的便攜式機(jī)器300的消耗電流值保存在存儲(chǔ)器60中，對(duì)該值進(jìn)行 累積。另外，為了提高殘容量或充電率等的計(jì)算精度，計(jì)算處理部50在便攜式機(jī)器300 的休止?fàn)顟B(tài)持續(xù)了預(yù)定時(shí)間時(shí)，定期地對(duì)二次電池200的電壓(開(kāi)放電壓)進(jìn)行測(cè)定，并根 據(jù)“開(kāi)放電壓-充電率”特性(參照?qǐng)D2)，對(duì)充電率進(jìn)行計(jì)算和補(bǔ)正。開(kāi)放電壓是指在將穩(wěn)定的二次電池200的兩極間開(kāi)放或者高阻抗的狀態(tài)下所測(cè)定的兩極間的電壓。充電率是指 在將此時(shí)的二次電池200的充滿電時(shí)的容量(以下稱“滿充電量”)設(shè)為100時(shí)的以％來(lái)表 示的該二次電池200的殘量的比例。“開(kāi)放電壓-充電率”特性由補(bǔ)正表或補(bǔ)正函數(shù)來(lái)表 示。補(bǔ)正表內(nèi)的數(shù)據(jù)或補(bǔ)正函數(shù)作為特性數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器60中。計(jì)算處理部50按照 基于從存儲(chǔ)器60中所讀出的特性數(shù)據(jù)的補(bǔ)正表或補(bǔ)正函數(shù)，根據(jù)由電壓檢測(cè)部20檢測(cè)出 的開(kāi)放電壓，對(duì)充電率進(jìn)行計(jì)算和補(bǔ)正。另外，在二次電池200的開(kāi)放電壓中存在溫度特性時(shí)，計(jì)算處理部50則對(duì)開(kāi)放電 壓進(jìn)行預(yù)定的溫度補(bǔ)正。例如，計(jì)算處理部50可以進(jìn)行由溫度檢測(cè)部10檢測(cè)出周圍溫度， 并根據(jù)“開(kāi)放電壓-溫度”特性，補(bǔ)正由ADC 40所轉(zhuǎn)換的二次電池200的開(kāi)放電壓的處理。 “開(kāi)放電壓-溫度”特性由補(bǔ)正表或補(bǔ)正函數(shù)來(lái)表示。補(bǔ)正表內(nèi)的數(shù)據(jù)或補(bǔ)正函數(shù)的系數(shù)作 為特性數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器60中。計(jì)算處理部50按照基于從存儲(chǔ)器60中所讀出的特性 數(shù)據(jù)的補(bǔ)正表或補(bǔ)正函數(shù)，根據(jù)由溫度檢測(cè)部10檢測(cè)出的溫度，對(duì)開(kāi)放電壓進(jìn)行補(bǔ)正。如上所述，計(jì)算處理部50可以計(jì)算出二次電池200的充電率，但是，對(duì)于二次電池 200的殘量來(lái)說(shuō)，因?yàn)槠涫腔跐M充電量和充電率的關(guān)系來(lái)確定的，所以，在沒(méi)有測(cè)定或推 定了二次電池200的滿充電量的情況下，不能計(jì)算出二次電量200的殘量。作為計(jì)算二次電池200的滿充電量的方法，例如有基于二次電池200的放電量的 計(jì)算方法和基于充電量的計(jì)算方法。例如，在基于充電量來(lái)進(jìn)行計(jì)算的情況下，因?yàn)槌嗣} 沖充電之外都是以定電壓或定電流的方式來(lái)進(jìn)行充電，所以，與容易對(duì)便攜式機(jī)器300的 消耗電流特性產(chǎn)生影響的基于放電量的計(jì)算方法相比，可以檢測(cè)出正確的充電電流。然而， 實(shí)際上具體選用哪一種方法才合適，則需要在充分地考慮了便攜式機(jī)器300的特性的基礎(chǔ) 上，適當(dāng)?shù)剡x擇其兩者或其中的一者。能夠測(cè)定正確的滿充電量的條件是在殘量從零的狀態(tài)開(kāi)始至滿充電的狀態(tài)為止 的期間內(nèi)持續(xù)進(jìn)行充電的情況，在該充電期間內(nèi)所累積的電流值即為滿充電量。但是，從一 般的使用情況來(lái)看，很少進(jìn)行這樣的充電，也就是說(shuō)，通常都是從具有一定的殘量的狀態(tài)開(kāi) 始進(jìn)行充電。因此，考慮到這樣的情況，計(jì)算處理部50根據(jù)即將開(kāi)始充電時(shí)的電池電壓以及從 充電結(jié)束時(shí)開(kāi)始經(jīng)過(guò)了預(yù)定時(shí)間時(shí)的電池電壓對(duì)而二次電池200的滿充電量進(jìn)行計(jì)算。 即計(jì)算處理部50根據(jù)即將開(kāi)始充電時(shí)的電池電壓以及“開(kāi)放電壓-充電率”特性(參照 圖2)計(jì)算出即將開(kāi)始充電時(shí)的充電率，同時(shí)根據(jù)從充電結(jié)束時(shí)開(kāi)始經(jīng)過(guò)了預(yù)定時(shí)間時(shí)的 電池電壓以及“開(kāi)放電壓-充電率”特性(參照?qǐng)D2)計(jì)算出從充電結(jié)束時(shí)開(kāi)始經(jīng)過(guò)了預(yù)定 時(shí)間時(shí)的充電率。然后，計(jì)算處理部50根據(jù)如下公式(1)可以計(jì)算出二次電池200的滿充 電量。FCC = Q/ {(S0C2-S0C1)/100}…(1)這里，F(xiàn)CC[mAh]表示滿充電量，SOCl [ % ]表示即將開(kāi)始充電時(shí)的充電率， S0C2[% ]表示從充電結(jié)束時(shí)開(kāi)始經(jīng)過(guò)了預(yù)定時(shí)間時(shí)的充電率，Q[mAh]表示在從即將開(kāi)始 充電時(shí)開(kāi)始至充電結(jié)束時(shí)為止的期間內(nèi)所充電的電量。這里，需要說(shuō)明的是，如果SOCl和 S0C2被進(jìn)行了溫度補(bǔ)正，則可以計(jì)算出更正確的值。另外，通過(guò)使用從充電結(jié)束時(shí)開(kāi)始經(jīng)過(guò) 了預(yù)定時(shí)間時(shí)的電池電壓，可以將比充電結(jié)束時(shí)更穩(wěn)定的電池電壓反映到計(jì)算中，這樣，就 可以提高計(jì)算結(jié)果的精度。
因此，根據(jù)如上所計(jì)算出的充電率以及滿充電量，就可以計(jì)算出二次電池200的 殘量(殘量=滿充電量χ充電率)。另外，因?yàn)榭梢杂?jì)算出滿充電量FCC，所以，就可以對(duì)二次電池200的容量劣化率 SOH[% ]進(jìn)行推定。計(jì)算處理部50根據(jù)如下公式(2)可以計(jì)算出任意時(shí)點(diǎn)的二次電池200 的容量劣化率S0H。SOH = RFCC/AFCCX 100— (2)這里，AFCC表示初期的滿充電量，RFCC表示任意時(shí)點(diǎn)的滿充電量。本實(shí)施例中的 容量劣化率SOH換句話說(shuō)是一個(gè)新的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，由公式( 可知，其值越小表示二次電池的 劣化程度越大。根據(jù)實(shí)際情況，也可以對(duì)公式⑵的定義進(jìn)行改寫(xiě)，以使容量劣化率SOH的 值越大表示二次電池的劣化程度越大。再有，在本實(shí)施例中，計(jì)算處理部50還計(jì)算二次電池200的內(nèi)部電阻值。關(guān)于內(nèi) 部電阻值的計(jì)算方法，可以使用適當(dāng)?shù)娜我獾姆椒?，下面?duì)其計(jì)算方法進(jìn)行例示。計(jì)算處理部50在包含二次電池200的充電開(kāi)始時(shí)點(diǎn)的單位時(shí)間內(nèi)，通過(guò)檢測(cè)和計(jì) 算出該單位時(shí)間內(nèi)的充放電電流的電流差以及與該單位時(shí)間相同期間內(nèi)的電池電壓的電 壓差，對(duì)二次電池200的內(nèi)部電阻值進(jìn)行計(jì)算。也就是說(shuō)，如果將即將開(kāi)始充電時(shí)的電池電壓設(shè)為V0、將該即將開(kāi)始充電時(shí)的充 電電流設(shè)為10、將從該充電開(kāi)始時(shí)開(kāi)始經(jīng)過(guò)了規(guī)定時(shí)間時(shí)的電池電壓設(shè)為VI、將從該充電 開(kāi)始時(shí)開(kāi)始經(jīng)過(guò)了該規(guī)定時(shí)間時(shí)的電池電壓設(shè)為II，則可認(rèn)為即將開(kāi)始充電時(shí)的內(nèi)部電阻 值與從充電開(kāi)始時(shí)開(kāi)始經(jīng)過(guò)了規(guī)定時(shí)間時(shí)的內(nèi)部電阻值是相等的，這樣，二次電池200的 內(nèi)部電阻值Rc就可以由如下的內(nèi)部電阻計(jì)算公式(3)來(lái)進(jìn)行計(jì)算。Rc = (Vl-VO)/(11-10)— (3)這里，需要說(shuō)明的是，關(guān)于此點(diǎn)，在將開(kāi)始充電時(shí)的前后的各時(shí)點(diǎn)所檢測(cè)出的電流 和電壓代入公式(3)來(lái)計(jì)算內(nèi)部電阻值時(shí)，根據(jù)為確認(rèn)是否得到了穩(wěn)定的內(nèi)部電阻值計(jì)算 結(jié)果所進(jìn)行的確認(rèn)試驗(yàn)可知，在與新品(即新貨)相比發(fā)生了劣化的狀態(tài)下，即使充電電 流不同，根據(jù)充電開(kāi)始時(shí)的前后期間的電壓值以及電流值可以計(jì)算出穩(wěn)定的內(nèi)部電阻值。因此，在檢測(cè)出二次電池200的充放電電流值為零或二次電池200內(nèi)僅有微小的 充放電電流流動(dòng)的休止?fàn)顟B(tài)持續(xù)一定時(shí)間后，又檢測(cè)出比休止?fàn)顟B(tài)的電流值還大的預(yù)定值 以上的充電電流流動(dòng)的充電狀態(tài)的情況下，可以根據(jù)從檢測(cè)出該預(yù)定值以上的充電電流值 的時(shí)點(diǎn)開(kāi)始經(jīng)過(guò)了一定時(shí)間時(shí)的充電狀態(tài)下的二次電池200的電壓值和電流值、以及、檢 測(cè)出該預(yù)定值以上的充電電流值的時(shí)點(diǎn)前的休止?fàn)顟B(tài)下的二次電池200的電壓值和電流 值，按照上述公式C3)來(lái)計(jì)算二次電池200的內(nèi)部電阻值。計(jì)算處理部50通過(guò)檢測(cè)出所計(jì) 算的內(nèi)部電阻值小于其初期值(預(yù)先保存在存儲(chǔ)器60等內(nèi))，可以判定二次電池200的微 小短路。該判定信息經(jīng)由通信處理部70被傳送至便攜式機(jī)器300。圖3是電池包100A內(nèi)的管理系統(tǒng)的內(nèi)部電阻值的計(jì)算流程圖。在管理系統(tǒng)中，計(jì) 算處理部50作為主體進(jìn)行動(dòng)作。計(jì)算處理部50在管理系統(tǒng)初始化后進(jìn)行基于溫度檢測(cè) 部10的溫度檢測(cè)、基于電壓檢測(cè)部20的電壓檢測(cè)、基于電流檢測(cè)部30的電流檢測(cè)(步驟 10)。計(jì)算處理部50按照預(yù)定的檢測(cè)周期檢測(cè)這些檢測(cè)部的檢測(cè)值，并將相同時(shí)點(diǎn)的電壓 值、電流值以及溫度值的數(shù)據(jù)保存至RAM 53等存儲(chǔ)器中。該檢測(cè)周期可以通過(guò)考慮二次電 池200的充電時(shí)的電池電壓的上升特性等進(jìn)行確定，這樣，能夠正確地檢測(cè)出二次電池200充電時(shí)的電池電壓的上升前后之間的電壓差和電流差。在計(jì)算處理部50中，當(dāng)電流檢測(cè)部30在一定期間內(nèi)持續(xù)檢測(cè)出充放電電流值為 零或僅有微小充放電電流流動(dòng)的休止?fàn)顟B(tài)后，判斷電流檢測(cè)部30所檢測(cè)出的電流是否為 用于判定二次電池200的充電開(kāi)始的預(yù)定的正的第1電流閾值以上的值(步驟12)。在計(jì) 算處理部50中，如果在步驟10的檢測(cè)時(shí)點(diǎn)由電流檢測(cè)部30所檢測(cè)出的電流不為第1電流 閾值以上的值，則將所檢測(cè)出的電壓、電流、溫度作為即將開(kāi)始充電時(shí)的檢測(cè)值，并將其確 定為V0、I0、Temp (步驟14)。確定后，返回步驟10。在步驟12中，由電流檢測(cè)部30所檢測(cè) 出的電流在到達(dá)第1電流閾值以上之前，V0,10、Temp被更新。這里，需要說(shuō)明的是，在步驟10中，如果電流檢測(cè)部30所檢測(cè)出的電流盡管不為 第1電流閾值(絕對(duì)值)以上的值，但是為零以上或預(yù)定值以上的放電電流值(絕對(duì)值)， 則作為不適于計(jì)算正確內(nèi)部電阻值的檢測(cè)值，并將該檢測(cè)值從用于計(jì)算內(nèi)部電阻值的電流 中排除。另外，在計(jì)算處理部50中，如果在步驟12中于步驟10的檢測(cè)時(shí)點(diǎn)由電路檢測(cè)部 30所檢測(cè)出的電流為第1電流閾值以上的值，則認(rèn)為對(duì)二次電池200的充電開(kāi)始了，再次進(jìn) 行基于溫度檢測(cè)部10的溫度檢測(cè)、基于電壓檢測(cè)部20的電壓檢測(cè)、基于電流檢測(cè)部30的 電流檢測(cè)(步驟16)。在計(jì)算處理部50中，對(duì)在步驟16中由電流檢測(cè)部30所檢測(cè)出的電 流是否為比第1電流閾值還大的預(yù)定的第2電流閾值以上的值進(jìn)行判斷(步驟18)。第2 電流閾值為用于判斷對(duì)二次電池200進(jìn)行充電的電流是否處于上升后的穩(wěn)定充電狀態(tài)(充 電電流的變動(dòng)量小于充電電流的上升狀態(tài)時(shí)的充電狀態(tài))的判斷閾值。在計(jì)算處理部50中，如果在步驟16中由電流檢測(cè)部30所檢測(cè)出的電流不為第2 電流閾值以上的值，則充電開(kāi)始后的充電電流仍為不穩(wěn)定狀態(tài)，不適于計(jì)算內(nèi)部電阻值，結(jié) 束本流程。另外，在計(jì)算處理部50中，如果在步驟16中由電流檢測(cè)部30所檢測(cè)出的電流 為第2電流閾值以上的值，則認(rèn)為充電電流已為穩(wěn)定狀態(tài)，并將所檢測(cè)出的電壓以及電流 作為從充電開(kāi)始經(jīng)過(guò)了規(guī)定時(shí)間時(shí)的檢測(cè)值，確定VI、Il (步驟20)。另外，在步驟22中， 如果從檢測(cè)出第1電流閾值以上的電流值時(shí)開(kāi)始沒(méi)有經(jīng)過(guò)規(guī)定的時(shí)間，則認(rèn)為充電電流仍 處于上升途中，返回步驟16。另外，如果從檢測(cè)出第1電流閾值以上的電流值開(kāi)始經(jīng)過(guò)了規(guī) 定的時(shí)間，則進(jìn)入步驟對(duì)。在步驟M中，計(jì)算處理部50根據(jù)公式C3)計(jì)算出二次電池200 的內(nèi)部電阻值Re。因此，如圖4所示，通過(guò)在每次對(duì)二次電池200進(jìn)行充電時(shí)都對(duì)內(nèi)部電阻值Rc進(jìn) 行計(jì)算，并通過(guò)設(shè)定用于對(duì)充電是否開(kāi)始進(jìn)行判定的第1電流閾值以及比第1電流閾值還 大的第2電流閾值，可以正確地把握對(duì)二次電池200進(jìn)行充電的充電開(kāi)始時(shí)點(diǎn)，并將穩(wěn)定充 電狀態(tài)下的檢測(cè)值應(yīng)用于內(nèi)部電阻值的計(jì)算。另外，在便攜式機(jī)器30進(jìn)行間歇地消耗電流的動(dòng)作的情況下(例如，通常電力消 耗模式和低消耗電力模式之間的切換被間歇地進(jìn)行的情況，或者，平常狀態(tài)的消耗電流為 ImA但消耗電流定期地變?yōu)镮OmA的情況)，如果在充電開(kāi)始前電流IO或充電開(kāi)始后電流Il 的檢測(cè)時(shí)點(diǎn)，充電的上升時(shí)點(diǎn)重合，則內(nèi)部電阻值的計(jì)算誤差會(huì)變大。但是，如上所述，通過(guò) 考慮便攜式機(jī)器300的動(dòng)作狀態(tài)，并設(shè)定兩個(gè)電流閾值來(lái)計(jì)算內(nèi)部電阻值，可以抑制內(nèi)部 電阻值的計(jì)算誤差。另外，為了抑制內(nèi)部電阻值的計(jì)算誤差，通過(guò)考慮便攜式機(jī)器300的動(dòng) 作狀態(tài)，也可以采用例如將多次檢測(cè)的檢測(cè)值的平均值、多次檢測(cè)的檢測(cè)值中的大多數(shù)一致的平均值、連續(xù)η次一致的檢測(cè)值等作為內(nèi)部電阻值計(jì)算公式的代入值的方式。另外，在二次電池200或電池包100Α的構(gòu)成部中存在溫度特性時(shí)，內(nèi)部電阻值Rc 也具有溫度特性。例如，二次電池200的開(kāi)放電壓隨其周圍溫度的升高而呈減小的趨勢(shì)。另 夕卜，因?yàn)闇囟葯z測(cè)部10、電壓檢測(cè)部20、電流檢測(cè)部30、ADC40等具有電阻、晶體管、放大器 等模擬元件，所以可成為溫度依賴電路。在進(jìn)行基本的集成電路的設(shè)計(jì)階段，一般是在考慮 了晶圓內(nèi)元件的溫度依賴性的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)的，但是，因?yàn)榇嬖谥圃爝^(guò)程的偏差、晶圓 面內(nèi)的特性偏差等因素，因此，盡管很小，所制造出的IC (集成電路)還是會(huì)存在溫度特性。因此，在使用電阻計(jì)算時(shí)的溫度信息，不管在怎樣的溫度下進(jìn)行測(cè)定的情況下，都 進(jìn)行補(bǔ)正計(jì)算，以使所計(jì)算出的內(nèi)部電阻值相等。在計(jì)算處理部50中，通過(guò)根據(jù)周圍溫度 對(duì)由步驟24所算出的電阻值Rc進(jìn)行補(bǔ)正，計(jì)算出第1補(bǔ)正電阻值Rcomp (圖3所示的步驟 26)。內(nèi)部電阻值的基于溫度的補(bǔ)正方法可以使用適當(dāng)?shù)娜我獾姆椒?。“?nèi)部電阻值-溫 度”特性由補(bǔ)正表或補(bǔ)正函數(shù)表示。補(bǔ)正表內(nèi)的數(shù)據(jù)或補(bǔ)正函數(shù)的系數(shù)作為特性數(shù)據(jù)被保 存在存儲(chǔ)器60中。在計(jì)算處理部50中，按照基于從存儲(chǔ)器60中所讀出的特性數(shù)據(jù)的補(bǔ)正 表或補(bǔ)正函數(shù)，根據(jù)溫度檢測(cè)部10進(jìn)行檢測(cè)時(shí)的溫度可以計(jì)算出對(duì)內(nèi)部電阻值Rc進(jìn)行了 補(bǔ)正的第1補(bǔ)正電阻值Rcomp。 另外，因?yàn)樗?jì)算出的內(nèi)部電阻值也隨著二次電池200的殘量而變化，所以需要 進(jìn)行補(bǔ)正計(jì)算，以保證即使測(cè)定時(shí)的殘量不同也可以計(jì)算出大致一定的內(nèi)部電阻值。在計(jì) 算處理部50中，通過(guò)根據(jù)殘量對(duì)由步驟26所計(jì)算出的電阻值Rcomp進(jìn)行補(bǔ)正，計(jì)算出第2 補(bǔ)正電阻值Rcomp2 (步驟28)。內(nèi)部電阻值的基于殘量的補(bǔ)正方法可以使用適當(dāng)?shù)娜我獾姆椒??！皟?nèi)部電阻值-殘 量”特性由補(bǔ)正表或補(bǔ)正函數(shù)表示。補(bǔ)正表內(nèi)的數(shù)據(jù)或補(bǔ)正函數(shù)的系數(shù)作為特性數(shù)據(jù)被保 存在存儲(chǔ)器60中。在計(jì)算處理部50中，按照基于從存儲(chǔ)器60所讀出的特性數(shù)據(jù)的補(bǔ)正表 或補(bǔ)正函數(shù)，根據(jù)即將開(kāi)始充電時(shí)的殘量Q0，可以計(jì)算出對(duì)第1補(bǔ)正電阻值Rcomp進(jìn)行了補(bǔ) 正的第2補(bǔ)正電阻值Rcomp2。這樣，就可以正確地計(jì)算出內(nèi)部電阻值。另外，鋰離子電池等二次電池因反復(fù)進(jìn)行充放電或高溫下進(jìn)行保存等，其內(nèi)部電 阻值會(huì)增加，電池容量(滿充電量)會(huì)降低。如果繼續(xù)使用變?yōu)檫@種狀態(tài)的電池，則便攜式 機(jī)器的可工作時(shí)間會(huì)變短，需要進(jìn)行頻繁的充電。另外，對(duì)電池本身來(lái)說(shuō)，如果長(zhǎng)時(shí)間連續(xù) 地使用，則內(nèi)部短路等故障的發(fā)生概率也會(huì)增高。因此，在本實(shí)施例中，如下所述，為了將適 當(dāng)?shù)碾姵亟粨Q時(shí)期通知給便攜式機(jī)器的使用者，通過(guò)對(duì)滿充電量的下降率和內(nèi)部電阻值設(shè) 定閾值，可以提高使用者的便利性和電池的安全性。從使用者的角度來(lái)看，電池的劣化是一種表現(xiàn)為使用時(shí)間減少的現(xiàn)象，但是，在電 池的內(nèi)部，卻表現(xiàn)為電解液和電極的劣化，分別具有不同的特性。反復(fù)進(jìn)行充放電時(shí)所導(dǎo)致 的劣化表現(xiàn)為電解液的特性變化，此時(shí)，內(nèi)部電阻值僅增加一點(diǎn)點(diǎn)。另外，高溫保存時(shí)所導(dǎo) 致的劣化表現(xiàn)為電極的劣化，此時(shí)，可以觀測(cè)到內(nèi)部電阻值的增加。關(guān)于此點(diǎn)，參照?qǐng)D5進(jìn) 行說(shuō)明。圖5表示對(duì)基于鋰離子電池的不同的劣化原因以及劣化狀態(tài)的內(nèi)部電阻值與殘 量之間的關(guān)系進(jìn)行測(cè)定所得到的結(jié)果。內(nèi)部電阻值和殘量由上述方法所測(cè)定?！?0%Chg” 表示對(duì)根據(jù)高溫保存所導(dǎo)致的劣化(以下稱保存劣化)將容量劣化率調(diào)整至80%的電池進(jìn)行測(cè)定的結(jié)果?！?0% Chg”表示對(duì)根據(jù)保存劣化將容量劣化率調(diào)整至70%的電池進(jìn)行 測(cè)定的結(jié)果?！?0% Chg”表示對(duì)根據(jù)保存劣化將容量劣化率調(diào)整至60%的電池進(jìn)行測(cè)定 的結(jié)果?！?00% Chg”表示對(duì)容量劣化率為100%的電池(即新品)進(jìn)行測(cè)定的結(jié)果。另 外，“1400次Chg”表示對(duì)進(jìn)行了 1400次充放電的電池進(jìn)行測(cè)定的結(jié)果。通過(guò)對(duì)基于保存劣化的電池進(jìn)行觀察可知，容量劣化率為60% (實(shí)際上為 63. 9% )的電池的內(nèi)部電阻值約為600πιΩ左右。該容量劣化率63. 9%是作為試驗(yàn)對(duì)象的 試驗(yàn)品的電池規(guī)格的下限電壓為2. 75V時(shí)的值。因?yàn)橄孪揠妷涸礁呖墒褂玫娜萘吭降停?以如果將實(shí)際的便攜式機(jī)器對(duì)二次電池所要求的下限電壓設(shè)定為3. 4V，則容量劣化率相當(dāng) 于53.4%。因此，如果將容量劣化率50%設(shè)定為需要交換二次電池的時(shí)點(diǎn)，則在將內(nèi)部電 阻值作為用于判斷需要交換二次電池的時(shí)點(diǎn)的指標(biāo)的情況下，600πιΩ相當(dāng)于需要交換二次 電池的時(shí)點(diǎn)。也就是說(shuō)，通過(guò)將內(nèi)部電阻值的閾值設(shè)定為600πιΩ，可以將其作為針對(duì)保存劣 化的二次電池的交換時(shí)點(diǎn)的基準(zhǔn)。另外，在(使用)次數(shù)所導(dǎo)致的劣化(以下稱次數(shù)劣化)時(shí)，變?yōu)榕c保存劣化時(shí) 大致相等的容量劣化率時(shí)的內(nèi)部電阻約為240πιΩ。從圖5的試驗(yàn)結(jié)果也可以知道，與新品 相比，內(nèi)部電阻值基本上沒(méi)有增加。因此，對(duì)于次數(shù)劣化來(lái)說(shuō)，因?yàn)閮H根據(jù)內(nèi)部電阻值難以 進(jìn)行劣化判定，所以可以進(jìn)行基于容量劣化率的劣化判定。例如，通過(guò)將容量劣化率設(shè)為 50%，可以將其作為基于次數(shù)劣化的容量劣化的閾值。用于規(guī)定需要交換二次電池的容量劣化率的數(shù)值的交換時(shí)點(diǎn)判定閾值、以及、用 于規(guī)定需要交換二次電池的內(nèi)部電阻值的數(shù)值的交換時(shí)點(diǎn)判定閾值，可以通過(guò)考慮便攜式 機(jī)器的工作時(shí)間和電池的安全性來(lái)進(jìn)行設(shè)定。例如，在進(jìn)行根據(jù)容量劣化率對(duì)電池交換必要性進(jìn)行判斷的情況下，容量劣化率 表示其值越小劣化越嚴(yán)重，所以，在計(jì)算處理部50中，如果計(jì)算出的容量劣化率大于交換 時(shí)點(diǎn)判定閾值，則判斷為不需要交換，如果計(jì)算出的容量劣化率在交換時(shí)點(diǎn)判定閾值以下， 則判斷為需要交換。另外，通過(guò)考慮可使用交換時(shí)點(diǎn)閾值的最終狀態(tài)，并將可取得容量劣化率的范圍 劃分為多個(gè)區(qū)間，可以階段性地對(duì)二次電池的交換必要性進(jìn)行判斷。例如，在將容量劣化 率50%作為交換時(shí)點(diǎn)判定閾值的情況下，在計(jì)算處理部50中，如果計(jì)算出的容量劣化率為 100 70%，則判斷為“正常(不需要交換)”。在計(jì)算處理部50中，如果計(jì)算出的容量劣 化率為70 50%，則判斷為“注意(馬上就要交換)”。在計(jì)算處理部50中，如果計(jì)算出的 容量劣化率為40 0%，則判斷為“危險(xiǎn)(需要趕快交換)”。
另外，在根據(jù)內(nèi)部電阻值進(jìn)行二次電池交換必要性的判斷的情況下，內(nèi)部電阻值 表示其值越大劣化越嚴(yán)重，所以，在計(jì)算處理部50中，如果計(jì)算出的內(nèi)部電阻值小于交換 時(shí)點(diǎn)判定閾值，則判斷為不需要交換。另外，在計(jì)算處理部50中，如果計(jì)算出的內(nèi)部電阻值 為交換時(shí)點(diǎn)判定閾值以上的值，則判斷為需要交換。另外，同樣地，通過(guò)考慮可使用交換時(shí)點(diǎn)判定閾值的最終狀態(tài)，并將可取得的內(nèi)部 電阻值的范圍劃分為多個(gè)區(qū)間，可以階段性地對(duì)二次電池的交換必要性進(jìn)行判斷。例如，在 將內(nèi)部電阻值600πιΩ作為交換時(shí)點(diǎn)判定閾值的情況下，在計(jì)算處理部50中，如果計(jì)算出的 內(nèi)部電阻值為100 300πιΩ，則判斷為“正常(不需要交換)”。在計(jì)算處理器50中，如果 計(jì)算出的內(nèi)部電阻值為300 450πιΩ，則判斷為“注意(馬上就要交換)”。在計(jì)算處理部50中，如果計(jì)算出的內(nèi)部電阻值為450 600πιΩ，則判斷為“需要交換”。在計(jì)算處理部50 中，如果計(jì)算出的內(nèi)部電阻值為600 ΙΟΟΟπιΩ，則判斷為“危險(xiǎn)(需要趕快交換)”。但是，在實(shí)際的使用環(huán)境中，因?yàn)楫a(chǎn)生劣化的原因有多種，所以需要考慮計(jì)算出的 容量劣化率和計(jì)算出的內(nèi)部電阻值中的哪個(gè)先達(dá)到交換時(shí)點(diǎn)判定閾值的情況。因此，可以 進(jìn)行如下的處理，即通過(guò)檢測(cè)容量劣化率和內(nèi)部電阻值，在其中的一個(gè)先到達(dá)交換時(shí)點(diǎn)閾 值的階段，將其判斷為電池的交換時(shí)點(diǎn)。也就是說(shuō)，在計(jì)算處理部50中，在計(jì)算出的容量劣化率和內(nèi)部電阻值的其中一個(gè) 到達(dá)交換時(shí)點(diǎn)判定閾值的情況下，判斷為需要交換二次電池。這樣，即使在次數(shù)劣化時(shí)內(nèi)部 電阻值的計(jì)算值基本不變進(jìn)而導(dǎo)致達(dá)不到內(nèi)部電阻值的交換時(shí)點(diǎn)判定閾值的情況下，因?yàn)?容量劣化率的計(jì)算值可到達(dá)容量劣化率的交換時(shí)點(diǎn)判定閾值，所以，也可以準(zhǔn)確地判定需 要交換二次電池的時(shí)點(diǎn)。另外，在計(jì)算處理部50中，在計(jì)算出的容量劣化率和內(nèi)部電阻值 這兩者都到達(dá)交換時(shí)點(diǎn)判定閾值的情況下，也可以判斷為需要交換二次電池。這樣，在本發(fā) 明中，因?yàn)槭褂萌萘苛踊屎蛢?nèi)部電阻值這兩個(gè)要素對(duì)二次電池的交換時(shí)點(diǎn)進(jìn)行判斷，因 此，與僅使用其中的一個(gè)要素進(jìn)行判斷相比，可以防止誤判斷。另外，在根據(jù)容量劣化率進(jìn)行二次電池交換必要性的判斷的情況下、以及、在根據(jù) 內(nèi)部電阻值進(jìn)行二次電池交換必要性的判斷的情況下，因?yàn)榱踊蛩鶎?dǎo)致的容量劣化率 和內(nèi)部電阻值的變化方式不同，所以，存在兩者的判斷結(jié)果不一定相同的情況(例如，存在 一者判斷為“注意”，另一者判斷為“需要交換”的情況)。此時(shí)，可以通過(guò)考慮二次電池的 安全性，采用被判斷為具有較高交換必要性的判斷結(jié)果。

也就是說(shuō)，在計(jì)算處理部50中，通過(guò)將根據(jù)容量劣化率的大小所判定的“基于容 量劣化率的交換必要度”與根據(jù)內(nèi)部電阻值的大小所判定的“基于內(nèi)部電阻值的交換必要 度”進(jìn)行比較，然后根據(jù)交換必要度較高者的值對(duì)二次電池的交換必要性進(jìn)行判斷?！敖粨Q 必要度”表示其數(shù)值越大，交換的必要性越高。通過(guò)采用“交換必要度”，即使在不能對(duì)容 量劣化率和內(nèi)部電阻值這樣的數(shù)值進(jìn)行單純的比較的情況下，也可以準(zhǔn)確地把握交換必要 性。具體來(lái)說(shuō)，在計(jì)算處理部50中，如果計(jì)算出的容量劣化率為100 70%，則判定為 “交換必要度為1(不需要交換)”。在計(jì)算處理部50中，如果計(jì)算出的容量劣化率為70 50%，則判定為“交換度為2 (馬上就要交換)”。在計(jì)算處理部50中，如果計(jì)算出的容量劣 化率為50 40%，則判定為“交換必要度為3 (需要交換)”。在計(jì)算處理部50中，如果計(jì) 算出的容量劣化率為40 0%，則判定為“交換度為4 (需要趕快交換)”。另外，在計(jì)算處 理部50中，如果計(jì)算出的內(nèi)部電阻值為100 300πιΩ，則判斷為“交換必要度為1(不需 要交換)”。在計(jì)算處理部50中，如果計(jì)算出的內(nèi)部電阻值為300 450m Ω，則判斷為“交 換必要度為2(馬上就要交換)”。在計(jì)算處理部50中，如果計(jì)算出的內(nèi)部電阻值為450 600m Ω，則判斷為“交換必要度為3 (需要交換)”在計(jì)算處理部50中，如果計(jì)算出的內(nèi)部電 阻值為600 ΙΟΟΟπιΩ，則判斷為“交換必要度為4 (需要趕快交換)”。因此，例如，在基于 容量劣化率的交換必要度為“2”，基于內(nèi)部電阻值的交換必要度為“3”的情況下，可以將二 次電池的交換必要度判定為“3”。通信處理部70用于輸出信號(hào)，該信號(hào)用于使基于交換必要度較高者的值的信息 輸出至作為向便攜式機(jī)器300的使用者提供信息的信息提供部的顯示部310。例如，如果交換必要度較高者的大小為“2”，則如圖6所示，便攜式機(jī)器300內(nèi)的微型計(jì)算機(jī)等控制部對(duì) 顯示進(jìn)行控制，以使顯示部310上顯示出作為電池交換時(shí)期的“注意”。另外，在計(jì)算處理部50中，計(jì)算出劣化狀態(tài)量，該劣化狀態(tài)量用于表示計(jì)算出的 容量劣化率和內(nèi)部電阻值被反映為確定二次電池的劣化狀態(tài)的要素的二次電池的劣化狀 態(tài)。在計(jì)算出的劣化狀態(tài)量到達(dá)了交換時(shí)點(diǎn)判定閾值的情況下，也可以判斷為需要交換二 次電池。例如，該劣化狀態(tài)量可以由如下公式(4)來(lái)進(jìn)行計(jì)算。劣化狀態(tài)量=(1/容量劣化率)X權(quán)重Kl+內(nèi)部電阻值X權(quán)重K2…(4)
這里，Kl和K2為零或正數(shù)。通過(guò)改變權(quán)重，可以改變?nèi)萘苛踊屎蛢?nèi)部電阻值反 映劣化狀態(tài)量的反映程度。在根據(jù)由公式(4)所得到的劣化狀態(tài)量對(duì)二次電池的交換必要性進(jìn)行判斷的情 況下，該劣化狀態(tài)量表示其值越大劣化越嚴(yán)重，所以，在計(jì)算處理部50中，如果計(jì)算出的劣 化狀態(tài)量小于交換時(shí)點(diǎn)判定閾值，則可以判定為不需要交換。在計(jì)算處理部50中，如果計(jì) 算出的劣化狀態(tài)量為交換時(shí)點(diǎn)判定閾值以上的值，則可以判定為需要交換。另外，同樣地，通過(guò)考慮可使用交換時(shí)點(diǎn)判定閾值的最終狀態(tài)，并將可取得的劣化 狀態(tài)量的范圍劃分為多個(gè)區(qū)間，可以階段性地判斷二次電池的交換必要性。例如，在將劣化 狀態(tài)量100作為交換時(shí)點(diǎn)判定閾值的情況下，在計(jì)算處理部50中，如果計(jì)算出的劣化狀態(tài) 量為0 60，則判斷為“正常(不需要交換)”。在計(jì)算處理部50中，如果計(jì)算出的劣化狀 態(tài)量為60 80，則判斷為“注意(馬上就要交換)”。在計(jì)算處理部50中，如果計(jì)算出的劣 化狀態(tài)量為80 100，則判斷為“需要交換”。在計(jì)算處理部50中，如果計(jì)算出的劣化狀態(tài) 量為100 1000，則判斷為“危險(xiǎn)(需要趕快交換)”。另外，在計(jì)算處理部50中，根據(jù)劣化 狀態(tài)量的大小判斷二次電池的交換必要性，劣化狀態(tài)量越大，則二次電池的交換必要性越 尚ο通信處理部70用于輸出信號(hào)，該信號(hào)使基于劣化狀態(tài)量的信息輸出至作為向便 攜式機(jī)器300的使用者提供信息的信息提供部的顯示部310。例如，如果劣化狀態(tài)量大小為 “70”，則如圖6所示，便攜式機(jī)器300內(nèi)的微型計(jì)算機(jī)等控制部對(duì)顯示進(jìn)行控制，以使顯示 部310上顯示出作為電池交換時(shí)期的“注意”。因此，由上述實(shí)施例可知，不管二次電池的劣化進(jìn)展是源于高溫保存劣化還是源 于使用次數(shù)劣化，都可以正確地向使用者提供二次電池交換必要性的信息。這樣，就可以提 高使用者的便利性以及電池的安全性。以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了說(shuō)明，但是，本發(fā)明并不局限于上述具體實(shí)施 例，只要不脫離權(quán)利要求書(shū)的范圍，亦可采用其他變化形式代替，但那些變化形式仍屬于本 發(fā)明所涉及的范圍。例如，可將二次電池的充電時(shí)間的累積值和二次電池的保存時(shí)間的累積值中的任 意一個(gè)作為確定二次電池的劣化狀態(tài)的要素反映在上述的劣化狀態(tài)量中。這樣，就可以更 正確地將二次電池交換必要性的信息提供給使用者。另外，作為具體的要素，可以列舉出從 發(fā)貨時(shí)開(kāi)始的總充電時(shí)間、低于預(yù)定基準(zhǔn)溫度的低溫狀態(tài)的總充電時(shí)間、高于預(yù)定基準(zhǔn)溫 度的高溫狀態(tài)的總充電時(shí)間、從發(fā)貨時(shí)開(kāi)始的經(jīng)過(guò)天數(shù)、高溫下被保存的累積時(shí)間、以及、 低溫下被保存的累積時(shí)間等。本國(guó)際申請(qǐng)主張2008年9月11日申請(qǐng)的日本國(guó)專利申請(qǐng)第2008-233727號(hào)的優(yōu)先權(quán)，并在本文中引用了該專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容。工業(yè)實(shí)用性 本發(fā)明可以應(yīng)用于對(duì)向電子機(jī)器供電的二次電池的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)的電池狀態(tài)檢 測(cè)裝置以及內(nèi)置有該電池狀態(tài)檢測(cè)裝置的電池包。
權(quán)利要求
1.一種電池狀態(tài)檢測(cè)裝置，其對(duì)向電子機(jī)器供電的二次電池的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，其特征 在于，具有容量劣化率計(jì)算部，其用于計(jì)算所述二次電池的容量劣化率； 內(nèi)部電阻值計(jì)算部，其用于計(jì)算所述二次電池的內(nèi)部電阻值； 判斷部，其用于根據(jù)由所述容量劣化率計(jì)算部所計(jì)算的所述容量劣化率以及由所述內(nèi) 部電阻值計(jì)算部所計(jì)算的所述內(nèi)部電阻值，對(duì)所述二次電池的交換必要性進(jìn)行判斷；以及， 輸出部，其用于輸出基于所述判斷部的判斷結(jié)果的信號(hào)， 其中，在所述判斷部中，在由所述容量劣化率計(jì)算部所計(jì)算的所述容量劣化率以及由所述內(nèi) 部電阻值計(jì)算部所計(jì)算的所述內(nèi)部電阻值這兩者中的一者或兩者到達(dá)需要交換所述二次 電池的值的情況下，判斷為需要交換所述二次電池。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池狀態(tài)檢測(cè)裝置，其特征在于在所述判斷部中，將根據(jù)由所述容量劣化率計(jì)算部所計(jì)算的所述容量劣化率的大小所 判定的基于容量劣化率的交換必要度、與、根據(jù)由所述內(nèi)部電阻值計(jì)算部所計(jì)算的所述內(nèi) 部電阻值的大小所判定的基于內(nèi)部電阻值的交換必要度進(jìn)行比較，然后根據(jù)交換必要度較 高者的值對(duì)所述二次電池的交換必要性進(jìn)行判斷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池狀態(tài)檢測(cè)裝置，其特征在于所述輸出部輸出信號(hào)，該信號(hào)使基于所述交換必要度較高者的值的信息輸出至設(shè)置在 所述電子機(jī)器上的、用于向用戶提供信息的信息提供部。
4.一種電池狀態(tài)檢測(cè)裝置，其對(duì)向電子機(jī)器供電的二次電池的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，其特征 在于，具有容量劣化率計(jì)算部，其用于計(jì)算所述二次電池的容量劣化率； 內(nèi)部電阻值計(jì)算部，其用于計(jì)算所述二次電池的內(nèi)部電阻值； 判斷部，其用于根據(jù)由所述容量劣化率計(jì)算部所計(jì)算的所述容量劣化率以及由所述內(nèi) 部電阻值計(jì)算部所計(jì)算的所述內(nèi)部電阻值，對(duì)所述二次電池的交換必要性進(jìn)行判斷；以及， 輸出部，其用于輸出基于所述判斷部的判斷結(jié)果的信號(hào)， 其中，在所述判斷部中，計(jì)算劣化狀態(tài)量，該劣化狀態(tài)量表示將由所述容量劣化率計(jì)算部所 計(jì)算的所述容量劣化率以及由所述內(nèi)部電阻值計(jì)算部所計(jì)算的所述內(nèi)部電阻值作為用于 確定所述二次電池的劣化狀態(tài)的要素的所述二次電池的劣化狀態(tài)，在所計(jì)算的所述劣化狀 態(tài)量到達(dá)需要交換所述二次電池的值的情況下，判斷為需要交換所述二次電池。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池狀態(tài)檢測(cè)裝置，其特征在于在所述判斷部中，根據(jù)所述劣化狀態(tài)量的大小對(duì)所述二次電池的交換必要性進(jìn)行判斷。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池狀態(tài)檢測(cè)裝置，其特征在于所述輸出部輸出信號(hào)，該信號(hào)使基于所述劣化狀態(tài)量的大小的信息輸出至設(shè)置在所述 電子機(jī)器上的、用于向用戶提供信息的信息提供部。
7.一種電池包，其內(nèi)置有權(quán)利要求1所述的電池狀態(tài)檢測(cè)裝置以及所述二次電池。
8.一種電池包，其內(nèi)置有權(quán)利要求4所述的電池狀態(tài)檢測(cè)裝置以及所述二次電池。
全文摘要
一種電池狀態(tài)檢測(cè)裝置，其對(duì)向電子機(jī)器供電的二次電池的狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)，其特征在于，具有容量劣化率計(jì)算部，其用于計(jì)算所述二次電池的容量劣化率；內(nèi)部電阻值計(jì)算部，其用于計(jì)算所述二次電池的內(nèi)部電阻值；判斷部，其用于根據(jù)由所述容量劣化率計(jì)算部所計(jì)算的所述容量劣化率以及由所述內(nèi)部電阻值計(jì)算部所計(jì)算的所述內(nèi)部電阻值，對(duì)所述二次電池的交換必要性進(jìn)行判斷；以及，輸出部，其用于輸出基于所述判斷部的判斷結(jié)果的信號(hào)。其中，在所述判斷部中，在由所述容量劣化率計(jì)算部所計(jì)算的所述容量劣化率以及由所述內(nèi)部電阻值計(jì)算部所計(jì)算的所述內(nèi)部電阻值這兩者中的一者或兩者到達(dá)需要交換所述二次電池的值的情況下，判斷為需要交換所述二次電池。
文檔編號(hào)G01R31/36GK102144170SQ200980134590
公開(kāi)日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2009年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月11日
發(fā)明者上村治雄, 竹野和彥, 金井康通, 馬島吉英 申請(qǐng)人:三美電機(jī)株式會(huì)社, 株式會(huì)社Ntt都科摩