專利名稱：電池狀態(tài)檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及檢測(cè)二次電池的狀態(tài)的電池狀態(tài)檢測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
作為現(xiàn)有技術(shù)，公知有這樣的方法在二次電池的輸出電壓持續(xù)預(yù)定的電壓穩(wěn)定期間以上的時(shí)候，將其輸出電壓看作是二次電池的開路電壓，根據(jù)開路電壓與剩余容量之間的特性，來估計(jì)二次電池的剩余容量(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。在專利文獻(xiàn)I中，有“伴隨著電池電流的變化的電池電壓的變化具有一定的延遲，在經(jīng)過稱為緩和時(shí)間的固定時(shí)間之后，電池電壓穩(wěn)定”這樣的記載。這樣，作為鋰離子電池等二次電池的特性，公知其充電率和開路電壓之間具有很 高的相關(guān)關(guān)系，有時(shí)利用該相關(guān)關(guān)系來估計(jì)二次電池的充電率?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開2007-178215號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題但是，即使是相同的剩余容量(或者是充電率)，將充電后無負(fù)載狀態(tài)的情況與放電后無負(fù)載狀態(tài)的情況相比較，從實(shí)測(cè)結(jié)果可以明確，如果時(shí)間不是以數(shù)日為單位經(jīng)過，則二次電池的開路電壓不一致。因此，例如若以放電后的開路電壓與充電率的相關(guān)關(guān)系為基準(zhǔn)來由充電后的開路電壓求充電率，則所求出來的充電率恐怕包含很大的誤差。因此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠高精度地算出二次電池的充電率的電池狀態(tài)檢測(cè)裝置。用于解決課題的手段為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的電池狀態(tài)檢測(cè)裝置的特征在于，具備電壓檢測(cè)單元，其用于檢測(cè)二次電池的開路電壓；以及充電率算出單元，其將由所述電壓檢測(cè)單元檢測(cè)到的所述二次電池的充電后的開路電壓，應(yīng)用于表示所述二次電池的充電后的開路電壓與所述二次電池的充電率之間的關(guān)系的第一電池特性，來算出所述充電率，將由所述電壓檢測(cè)單元檢測(cè)到的所述二次電池的放電后的開路電壓，應(yīng)用于表示所述二次電池的放電后的開路電壓與所述二次電池的充電率之間的關(guān)系的第二電池特性，來算出所述充電率。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠高精度地算出二次電池的充電率。


圖I是具有作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電池狀態(tài)檢測(cè)裝置20的電池監(jiān)視系統(tǒng)I的整體結(jié)構(gòu)圖。圖2是表示“開路電壓-充電率”的相關(guān)關(guān)系的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。圖3是表不放電側(cè)表和充電側(cè)表的應(yīng)用期間的圖。圖4A是表示運(yùn)算部24的動(dòng)作流程的圖。圖4B是表示運(yùn)算部24的動(dòng)作流程的圖。圖5是表示“開路電壓-周圍溫度”特性的圖。
具體實(shí)施例方式下面，參照附圖對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的方式進(jìn)行說明。圖I是具有作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的電池狀態(tài)檢測(cè)裝置20的電池監(jiān)視系統(tǒng)I的整體結(jié)構(gòu)圖。電池監(jiān)視系統(tǒng)I具備二次電池10、和用于檢測(cè)二次電池10的狀態(tài)的電池狀態(tài)檢測(cè)裝置20。作為二次電池10的具體示例，可以列舉鋰離子電池、鎳氫電池等。電池狀態(tài)檢測(cè)裝置20具備電壓檢測(cè)器21、溫度檢測(cè)器22、存儲(chǔ)器23以及運(yùn)算部24。電池狀態(tài)檢測(cè)裝置20也可以具備用于檢測(cè)二次電池10的充放電電流(輸入輸出電流)的電流檢測(cè)器27。電壓檢測(cè)器21等電池狀態(tài)檢測(cè)裝置20的這些構(gòu)成要素例如由集成電路構(gòu)成。電壓檢測(cè)器21是用于檢測(cè)二次電池10的輸出電壓的電壓檢測(cè)單元。電壓檢測(cè)器21將二次電池10的輸出電壓的檢測(cè)數(shù)據(jù)輸出到運(yùn)算部24。并且，電壓檢測(cè)器21將二次電池10的充放電電流(輸入輸出電流)至少在預(yù)定的第一閾值(例如，零或者比零稍大的值)以下的狀態(tài)下的二次電池10的輸出電壓作為二次電池10的開路電壓檢測(cè)出來。并且，電壓檢測(cè)器21也可以是，將在穩(wěn)定的二次電池10的兩極間開路或者有高阻抗時(shí)測(cè)得的兩極間電壓、或者在與二次電池10和電池狀態(tài)檢測(cè)裝置20相連的外部設(shè)備(例如移動(dòng)電話機(jī)、游戲機(jī)等便攜設(shè)備)的待機(jī)狀態(tài)電流(例如，ImA以下)的負(fù)載下測(cè)得的兩極間電壓，作為二次電池10的開路電壓檢測(cè)出來。溫度檢測(cè)器22是用于檢測(cè)二次電池10的周圍溫度Ta的溫度檢測(cè)單元。溫度檢測(cè)器22將二次電池10的周圍溫度Ta的檢測(cè)數(shù)據(jù)輸出到運(yùn)算部24。溫度檢測(cè)器22也可以檢測(cè)二次電池10自身的溫度來作為周圍溫度Ta。運(yùn)算部24是估計(jì)單元，其根據(jù)電壓檢測(cè)器21的電壓檢測(cè)數(shù)據(jù)、溫度檢測(cè)器22的溫度檢測(cè)數(shù)據(jù)、以及預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器23中的二次電池10固有的電池特性，來估計(jì)二次電池10的剩余容量狀態(tài)(特別是充電率)。作為運(yùn)算部24的具體示例，可以列舉內(nèi)置中央運(yùn)算處理裝置等的微型計(jì)算機(jī)。作為存儲(chǔ)用于確定二次電池10的電池特性的特性參數(shù)的存儲(chǔ)器23的具體示例，可以列舉EEPR0M、閃速存儲(chǔ)器等。運(yùn)算部24具有穩(wěn)定等待時(shí)間算出部26來作為計(jì)算二次電池10的輸出電壓穩(wěn)定所需要的穩(wěn)定等待時(shí)間T的穩(wěn)定等待時(shí)間算出單元。穩(wěn)定等待時(shí)間T是自二次電池10的放電電流(或者也可以是充電電流)變成預(yù)定的第一閾值(例如，零或者比零稍大的值)以下起到二次電池10的每單位時(shí)間的電壓變化量在預(yù)定的第二閾值(例如，零或者比零稍大的量)以下為止的待機(jī)時(shí)間。即，二次電池10的輸出電壓穩(wěn)定的電壓穩(wěn)定狀態(tài)相當(dāng)于，二次電池10的放電電流(或者也可以是充電電流)在預(yù)定的第一閾值以下的狀態(tài)持續(xù)了穩(wěn)定等待時(shí)間T以上的狀態(tài)。穩(wěn)定等待時(shí)間算出部26例如優(yōu)選為，根據(jù)二次電池10的輸出電壓、充放電電流和周圍溫度等檢測(cè)值、以及能夠根據(jù)這些檢測(cè)值導(dǎo)出的容量保持率(劣化率)的算、出值中的至少任一個(gè)，利用運(yùn)算部24的計(jì)時(shí)器(計(jì)時(shí)單元)，來算出至遷移到電壓穩(wěn)定狀態(tài)為止的穩(wěn)定等待時(shí)間T。穩(wěn)定等待時(shí)間T的算出方法可以使用公知的方法，可以不特別限定。另外，運(yùn)算部24是充電率算出單元，其將由電壓檢測(cè)器21檢測(cè)到的二次電池10的充電后的開路電壓，應(yīng)用于表示二次電池10的充電后的開路電壓與二次電池10的充電率之間的關(guān)系的第一電池特性,來算出二次電池10的充電率，將由電壓檢測(cè)器21檢測(cè)到的二次電池10的放電后的開路電壓，應(yīng)用于表示二次電池10的放電后的開路電壓與二次電池10的充電率之間的關(guān)系的第二電池特性，來算出二次電池10的充電率。用于確定第一電池特性的第一特性數(shù)據(jù)和用于確定第二電池特性的第二特性數(shù)據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器23中。
所謂充電率，是指在將當(dāng)時(shí)時(shí)刻的二次電池10的滿充電容量作為100時(shí)以百分率來表示二次電池10的剩余容量的比例的意思。表示為了算出充電率所需要的“開路電壓-充電率”的相關(guān)關(guān)系的電池特性利用修正表或修正函數(shù)來表示。修正表內(nèi)的數(shù)據(jù)和修正函數(shù)的系數(shù)被作為特性數(shù)據(jù)而存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器23中。運(yùn)算部24根據(jù)反映了從存儲(chǔ)器23讀出的特性數(shù)據(jù)的修正表或修正函數(shù)，對(duì)應(yīng)于由電壓檢測(cè)器21測(cè)得的開路電壓，來進(jìn)行充電率的算出和修正。針對(duì)“開路電壓-充電率”這一相關(guān)關(guān)系，根據(jù)預(yù)先實(shí)測(cè)的結(jié)果(參照?qǐng)D2)而確定出的特性數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器23。在圖2中，特性曲線a是重復(fù)進(jìn)行每當(dāng)從剩余容量OmAh的狀態(tài)充電預(yù)定量(50mAh)使其預(yù)定時(shí)間(4小時(shí))無負(fù)載時(shí)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。從特性曲線a可見，充電中兩極間電壓上升，在4小時(shí)無負(fù)載的al、a2、a3 的狀態(tài)下,開路電壓降低。在該情況下，充電后4小時(shí)無負(fù)載狀態(tài)下的“開路電壓-充電率”的信息，被作為二次電池 10的充電后的針對(duì)每個(gè)充電率的開路電壓數(shù)據(jù)而存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器23。另外，特性曲線c是將充電后4小時(shí)無負(fù)載狀態(tài)下的開路電壓連結(jié)而得到的曲線。另一方面，特性曲線b是重復(fù)進(jìn)行每當(dāng)從滿充電的狀態(tài)放電預(yù)定量(50mAh)使其預(yù)定時(shí)間(4小時(shí))無負(fù)載時(shí)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。從特性曲線b可見，放電中開路電壓降低，在4小時(shí)無負(fù)載的bl、b2、b3…的狀態(tài)下，開路電壓上升。在該情況下，放電后4小時(shí)無負(fù)載狀態(tài)下的“開路電壓-充電率”的信息，被作為二次電池10的放電后的針對(duì)每個(gè)充電率的開路電壓數(shù)據(jù)而存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器23。另外，特性曲線d是將放電后4小時(shí)無負(fù)載狀態(tài)的開路電壓連結(jié)而得到的曲線。特性曲線d與從滿充電的狀態(tài)使用以3mA進(jìn)行經(jīng)常放電時(shí)的特性曲線e大致重疊。另外，關(guān)于上述的充放電容量50mAh、無負(fù)載時(shí)間4小時(shí)，以根據(jù)系統(tǒng)的處理方法設(shè)為最佳值為宜。存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器23中的放電后的針對(duì)每個(gè)充電率的開路電壓數(shù)據(jù)與放電后的針對(duì)每個(gè)充電率的開路電壓數(shù)據(jù)可以均為測(cè)得的電壓數(shù)據(jù)，但是也可以是充電后的針對(duì)每個(gè)充電率的開路電壓數(shù)據(jù)與放電后的針對(duì)每個(gè)充電率的開路電壓數(shù)據(jù)的任一方用通過與另一方的差分確定的電壓數(shù)據(jù)來表示。即，任一方的開路電壓數(shù)據(jù)可以將其測(cè)定電壓的值直接存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器23中。由此，能夠削減存儲(chǔ)器23所要求的存儲(chǔ)容量。運(yùn)算部24根據(jù)任一方的開路電壓數(shù)據(jù)與另一方的差分電壓數(shù)據(jù)能夠運(yùn)算該另一方的開路數(shù)據(jù)電壓。特性曲線a和特性曲線b的針對(duì)每個(gè)充電率的差電壓相當(dāng)于充電后的開路電壓數(shù)據(jù)與放電后的開路電壓數(shù)據(jù)之間的差分電壓數(shù)據(jù)。例如，將充電后的開路電壓數(shù)據(jù)作為測(cè)定電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，將放電后的開路電壓數(shù)據(jù)作為差分電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)。也可以反過來。如圖2所示，開路電壓的絕對(duì)值是以數(shù)V為單位，與此相對(duì)，差電壓是以數(shù)十mV為單位。因此，通過將充電后與放電后的任一方的開路電壓數(shù)據(jù)用差電壓數(shù)據(jù)來進(jìn)行存儲(chǔ)，與將充電后與放電后兩者的開路電壓用其絕對(duì)值進(jìn)行存儲(chǔ)的情況相比，能夠大幅度削減存儲(chǔ)器23的存儲(chǔ)容量的需要量。接下來，對(duì)運(yùn)算部24算出充電率時(shí)的處理方法進(jìn)行說明。運(yùn)算部24，例如，根據(jù)從二次電池10的充電結(jié)束時(shí)刻起的放電容量以及二次電池10充電結(jié)束時(shí)刻起的經(jīng)過時(shí)間，來選擇存儲(chǔ)充電后的針對(duì)每個(gè)充電率的開路電壓數(shù)據(jù)組的“開路電壓-充電率”、和放電后的針對(duì)每個(gè)充電率的開路電壓數(shù)據(jù)組的“開路電壓-充電率”中的某一方。然后，根據(jù)所選擇的表，來算出充電率。圖3是表示選擇應(yīng)用了充電側(cè)表或者放電側(cè)表的期間的圖。二次電池10的充電期間相當(dāng)于從充電開始時(shí)刻tl到充電結(jié)束時(shí)刻t2為止的期間。如圖3 (a)所示，運(yùn)算部24，在判斷為在充電結(jié)束時(shí)刻t2后、在由于無負(fù)載或者微·放電而不產(chǎn)生預(yù)定的基準(zhǔn)容量Al以上的放電的狀況下二次電池10的輸出電壓穩(wěn)定的情況下(例如，經(jīng)過了從充電結(jié)束時(shí)刻t2到電壓穩(wěn)定時(shí)刻t3為止的期間(即，上述的穩(wěn)定等待時(shí)間T)的情況下)，由電壓檢測(cè)器21檢測(cè)到的開路電壓為“充電后的開路電壓”，根據(jù)充電側(cè)表來算出充電率。但是，充電結(jié)束時(shí)刻t2后的負(fù)載狀態(tài)未必是無負(fù)載狀態(tài)，也有時(shí)通過以二次電池10為電源的未圖示的外部設(shè)備(例如，移動(dòng)電話機(jī)、游戲機(jī)等)，形成持續(xù)流過數(shù)mA程度的消耗電流的微放電的狀態(tài)。因此，將在從充電結(jié)束時(shí)刻t2起經(jīng)過一定程度的時(shí)間后的時(shí)刻檢測(cè)出的開路電壓作為“充電后的開路電壓”處理被認(rèn)為是不合適的。因此，可以根據(jù)充電側(cè)表來算出充電率的期間，必須是從充電結(jié)束時(shí)刻t2起的經(jīng)過時(shí)間不到預(yù)定的基準(zhǔn)時(shí)間A2。另外，基準(zhǔn)容量Al和基準(zhǔn)時(shí)間A2以根據(jù)二次電池10的電池的特性、從二次電池10進(jìn)行供電的外部設(shè)備的消耗電流來確定為宜。此外，運(yùn)算部24，當(dāng)在充電結(jié)束時(shí)刻t2后發(fā)生了基準(zhǔn)容量Al以上的放電的情況下，如果未發(fā)生一定的放電量或者放電時(shí)間，則難以判別以放電側(cè)表和充電側(cè)表中的哪一個(gè)表為基準(zhǔn)能夠算出準(zhǔn)確的充電率。因此，例如，運(yùn)算部24，在充電結(jié)束時(shí)刻t2后，中止根據(jù)二次電池10的輸出電壓來算出充電率的處理，直到發(fā)生與二次電池10的電池的特性等對(duì)應(yīng)的一定的放電容量(例如，大于基準(zhǔn)容量Al的基準(zhǔn)容量BI)或者放電時(shí)間(例如,長于基準(zhǔn)時(shí)間A2的基準(zhǔn)時(shí)間B2)為止，由此，能夠防止充電率的算出誤差變大。另外，如圖3 (a)所示，運(yùn)算部24，在充電結(jié)束時(shí)刻t2后，在通過微放電而發(fā)生了一定的放電容量(例如，基準(zhǔn)容量BI)后(或者，自充電結(jié)束時(shí)刻t2起的經(jīng)過時(shí)間經(jīng)過了預(yù)定的基準(zhǔn)時(shí)間B2以上后)，在二次電池10的輸出電壓在電壓穩(wěn)定開始時(shí)刻t3以后仍然穩(wěn)定的情況下，由電壓檢測(cè)器21檢測(cè)到的開路電壓為“放電后的開路電壓”，根據(jù)放電側(cè)表來算出充電率、另外，運(yùn)算部24，如圖3 (b)所示，在充電結(jié)束時(shí)刻tl2后，在由于超過微放電的大的放電(tl3、14)而發(fā)生了一定的放電容量(例如，基準(zhǔn)容量B)后(或者，自充電結(jié)束時(shí)刻t2起的經(jīng)過時(shí)間經(jīng)過了預(yù)定的基準(zhǔn)時(shí)間B2以上后)，在二次電池10的輸出電壓在電壓穩(wěn)定開始時(shí)刻tl5后仍然穩(wěn)定的情況下，由電壓檢測(cè)器21檢測(cè)到的開路電壓被作為“放電后的開路電壓”，根據(jù)放電側(cè)表來算出充電率。另外，在圖3 (b)中，從放電結(jié)束時(shí)刻tl4到電壓穩(wěn)定開始時(shí)刻tl5為止的期間相當(dāng)于上述的穩(wěn)定等待時(shí)間T。圖4A、圖4B是二次電池10的充電率的算出處理流程。運(yùn)算部24在檢測(cè)到了預(yù)定的第一閾值以下的二次電池10的充放電電流的情況下，開始遵循本流程的動(dòng)作。運(yùn)算部24利用電壓檢測(cè)器21檢測(cè)二次電池10的輸出電壓作為開路電壓(步驟S11)。另外，運(yùn)算部24通過電流檢測(cè)器27測(cè)定二次電池10的充放電電流(步驟S13)。然后，運(yùn)算部24利用溫度檢測(cè)器22來測(cè)定二次電池10的周圍溫度(步驟S15)，從步驟Sll到15可以不限定于該順序。
穩(wěn)定等待時(shí)間算出部26，在二次電池10的周圍溫度Ta與充放電電流的至少某一方相對(duì)于經(jīng)過已經(jīng)算出的穩(wěn)定等待時(shí)間T前發(fā)生了超出預(yù)定的基準(zhǔn)的變動(dòng)的情況下，使用伴隨著該變動(dòng)而變化的值如上所述重新算出穩(wěn)定等待時(shí)間T，并將穩(wěn)定等待時(shí)間T的寄存器值更新為再次算出的值(步驟S17 23)。例如，在一定期間內(nèi)檢測(cè)到了超過基準(zhǔn)值的溫度的情況下，在該檢測(cè)后的時(shí)刻再次設(shè)定需要的穩(wěn)定等待時(shí)間T。由于即使二次電池10的周圍溫度的變動(dòng)穩(wěn)定，而直到二次電池10自身的溫度穩(wěn)定有時(shí)間延遲，因此，有時(shí)測(cè)定的開路電壓或電池溫度等電池狀態(tài)不穩(wěn)定。因此，通過根據(jù)周圍溫度Ta或充放電電流變動(dòng)前的周圍溫度Ta等電池狀態(tài)來估計(jì)二次電池10的剩余容量狀態(tài)，其估計(jì)誤差可能放大。但是，通過如步驟S17 23那樣延長穩(wěn)定等待時(shí)間T，能夠抑制這樣的估計(jì)誤差的放大。這樣，通過在檢測(cè)到了溫度變化等的情況下延長穩(wěn)定等待時(shí)間T，能夠測(cè)定更加準(zhǔn)確的開路電壓和周圍溫度等電池狀態(tài)，使后述的充電率的算出時(shí)期推遲，能夠提高算出的充電率的精度。例如，在步驟S17中，在自檢測(cè)到預(yù)定的第一閾值以下的二次電池10的充放電電流起在一定時(shí)間的期間內(nèi)檢測(cè)到了超過基準(zhǔn)值的周圍溫度Ta的變動(dòng)的情況下，穩(wěn)定等待時(shí)間算出部26再次算出與已經(jīng)算出的容量保持率K和變動(dòng)后的周圍溫度Ta對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定等待時(shí)間T，并將寄存器值更新為該再次算出的值(步驟S19)。另外，例如，在步驟S21中，流過預(yù)定的閾值以上的二次電池10的充放電電流是再次計(jì)算穩(wěn)定等待時(shí)間T的條件，也成為容量保持率K的變動(dòng)因素，因此，穩(wěn)定等待時(shí)間算出部26再次算出與已經(jīng)測(cè)定的周圍溫度K和變動(dòng)后的容量保持率K對(duì)應(yīng)的穩(wěn)定等待時(shí)間T，并將寄存器值更新為該再次算出的值(步驟S23 )。在步驟S17、S21中，運(yùn)算部24在二次電池10的周圍溫度Ta和充放電電流均未超過預(yù)定的基準(zhǔn)的情況下(例如，是一定的范圍內(nèi)的變動(dòng)的情況下)，僅將穩(wěn)定等待時(shí)間T的寄存器值減去預(yù)定值(步驟S25)，判斷是否經(jīng)過了穩(wěn)定等待時(shí)間T，即穩(wěn)定等待時(shí)間T的寄存器值是否為零(步驟S27)。如果沒有經(jīng)過穩(wěn)定等待時(shí)間T，則返回本流程的最開始。如果經(jīng)過了等待時(shí)間T，則運(yùn)算部24根據(jù)預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器23中的表示“開路電壓-充電率”特性(圖5)的特性數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)于在穩(wěn)定等待時(shí)間T以后的電壓穩(wěn)定狀態(tài)下測(cè)得的周圍溫度(或者在步驟S15中測(cè)得的周圍溫度)，將在穩(wěn)定等待時(shí)間T以后的電壓穩(wěn)定狀態(tài)測(cè)得的開路電壓(或者在步驟Sll中測(cè)得的開路電壓)修正成25°C條件(步驟S29)?！伴_路電壓-充電率”特性(圖5)表示以25°C為基準(zhǔn)的各溫度下的開路電壓的偏移量。在圖5中，示出了二次電池10的針對(duì)每個(gè)充電率的開路電壓的偏移量。由此，能夠以溫度修正開路電壓，能夠抑制充電率的算出誤差的增加。
在圖4B中，運(yùn)算部24判斷自充電結(jié)束時(shí)刻起的放電容量是否在預(yù)定的第一基準(zhǔn)容量BI以上(步驟S31)。運(yùn)算部24在判斷為在基準(zhǔn)容量BI以上的情況下，如圖3 (b)所示，在充電結(jié)束時(shí)刻tl后產(chǎn)生大的放電，在其產(chǎn)生后無負(fù)載或者微放電的負(fù)載狀態(tài)持續(xù)因而輸出電壓在定時(shí)tl5穩(wěn)定，選擇確定了放電后的充電率與開路電壓的關(guān)系的“開路電壓-充電率”作為充電率算出用表(步驟S33)。運(yùn)算部24，根據(jù)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器23的表示“放電側(cè)表”的特性數(shù)據(jù)，將與在步驟S29中修正為25°C條件的開路電壓對(duì)應(yīng)的充電率作為二次電池10的剩余容量狀態(tài)算出，將充電率的寄存器值更新為該算出值(步驟S43)。另一方面，運(yùn)算部24在步驟S31中在判斷為不在基準(zhǔn)容量BI以上的情況下，判斷 自充電結(jié)束時(shí)刻起的放電容量是否不足預(yù)定的第二基準(zhǔn)容量Al (步驟S35)。基準(zhǔn)容量Al是比基準(zhǔn)容量BI小的值。運(yùn)算部24在判斷為并非不足基準(zhǔn)容量Al的情況下，自充電結(jié)束時(shí)刻t2起的放電量增大，難以區(qū)別由電壓檢測(cè)器21檢測(cè)到的開路電壓是放電后的開路電壓還是充電后的開路電壓，不實(shí)施充電率的寄存器值的更新。當(dāng)運(yùn)算部24在步驟S35中判斷為不足基準(zhǔn)容量Al的情況下，判斷自充電結(jié)束時(shí)刻起的經(jīng)過時(shí)間是否在預(yù)定的第一基準(zhǔn)時(shí)間B2以上(步驟S37)。運(yùn)算部24在判斷為在基準(zhǔn)時(shí)間B2以上的情況下，將由電壓檢測(cè)器21檢測(cè)到的開路電壓作為“放電后的開路電壓”，選擇放電側(cè)表作為充電率算出用表(步驟S33)。之后的步驟S43的處理與上述相同。例如，如果是圖3 (a)的狀況，在基準(zhǔn)時(shí)間B2的經(jīng)過時(shí)刻t5到電壓不穩(wěn)定時(shí)刻t6為止的期間選擇放電側(cè)表，如果是圖3 (b)的狀況，在從電壓穩(wěn)定時(shí)刻tl5到電壓不穩(wěn)定時(shí)刻tl6為止的期間選擇放電側(cè)表。電壓不穩(wěn)定時(shí)刻t6或者tl6是充放電電流超過可以將開路電壓視為不穩(wěn)定的預(yù)定值的時(shí)刻。另一方面，在步驟S35中判斷為不足基準(zhǔn)容量Al的運(yùn)算部24，當(dāng)在步驟S37中判斷為不足基準(zhǔn)時(shí)間B2的情況下，判斷自充電結(jié)束時(shí)刻起的放電容量是否不足預(yù)定的第二基準(zhǔn)時(shí)間A2(步驟S39)?；鶞?zhǔn)時(shí)間A2是比基準(zhǔn)時(shí)間B2短的長度。運(yùn)算部24，在判斷為并非不足基準(zhǔn)時(shí)間A2的情況下，自充電結(jié)束時(shí)刻t2起的經(jīng)過時(shí)間變長，難以區(qū)別由電壓檢測(cè)器21檢測(cè)到的開路電壓是放電后的開路電壓還是充電后的開路電壓，不實(shí)施充電率的寄存器值的更新。當(dāng)運(yùn)算部24在步驟S39中判斷為不足基準(zhǔn)時(shí)間A2的情況下，將由電壓檢測(cè)器21檢測(cè)到的開路電壓作為“充電后的開路電壓”，選擇充電側(cè)表作為充電率算出用表(步驟S41)。例如，如果是圖3 Ca)的狀況，在從電壓穩(wěn)定時(shí)刻t3到基準(zhǔn)時(shí)間A2的經(jīng)過時(shí)刻t4為止的期間內(nèi)選擇充電側(cè)表。運(yùn)算部24根據(jù)存儲(chǔ)于存儲(chǔ)器23的表示“充電側(cè)表”的特性數(shù)據(jù)，來將與在步驟S29中修正為25°C條件的開路電壓對(duì)應(yīng)的充電率作為二次電池10的剩余容量狀態(tài)算出，將充電率的寄存器值更新為該算出值(步驟S43)。因此，根據(jù)上述的實(shí)施例，對(duì)充電后的開路電壓和放電后的開路電壓進(jìn)行區(qū)別測(cè)定，并有選擇地應(yīng)用充電側(cè)表和放電側(cè)表作為充電率算出用表，由此始終能夠算出準(zhǔn)確的充電率而與充電后和放電后的狀態(tài)無關(guān)。以上，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例進(jìn)行了說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下能夠?qū)ι鲜鰧?shí)施例加以各種變形、改良和置換。
例如，在圖2中，也可以將充電后的無負(fù)載狀態(tài)下的特性曲線c和/或放電后的無負(fù)載狀態(tài)下的特性曲線d通過曲線擬合(curve fit)處理用多項(xiàng)式的近似模型函數(shù)來表示，將該多項(xiàng)式的各系數(shù)預(yù)先存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器23中。由此，與直接存儲(chǔ)針對(duì)每個(gè)充電率的開路電壓數(shù)據(jù)的情況相比，能夠削減存儲(chǔ)器23的容量。本國際申請(qǐng)主張基于2010年2月19日提出申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)2010-035128號(hào)的優(yōu)先權(quán)，并將2010-035128號(hào)的全部內(nèi)容援引到本國際申請(qǐng)中。符號(hào)說明I電池監(jiān)視系統(tǒng)10 二次電池20電池狀態(tài)檢測(cè)裝置 21電壓檢測(cè)器22溫度檢測(cè)器23存儲(chǔ)器24運(yùn)算部26穩(wěn)定等待時(shí)間算出部27電流檢測(cè)器
權(quán)利要求
1.一種電池狀態(tài)檢測(cè)裝置，其特征在于，具備 電壓檢測(cè)單元，其用于檢測(cè)二次電池的開路電壓；以及 充電率算出單元，其將由所述電壓檢測(cè)單元檢測(cè)到的所述二次電池的充電后的開路電壓，應(yīng)用于表示所述二次電池的充電后的開路電壓與所述二次電池的充電率之間的關(guān)系的第一電池特性，來算出所述充電率，將由所述電壓檢測(cè)單元檢測(cè)到的所述二次電池的放電后的開路電壓，應(yīng)用于表示所述二次電池的放電后的開路電壓與所述二次電池的充電率之間的關(guān)系的第二電池特性，來算出所述充電率。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電池狀態(tài)檢測(cè)裝置，其中， 在所述二次電池的充電后的放電容量在第一基準(zhǔn)容量以上的情況下，所述充電率算出單元選擇應(yīng)用所述第二電池特性來算出所述充電率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池狀態(tài)檢測(cè)裝置，其中， 在所述放電容量不到所述第一基準(zhǔn)容量、且自所述二次電池的充電結(jié)束時(shí)刻起的經(jīng)過時(shí)間在第一基準(zhǔn)時(shí)間以上的情況下，所述充電率算出單元選擇應(yīng)用所述第二電池特性來算出所述充電率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池狀態(tài)檢測(cè)裝置，其中， 在所述放電容量不到所述第一基準(zhǔn)容量、且所述經(jīng)過時(shí)間不到所述第一基準(zhǔn)時(shí)間的情況下，所述充電率算出單元選擇應(yīng)用所述第一電池特性來算出所述充電率。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電池狀態(tài)檢測(cè)裝置，其中， 所述電池狀態(tài)檢測(cè)裝置具備存儲(chǔ)單元，其存儲(chǔ)用于確定所述第一電池特性的第一特性數(shù)據(jù)和用于確定所述第二電池特性的第二特性數(shù)據(jù)， 構(gòu)成所述第一特性數(shù)據(jù)的開路電壓數(shù)據(jù)和構(gòu)成所述第二特性數(shù)據(jù)的開路電壓數(shù)據(jù)中的任一方用與另一方的差分電壓數(shù)據(jù)來表示。
6.—種電池狀態(tài)檢測(cè)方法，其特征在于， 檢測(cè)二次電池的開路電壓， 將所述檢測(cè)到的所述二次電池的充電后的開路電壓，應(yīng)用于表示所述二次電池的充電后的開路電壓與所述二次電池的充電率之間的關(guān)系的第一電池特性，來算出所述充電率， 將所述檢測(cè)到的所述二次電池的放電后的開路電壓，應(yīng)用于表示所述二次電池的放電后的開路電壓與所述二次電池的充電率之間的關(guān)系的第二電池特性，來算出所述充電率。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池狀態(tài)檢測(cè)方法，其中， 在所述二次電池的充電后的放電容量在第一基準(zhǔn)容量以上的情況下，選擇應(yīng)用所述第二電池特性來算出所述充電率。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池狀態(tài)檢測(cè)方法，其中， 在所述放電容量不到所述第一基準(zhǔn)容量、且自所述二次電池的充電結(jié)束時(shí)刻起的經(jīng)過時(shí)間在第一基準(zhǔn)時(shí)間以上的情況下，選擇應(yīng)用所述第二電池特性來算出所述充電率。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池狀態(tài)檢測(cè)方法，其中， 在所述放電容量不到所述第一基準(zhǔn)容量、且所述經(jīng)過時(shí)間不到所述第一基準(zhǔn)時(shí)間的情況下，選擇應(yīng)用所述第一電池特性來算出所述充電率。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電池狀態(tài)檢測(cè)方法，其中， 存儲(chǔ)用于確定所述第一電池特性的第一特性數(shù)據(jù)和用于確定所述第二電池特性的第二特性數(shù)據(jù)， 構(gòu)成所述第一特性數(shù)據(jù)的開路電壓數(shù)據(jù)和構(gòu)成所述第二特性數(shù)據(jù)的開路電壓數(shù)據(jù)中的任一方用與另一方的差分電壓數(shù)據(jù)來表示。
全文摘要
本發(fā)明提供電池狀態(tài)檢測(cè)裝置，其具備電壓檢測(cè)單元，其用于檢測(cè)二次電池的開路電壓；以及充電率算出單元，其將由所述電壓檢測(cè)單元檢測(cè)到的所述二次電池的充電后的開路電壓，應(yīng)用于表示所述二次電池的充電后的開路電壓與所述二次電池的充電率之間的關(guān)系的第一電池特性，來算出所述充電率，將由所述電壓檢測(cè)單元檢測(cè)到的所述二次電池的放電后的開路電壓，應(yīng)用于表示所述二次電池的放電后的開路電壓與所述二次電池的充電率之間的關(guān)系的第二電池特性，來算出所述充電率。
文檔編號(hào)G01R31/36GK102762995SQ20118000997
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2011年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月19日
發(fā)明者馬島吉英 申請(qǐng)人:三美電機(jī)株式會(huì)社